中圖分類號(hào)：TU475.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-6903(2025)03-0001-03

0 引言

濕陷性黃土在特定壓力下浸水會(huì)產(chǎn)生明顯濕陷變形，其工程特性使地鐵基坑施工結(jié)構(gòu)響應(yīng)與普通地質(zhì)狀況大不相同[。從土體穩(wěn)定性看，濕陷性黃土?xí)档头€(wěn)定性，增加基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)，可能引發(fā)嚴(yán)重事故。從支護(hù)結(jié)構(gòu)看，黃土濕陷特性使支護(hù)結(jié)構(gòu)需承受更大荷載，對(duì)設(shè)計(jì)和施工要求更高。如果該地區(qū)地下水復(fù)雜，其變化會(huì)加劇黃土濕陷，影響基坑穩(wěn)定性，為此有效處理地下水成為施工中亟待解決的問(wèn)題。

深入研究濕陷性黃土地區(qū)地鐵基坑施工結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性及控制技術(shù)很有必要，有利于了解施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)采取有效控制技術(shù)提供依據(jù)和確保地鐵建設(shè)安全質(zhì)量以及城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都有借鑒意義[2]。

1濕陷性黃土對(duì)地鐵基坑施工結(jié)構(gòu)影響

1.1工程概況

某工程涵蓋2站2區(qū)間及一個(gè)換乘大廳，線路長(zhǎng)2.854km 。其中包括華清路-蘇王村站區(qū)間，長(zhǎng)1587.2m，設(shè)3個(gè)聯(lián)絡(luò)通道及一個(gè)風(fēng)井兼聯(lián)絡(luò)通道，采用盾構(gòu)法施工。蘇王村站長(zhǎng) 264.38m ，為地下二層島式車站，明挖加局部暗挖法施工。蘇王村站-廣泰門站區(qū)間長(zhǎng)800.223m ，采用盾構(gòu)法施工并設(shè)一座聯(lián)絡(luò)通道。廣泰門站長(zhǎng) 193m ，為地下三層島式站臺(tái)車站，明挖加局部暗挖法施工。萬(wàn)壽路站換乘大廳總長(zhǎng) 59.6m ，為兩層單柱雙跨箱型框架結(jié)構(gòu)，采用明挖順作法施工。各部分工程均有明確的結(jié)構(gòu)形式、工法及規(guī)模，在施工中面臨不同的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境挑戰(zhàn)。

1.2對(duì)施工結(jié)構(gòu)的影響

1.2.1對(duì)土體穩(wěn)定性的影響

濕陷性黃土遇水強(qiáng)度急劇下降，地鐵基坑施工中開挖會(huì)打破土體平衡。隨著施工進(jìn)行，土體應(yīng)力狀態(tài)改變，其可能引發(fā)基坑邊坡失穩(wěn)、坍塌。施工中的振動(dòng)、加載會(huì)加速黃土濕陷，降低土體穩(wěn)定性[3]。

1.2.2對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的影響

濕陷性黃土濕陷變形會(huì)對(duì)地鐵基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向推力致其變形。由于施工推進(jìn)使支護(hù)結(jié)構(gòu)承受壓力不斷變化，變形控制更為復(fù)雜，若設(shè)計(jì)施工無(wú)法適應(yīng)變形，就可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂、傾斜甚至破壞。

1.2.3對(duì)地下水的影響

在濕陷性黃土地區(qū)，地下水會(huì)改變黃土濕陷特性，使土體穩(wěn)定性難以預(yù)估。地下水壓力會(huì)增加基坑底部隆起風(fēng)險(xiǎn)，施工中若處理不當(dāng)，地下水涌入基坑還會(huì)影響施工正常開展[4。

2地鐵基坑施工處理方法

2.1處理方法

要優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)黃土特性和工程情況，選擇地下連續(xù)墻、灌注樁加內(nèi)支撐等合適形式來(lái)承受黃土濕陷產(chǎn)生的額外壓力[5，具體工藝有以下3種。

2.1.1地基處理施工工藝

強(qiáng)夯法需先平整場(chǎng)地并確定強(qiáng)夯點(diǎn)位置，再用起重機(jī)提升重錘自由落下沖擊黃土層，多次強(qiáng)夯后填平夯坑。灰土擠密樁法要先樁位放線，機(jī)械成孔后分層填入灰土并夯實(shí)。

2.1.2防水處理施工工藝

施工防水帷幕時(shí)按設(shè)計(jì)要求籌備設(shè)備和材料。深層攪拌樁止水帷幕用攪拌樁機(jī)使水泥漿和土體均勻攪拌成連續(xù)帷幕。

2.1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝

地下連續(xù)墻先施工導(dǎo)墻，再用成槽機(jī)開挖槽段，放入鋼筋籠后澆筑混凝土。灌注樁加內(nèi)支撐則先進(jìn)行灌注樁施工，達(dá)到強(qiáng)度后安裝內(nèi)支撐。

2.2 檢測(cè)方法

2.2.1土體穩(wěn)定性檢測(cè)

采用全站儀、水準(zhǔn)儀等儀器對(duì)基坑周圍土體的位移和沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)埋設(shè)測(cè)斜管，監(jiān)測(cè)土體的側(cè)向位移。同時(shí)，進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，測(cè)定黃土的物理力學(xué)性質(zhì)變化。

2.2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)

在支護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)等傳感器，監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形情況。采用超聲波檢測(cè)法對(duì)灌注樁的完整性進(jìn)行檢測(cè)。

2.2.3 防水效果檢測(cè)

通過(guò)對(duì)基坑周圍地下水位的監(jiān)測(cè)，判斷防水帷幕的正水效果。在基坑內(nèi)部設(shè)置集水井，觀察排水量的變化，評(píng)估防水處理的有效性。

2.3 結(jié)果分析

2.3.1土體穩(wěn)定性結(jié)果分析

圖1為地表沉降曲線。從圖1a中給可以看出，對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行強(qiáng)夯法加固，能夠明顯降低地表沉降值，其中未處理時(shí)最大沉降值為 11.9mm ，而進(jìn)行夯實(shí)處理后地表最大沉降值為 5.5mm ，下降了

在對(duì)地表進(jìn)行夯實(shí)處理時(shí)，地表沉降速率較快。此時(shí)重錘的沖擊使得土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，孔隙水壓力急劇上升，土體顆粒重新排列，導(dǎo)致地表快速下沉。強(qiáng)夯后地表沉降速率逐漸減緩。此時(shí)土體逐漸被壓實(shí)，孔隙水壓力開始消散，土體的壓縮性降低，沉降速度相應(yīng)減慢。在此過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)階段性的沉降停滯或小幅回彈，這是由于土體在強(qiáng)夯作用下的應(yīng)力調(diào)整和孔隙水壓力的變化導(dǎo)致的。

最后地表沉降趨于穩(wěn)定。此時(shí)土體已基本被壓實(shí)，孔隙水壓力消散完畢，地表沉降量不再明顯增加。圖1b為不同位置的地表沉降值，從圖1b可以看出，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)夯處理后地表沉降值顯著下降，其最大沉降值為7mm ，相較于為加固時(shí)的 12.3mm 下降了 43.1% 。進(jìn)行強(qiáng)夯處理后，隨著距離夯實(shí)點(diǎn)距離的增加地表沉降值逐漸增大，最大值位于夯實(shí)點(diǎn)中間位置，分別為6.7mm 與 7mm

2.3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)果分析

圖2為對(duì)地鐵基坑中支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固后側(cè)向位移變化曲線。從圖2中可以看出，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固后支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量相較于未加固時(shí)明顯降低，其最大變形量為 6.5mm ，相較于未加固時(shí)的 10.9mm 下降了40.4% 。這主要是因?yàn)閷?duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固后，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。通過(guò)采用合適的加固方法，如增加支撐數(shù)量、提高支撐材料的強(qiáng)度等，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠更好地抵抗土體的側(cè)向壓力。加固后的支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性更好，能夠更有效地分散和傳遞外力，從而減少了變形量。

從圖2中還可以看出，對(duì)支護(hù)進(jìn)行加固初期其變形量要大于未加固時(shí)的變形量。這可能是由于在加固初期，加固措施尚未完全發(fā)揮作用，而施工過(guò)程中的土體擾動(dòng)等因素仍然對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。加固施工本身可能也會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成一定的附加應(yīng)力，導(dǎo)致初期變形量較大。隨著加固措施的逐漸生效和土體的穩(wěn)定，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量逐漸減小并趨于穩(wěn)定。

2.3.3 防水效果結(jié)果分析

圖3為不同處理方法處理后的土體結(jié)構(gòu)含水率變化曲線。從圖3中可以看出，土體結(jié)構(gòu)中含水率的變化隨著深度的增加而增加。這主要是因?yàn)殡S著深度的增加，土體受到的上覆壓力逐漸增大，土體的孔隙度相對(duì)減小，使得水分更難排出，地下水的影響也可能隨著深度增加而更加明顯。在一定深度范圍內(nèi)，地下水的毛細(xì)上升作用以及土體自身的保水能力使得含水率隨深度增加。

無(wú)論是采用防水帷幕、強(qiáng)夯法，還是采用兩者聯(lián)合的方法，都能夠降低土體結(jié)構(gòu)的含水率，其最大含水率分別為 11.2mm 、 11.6mm 、 8.4mm ，相較于未處理的 15mm 分別下降了 25.3% 、 22.7% 與 44% 。采用防水帷幕能夠有效阻止外部水源 (如地表水和地下水)滲入土體，從而減少了土體中的水分來(lái)源，降低了含水率。強(qiáng)夯法則通過(guò)重錘的強(qiáng)力沖擊使土體被壓實(shí)，孔隙體積減小，從而將土體中的水分?jǐn)D出，降低了含水率。而采用兩者聯(lián)合的方法，一方面防水帷幕阻止了外部水源的補(bǔ)充，另一方面強(qiáng)夯法進(jìn)一步排出了土體內(nèi)部的水分，兩者協(xié)同作用，使得土體含水率下降更為顯著。

在濕陷性黃土地區(qū)地鐵基坑施工中，要綜合多種方法。強(qiáng)夯法、設(shè)防水帷幕和優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)可提升穩(wěn)定性。施工工藝包括地基、防水和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工等環(huán)節(jié)，檢測(cè)結(jié)果顯示，這些方法可降低地表沉降、結(jié)構(gòu)變形和土體含水率，為地鐵建設(shè)提供技術(shù)保障。

3結(jié)束語(yǔ)

對(duì)濕陷性黃土地基采用強(qiáng)夯法加固后，地表沉降值大幅降低。未處理時(shí)最大沉降值為 11.9mm ，夯實(shí)后降至 5.5mm ，降幅達(dá) 53.8% ，且隨距夯實(shí)點(diǎn)距離增加沉降值增大，最大值在夯實(shí)點(diǎn)中間，可見(jiàn)強(qiáng)夯法對(duì)提高土體穩(wěn)定性效果顯著。

地鐵基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)加固后，變形量比未加固時(shí)明顯減少。未加固最大變形量 10.9mm ，加固后為 6.5mm 5降幅 40.4% ，這表明增加支撐數(shù)量、提高材料強(qiáng)度等加固方法可有效提高支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度。

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