地铁基坑周边堆载对基坑稳定性的影响

｜《中国高新科技》杂志2021年第04期
｜作者/陈芃（青海建筑职业技术学院讲师）

摘要：地铁施工建设过程中，基坑施工是非常重要的环节，对于地铁施工稳定性和安全性都有非常重要的影响，而在实际的地铁基坑施工中，施工前期要设计到临时堆载问题，会对施工造成一定的影响。文章针对基坑施工周边堆载问题进行分析研究，简要阐述了S地铁基坑施工的主要情况，对基坑堆载问题进行监测分析，研究了基坑周边堆载对基坑稳定性的影响。

关键词：地铁基坑；周边堆载；基坑稳定性

01地铁基坑施工概况

地铁工程为S 市地铁工程，其中工程设计高程20.8~23.5m，地铁路段施工挖掘方法选择明挖法进行施工挖掘，保证实际的挖掘效果。另外，在实际的挖掘过程中， 其挖掘路段总长度为 346.284m，路标设计为YDK32+215.273~YDK32+561.558，施工后宽度设计为10.4m，基础构架选择设计为箱型混凝土施工框架。

地铁工程基坑挖掘深度设计为15.903~21.061m，具体施工过程选择分两期完成，其中一期施工长度为116.558m，二期施工设计长度达到229.72m。基坑施工前对基坑周围进行了围护结构施工， 其中施工采用 1000~1200mm 以及800mm 灌注桩组合，保证施工的合理性。

基坑隧道施工前对隧道地层进行分析，其中包括人工填筑土、冲洪积黏性土及砂层、残积土、全风化岩等层级，根据各层级地质情况计算可知，本地铁基坑施工工程的安全等级达到1 级级别，基坑施工安全，为后续的基坑良好施工奠定了基础。

02地铁基坑施工监测

地铁基坑施工是地铁工程施工中的重要组成部分，直接关系到地铁施工的质量和安全性。而在实际地铁施工过程中，为了保证地铁基坑施工质量，在实际的基坑施工过程中，要对基坑施工进行合理的监控，才能够保证基坑稳定和基坑施工安全。图1 为本次地铁基坑施工中针对基坑施工进行监测布置方案。

如图1 所示，基坑施工主要包括5 部分进行：①对基坑施工中桩顶竖向位移进行施工监测（ZQC）；②对基坑施工中桩顶水平位移进行施工（ZQS）；③对基坑施工中桩体水平位移进行检测（ZQT）；④对基坑施工地表降进行检测（DBC）；⑤对基坑施工支撑轴力进行施工（ZCL）。通过做好监测方案，保证工程施工监测合理，也能够保证工程施工良好进行。

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图1 基坑施工监测方案图

2.1 基坑堆载检测
基坑堆载问题出现会对基坑施工造成一定的影响，因此在实际基坑施工过程中，要对基坑堆载进行分析研究。本次基坑施工中通过对堆载前后的基坑检测数据对比进行分析， 并研究基坑堆载对基坑稳定性的影响。在基坑开挖前对基坑实施合理的监测并实现了基层数据值得记录；在基坑施工过程中，影响到基坑稳定性的主要因素是支撑轴力因素，所以本文主要针对基坑监测支撑轴力数据进行分析研究。其中表1为基坑开挖前，无堆载问题的基坑支撑轴力数据统计表， 其中检测中主要完成 ZCL-14、ZCL-15 的数据。

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表1 无堆载检测数据分析

通过表1 可以发现，在基坑施工前，无堆载现象时，基坑支撑轴力累计值都没有达到或者超过实际的设计控制值， 说明此时的基坑支撑轴力符合实际的施工标准，并且不会对施工安全性造成影响，基坑稳定性良好。

2.2 基坑开挖载荷出现后的监测数据
基坑开挖后，土方荷载开始出现并且呈逐渐增加的情况，从而会对施工造成一定的影响，也会影响到施工的稳定性， 而为了研究基坑堆载出现后的基坑稳定性，本文调取了地铁基坑开挖后的基坑堆载相应数据，并对无堆载数据进行分析，以下是对基坑开挖后的数据分析研究。

（1）基坑开挖后基坑堆载出现，其堆载最大体积达到10m×5m×8m 左右，对基坑产生了一定的影响。
（2）基坑堆载分析研究过程中，同样选择对ZCL-14 和ZCL-15 的支撑轴力进行检测分析，并进行了连续4 天的数据监测。
（3）ZCL-15-1、ZCL-15-3 位置的基坑支撑轴力数据变化较大，图2~5 为基坑堆载后4 天时间内的支撑轴力变化。通过变化图走向可以了解到，随着基坑周边堆载逐渐增加，基坑周边的支撑轴力也开始出现增加变化，并且全部超过了设计控制值，此时说明了基坑稳定性受到严重的影响， 对于基坑施工安全性也有重要影响。

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图2 ZCL-14-1 支撑轴力变化

由图2 可知，ZCL-14-1 从开挖后出现堆载到第4 天为止， 支撑轴力增加了 92.8％，达到1597.32kN，超过水控制值的900kN。

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图3 ZCL-14-3 支撑轴力变化

由图3 可知，ZCL-14-3 从开挖后出现堆载到第4 天为止，支撑轴力增加了95.6％、达到2402.3kN，也超过了设计控制值。

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图4 ZCL-15-1 支撑轴力变化

由图4 可知，ZCL-15-1 从开挖后出现堆载到第4 天为止，支撑轴力增加了105.47％，达到1898.75kN，超过了限制值。

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图5 ZCL-15-3 支撑轴力变化

由图5 可知，ZCL-15-3 从开挖后出现堆载到第4 天为止，支撑轴力增加了84.3％，达到2762.3kN，超过了限制值。通过数据分析可知，在基坑出现堆载后，其支撑轴力值迅速增加，并且超过实际限值，对基坑稳定性造成巨大的影响， 导致基坑施工受到影响，也在一定程度上影响了基坑施工的安全性。

03基坑堆载的合理控制策略

（1） 对基坑堆载问题进行重视，要求工程方施工过程严格做好基坑堆载处理规划，保证基坑堆载施工合理。
（2） 对基坑堆载问题进行良好的处理，选择边挖掘边处理的方式，在基坑挖掘的过程中就对基坑堆载进行清理， 保证基坑施工安全稳定。
（3） 对基坑施工进行合理的规划，做好堆载清理规划，也要做好基坑周边的设备以及材料堆载规划，防止基坑堆载问题出现，控制基坑施工的合理性。

04结语

本文针对基坑施工进行了分析，主要研究了基坑挖掘中的堆载问题，通过工程案例分析方向，基坑挖掘堆载问题会对基坑稳定性造成影响，所以在实际的基坑施工中，应做好基坑堆载规划以及基坑堆载技术处理，保证基坑工程施工稳定。

作者简介：陈芃（1987-），男，河北唐山人，青海建筑职业技术学院讲师，研究方向：市政工程技术。

参考文献
[1] 许林克. 地铁周边联合大基坑开挖对地铁结构的风险分析及监管对策[J]. 建材与装饰，2018（3）：268-269.
[2] 吴乐婕. 浅谈周边基坑施工对成都某地铁车站的影响[J]. 四川水泥，2018（3）：292.

作者：陈芃（青海建筑职业技术学院讲师）
本文刊发于《中国高新科技》杂志2021年第04期
来源：中国高新科技期刊社