地铁车站深基坑支护结构稳定性分析

地铁车站深基坑支护结构稳定性分析

张波

张波

身份证号：3701221970****3011山东省济南市250200

摘要：现阶段，在地铁车站施工过程中，基坑开挖深度过大、地下水位比较高以及地基土质软弱等不良地质条件，使得深基坑工程再施工过程中经常出现一系列的事故。基坑工程的造价较高，处理起来非常困难。土体介质的复杂性和一些不确定性因素使得确定性分析存在局限性，并不能很好的反映实际工程情况。本文根据实际工程着重分析了深基坑支护结构在施工中遇到的问题，以及支护结构的稳定性验算。

关键词：稳定性分析；深基坑支护结构；应用

引言

现阶段我国地铁车站的建设项目逐步增多，地基结构面临着很大的压力，施工过程中深基坑支护尤为重要。深基坑支护时要保障各项施工技术的合理性，促使施工技术能够满足深基坑支护的基本需求，在此基础上维护深基坑的稳定性，体现深基坑支护在地铁车站的重要性。

1深基坑稳定性分析的基本原理

基坑开挖是土、桩、支撑之间相互作用的过程，在具体的工程施工中应该详细掌握建筑场地的土质特性、环境荷载因素和相邻建筑物的特征，了解其极限承载的能力。一个成功的基坑支护结构应该满足两点，即严格控制其变形与科学合理的设计方案。深基坑开挖属于随机过程，其采用的参数和计算模型都随时间变化，这种随机性仅仅用安全系数控制很难实现。稳定性分析就是在规定的时间和环境下，完成人们所设定功能的能力；可靠度即时间发生的概率，越接近1，其成功率越高。基坑稳定性分析的目的就是将结构中的不确定性因素定性的用确定性分析，并把这些因素运用到基坑设计中。基坑工程中不确定性类型有物理不确定性、统计不确定性、模型不确定性。深基坑中土体的强度和变形能力决定了基坑破坏的形式。在深基坑稳定性分析过程中，概率模型的好坏决定了各个变量是否能够真正的反应实际工作状态。深基坑的稳定性分析与设计是基于模型输入量和输出量的关系来判断结构的状态，输入量的随机性使得输出量也是随时间变化的函数，为了求出概率模型的期望值，必须基于大量的试验数据并进行拟合，只有这样求出的安全系数才能更加真实的反应支护结构的状态。

2深基坑支护施工关键技术的分析

2.1混凝土灌注桩施工技术

在深基坑支护技术中，混凝土灌注桩施工技术是最为常用的一项技术，所以对该技术的施工要点进行研究非常必要。相关管理和工作人员必须要掌握该技术的应用，保证施工操作的合理性。在进行混凝土灌注时，可以按照以下步骤进行施工：首先，对基坑壁进行有效的保护。一般可以用水泥材料对基坑壁进行加固处理。然后，注意对灌注孔的施工。钻孔前要严格按照科学的柱列间隔进行设计，检查无物后进行混凝土灌注桩施工。混凝土灌注桩施工操作比较简单，而且技术要求也不是很高，又能够有效降低塌孔的概率，可以为施工安全与施工质量提供良好的保障。另外，在施工过程中，根据实际需要还可能会涉及到护坡施工，而护坡施工的顺利进行又需要多步完善和调整，所以这就要求相应的施工人员具有较高的专业能力与耐心，不断积累工作中的经验和教训，促进施工的顺利开展。

2.2土钉支护施工技术

在开展土钉支护工作的过程中，要求相关人员对施工流程做到心中有数，首先要确定相关标准，在土钉拉拔的过程中，保证在实际操作过程中的拉拔力是在合理区间之内的，同时还要保证有专业的检验人员在现场控制工程效果。另外，在注浆过程中，要保证注浆量是符合工程实际需要的，同时还要适当加大注浆的力度，以保证最终效果。在对钻机的具体长度进行基本判断之后，对孔深进行精准计算，确定实际操作中的孔深符合相关标准。最后，在实际施工过程中，相关人员在选择外加剂的种类时应当做到慎之又慎，保证浆液中外加剂的类型、数量和配比是合理的，当灌浆完毕后要在第一时间进行补浆工作。

2.3土层锚杆施工技术

在进行土层锚杆施工时，必须要按照要求把握好施工流程，具体内容如下：①进行测量和定位。现场工作人员要根据施工场地的实际情况，以标准要求为指导，准确测量和定位锚杆的位置，充分保证各个位点的测量误差在合理范围内。然后，相关安全与质量负责人还要组织工作人员对实际测量定位情况进行监测，保证倾角、标高以及水平度等没有问题。②注意钻孔的设计和施工要点。在完成测量定位后，要准备进行钻孔工作。首先要根据需要合理设计孔的位置和间距，对设计方案进行审查和纠正，保证设计无误后再进行施工。在钻孔时，如果受到一些硬质材料的影响，钻孔受阻，不要强行钻进，而是要立马停止钻进，对钻孔部位进行检测，找到阻碍的根源，通过更换钻头或者钻进方式等方法进行合理解决，再按照计划继续钻进，减少钻磨损和设备的损伤。③进行合理的灌浆。为了保证锚杆的稳固，必须要合理应用灌浆进行加固。在此过程中，工作人员要对灌浆材料的配比进行合理的设计，并控制好搅拌时间和速度，做好灌浆前的检查，及时清理杂物与障碍，保证灌浆的顺利进行。

3深基坑支护稳定性分析

3.1失稳分析

深基坑支护施工中遵循静态极限平衡的原则，实际深基坑的土质、水体等均是动态平衡状态，静态极限平衡与动态平衡会在深基坑支护中引起失稳问题。研究深基坑支护稳定性时，需全面考虑基坑变形、失稳等问题。影响深基坑稳定性的因素有周围建筑物、地下水、地下管线、施工技术等，在深基坑支护中提高失稳因素的重视度，规划出解决失稳问题的措施，为深基坑支护技术提供稳定性的保障，规避深基坑支护施工技术中的失稳风险。

3.2基坑整体稳定性验算

基坑整体稳定性验算可以采用圆弧滑动的方法进行验算：KS=MR/MS＞1.2其中，KS表示安全系数，MR表示抗滑力矩，MS表示滑动力矩。基坑整体稳定性的分析根据不同的假设可以分为摩擦圆法、条分法等。用条分法进行基坑稳定性分析时，应该遵循以下假设：土是均匀同向的，滑动面是一个圆弧并与基坑支护结构底部相切，滑动土体是可以视为刚体并按平面问题考虑。瑞典条分法假定土条两侧力的大小相等方向相反，作用力重合，计算步骤为：首先确定圆弧滑动面保证与基坑结构底部相切，然后将滑动土体分成等宽的竖向土体，分条宽度一般为3m；其次，计算第i个土条的重量Wi，根据平衡条件求出土条底面的径向分力和切向分力；最后计算圆弧滑动面上各力对圆心点的滑动力矩和抗滑力矩。由于瑞典条分法忽视了条间力的作用，每一土条力的平衡条件是不符合要求的，因此产生的误差达到10%～20%。支撑的存在使得滑动面圆心的位置发生了变化，设置单道支撑改变了滑动面圆心的位置，使得圆心向坑内侧偏移，增加了基坑的整体稳定性。

3.3对检测与监测工作进行完善

在进行深基坑支护施工时，必须要对外部环境加以重视，因为受到外部环境的影响，会导致深基坑支护结构的质量下降，阻碍了建筑工程质量的提高。还要加强设计人员与施工人员之间的交流，技术人员要对实际的水文环境加强检测，及时的将水文环境变化数据进行分析，制定一个有效的施工方案，提高深基坑支护质量，保证整个建筑工程的基础质量。加强对施工过程中的各项工作的检测与监测，能够提高建筑工程施工质量。

结语

深基坑拓宽了地下空间，满足地铁车站的基本需求。深基坑支护中根据深基坑支护的类型落实施工技术。深基坑支护过程中还要实行稳定性评估，通过稳定性评估提高深基坑在地铁车站建设项目中的牢固性，确保深基坑受力稳定，规避潜在的支护风险。

参考文献：

[1]赵军.深基坑支护在建筑中的优化设计和应用探讨[J].四川水泥，2017（09）：77.

[2]王旭.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J].绿色环保建材，2016，08：127.

[3]刘连祥.深基坑支护设计与稳定性分析[J].建筑工程设计，2015，5（6）：12-13.