|
异沉降过大将造成管线的变形和断裂,尤其是沈阳地区的供排水管线大都年代较久,腐蚀老化现象严重,抵抗变形的能力降低,一旦发生管线破裂,大量的水流入工作面,将造成土体大面积垮塌,后果将十分严重,直接影响施工范围内建筑物和人员的安全。②盾构施工对土体的挤压和剪切作用,使土体的孔隙比减小,土体被压密,从而引起地表的下沉,在盾构前方由于挤压作用,局部产生土体隆起。③盾构在进出工作井时,经常要采取降水措施,降水使土层中的有效应力增加,土层被压密;另外,由于周围土体的不断补给,在一定范围内会产生动水压力(沈阳地区地下水埋藏浅,蕴含丰富,水量补给大,施工降深大,更易形成动水压力),从而使土中有效应力进一步增加,产生土体主固结沉降。对于西部张士站到黄海路站尚存在粘性土的次固结沉降。④盾构掘进后土体处于应力释放的状态,如果盾尾空隙充填不足和不及时,将引起土体的下沉[2~4]。
盾构掘进引起的土体变形(地表位移)沿盾构前进方向可以分为五个不同的区段,见图1。
2.2 基坑开挖引起的环境岩土工程问题
沈阳地铁一号线有10座车站采用明挖法施工。深、大基坑的施工产生的环境岩土工程问题,主要表现为土层的沉降和变形。由于土层的沉降和变形使地表及其周边建筑物产生沉降、开裂和倾斜,地下管线发生侧移、沉降和开裂。
上述问题的出现主要涉及以下几个方面:
(1)基坑围护结构的变形
基坑开挖过程中,围护结构主要承受水平方向的土压力,产生向基坑方向的水平位移,从而使坑外地表发生变形,并且随着开挖深度的增加,地表变形的范围增大,最大变形量增大。当基坑周边作用有不均匀超载(例如在基坑周边分布有天然地基或经浅层处理的建构筑物),也将引起土体的侧向位移,并且随着超载量的增大,侧向位移量增加。同时随着开挖的不断进行,桩体侧向位移也将增加。图2为沈阳地铁某明挖区间实测围护桩水平位移曲线,图3为某围护桩钢管支撑轴力变化曲线。
(2)墙外土体的的固结沉降
基坑围护结构的外侧地面上拥有不均匀超载, 引起土体的竖向固结,造成地表下沉,并随着超载量的增加沉降量有所增加。深基坑工程一般都需要进行施工降水,以保证作业面干燥,改善土体的工程性质。但是,无论是坑内降水还是坑外降水,都将引起坑外土体中孔隙水压力下降,有效应力增加,使土体产生固结沉降。随着距基坑距离的增加,沉降量减小,使建(构)筑物产生不均匀沉降。坑外降水引起的沉降量和影响范围都远远大于坑内降水,因此条件允许的情况下,应优先考虑坑内降水,减少土层的固结沉降量。
(3)基坑坑底隆起变形
坑底隆起通常是指在软弱粘性土中,连续墙背面的土压引起基坑底面的滑动破坏现象。在砂性土中,因上下土层透水性相差较大,基底处土质的相对透水性低,土层重量小于浮力,亦会产生基底隆起[6]。因此尽管沈阳的地层多为砂性土,坑底隆起变形仍是沈阳地铁施工中应加以关注的一个问题。
坑底隆起变形主要由以下几个因素产生:由于坑内土体的挖除,坑底土的自重应力释放,向上回弹,土体产生松弛和蠕变,基底隆起;坑内的卸载,使围护结构在上面(1)所述的多种原因共同作用下,产生向内的位移,在坑底范围内,向基坑方向挤压土体,造成坑底隆起;由于施工管理不善、基坑开挖后搁置时间过长、降雨等原因造成作业面大量积水,土体吸水膨胀(尤其是粘性土、软粘土和膨胀性土),引起坑底隆起。
(4)流沙和管涌问题
基坑施工过程中由于施工降水的作用,造成坑内外水头差,产生因动水压力引起的渗流破坏,主要表现为流沙和管涌。该种破坏更多的出现在砂性地层中,因此沈阳地铁施工应给以足够的重视。
当基坑 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
|
