基坑施工对邻近既有道路路基变形规律分析

基坑施工对邻近既有道路路基变形规律分析

郑双

摘要：基坑施工对邻近既有道路路基变形是土木工程领域的重要问题。在城市建设中，基坑施工不可避免地影响到邻近的道路路基稳定性，可能导致路面沉降、裂缝等问题，甚至影响交通安全。因此，研究基坑施工对邻近道路路基的变形规律至关重要。了解这一规律有助于制定有效的施工监测和控制策略，确保城市基础设施的可持续发展。本研究旨在深入分析基坑施工对邻近道路路基变形的规律，为工程实践提供有益的指导和参考。

关键词：基坑施工；邻近道路；路基变形

1.基坑施工对路基变形的影响因素

1.1 基坑施工工程特点

基坑施工工程具有以下几个显著特点，这些特点对邻近道路路基变形产生了影响：

深度：基坑施工通常需要进行深挖，而深度越大，地下水位和土壤条件可能发生较大变化，导致邻近道路路基沉降或变形。

施工方式：不同的基坑施工方式，如明挖、盲挖、支护方式等，会对周边土体施加不同的应力，从而引起路基的不同响应。

施工时间：施工周期的长短和施工阶段的不同也会对邻近道路路基的变形产生影响。长期施工可能导致路基变形的持续性问题。

1.2 邻近道路路基特点

邻近道路路基的特点也是影响变形的关键因素，其中包括：

路基类型：不同类型的路基，如沥青路面、水泥路面、土路等，对基坑施工的响应不同。较软的路基更容易发生沉降。

路宽和荷载：路宽和承受的交通荷载会对路基的变形产生影响。大型交通工具的频繁通行可能加剧路基变形。

路基年限：旧路基可能由于年久失修而更容易受到基坑施工的影响，因此需要特别关注。

1.3 影响因素分析

影响因素的分析需要综合考虑基坑施工工程特点和邻近道路路基特点，以全面了解变形的根本原因。此外，还需要考虑地质条件、地下水位、施工监测和控制措施等因素。例如，基坑施工周边的地下水位高低将直接影响土体的稳定性，可能导致路基下沉或变形。同时，有效的施工监测和控制措施可以减轻基坑施工对路基的不利影响。

2.邻近既有道路路基变形规律分析

2.1 基坑施工前的路基状态分析

在基坑施工开始之前，首先需要对邻近道路路基的初始状态进行分析。地质情况的分析可以揭示路基下方的土壤特性，以及是否存在容易沉降的松散层或地下水。荷载状况分析可确定路基承受的交通负荷和频率，这对变形规律也有一定影响。

2.2 基坑施工过程中的路基变形观测

在基坑施工过程中，需要进行持续的路基变形观测。这包括以下几个方面：

沉降观测：通过设置沉降监测点，实时监测路基的沉降情况。这有助于及时发现沉降问题并采取措施。

应力应变观测：测量路基材料的应力应变情况，以评估路基的受力状况。这可以帮助预测潜在的路基破坏风险。

表层位移观测：监测路面的位移情况，包括裂缝的扩展和路面沉降。这有助于及时修复路面损坏。

地下水位监测：监测地下水位的变化，以了解基坑施工对地下水位的影响。地下水位的升降可能导致路基沉降或隆起。

2.3 基坑施工后的路基变形规律分析

基坑施工完成后，需要对邻近道路路基的变形规律进行分析，分析包括以下几个方面：

长期沉降趋势：观测并分析基坑施工后路基的长期沉降趋势，了解是否存在继续下沉的趋势。

变形特征：研究路基变形的特征，如沉降、侧向位移、裂缝等，以确定是否存在异常情况。

路基稳定性评估：基于变形规律的分析，进行路基稳定性评估，以确定是否需要采取修复措施。

3.基坑施工对邻近道路路基变形的数值模拟分析

3.1 建立数值模型

建立一个合适的数值模型来模拟基坑施工对邻近道路路基的影响。数值模型应包括基坑施工工程、路基结构、地下水位等要素的准确描述。地质参数、土壤力学参数以及施工工程参数等都应纳入考虑。常用的数值模拟方法包括有限元法和有限差分法，选择适合具体工程的方法非常重要。

3.2 模拟不同施工阶段的路基变形

建立了数值模型，可以开始模拟不同施工阶段的路基变形。这包括基坑开挖、支护结构的安装、土方回填、施工荷载施加等各个施工阶段的变形情况。模拟过程需要考虑施工时间、工序以及材料特性的变化。

3.3 分析模拟结果

模拟结果的分析是理解基坑施工对邻近道路路基变形规律的关键。在分析中，需要注意以下几个方面：

变形趋势：观察模拟结果中路基的变形趋势，包括不同阶段的沉降、位移等，以确定是否存在明显的规律。

灵敏性分析：通过对模型参数的灵敏性分析，确定哪些参数对路基变形影响最大，这有助于确定关键因素。

施工策略分析：基于模拟结果，可以评估不同施工策略对路基变形的影响，以优化施工计划。

变形限值对比：将模拟结果与规定的路基变形限值进行对比，以确定是否需要采取进一步的监测和控制措施。

4.影响因素的综合分析

4.1 基坑施工技术对路基变形的影响

不同的基坑施工技术会在路基变形过程中引起不同的应力分布和土体响应。例如，明挖和盲挖是两种常见的基坑开挖方式，它们对路基的影响方式不同。明挖通常涉及较大的土方开挖和支护结构的设置，可能导致较大范围的路基沉降。而盲挖通常在较小的空间内进行，对路基的影响相对较小。此外，支护结构的类型和设计也会影响变形情况，合理的支护结构可以减轻路基的变形。因此，在基坑施工前，需要仔细选择和规划施工技术，以最小化对邻近道路路基的潜在影响。在施工过程中，监测基坑周边路基的变形情况是至关重要的，以及时采取调整措施。综合考虑基坑施工技术对路基变形的影响，有助于确保道路路基的稳定性和安全性。

4.2 地质条件对路基变形的影响

不同地区的地质情况各不相同，这直接影响了路基的承载能力和变形特征。例如，在某些地区，路基下方可能存在松散的土层或高地下水位，这些条件会增加路基的沉降风险。此外，地下岩层的坚硬度和稳定性也会对路基的变形产生重要影响。在分析地质条件对路基变形的影响时，必须考虑地下土质、地下水位、地下岩层等因素，因此，在基坑施工前，必须详细了解地质条件，以确定潜在的变形风险。

4.3 施工监测和控制措施的效果分析

施工监测和控制措施在基坑施工对邻近道路路基变形的规律分析中扮演着至关重要的角色。这些措施旨在监测基坑施工过程中路基的变形情况，并采取必要的控制手段以减轻潜在的不良影响。首先，监测基坑施工过程中路基的变形情况是必要的。通过实时监测沉降、位移、应力等参数，可以及时发现路基变形的趋势和异常情况。这允许工程师采取及时的调整措施，以减少变形影响。其次，采取控制措施是为了最小化基坑施工对邻近道路路基的影响。这包括合理的施工工序安排、支护结构的设置、土方回填方式的选择等。通过优化施工策略，可以减少对路基的应力影响，降低沉降风险。最后，监测和控制的效果需要进行定期评估。这可以通过比较实际变形数据与预测模型的结果来实现。如果监测数据与模型结果相符，表明控制措施取得了预期的效果。如果存在差异，需要进一步调整和改进控制策略。

5.结论

综上所述，基坑施工对邻近既有道路路基的变形规律分析是土木工程中的重要课题。通过深入研究和综合分析基坑施工技术、地质条件以及施工监测和控制措施等多个因素，我们可以更好地理解和预测基坑施工对路基的影响。这有助于工程师采取必要的措施，确保邻近道路路基的稳定性和安全性。总之，深入研究和全面分析是确保基坑施工工程成功完成并维护交通安全的关键。

参考文献：

[1] 王文韬. 深基坑开挖支护过程对临近城市道路路基变形的影响研究[D]. 湖南:长沙理工大学,2016.

[2] 李梅芳,肖军华,宫全美,等. 邻近既有线深基坑开挖过程中的动力响应分析[J]. 华东交通大学学报,2011,28(5):93-97.