0引言：近几十年来，由于我国城市化的迅猛推进，充分利用地下资源的重要性日益凸显，从而推动了都市的可继续快速发展。尤其是在地铁方面，截止2018年底，我国共计建设185条都市地铁条线，总长度高达5761.4公里，而地下管线的比重高达3639.8，占比高达63.2%。随着地下铁路的广泛发展，许多基坑项目都被布置在都市的核心区。然而，由于它们的存在，它们的开掘活动将严重危害到附近的居民及其他地面结构，若是管理不善，将极易给社会带来严重的后果。市居住人口急剧增长，土地资源有限导致交通拥堵、环境污染等问题，促使城市向地下空间开发。大量地下设施的建设，如大型商业体地下层、地下停车场、地铁车站等，都需要进行地层开挖。全国已有36个城市开通地铁，包括北京、广州、上海等，许多城市仍在进行线路拓展，其他城市正在规划和新建地铁。为适应建设需求和提高设计施工水平，基坑规模向着大深度、大尺度发展，例如昆明火车北站基坑开挖深度达38.6米，地连墙深度72米等。同时，变形控制的高标准使得对基坑变形特性、环境影响及变形控制方法的研究变得至关重要，研究方向越来越精细化。[1]

由于其复杂的结构特征，基坑工程的安全风险较高，其中的各种影响因素都会对其产生巨大的影响，而这些因素又会对其产生明显的空间效果，这就使得以变形控制[2]为中心的设计理念受到了普遍的接受与实施。由于这个原因，在这个领域中，关于地铁车站的深层建筑的安全和防护的研究变得越来越重要。

1研究现状及趋势

在开展变形控制工作之前[3]，我们必须充分了解基坑的变形特征，并仔细研究其对基坑本身及其周边环境的影响。此外，为了有效地控制变形，我们还必须对可能存在的风险因素进行全面的分析，并制定出有效的风险管理策略和措施。变形预测分析是基坑工程设计和施工过程中不可或缺的重要组成部分，它旨在精确预测基坑开挖过程中可能出现的变形，以及它们可能给周边环境带来的不利影响，从而使得施工方案更加科学、合理、高效。

然而，不同地质水文条件下，基坑变形特性也会有所不同，同时基坑的基本尺寸、支护结构形式及其稳定性要求等也存在较大差异。从目前国内外在基坑工程方面的研究现状来看，对于软土地区基坑工程的研究较为深入，研究方法和手段也相当成熟。但是，对于以砂卵石为主的北京等地区，研究相对较少且分散，主要研究方向包括基坑设计方案的选择和优化、施工监测分析、工程数值模拟以及基于实测的变形分析等，得到的有较高实用价值的研究成果相对软土地区也较少。此外，基于软土地区基坑的研究成果也很难准确应用于其他地层。因此，我们需要通过分析不同地层条件下基坑开挖的变形特性、稳定性、环境响应等内容，从而实现对基坑工程更全面的认识，使基坑工程风险评估及控制能够有的放矢。[1]

在 19 世纪 90 年代之前，城市人口较少，土地利用效率低，基坑工程的开挖深度较浅，因此施工对周边环境的影响较小，基坑设计主要满足自身稳定即可，环境问题并不突出。然而，近 20 年来，随着我国城市建设的快速推进，基础设施建设需求不断提升，单一的基坑工程施工已演变为大规模的基坑群施工。过去，大片的地面空间如今已经变得拥挤不堪，而且，由于道路网络的错综复杂、铁路网络的纵横交错，以及周边的高楼大厦、地下管道、土壤的多变，使得地铁深基坑的施工面临着极大的困难。随着基坑的深入，基坑的围护结构以及它们所处的环境都有可能出现变形或者位移，这将对基坑的稳定性、对周边环境的破坏、对工程的完工以及对社会的经济效益都有着重要的意义。为了有效地防止变形，并采取有效措施提出了一系列的变形管理措施，以期望达到基坑工程的安全运营。[1]

1.2国内外研究存在问题

（1）如果我们忽视空间效应对基坑工程变形的重要性，那么我们的研究将会受到限制，因为我们只关注于某个特定的基坑工程或断面的最大变形，而忽略了其他部位的变形情况。这将会导致我们的研究结果偏离实际情况，无法得出有价值的结论。因此，精确而全面地评估和控制基坑的总体变形是极其重要的。

（2） 当前的研究很少关注如何综合评估软黏土地区[3]的基坑稳定性，而是将重点放在了它们的抗隆起能力以及地下水渗漏能力上。目前的技术手段只能为这些问题提供微小的解决办案，而无法满足实际应用的需求。由于缺乏对多种因素的充分认识，如土壤结构、结构的不均匀性、地表水的流动情况、建筑物的大小和位置，使得这些方案无从应用。

（3）目前，基坑变形与环境响应之间的关系尚未完全清晰。因此，国内外的学者正在努力探索更加精准的方法来评估基坑围护结构和周围土体的变形，以及更有效的方法来减少这种影响。尽管如此，由于研究对象的局限性，很难将基坑与周围环境的相互影响联系起来。

2地铁车站深基坑工程变形特性分析

通过极限平衡法、极限分析法以及常规位移有限元法等多种分析技术，能够有效评估出软土基坑的抗隆起稳定性，这不仅能够提高其安全性，而且能够控制其发生的变形，进而达到良好的建筑效益。随着技术的发展，c-φ土体抗隆起稳定性分析已经成为当今我国基坑建设的重要研究课题。为了更好的评估这一问题，目前已经有了两种不同的方法：地基承载力模拟法、圆弧滑动法。为了更好的评估这两种方法的准确性，研究人员还需要根据不断变化的环境条件，调整方法，使其能够更好的反映土体的抗隆起稳定性。经过系统的研究，我们发现，将土体的各向异性与基坑的时间与空间因素相结合，能够得出一个更加科学的解决方案，这将会大大提高地铁车站的深基坑施工的可靠性。我们将采用多种技术手段，包括理论模拟、数值模拟以及实际测量，来探讨这一项目的可能的变形、安全、可操作的风险以及可能的防范措施。本次研究的重点是：

（1）根据先前的研究结论，为了更好的评估地铁车站深基坑的抗震能力，我们采用了一种新的、更加全面的分析技术，即采用了一种基于圆弧滑动的技术，它能够更好的评估地质水文条件、土体的强度、空间尺寸、狭长型基坑的特点，并且能够更准确的预测其可能出现的破坏，从而更好的保障了地铁车站的安全运营。通过定性分析，深入探究不同影响因子的作用机制及其发展规律。

（2）通过应用数值计算和数理统计技术，我们可以更好地了解基坑开挖对周围环境的影响。为了更好地评估这种影响，我们将利用相关的工程资料，建立标准化的模型，并从多个角度分析和评估基坑开挖对周围环境的影响。经过系统的研究，我们发现不同的方案会对建筑物的变形产生不同的影响，并且我们提出了一种综合评估基坑开挖对周围环境的影响的方法。

（3）根据研究结果，我们制定了一个针对不同地层条件下的地铁车站深基坑工程的风险识别、评估和控制方案。我们对京津地区的一些工程进行了分析，总结出了工程中可能存在的各种危险因素。我们还对这些因素进行了综合考虑，包括变形特性、稳定性和环境因素。

一般来说，基础设施的变形特征是由于地质、水文、建筑物类型、施工规模以及所处的环境因素而产生的。这些因素会导致建筑物的侧向位移、土壤的沉淀以及土壤的高低。这些因素都会导致建筑物的变形，并且会产生不同的程度的影响。尽管理论分析可能无法提供精确的数据，但是通过实验数据的综合评估，可以更好地了解基坑的变形特征，从而更好地掌握其发展趋势。另外，通过综合运用空间效应，可以更加精细地掌握基坑的各个方向的变化，从而更好地掌握其发展规律，从而更好地进行综合管理。当我们考虑到建筑物的安装、运营和维护的过程时，我们会特别留意到建筑物的中心区域，而忽略了那些可能会产生严重后果的区域。由于我们没有考虑到这些区域的特殊性，我们可能会发生一些严重的建筑灾害。因此，我们必须加强对建筑物的安装，特别是那些可能会产生严重后果的区域。

3 对于地铁车站的深基坑工程，我们需要进行稳定性分析。

3.1 引言

进行基坑稳定性评估非常关键，尤其适用于需要精确掌握周围环境的情况。如果出现了基坑的失稳，将会给周围的环境造成巨大的损害。这种情况的出现可以归咎于没有充分考虑到天气、振动、超载等外部条件，以及缺乏良好的水文管理措施。此外，还会受到土壤质量的下降以及建筑物的缺陷等内部原因的影响。除了传统的支撑结构，多种多样的支撑方法也会影响基坑的稳定性，并导致各种各样的损伤。通过研究各种损伤方法，我们可以更好地掌握基坑的稳定状况[3]，并将其作为进行更有效的维修工具。当前，软黏土地区的基坑稳定性问题受到了广泛的重视，但是，目前的相关技术仍然存在局限，无论是宏观的力学模型还是仅仅针对某个特定影响因素的分析，都无法满足当前的技术需求。由于缺乏对土体结构特征、空间分布、以及其他多种不同的力学特征的充分认识[4]，许多现有的稳定性评估技术无法有效地反映出地基的结构特征，从而有可能引起严重的地基安全隐患。

3.2 研究基坑的抗隆起稳定性，以确保其安全可靠。

当前，用来解析深地基抗膨胀均衡稳定性的技术有三种：极限平衡法、极限分析法以及弹塑性位移限制单元法。当中，极限平衡法采用Terzaghi公式方法及Bjerrum-Eide[5]公式方法作为理论支撑，它们均以地基的承载能力作为分析方法的核心参数。近年来，许多关于极限平衡法的研究已经从传统的圆弧滑动法转向更加先进的技术，以更加精确的结果来反映地质结构的变化。尽管它们的理论支撑比传统的弹塑性理论更加精确，但由于它们的求解过程中存在许多人为的误差，以及受限的参数，使得它们的发展与实际应用受到限制。随着技术的进步，圆弧滑动法已被普遍采纳，成功地被运用于上海、天津等软土地区的地铁车站的基坑施工，取得良好的效果。它不仅可以有效地提高施工质量，而且还可以有效地保障地铁车站的抗震能力和结构的稳定。借助于先前的计算模型，我们能够深入研究狭窄的地基的变形行为，并且能够比较两种不同的城市地层的特征，从而为地铁车站的基坑结构的安全稳定性提供完整而且科学的评估。

4 地铁车站深基坑施工环境响应分析

在深基坑工程的施工进程中，由于外界的应力场的改变，将在较大的程度上改变基坑的位置，进而引起基坑的变形，这将严重危害到附近的建设项目，尤其是基坑的稳定性，若基坑的变形控制不力，将有可能给附近的环境带来严重的危害，比如说不均衡的沉降、开裂等，严重时还将危及到人们的健康和财产。此外，由于外部环境的变化，可能导致深基坑的施工受到严重的挑战。

目前，研究人员正在努力探索深基坑开挖环境响应的机制，以更好地了解基坑变形对周边建筑物的影响。目前，研究方法包括实际变形统计和数值模拟等，但仍存在一些挑战：首先，由于实测统计结果受到地域限制，而且基坑工程与周围环境之间的关系复杂多变，仅凭实测数据和理论研究很难准确把握它们之间的联系；其次，有限元方法可以模拟多种复杂的工况，从而更好地反映基坑开挖环境的变化特征，为深基坑开挖提供参考。经过计算，我们发现不同因素会对结果产生影响。然而，目前的研究只关注了周围建筑物与基坑之间的相对位移关系，这种方法存在缺陷。由于地铁站基坑的狭长尺寸，单独的建筑物变形情况很难反映整个基坑的变形情况。第三，在研究过程中，我们没有全面考虑基坑本身和周围环境两方面的因素，也没有将计算结果与多种因素结合起来。评估其对社会的具体影响。[1]

4总结

随着我国地铁建设的不断发展，基坑工程也日益受到重视，为了更好地控制基坑的变形，保证其稳定性， 我们需要对其产生的变形机理、稳定性及环境效应进行系统的研究分析，并不断优化层施工方案，以便更准确地预测基坑变形的趋势，从而更好地实现设计和施工的目标。为了确保工程的安全和顺利进行，我们必须采取措施。

参考文献：

[1] 冯春蕾. 复杂地层条件下地铁车站深基坑工程安全性及其控制研究[D].北京交通大学,2021.DOI:10.26944/d.cnki.gbfju.2020.000250.

[2] 张顶立. 城市地下工程建设安全风险及其控制[M]. 北京：化学工业出版社, 2012:108– 109.

[3] 张钦喜,孙家乐,刘柯.深基坑锚拉支护体系变形控制设计理论与应用[J].岩土工程学报,1999(02):26-30.

[4] 刘国彬, 王卫东. 基坑工程手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[5] Terzaghi, Peck R.B. Soil Mechanics in Engineering practice, 2ed ,John Wiley & sons.INC New York 1967.

作者简介：马斯腾（2002-4），男，回族，籍贯：云南省玉溪市峨山县，毕业院校：云南大学，学历：本科，研究方向：岩土工程