4.4.4 开挖时间
上海地区软土具有非线性流变的特性。工程实践证明，在软土地区开挖基坑，坑底土层的回弹量与时间有关。基坑开挖施工慢，开挖后暴露的时间越长，坑底土层的回弹量越大。若基坑位于隧道正上方，过大的土体回弹量必然拖带引起隧道过大的隆起变形，进而引发隧道结构安全病害。现考虑时间因素，分析基坑不同开挖时长下对隧道变形的影响。
图4-37 隧道上方主要覆土影响区
为了便于探讨时间因素的影响，针对W=3D、n=0.5的基坑规模进行分析，设定基坑首道撑位于地表下1.0m，第二层土6.5m 直接开挖到底，开挖方量约120m3，设置5个开挖时长，分别为0（t=1表示1个分析步）8 h、12 h、24 h、∞（t=30 d），对比分析开挖结束后隧道的变形情况。其中计算分析中考虑坑内土体满堂加固、隧道门式加固和抗拔桩的设置。图4-38中设置开挖时间t=1认为不考虑时间因素影响，不同的开挖时长意味着土体的卸荷速率，时间越长，表明开挖速率越慢；时间越短，便相当于瞬时卸载；5种开挖时长均考虑为均匀卸荷。
图4-38 卸载开挖时间
图4-39对比了W=3D、n=0.5工况下，考虑基坑开挖时间因素影响的隧道变形，其中横轴为对数坐标。从图中可以看出，随着开挖速率变慢，开挖时间变长，隧道的隆起变形和收敛变形均有较大幅度发展，且对隧道的隆起变形影响大于收敛变形。开挖时间越长，隧道的隆起量越大，24 h开挖完成的隧道隆起量将增长约69%，隆起量将占到开挖深度的2.17‰；30 d开挖完成的隧道隆起量将增长约86%，占比开挖深度约2.4‰。
图4-39 不同开挖时间影响的隧道变形
图4-40为不同开挖时长的隧道隆起变形历时曲线。从图中可以看出，从第二层土体开挖开始，随着土体持续卸载，隧道隆起变形持续增大；开挖速率快，最终隆起量相对小；开挖结束底板浇筑完成后，隆起变形的发展被有效遏制。因此，位于隧道正上方的基坑工程应尽可能压缩土体开挖时间，尽可能快地完成底板浇筑施工，可有效限制隧道隆起变形的发展。
图4-40 不同开挖时间影响的隧道隆起变形历时曲线
考虑极端开挖时间t→∞，从图4-39可以看出，随着开挖时间的延长，隧道的隆起量仍有缓慢增长（设置开挖时间t=30 d时，隧道隆起变形s≈18.0mm），但对比短时间内完成开挖，隧道隆起量增幅较大，故短时间内完成开挖过程有利于控制隧道的变形。因此，隧道正上方基坑开挖，应考虑时间因素对土体回弹量的不利影响，尽可能及时快挖快撑，减少坑底的暴露时间，及时浇筑垫层、底板等地下结构部分。