减小临地铁站淤泥质深基坑开挖过程的变形浅析

摘要：随着城市轨道交通的建设，带动周边商业经济快速发展的效应下，毗邻轨道交通站线不断催生出大量大型地上、地下综合商业中心的建设。大型深基坑或超深基坑的不断出现，受城市发展空间制约，使得工程建设难度及安全风险剧增。为了降低施工难度及安全风险，通过科学技术研究，以“变大为小，化整为零”的原则，进行合理分区分块协调施工，有效的解决了施工难度，同时降低对周边环境的安全影响风险。

关键词：地铁站；淤泥质；深基坑；开挖

1、项目背景

1.1、工程概况

某连接地铁站的地下一层综合商业体。项目东侧基坑位于两栋既有建筑之间，西侧紧邻地铁站，基坑围护利用地铁地连墙围护结构，周边环境较复杂。建筑面积为1.736万平方米，基坑总面积约2.09万平方米，周长990米。形状为T型，东西长度约为138米，宽度84米，南北向长度约为356米，宽度34米，开挖深度8.55米，局部深坑超1.2～2.4米，基坑围护采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+二道钢筋混凝土内支撑，基坑内深厚淤泥质土层，基坑底部采用三轴搅拌桩进行裙边加固。

1.2、现场环境条件

1.2.1 E栋为地上21层主楼及4层裙楼，地下2层，位于基坑东北侧，围护结构外边线距裙楼36米，距地下车库6.6米； F栋为地上21层主楼及4层裙楼，地下2层，位于基坑东南侧，围护结构外边线距裙楼17.9米，距地下车库7.3米；地铁站为地下二层单柱双跨（局部双柱三跨）闭合框架结构，埋深16.5米，位于基坑东侧，且西侧基坑围护利用地铁地连墙围护结构。为了降低施工对周边构筑物造成不必要的危害，采用以“变大为小，化整为零”的原则，进行分区施工，同时加强施工区域及周边既有构筑物进行监测。

2.1、支护施工

基坑围护结构采用632根φ900@1100钻孔灌注桩进行围护，桩长为22.7～25.9米。围护桩体外侧采用φ850@600三轴搅拌桩进行止水加固，基坑内部采用裙边加固形式控制基坑变形。基坑竖向设置2道钢筋混凝土支撑，施工栈桥下方采用临时钢立柱进行竖向支撑。

围护结构及土方开挖总体施工：优先施工三轴止水帷幕，然后施工围护桩和三轴裙边，再施工旋喷桩加固；工程桩、立柱桩、降水井与支护结构穿插施工；待各类桩基检测合格后，开始第一道冠梁支撑施工，达到设计强度后开始第一层土方开挖及第二道支撑施工，达到设计要求后进行第二层土方开挖，依次开始结构底板及主体等施工。

2.2、分区施工

根据设计单位提供的分区设计图，基坑共分为8块，其中最长基坑长约110m，宽约34m，面积约3740m2，且该基坑与地铁车站仅一墙之隔。最大面积基坑其长约84m，宽约59m，其面积约4956m2。

为了确保基坑施工及对周边建筑物的安全考虑，通过分区协调技术指导施工，解决基坑变形等引起的安全问题，同时降低对既有地铁及紧邻建筑物的影响。结合现场实际情况，基坑与地铁车站仅一墙之隔，且地铁车站上方施工便道空间限制，大型机械设备及重型车辆不能在上方进行作业实际情况，结合主体结构后浇带设计位置，以及现场施工部署等，将整个基坑分区调整为14个区。

具体施工安排如下，基坑整体支撑围护桩及工程桩施工完成后，开始施工第一道冠梁及支撑，根据现场条件及资源配置，以及基坑分区布置，将第一道支撑施工划分为两大区域（1-6区、7-14区）。先施工1-6区，后施工7-14区；第一、二层土方开挖及第二道支撑施工顺序，分为三阶段，第一阶段为调整后基坑分布图中绿色分区；第二阶段为粉色分区；第三阶段为蓝色分区。基坑土方开挖遵循 “分层、分块、对称、均衡”原则，确保每层土方开挖时支撑和围护结构体系逐步均匀受力。

2.3施工监测

基坑监测内容：围护结构顶部水平、竖向位移、深层水平位移、周边地表及道路沉降、地下水位、支撑轴力、立柱沉降、土体深层水平位移、管线及建构筑物、地铁车站轨道水平及竖向位移监测等。

2.4监控量测分析

在轨道监测保护区内基坑实施第一层土方开挖前，根据监测数据分析，车站已有1.0-3mm不等的上浮。经相关专家分析主要原因可能为：该区域土质为淤泥质土，地质条件较差；车站位于地下水丰富区域，采用全包式防水，且不隔断承压水，由于车站泄压孔的封堵导致地下水在相应区段的结构处积聚，最终造成道床拱隆起。为了降低基坑开挖卸载对车站变形影响，严格控制分块分区开挖，分块长度不宜大于30m，并考虑临时留土、临时护坡措施；同时控制后续土方开挖与支撑、垫层等施工的时空效应。重新调整为20个分区施工，经后续监测数据分析，基坑变形和车站变形值处于预警范围内。

3、结论

通过对本工程大型异型基坑分区技术研究，为今后同类建设环境下的工程项目积累一定的参考经验和建议。基坑内地质条件较差，周边环境复杂的情况下，需注意以下几点：（1）对施工现场环境、周边临近建构筑物结构类型、基础埋深等情况摸排清楚，结合工程地质勘察报告，分析掌握在基坑与重要建构筑物间是否存有薄弱带；（2）根据工程地质水文条件、支撑围护结构设计、现场施工环境等诸多条件，结合主体结构特点，充分考虑施工分区布置，在地质条件较差的情况下，分区长度不宜大于30米；（3）监控量测点位科学布置，加强施工过程中监控测量，及时反馈相关变形趋势，提前做好预控工作；（4）在安全控制前提下，应加快施工组织，尽早使围护结构支撑与主体受力体系的转换，缩短基坑长期暴露的时空效应。

参考文献：

[1]强鹏.复杂场地环境下深基坑分块施工技术[B].江西建材施工技术与管理.1006-2890（2019）05-0109-02