紧邻地铁超深基坑围护工程技术措施

紧邻地铁的超深基坑围护工程的技术措施摘要：本文结合了实际工程，介绍了对在紧邻运营地铁周边的超深基坑围护工程中所采取的各种技术措施，以期对今后从事类似工程建设提供参考和积累经验。

随着城市建设和轨道交通网络的逐渐完善，在已运营的轨道线路周边进行工程活动是不可避免的，这些工程的施工过程必然会对地铁的安全运营产生影响,甚至造成严重的危害。

为了保证既有地铁线路的正常运营，工程建设过程中对施工引起的变形要求将变得极其的严格。

本文主要以实际工程为研究背景，围绕超深基坑施工中常遇到的难点、围护结构的支护体系形式、基坑加固的类型，以及基坑施工中的信息化管理等方面，对在紧邻运营地铁周边的超深基坑的围护工程进行详细的介绍和分析，以期对今后从事类似工程建设提供参考和积累经验。

1.项目概况某工程位于上海市中心繁华地区，该项目占地三万多平方米，与目前中国唯一一个地铁四线换乘枢纽站“零”距离接触；而且其中的一条地铁线从该地块的正中间穿过。

该项目地下室共有四层，开挖深度达到了二十多米。

地下室的外墙与地铁车站及区间共用一道地下连续墙。

目前一墙之隔的四条地铁线路都已投入了运营。

2.围护结构施工过程中常遇到的难点2.1 紧贴轨道交通，地铁保护要求高。

由于工程紧贴地铁车站和区间，而且基坑面积大，开挖深度深，施工时间长。

在施工过程中不仅要考虑到已建车站、区间结构安全，同时还要满足区间内列车正常运营的要求。

因此，地铁枢纽车站及地铁区间隧道将是本工程施工过程中的重点保护对象。

地铁运营公司将地铁的保护等级设定为一级。

同时要求在施工期间，保证地铁结构横向差异沉降小于万分之四，最终绝对沉降量（或隆起）及水平位移量小于十毫米，车站与隧道结合处的变形小于五毫米，地铁结构变形速率为每天小于五毫米。

根据以上要求，建设单位专门委托了地铁运营监护公司，对地铁的各项变化数据进行了动态监控。

2.2 周边地下管线保护要求。

在现代城市建设过程中，工程的周边常常会遇到较多的管线。

经常会听到某某工地将管线挖断，或者由于基坑施工，导致周边居民区的围墙开裂的新闻。

因此，工地周边道路下的众多地下管线和周边房屋的保护也是施工过程中必需要高度重视的问题。

项目建设单位在对地下管线进行了详细的调研，并在向有关管线管理单位商议的基础上，专门委托了第三方检测单位。

对该工程影响范围内种类繁多，错综复杂的地下管线以及周边的房屋，采取切实可行的监测措施。

以控制其差异沉降与累计沉降量，确保各类地下管线和建筑物的安全和正常使用。

2.3 场地狭小、文明化管理要求高。

由于土地资源的紧缺，而开发商为了将土地价值的最大化，在中心城区的开发项目往往会遇到场地狭小问题。

该工程基坑面积大，基坑边紧贴地块红线，周边可利用的施工场地小，基坑施工时已不能在基坑外侧布置主要的施工道路，需要利用第一道钢筋混凝土支撑设置施工栈桥进行基坑施工。

因此在施工管理中要强化材料、设备的调配管理力度，制定合理的施工进度计划，提高材料堆场的利用效率。

同时，由于项目处于市中心繁华地段，周边有着主要市政道路及住宅区，车辆及行人繁多。

如何减少给路人及周边居民带来不便，也是管理的一大工作重点。

为此，建设单位投入了大量的资金、技术和管理力量，最大限度地满足文明化工地的管理要求。

3.围护结构的支护体系形式围护结构的支护体系形式是基坑安全的最大保障。

根据项目的特点，建设单位委托了专门的围护设计单位，对项目的围护结构进行了专项设计工作。

由于工程地下空间开发体量较大，整个占地面积大，基坑开挖深度深，平面形状不规则，且周边环境控制要求极高，属风险较高的超大型地下空间开发项目。

为此，设计从以下几方面进行了考虑。

3.1 围护结构根据现有的工程地质和水文资料分析，基坑范围开挖面以上土层结构松散，土性较差；开挖面以下相对较好。

结合地下结构布置的综合分析和计算，围护结构选用1.0～1.2米厚，50米深的地下连续墙。

3.2 支护体系支撑体系的布置是确定基坑的关键。

根据工程的特点，并结合施工组织安排，设计按基坑明挖法施工进行支撑体系的设计。

3.2.1 水平支撑水平支撑体系相对独立、与地下结构的各层楼板完全脱离，只承受基坑土体开挖及回筑过程中的侧向压力。

为此，支撑形式采用了对撑布置型式。

结合地下各层楼板的具体位置，在基坑总深度范围内设置了五道钢筋混凝土支撑。

为了便于在基坑回筑过程中，楼板结构达到强度后可及时拆除相邻范围的钢筋混凝土支撑，钢筋混凝土支撑均考虑布置在各层楼板面之上。

3.2.2 竖向立柱由于基坑平面范围较大，钢筋混凝土支撑本身的重量就很大，所以支撑竖向立柱的设计，关系到整个基坑的稳定与安全。

为此，根据实际情况，主要从支撑的自重、与各道钢筋混凝土支撑的节点连接、基坑土体开挖过程中的土体隆起影响及立柱本身的细长比等方面进行考虑后，在钢筋混凝土支撑的纵、横向交点处均设置了竖向立柱。

在施工便道及栈桥范围内，立柱还必须考虑重车对其的影响。

竖向立柱在基坑开挖面以上选用型钢格构柱，基坑开挖面以下选用钢筋混凝土钻孔桩。

4.基坑加固的类型为了保护运营中的地铁、周边的管线、临近的建筑物以及施工过程中基坑自身的安全，该项目采取了多种地基加固的方式。

4.1 临近地铁车站及周边道路的加固措施考虑到周边道路管线、建筑物及地铁盾构与项目的围护体系之间只有单独的地下连续墙承担，其结构刚度有限，故基坑开挖后的围护水平变形较大、且难以控制。

而且由于钢筋混凝土支撑施工周期较长，基坑暴露时间过长，容易引起基坑围护结构变形和地基土体的失稳，因此结合基坑钢筋混凝土支撑的施工特点，在基坑内侧沿地下连续墙边一定范围内采用高压旋喷裙边加固，加固深度从第三道支撑到开挖面以下两米左右。

4.2 紧邻横穿地块的地铁区间的加固措施对于横穿地块的地铁区间，两侧的基坑开挖面积极大，开挖时基坑坑底土体隆起将会对运行中的地铁区间结构产生很大的影响，这也是该项目基坑施工时重点解决的难题之一。

为了增强地铁区间范围的整体刚度，提高抗隆起能力，先参照地下室结构的分隔情况，将临近地铁区间的两侧划分成若干个长度在三四十米左右，宽度在二十米以内的小基坑。

再通过小基坑分隔墙，将地铁结构与两侧未开挖的小基坑连接起来。

这样使地铁区间两侧的小基坑未开挖土体和地下来连续墙一起与地铁区间结构共同抵抗大基坑开挖所产生的土体隆起。

虽然高压旋喷桩加固的效果很好，但是对周边环境，尤其是地铁区间的影响较大。

因此，为了减少对周边环境和地铁的影响，对于横穿地块的地铁区间采用了smw搅拌桩与高压旋喷相结合的加固方式。

在临近区间的两侧小基坑内，沿地铁向基坑方向依次采用了：超深smw三轴水泥土搅拌桩满堂加固；超深smw三轴水泥土搅拌桩止水帷幕；普通smw三轴水泥土搅拌桩满堂加固；高压旋喷满堂加固；高压旋喷抽条加固。

通过采取以上的各项措施，基本能确保由土体隆起对地铁区间带来的影响。

4.3 绑桩由于该范围内的地铁属于明挖区间，而非盾构隧道，且区间下部并无抗拔桩。

地铁运营公司为了减小地铁明挖区间段在地块施工期间的差异沉降，保证地铁区间的绝对安全，在采取了以上一系列加固措施后，提出了在区间两侧增加“绑桩”的措施。

对于做过地铁市政项目的人员来说，“绑桩”一词可能并不陌生。

但对于从事民用建筑工程的人来讲，大多数可能都没有听说过。

此处的绑桩就是在地铁区间的两侧设置直径为一米，间距在五到六米的立柱桩，桩基进入稳定地层。

将立柱桩上部的格构柱与地铁的地下连续墙相结合，以补偿基坑在土方开挖期间和开挖后地铁区间两侧地下连续墙侧摩阻力的损失，从而减少基坑开挖对地铁区间的影响。

4.4 局部深坑的加固措施在建筑物内一般会有集水井、隔油池、电梯井等部位，这些部位常常会比正常的基坑开挖面要深。

为了保证在挖这些局部深坑时的安全，就需要对这些部位的土体采用高压旋喷进行加固处理。

在该项目中，凡是局部深坑的深度超过一米，就必须对其进行加固。

加固范围：深坑内、以及坑外一倍坑深的范围。

加固深度是从深坑底向下的一倍坑深。

4.5 新旧地下连续墙接缝处的加固措施为了防止新做地下连续墙与地铁原有地下连续墙之间产生渗漏水，两者的接缝之间需要采用高压旋喷桩进行加固，深度自地表下两米至开挖面以下三米，加固宽度为三米。

4.6 加固指标加固的水泥掺量指标：水泥掺量坑底以下不得少于30%,坑底以上不得少于20%。

被加固土体的强度指标：被加固土体要求二十八天无侧限抗压强度大于1.5mpa。

5.基坑施工中的信息化管理对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。

首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。

第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。

第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。

由于该项目基坑面积大、开挖深度深、紧邻轨道交通结构，施工环境极其复杂性。

因此，建设单位不但在施工招标过程中就要求施工单位必须进行自检监测；还专门委托了地铁运营监护公司，对地铁车站及区间的各项变化数据采用人工及自动监测相结合方式进行动态监控；同时还委托了第三方检测单位对临近建（构）筑物，周边的道路和市政管线，场内的围护体系、土体、基坑隆起、以及坑内外地下水位等内容实施了自动化监测。

以便能及时、有效、准确地掌握地铁结构、围护体及周边环境的动向及状态，以数据指导施工，从而保证整个工程的顺利进行。

监测的数据必须做到及时、有效、准确，并经整理后及时以“日报表”的形式上报相关各方。

当实测数据达到(或超过)“报警值”时，即刻口头报警，以便及时采取相应措施确保施工和周围环境的安全。

除了及时准确的采集到各项数据意外，对数据的整合及分析才是信息化施工管理的精华所在。

任何没有仔细深入分析的监测工作，充其量只是施工过程的客观描述，决不能起到指导施工进程和实现信息化施工的作用。

通过对数据的整理与分析，及时比较勘察、设计的预期与实际监测数据的差别，找出各种数据的变化趋势及相应的薄弱环节。

及早地优化设计和施工方案，对后续的施工提出建议，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报，将问题抑制在萌芽状态，以确保工程的安全进行。

在做好数据采集的同时，还要时刻做好对监测点的保护。

由于基坑施工现场条件复杂，监测点极易受到破坏，造成监测数据的间断，这将会给数据的分析带来无法估量的损失。

因此，监测点必须牢固，标志醒目，并要求施工单位给予密切配合，确保测点在监测阶段不遭破坏，即使遭到了破坏也要及时予以修复。

6.结束语随着城市的快速发展，现代建筑工程的周边环境越来越复杂；人们自我保护的意识提高，对环境保护的要求也越来越高；尤其是轨道交通体系的快速发展，为了减少对地铁的安全运营产生的影响，对于在紧邻运营地铁周边的超深基坑施工的要求也越来越高。