ｑ 紧邻多条运营地铁的深基坑施工技术 丁建平 李记锋 周威 上海联明新和建筑工程有限公司 上海 ２０１２０９ 摘要：结合工程实例，介绍了紧邻多条地铁的深基坑施工技术。通过采用钻孑Ｌ灌注桩作为围护体。以三轴搅拌桩作为 止水帷幕，并对基坑进行分区，将对周边地铁及市政管网的影响降至最低。监测数据亦显示，基坑周边土体变形得到 了较好控制，均未超过报警值。工程的顺利开展为后续类似工程的施工提供了借鉴。 关键词：地铁；深基坑；环境保护；场地狭小 中图分类号：ＴＵ７５３．３ 文献标志码：Ｂ ＤＯｌ：１０．１４１４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１６．１２．００２ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｃｌｏｓｅ ｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｕｂｗａｙｓ ＤＩＮＧ Ｊｉａｎｐｉｎｇ ＬＩ Ｊｉｆｅｎｇ ＺＨＯＵ Ｗｅｉ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｌｉａｎｍｉｎｇｘｉｎｈｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１２０９ １ 工程概况 １．１基坑工程概况 浦东工人文化宫项目位于上海市浦东新区张杨北路东 陆路。项目北邻轨道交通１２号线巨峰路站，西邻轨交６号 ⑦层顶板２ １．０ ｍ左右，采用拟建场地年最高水位（地表下 ３．０ ｍ）估算，本工程的深基坑开挖无突涌影响。基坑土层 从上至下主要为杂填土、浜填土、黏质粉质夹粉质黏土、 淤泥质粉质黏土、黏质粉土。 线巨峰路一五莲路高架区间（图１）。本工程基坑面积约为 ９ ６４０ ＩＴＩ ，基坑南北向长约１３６．３ ｍ、东西向长约９９．１ ｍ。根 据设计要求，基坑划分南坑、北坑２个基坑施工，开挖深度 为７．８５、９．１５、１０．５５ ｍ。 １．３基坑周边环境 本项目基坑位于上海市浦东新区东陆地区０５－０１地块， 轨交１２号线巨峰路站出入口紧邻用地红线，轨交６号线巨峰 路一五莲路高架区间距离本工程基坑边线２８～３５ ｍ。除此 之外，场地西侧紧邻张杨北路，南侧紧邻东陆路，场地周 围道路下分布有较多燃气、给水、电力、信启、等各类市政 管线。 ２ 基坑围护设计方案 ２．１围护体系及加固 根据工程地质条件，并考虑到尽量减少对周围环境 图１新建项目与轨交位置示意 的影响，本工程围护结构采用钻孔灌注桩作为围护体，钻 孔灌注桩直径为８００ ｍｍ，桩底埋深为２２ ｍ和２０ ｎｌ。排桩 外侧采用西８５０ ｍｍ＝轴搅拌桩作为止水，内排套打、外 排搭接，桩底埋深１５、１１、１０ｍ。围护桩与止水帷幕之间 采用 １ ０００ ｍｍ＠７００ ｍｍ三重管高压旋喷桩加固，桩底 埋深一ｌ１．８５ ｍ。坑内裙边加固采用 ８５０ ｍｍ三轴搅拌桩加 固，桩底埋深一ｌ１．８５ ｍ（图２）。 ２．２基坑分坑设计 经综合考虑，为减小基坑大面积卸载对相邻的轨交６号 线、１２号线设施的影响，并考虑施工场地策划等问题，将 整个基坑划分为南、４Ｌ２个基坑，先后进行开挖施工。基坑 作者简介 丁建平ｊ（１９６７一） ・男，２ ’ 高级］唰币。 划分如图３所示 。】。 ２．３支撑体系 本工程基坑均采用明挖顺作施工。南坑竖向设置１道 衄建筑施工．第３８卷．第１２期 丁建平 李记锋 周 威：紧邻多条运营地铁的深基坑施工技术 施工时，采用预搅喷浆下沉、喷浆搅拌提升的施工步 骤。 ３．１．２施工顺序安排 １）投入２套三轴搅拌桩机负责止水帷幕和坑内加固桩 施工。 ２）其中～套三轴水泥搅拌桩机负责先施工轨交侧止 水帷幕和四周外侧帷幕（从起始点开始以逆时针方向施 图２竖向围护体系示意 一 工）。 ３）另一套三轴水泥搅拌桩机由东向西负责坑内侧裙边 加固搅拌桩的施工。 ３．２灌注桩施工 本工程围护结构采用西１ ０００ ｍｍ＠１ ２００ ｍｍ钻孔灌 图３基坑划分示意 钢筋混凝土支撑，北坑竖向设置２道钢筋混凝土支撑，采用 井字撑布置形式。此外，为了减小基坑对西、北侧邻近轨 交设施、市政管线的附加变形影响，在北坑范围设置了厚 ３００ ｍｍ加强垫层。 ２．４坑内土体加固 为控制基坑土方开挖过程中基坑的变形，对基底土进 行土体加固。坑内裙边加固采用 ８５０ ｍｍ三轴搅拌桩加 固，坑内局部深坑采用三重管高压旋喷桩加固。 ３基坑施工技术 ３．１搅拌桩施工 ３．１．１搅拌桩非原位试验 根据围护设计图纸，邻轨交设施侧的三轴水泥土搅拌 桩施工前应在坑内进行原非原位试验，试验不少于３组，并 在距离三轴搅拌桩试验桩６ ｍ位置布设土体测斜管，以了解 三轴水泥土搅拌桩在不同施工参数下对邻近土体的影响， 并通过试验优化施工参数，以减少三轴水泥土搅拌桩成桩 施工的挤土影响。通过试验，确定搅拌桩施工工艺参数 为 ： １）邻轨交３０ ｍ内的止水桩，水灰比≤１．２，下沉速 度≤Ｏ．３ ｍ／ａｒｉｎ，提升速度≤Ｏ．５ ｍ／ａｒｉｎ，单桩水泥掺量通过 试桩确定且＞３４％。 ２）其余侧止水桩，水灰比１．２—１．５，下沉速度＜ ０．５ ｒｒｇｍｉｎ，提升速度＜１ ｍ／ａｒｉｎ；单桩水泥掺量通过试桩确 定且＞２５％。 ３）坑内加固，水灰比１．５，下沉速度ｄＯ．５ ｍ／ａｒｉｎ，提 升速度＜１ ｍ／ｍｉｎ，单桩水泥掺量＞２５％（加固体至地面 ２０％水泥补强）。 注桩作为围护体，为保证靠近轨交的北坑钻孔灌注桩施工 时运营中轨交的安全，首先在距离轨交较远的南坑进行试 桩试验，以便确定实际的施工参数，及时在后续的施工过 程中进行调整、完善施工工艺，为后续北坑灌注桩的施工 提供依据。经过试验，最终确定灌注桩注入孔口泥浆相对 密度≤１．２０，黏度为１８～２２ Ｓ；排出孔口泥浆相对密度≤ １．３０，黏度为２０～２６ ｓ。 ３．３降水施工 由于基坑周边采用搅拌桩作为围护体，使整个基坑形 成了一个完整的封闭系统，从而大大降低了降水施工过程 中对周围环境的影响。项目地下水类型主要有浅部土层的 潜水和深部第⑦层砂（粉）性土层中的承压含水。 ３．３．１潜水 上海市年平均高地下水位埋深为地表面下０．５— ０．７ ｍ，低地下水位埋深为地表下１．５ ｍ。拟建场地浅部土层 的潜水，其补给来源主要为大气降水入渗及地表水侧向补 给，其排泄方式以蒸发消耗为主。由于潜水水位埋深与大 气降雨关系十分密切，故潜水位埋深随季节、气候等因素 而有所变化，因此，潜水水位高低主要取决于降雨量的大 小和雨期持续时间。根据勘察报告测得地下水埋深在地面 以下１．４０—１．６０ｍ，其相应标高一般在３．５４—２．６３ １１１之间， 平均潜水位标高为３．２２ ｍ。 ３．３．２承压水 拟建场地承压含水层分布于第⑦层砂土，为上海地区 第一承压含水层，赋存地下水水量丰富，一般均低于潜水 位，承压水水位埋深变化幅度一般在３．０—１２．０ ｒｆｌ。由于本 基坑深度未到承压水层，故承压水对本工程的深基坑开挖 无突涌影响。 结合地质勘察报告和实际情况，现场采用具有排水量 大、降水深、不受吸程、井距大等优点的深井井点降 水方案。根据布井经验，结合基坑的形状，按２００ ｍｓ布１口 井、井点间距不大于７ ｍ来计算。为有效地进行基坑降水作 业及更大程度地保证降水效果，整个坑内共布置１８口疏干 ９Ｎｔ１￣．１， Ⅲ ＾ ｎ－啊＿ 丁建平 李记锋 周 威：紧霹 多条运营地铁的深基坑施工技术 井，疏干井采用真空深井形式，此外，基坑内外设置２口观 测井，设计井深１２ ｍ。 ９００ ｍｌＴｌ，为底板施工进度创造条件。 ５）加固北侧与轨交的公共部位，采用双液注浆进行止 水。 ３．４分坑施工 考虑基坑施工过程中，为减小对轨交的影响，本工 程划分为南、北２个基坑施工，按照设计要求，在南坑出 ±Ｏ．Ｏ０ ｍ后，北坑再开始土方开挖施工，从而减少基坑变 ３．８基坑信息化施工的监测 本工程规模较大、难度较高、周边环境较复杂、保护 要求较高，为达到设计要求，需要在基坑施工过程中跟踪 形对轨交及基坑的影响。 ３．５水平支撑及土方开挖施工 考虑本工程各项影响因素，特别是对运营中的轨 交６号线、１２号线的保护要求，项目南坑设置１道、北 坑设置２道水平钢筋混凝土支撑体系，北坑第１道支撑 顶标高一０．１５ ｍ，支撑截面８００ ｍｍ×８００ ｍｍ，围檩截面 １ ０００ ｍｍ×９００ ｍｍ；第２道支撑顶标高一４．４５ ｍ，支撑截面 ８００ｍｉｌｌ×８００ｍｍ，围檩截面１ ０００ｍｍｘ ９００ｍｍ。 基坑开挖施工严格按设计图纸要求的分块开挖组织 开展，施工时遵循“分层、分块、留土护壁，对称、限时 开挖支撑”的总原则，利用“时空效应”原理，减少基坑 无支撑的暴露时间。总体采用从东向西退挖的方式进行开 挖，支撑、围檩、地基加固等达到设计强度，且基坑降水 符合设计要求后才能开挖。底层机械挖土时，坑底应保 留厚２００～３００ ｍｍ土层用人工挖除修整，防止扰动坑底土 体，保护好桩头。 按照围护设计要求将北坑土方开挖分为３层：目前自然 地坪相对标高为０．２５ ｍ，第１道支撑底标高为一０．７５ ｍ，第１ 层土方开挖深度为１．１ ｍ，共需１２ ｄ；第２层土方开挖深度为 ４．３ ｍ，土方开挖和支撑施工共需８ ｄ；第３层土方开挖深度 为３．３ ｍ，土方开挖和垫层施工共需８ ｄ。在第３层土方和垫 层施工完成后，共需１５ ｄ完成大底板施工。 ３．６型钢抛撑施工 本工程采用４００ｍｍ×４００ｍｍｘ １３ ｍｍ×２１ ｍｍ的Ｈ型 钢换撑。待底板达到设计强度后，架设好Ｈ型钢斜抛撑换 撑，方可进行拆除支撑等后继工序。Ｈ型钢支撑在首层楼 板浇筑完成并达到设计强度后拆除。 ３．７保护轨交、加快基坑施工进度的措施 １）大底板以下防水施工由原ＳＢＳ卷材防水改为水泥基 渗透结晶型防水涂料和聚氨酯防水涂料施工，加快防水层 施工进度。 ２）支撑混凝土强度等级提高（由Ｃ３０提高至Ｃ４５且加 早强剂）：可以提高混凝土早期强度，为后续土方开挖进 度提前提供条件。 ３）垫层混凝土强度等级提高（由Ｃ２０提高至Ｃ３５且加 早强剂）：可以提高混凝土早期强度，为后续防水及底板 施工进度提前提供条件。 ４）对大底板施工进行优化，除ＣＴ５，其余承台取消， 在柱下附加钢筋和暗梁，且底板厚度由原来的６００ ｍｍ改为 皿建筑舡．第３８眷．第１２期 施工活动，对坑周地层变形、轨交设施、地下管线等保护 对象的变形及受力情况进行实时监测，对变形及变形速率 设置报警值，并将监测数据及时与计算预测值相比较，判 断施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化 下一步的施工参数，实现信息化监测动态设计施工。具体 监测措施如下ｆ５ ］： １）施工前埋设水平测量控制网和沉降监测点；在围护 施工阶段，同步埋设测斜管、坑外土体测斜孔；在混凝土 支撑施工时，同步埋设围护桩顶沉降及位移测点、支撑轴 力应力计、立柱隆沉测点，测取初始数值。 ２）周边环境监测范围包括：轨交６号线、１２号线隧 道、管道沉降及水平位移监测、基坑周边管线变形监测、 基坑周边建筑物沉降监测。施工过程中如果出现达到报警 值的情况，立即口头通知围护设计、业主等各方，且及时 编制监测成果详细报告并进行送达。 ３．９实施效果 根据设计基坑及周边环境控制值，实际监测结果均低 于设计报警值，满足要求。 ４ 结语 上海浦东工人文化宫项目通过可靠的支护设计和严格 按照设计及规范施工，轨交轨道、基坑、道路和管线均未 出现明显裂缝，变形基本在允许范围内，周边环境安全稳 定。最终保证了紧邻双运营轨交环境下施工的工期、质量 和安全，同时得到了上海地铁维保中心的认可，为今后类 似紧邻双运营地铁附近的基坑施工提供经验借鉴。 参考文献 ［１】谢兆耕，傅先华．紧贴运营地铁隧道的深基坑施工技术Ｕ】．施工技 术。２００８（９）：１—３． 【２］胡纪宁．近距离建筑物在地铁车站深基坑中的保护施工技术和措施 ＩＪ］．工程技术（全文版），２０１６（２）：８． ［３］余志成，施文华．深基坑支护设计与施工［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版杜．２０００． ［４】刘建航。候学渊．基坑工程手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社， １９９７． 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