昆明地鐵站深基坑緊鄰建筑的施工保護(hù)措施

唐文周，王起飛

(中國鐵建十六局集團(tuán)北京軌道交通工程有限公司，北京 101100)

隨著地鐵建設(shè)的發(fā)展，市區(qū)內(nèi)靠近既有建筑物的地鐵車站越來越多。車站的基坑施工會(huì)引起基坑周圍土體的變形，對既有建筑物造成損害［1］－［3］。因此，地鐵基坑開挖前進(jìn)行合理的緊鄰建筑物施工保護(hù)措施選型是非常必要的，關(guān)系到緊鄰建筑的安全和地鐵站的正常施工。本文以昆明地鐵首期工程八標(biāo)展覽中心站為例，對城市地鐵站緊鄰建筑物的保護(hù)措施進(jìn)行研究，以期為類似條件下的建筑物安全措施選型提供參考。

1 工程概述

1.1 工程概況

昆明軌道交通首期工程八標(biāo)展覽中心站位于春城路與國貿(mào)路交叉口南側(cè)的春城路下，沿南北走向，明挖法施工，標(biāo)準(zhǔn)段為二層二跨箱形結(jié)構(gòu)。車站主體結(jié)構(gòu)總長度是297.64 m，基坑深度約為16.75 m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬度是19.7 m。具安全隱患的既有緊鄰建筑主要為東側(cè)的國貿(mào)花園住宅小區(qū)，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)與小區(qū)居民樓最近距離5.57 m(如圖1 所示)，采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，管樁外徑400 mm，壁厚75 mm，樁長18 m。

圖1 昆明地鐵首期工程八標(biāo)展覽中心站緊鄰建筑位置(單位:m)

1.2 工程地質(zhì)條件

地鐵站基坑土層及土體性質(zhì)如表1 所示?？辈榻Y(jié)果表明，車站開挖深度范圍內(nèi)填土層密實(shí)度差，自穩(wěn)性能差，開挖過程中容易出現(xiàn)坍塌，泥炭質(zhì)土對基坑支護(hù)不利，開挖過程中容易出現(xiàn)坍塌及泥流現(xiàn)象。粉土、粉砂及粉土處地下水位以下，開挖過程中易發(fā)生流砂、坍塌現(xiàn)象。砂礫層處于地下水位以下，受地下水影響，自穩(wěn)性能差，開挖時(shí)極易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，基底局部為黏性土，其透水性差、厚度小，地下水具有承壓性，可能產(chǎn)生突涌。

場地主要有兩穩(wěn)定地下水位:混合水位及潛水水位，其中潛水含水層為粉土層、粉砂層、礫砂層、粉土層，各潛水含水層有一定的水力聯(lián)系。受含水層層面起伏影響，具一定承壓性。在施工過程中采用井點(diǎn)降水。

表1 展覽中心站土層

2 樓房保護(hù)措施

結(jié)合地鐵站工程特點(diǎn)及所處場地工程地質(zhì)條件，結(jié)合國貿(mào)中心住宅樓實(shí)際情況，在施工過程中提出連續(xù)墻接頭形式由鎖扣管接頭變更為工字鋼接頭、在樓房與基坑之間增加旋噴加固等措施，對樓房進(jìn)行保護(hù)。從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工開始到主體結(jié)構(gòu)完成的施工過程中采取的具體措施如下。

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，車站采用明挖法施工。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐支護(hù)體系。連續(xù)墻厚800 mm，入土深度26～34 m，鎖扣管接頭。設(shè)三道支撐，第一道支撐為800 mm×800 mm 混凝土支撐，第二、三道支撐采用609×16鋼支撐，其中第二道鋼支撐采用雙拼。

考慮到連續(xù)墻接頭形式對連續(xù)墻變形及受力的影響，根據(jù)連續(xù)墻的接頭形式特點(diǎn)，即工字鋼接頭屬于剛性接頭，能夠有效傳遞彎矩、剪力和軸力，而且工字鋼接頭的連續(xù)墻不易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，止水效果好。相鄰兩槽段鋼筋籠銜接良好，具有較好的抗剪和抗彎能力，接頭混凝土強(qiáng)度得到保證，整體剛度好，安裝容易。所以經(jīng)過變更，在靠近樓房區(qū)域均采用工字鋼接頭的形式，這樣既可以保證止水效果，又可以減小連續(xù)墻變形，確?；油馔馏w的穩(wěn)定。

2.2 基坑降水

基坑開挖前20 天采用內(nèi)井點(diǎn)對基坑進(jìn)行預(yù)降水，以加固坑內(nèi)土體，展覽中心站勘察揭露地下水為潛水及混合水位，水量大，受地層及層面起伏影響，局部地段具承壓性。在基坑施工期間保持坑內(nèi)水位在開挖面下1m。

深度范圍內(nèi)含水量不高的黏土層，降水井(含坑外降水井)設(shè)計(jì)井徑為800 mm，濾管為外徑450 mm 的鋼筋籠，過濾器位于地面以下2 m～20 m，長18 m，下設(shè)沉淀管1 m?？觾?nèi)降水必須在形成封閉的降水帷幕后方可進(jìn)行，降水過程中應(yīng)加強(qiáng)觀測，避免降水對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

2.3 基坑開挖

為了減小基坑開挖過程中基坑外側(cè)土體的變形，基坑開挖必須在地下連續(xù)墻、冠梁、第一道混凝土支撐均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行。在施工過程中嚴(yán)格按照分段分層進(jìn)行，嚴(yán)格控制分段開挖時(shí)土體坡度，確保土體穩(wěn)定。土體分層開挖過程中，每層均先挖遠(yuǎn)離樓房側(cè)土體，再挖靠近樓房側(cè)土體。每開挖出一道支撐的位置后，及時(shí)架設(shè)支撐，在開挖至基坑底面標(biāo)高以上300 mm 處，改用人工開挖至基底，及時(shí)封底，以盡量減少對基底地基土的擾動(dòng)。挖出的土應(yīng)及時(shí)運(yùn)走，嚴(yán)禁在基坑一倍深度范圍內(nèi)堆放棄土。

基坑開挖過程中必須隨開挖隨支撐，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置及時(shí)可靠地設(shè)置支撐和穩(wěn)定體系，鋼支撐還需要按設(shè)計(jì)要求及時(shí)施加支撐預(yù)應(yīng)力。

2.4 主體結(jié)構(gòu)施工

主體結(jié)構(gòu)施工中在基坑和樓房之間嚴(yán)禁擺放施工材料和機(jī)械，盡量減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向壓力，確?；油鈧?cè)土體的穩(wěn)定。主體結(jié)構(gòu)施工應(yīng)該在基坑開挖完成后快速進(jìn)行，在土方開挖滿足每段車站主體結(jié)構(gòu)的長度時(shí)，即展開該段混凝土結(jié)構(gòu)的施工。底板混凝土施工盡量避免同基坑開挖的干擾，在開挖坡腳，底板施工段預(yù)留3m 的安全距離。側(cè)墻施工過程中，腳手架加密搭設(shè)，從而減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)和外側(cè)土體的變形。

2.5 專項(xiàng)樓房保護(hù)措施

圖2 旋噴樁布置

表2 旋噴樁設(shè)計(jì)參數(shù)

3 結(jié)論

昆明軌道交通首期工程展覽中心站對緊鄰國貿(mào)中心住宅樓做出專門的保護(hù)方案，同時(shí)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)施工過程中對樓房采取相應(yīng)的保護(hù)措施，使樓房沉降和傾斜保持在控制范圍之內(nèi)，保證了住宅樓的安全和地鐵的正常施工。這說明，文中的保護(hù)措施是有效的，為相似條件下的盾構(gòu)地鐵站基坑緊鄰建筑的保護(hù)提供良好參考。

［1］劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(第二版)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009

［2］JGJ120－99 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］