地鐵車站施工對(duì)臨近建筑物保護(hù)方案的制定應(yīng)用

楊 濤 （中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 100018）

1 工程簡介

1.1 車站概況

常州軌道交通1號(hào)線博愛路站為地下2層島式車站，總長195.6m，標(biāo)準(zhǔn)段底板開挖深度16.5m，南端頭開挖深度約18.0m，北端頭開挖深度約18.4m。標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7m，端頭井寬23.8m。車站共設(shè)置4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭、1組冷卻塔，總建筑面積11734m2。

1.2 水文、地質(zhì)情況

博愛路站基坑坑底位于⑤2粉砂、⑥3層粘土層中，開挖深度內(nèi)以粉土、粉砂層為主。場地范圍內(nèi)存在承壓水層，其中第Ⅰ層承壓水主要埋藏于⑤1、⑤2、⑤3、⑥4a、⑧2層粉土、粉砂中，水量較豐富。⑤層承壓水水位埋深為 3.00～6.10m，水位標(biāo)高為1.84～-1.01m；第⑧層承壓水水位埋深為4.20～4.40m，水位標(biāo)高為1.02～0.87m。第Ⅱ?qū)映袎核饕癫赜冖?a粉土夾粉砂層中，本層承壓水埋深較深，前期勘察中認(rèn)為對(duì)本工程無較大影響。

2 周邊建筑風(fēng)險(xiǎn)概述

本工程顯著難點(diǎn)為車站主體及附屬基坑距離周邊建筑較近，且周邊建筑多為上世紀(jì)80年代遷埋基礎(chǔ)、磚混式建筑，基坑開挖過程中基坑自身變形和房屋變形控制要求極高。該站周邊環(huán)境如圖1所示（含建筑物編號(hào)）。圖1中，①號(hào)建筑為14層商旅酒店，上世紀(jì)80年代建筑，高約50m，淺埋筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約2m。其距離車站主體基坑基坑邊最近處約9.5m。②、③、④號(hào)建筑為老式磚混居民樓，上世紀(jì)70年底建筑，淺埋條形基礎(chǔ)，層高7/8層、6層、6層。距離車站主體基坑最小距離依次為8.9m、15.2m、17m。⑤、⑥號(hào)建筑為待拆遷居民樓及商用樓，也均為淺埋基礎(chǔ)、磚混結(jié)構(gòu)形式[1]。

圖1 車站周邊建筑位置關(guān)系圖

3 建筑物保護(hù)措施的制定和實(shí)施

3.1 施工前的建筑物實(shí)地調(diào)查和不良地質(zhì)補(bǔ)勘

①施工前，針對(duì)上述敏感建筑進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，①、②號(hào)建筑物使用年限較長，且為臨街商住兩用建筑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了多次裝修、改造。③、④建筑為老式居民樓，樓內(nèi)結(jié)構(gòu)形式保持較好。⑤、⑥號(hào)建筑為待拆遷建筑，調(diào)查期間僅存少量商鋪在使用。車站主體施工期間將可能逐步拆除。根據(jù)使用功能、結(jié)構(gòu)形式、安全距離及拆遷計(jì)劃等綜合評(píng)判，車站主體施工階段將以上建筑物保護(hù)按重要性劃分為3個(gè)等級(jí)，一級(jí)為①號(hào)建筑；二級(jí)為靠近南端頭井的②號(hào)建筑；三級(jí)為③、④、⑤、⑥號(hào)建筑。

②注重對(duì)勘察資料中不良地質(zhì)和承壓水分布情況分析。經(jīng)對(duì)既有勘察資料進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)⑧2、⑨2a層間隔水層局部缺失，存在Ⅰ、Ⅱ?qū)映袎核搅餮a(bǔ)給可能。施工前，組織進(jìn)行了補(bǔ)勘，經(jīng)補(bǔ)勘證實(shí)⑧2、⑨2a層承壓水確存在局部越流補(bǔ)給情況[2]。

3.2 根據(jù)保護(hù)等級(jí)劃分制定相應(yīng)措施

考慮車站施工對(duì)周邊建筑的累計(jì)影響，建筑物保護(hù)劃分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑開挖、附屬施工3個(gè)階段。針對(duì)每個(gè)階段可能產(chǎn)生的不利影響，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，也充分考慮各階段前后關(guān)聯(lián)影響。

①車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用工字鋼接頭形式的地連墻。綜合前期實(shí)地調(diào)查和補(bǔ)勘，地連墻在可能存在越流補(bǔ)給的范圍進(jìn)行了局部加深，隔斷對(duì)基坑穩(wěn)定存在影響的承壓水層?？紤]地連墻成槽階段因塌方或縮頸等因素對(duì)臨近建筑的影響，以及后期滲漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)①、②號(hào)建筑范圍地連墻采取三軸攪拌樁進(jìn)行槽壁加固，加固深度至基坑底下1m。③、④號(hào)建筑側(cè)地連墻未考慮槽壁加固，但增設(shè)了墻縫止水旋噴樁。

②提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐剛度，減小基坑開挖變形。臨近①號(hào)建筑范圍的地連墻增厚為1.0m（其他范圍為0.8m地連墻）。同時(shí)該范圍采用2道混凝土支撐+2道鋼支撐。鑒于第2道混凝土支撐施工施工時(shí)間較長，強(qiáng)度增長慢，在第2道混凝土支撐上部1m處設(shè)置1道臨時(shí)鋼支撐，控制過程變形。詳見圖2。

圖2 ①號(hào)建筑范圍基坑支護(hù)體系圖

③分坑開挖，減小基坑暴露時(shí)間?；釉O(shè)置2道中隔墻，施工中先開挖兩端基坑1#、2#基坑，結(jié)構(gòu)封頂并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再開挖中間3#基坑。詳見圖3。

圖3 分坑開挖示意圖

④附屬施工階段，附屬基坑距離建筑物距離更近，雖出入口基坑開挖較淺，但仍存在較大風(fēng)險(xiǎn)，因此在出入口臨近建筑物一側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用0.6m厚地連墻。

⑤應(yīng)急儲(chǔ)備措施：①、②、⑤、⑥號(hào)建筑周邊預(yù)留袖閥管注漿措施，根據(jù)監(jiān)測情況，在必要時(shí)對(duì)房屋進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償注漿。

4 模擬計(jì)算與監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)比

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程周邊建筑變形控制標(biāo)準(zhǔn)為：允許沉降≤15mm，沉降速率≤2mm/d，底板傾斜率≤0.002。經(jīng)有限元數(shù)值分析：主體基坑開挖期間，①號(hào)建筑（14層高商旅酒店）最大絕對(duì)沉降量約11.1mm，差異沉降值約2mm，底板傾斜率＜0.002。②號(hào)建筑（8層居民樓）最大絕對(duì)沉降量約12.2mm，差異沉降值約10mm，底板傾斜率＜0.002。至2017年4月車站主體封頂，①號(hào)建筑最大絕對(duì)沉降-8.26mm，差異沉降約9mm，底板傾斜率＜0.002。②號(hào)建筑最大絕對(duì)沉降-6.57mm，差異沉降約6.1mm，底板傾斜率＜0.002。施工期間變形發(fā)展與數(shù)值分析基本吻合。

5 結(jié)語

綜上所述，本工程2015年11月份開始進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，2017年4月份主體結(jié)構(gòu)全部封頂，開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)無滲漏、基坑及周邊建筑變形可控，完成了周邊建筑保護(hù)的任務(wù)。實(shí)踐證明，在城市中心區(qū)臨近老舊建筑物進(jìn)行地鐵車站施工前，需全面深入調(diào)查建筑物實(shí)際狀況并進(jìn)行充分評(píng)估，必要情況下對(duì)周邊地質(zhì)進(jìn)行必要補(bǔ)勘，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)的針對(duì)性保護(hù)措施設(shè)計(jì)。通過加厚、加深地連墻，增加墻縫止水措施、提高支撐強(qiáng)度，以及必要時(shí)的分坑施工對(duì)控制基坑自身穩(wěn)定和周邊建筑變形有著良好效果。但分坑施工對(duì)于規(guī)模較小的常規(guī)車站在一定程度上影響了整體工程進(jìn)度，本工程較同等規(guī)模車站工期延長約6個(gè)月，并增加了結(jié)構(gòu)施工周轉(zhuǎn)材料投入。