鄰近淺埋基礎(chǔ)建筑深基坑變形控制

陳 偉 平

(中鐵上海工程局集團(tuán)華海工程有限公司,上海 201101)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各個(gè)城市不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模，而城市軌道交通的便利快捷，使之成為城市交通的重要組成部分。而城市軌道交通由于其特性，規(guī)劃考慮時(shí)，不可避免的需毗鄰各類建筑物設(shè)置站點(diǎn)。而在城市老城區(qū)及郊區(qū)，還存在著眾多淺埋基礎(chǔ)的老舊房屋，且由于道路普遍狹小，車站基坑與房屋距離較近，相比其他類型的基坑，需更加關(guān)注并控制深基坑變形，以減少對周邊建筑沉降的影響。

本文以無錫地鐵1號線南延02標(biāo)南泉站基坑施工為背景，介紹了在基坑施工過程中所采取的各項(xiàng)基坑變形控制技術(shù)保證措施。

1 工程概況

南泉站為無錫地鐵1號線南延線工程終點(diǎn)站，為地下2層島式站，站后設(shè)雙折返線，車站外包尺寸全長453.4 m。車站分為端頭井段、標(biāo)準(zhǔn)段、配線段，端頭井段基坑深約18.0 m，寬約22.2 m；標(biāo)準(zhǔn)段基坑深約16.6 m，寬約19.7 m；配線段基坑深約16.6 m，寬約10.7 m。車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工。

1.1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地連墻。標(biāo)準(zhǔn)段及配線段內(nèi)支撐采用一道混凝土支撐+兩道鋼支撐(第一道采用700 mm×900 mm鋼筋混凝土支撐、第二、三道采用φ609,t=16 mm鋼管支撐)；端頭井采用一道混凝土支撐+三道鋼支撐+一道換撐鋼支撐(第一道采用700 mm×900 mm鋼筋混凝土支撐、第二、三、四道及換撐采用φ609,t=16 mm鋼管支撐)。

1.2 工程地質(zhì)水文情況

本次車站主體基坑開挖涉及的土層自上而下分別為：①1層雜填土,③1-1層黏土,③1層黏土,③2層粉質(zhì)黏土夾黏質(zhì)粉土,④層黏質(zhì)粉土,⑤3層粉質(zhì)黏土,⑥1-1層粉質(zhì)黏土和⑥1層黏土，基底位于粉質(zhì)黏土及黏土層上。

車站場址地下水主要包括潛水層、微承壓含水層及承壓含水層，根據(jù)勘察報(bào)告顯示承壓含水層水頭不會(huì)對本車站基坑造成基坑底板突涌；在基坑開挖范圍內(nèi)的④層黏質(zhì)粉土為微承壓含水層，弱透水性，易坍塌變形、穩(wěn)定性差，對基坑開挖施工影響較大。

1.3 周邊環(huán)境情況

車站沿南湖路東西向布置，起于南湖路與興隆路路口，終止南湖路與新八路路口，車站所處南湖路段兩側(cè)為南方泉古鎮(zhèn)既有建成區(qū)。

周邊建筑物較多，房屋老舊，距離基坑較近，基礎(chǔ)均為淺埋基礎(chǔ)，房屋沉降及地表沉降對基坑施工變形比較敏感，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。其中佳家苑、鑫茂苑為5層,6層居民住宅小區(qū)，為本工程施工重點(diǎn)防護(hù)對象。鑫茂苑為6層住宅小區(qū)，距基坑24.2 m，受基坑變形影響較小；佳家苑(軸～軸)為5層住宅小區(qū)樓，距基坑8.7 m，距離較近，受基坑變形影響較大。

2 基坑變形控制措施

2.1 圍護(hù)滲漏預(yù)處理

在基坑開挖前通過降水閉合試驗(yàn)分析，結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程的回顧分析，判斷可能發(fā)生滲漏的墻幅接縫，提前進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)封堵。通過分析，判斷出存在6處地墻接縫存在滲漏情況，因此在基坑開挖前，對地墻接縫位置采用高壓旋噴樁進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)封堵。

2.2 優(yōu)化支撐體系

針對重點(diǎn)建筑佳家苑小區(qū)區(qū)域范圍，原設(shè)計(jì)支撐體系為一道混凝土支撐+兩道鋼支撐，為控制基坑變形，在第二道與第三道鋼支撐之間增設(shè)一道φ609鋼支撐，并重新調(diào)整支撐豎向間距，支撐體系調(diào)整為一混凝土三鋼型式。通過對佳家苑區(qū)域增設(shè)鋼支撐前后的基坑變形進(jìn)行理論計(jì)算對比，可減小地表沉降約3 mm，見圖1，圖2。

另外針對佳家苑區(qū)域，投入鋼支撐自動(dòng)軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)支撐軸力全天候不間斷監(jiān)測，并根據(jù)所測軸力數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)軸力附加補(bǔ)償，控制基坑變形。

2.3 分層分段開挖，及時(shí)架設(shè)支撐

根據(jù)誘導(dǎo)縫和施工縫位置將基坑縱向分為約18 m～24 m的開挖段，在每個(gè)開挖段中，再分成小段分層開挖。各層臺(tái)階放坡開挖，放坡坡率根據(jù)各地層物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算確定，坡率控制在1∶2～1∶3之間，確保邊坡穩(wěn)定。每個(gè)開挖臺(tái)階平臺(tái)長度控制在6 m左右(2個(gè)鋼支撐間距)，臺(tái)階挖土完成后，及時(shí)進(jìn)行鋼支撐架設(shè)施工，減少無支撐基坑暴露時(shí)間。鋼圍檁與地墻間縫隙及時(shí)采用早強(qiáng)細(xì)石混凝土填實(shí)，保證地墻—鋼圍檁—鋼支撐之間的傳力體系穩(wěn)定。

2.4 掏槽檢縫，圍護(hù)滲漏及時(shí)處置

基坑開挖過程中，對地墻接縫地面以下5 m至基坑底范圍實(shí)施掏槽檢縫，每層土方開挖前在地墻邊進(jìn)行掏槽，如發(fā)現(xiàn)滲漏立即進(jìn)行處置，確定無滲漏后進(jìn)行土方開挖。

2.5 及時(shí)封底，科學(xué)組織施工，控制長邊效應(yīng)

基坑開挖見底后，及時(shí)施作墊層封閉基底，針對佳家苑區(qū)域每個(gè)開挖小段落(約6 m長)見底即組織進(jìn)行墊層施工。另外組織安排好基坑開挖與結(jié)構(gòu)主體施工之間的關(guān)系，避免結(jié)構(gòu)施工節(jié)奏跟不上基坑開挖，形成有序流水作業(yè)，控制基坑長邊效應(yīng)。

2.6 設(shè)置臨時(shí)存土場，減少外界因素干擾

在南湖路與緣溪道交叉口向東100 m設(shè)置臨時(shí)存土場(距離車站約500 m)，若是基坑開挖過程中，遇到運(yùn)土限制的情況，啟用臨時(shí)存土場，確保順利出土，避免基坑不能開挖到位無支撐長時(shí)間暴露。

2.7 加強(qiáng)施工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，信息化指導(dǎo)施工

關(guān)注基坑變形及周邊建筑物沉降的監(jiān)控量測工作，每天對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)判，若有異常情況及時(shí)響應(yīng)并采取相應(yīng)措施。

3 實(shí)施效果

本工程基坑于2017年年底順利封頂，最終由于基坑開挖施工引起的地表沉降最大9.3 mm，建筑不均勻沉降最大0.9‰，均未超出設(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑物處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，制定的建筑物基礎(chǔ)加固應(yīng)急處置預(yù)案也未啟動(dòng)實(shí)施。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明本工程采取的各項(xiàng)基坑變形控制措施正確有效，施工方案的制定和實(shí)施是成功的，能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁┮欢ǖ慕梃b與幫助。