杭州地鐵青六路站商業(yè)開發(fā)基坑圍護設計綜述

李斐　朱燕琴　桂麟輝

摘要 青六路站為杭州地鐵7、8號線交叉換乘車站，兩線之間設聯(lián)絡線。在車站及聯(lián)絡線圍合區(qū)域進行商業(yè)開發(fā)。設計過程中，綜合種種因素，先后提出方案一：“聯(lián)絡線結合開發(fā)區(qū)域作為整體考慮+設混凝土支撐+分層開挖”及方案二：“利用圍合區(qū)域已建成結構主體作為圍護結構+坑外降水+盆式開挖”兩種基坑圍護設計方案。綜合比較，方案二造價低、施工工期短，滿足業(yè)主方時間節(jié)點要求，作為最終實施方案并取得良好效果。

關鍵詞 商業(yè)地塊;基坑圍護方案;監(jiān)測分析;地鐵保護

中圖分類號 F293.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0022-06

引言

隨著軌道的發(fā)展，越來越多的換乘車站結合周邊商業(yè)地塊共同開發(fā)，這樣可以充分利用城市地下空間，帶來地塊周邊的經濟效益[1]。通常商業(yè)開發(fā)區(qū)域面積較大、形狀較為不規(guī)則，常用的商業(yè)地塊基坑圍護支撐形式為一道或多道混凝土支撐[2-3]。采用混凝土支撐的形式雖然能使開挖基坑具備較好的整體性，滿足臨近地鐵的保護[4-5]要求，但其存在施工周期長、造價成本高等問題。針對此問題，該文闡述了更優(yōu)化的方案進行此類基坑圍護設計。

1 工程概況

1.1 工程背景

杭州地鐵7號線青六路站主體與其聯(lián)絡線圍合區(qū)域的地下一層進行商業(yè)開發(fā)，商業(yè)開發(fā)建筑總面積5 880 m2。商業(yè)開發(fā)采用多跨箱型結構，埋深約9.3 m;聯(lián)絡線部分與商業(yè)開發(fā)地塊結合，地下一層為商業(yè)部分，地下二層為行車部分，聯(lián)絡線基坑深度由相鄰8號線車站的21.8 m漸變到相鄰7號線車站的17.5 m，青六路站商業(yè)地塊平面總平面布置見圖1。該工程周邊現(xiàn)狀為農田，無重要建構筑物，兩倍基坑深度范圍內也無地下管線，工程實施條件較好。

1.2 工程水文地質概況

該項目的工程地質層組的劃分依據場地地層共分8個工程地質層層，14個工程地質亞層。各層土層名稱及物理力學性質見表1?；娱_挖范圍內主要為③5層砂性土，滲透性高;基坑底部以下為深厚的淤泥質土層，含水量高、強度低、靈敏度高、物理力學性質極差;土層性質總體是“上硬下軟”。

擬建場地潛水主要賦存于淺（中）部填土層、粉（砂）性土中。詳勘測得潛水穩(wěn)定水位埋深為地面下0.50～

3.17 m，沿線場地承壓水主要分布于下部的、層砂礫層中，該層承壓水埋深較深，對該項目影響不大。

2 基坑圍護設計方案比選

綜合考慮施工工期及經濟效益，提出兩種基坑圍護設計方案。

方案一：“聯(lián)絡線結合開發(fā)區(qū)域作為整體考慮+設混凝土支撐+分層開挖”，如圖2?；邮┕し謨刹竭M行，先進行商業(yè)開發(fā)區(qū)域（三角區(qū)域及聯(lián)絡線一層）地下一層基坑開挖，再進行聯(lián)絡線坑中坑基坑開挖。地下一層基坑圍護采用地連墻+一道整體混凝土支撐，聯(lián)絡線的“坑中坑”采用地連墻+4道鋼支撐（淺處采用3道鋼支撐），商業(yè)開發(fā)與車站主體相接處采用原有車站圍護地墻（8號線地墻厚1 000 mm，7號線地墻厚800 mm），聯(lián)絡線外側采用1 000 mm厚地墻?；油忾g距20 m布置一口應急降水井，如圖3。

方案二：“利用圍合區(qū)域已建成結構主體作為圍護結構+坑外降水+盆式開挖”?；邮┕し謨刹竭M行，先進行聯(lián)絡線區(qū)塊基坑開挖，待聯(lián)絡區(qū)塊結構封頂后，利用已施工完畢的車站主體結構及聯(lián)絡線結構作為商業(yè)三角區(qū)域圍護結構，進行開挖。聯(lián)絡線基坑深度從17.5～21.8 m基坑采用1 000 mm厚地墻+4（5）道鋼支撐的圍護方案（（注：19.5 m以下深度采用5道鋼支撐）如圖4。聯(lián)絡線基坑外側間距12 m布置降水井，井深20 m，如圖5。

兩種方案比較見表2。方案二的經濟效益好、施工工期短，但方案一從基坑安全風險及基坑開挖時對已完成車站保護的影響相對更安全。結合工程實際情況，車站主體及聯(lián)絡線完成時間應早于商業(yè)開發(fā)，故方案二作為推薦方案進行深化設計。

為避免三角區(qū)塊大開挖對已經施工完成的車站結構造成過大變形，基坑開挖時采取分區(qū)分塊跳槽開挖的方案，如圖6及圖7，開挖見底后及時施作墊層及底板。同時，聯(lián)絡線基坑外側加大降水力度，地鐵車站外側通過監(jiān)測配合必要的降水。

3 理論計算與施工監(jiān)測分析

3.1 基坑測點布置

基坑開挖時，監(jiān)測數據是重中之重。除了監(jiān)測地墻變形外，砂性土基坑開挖重點在于坑內、外降水，所以地下水位監(jiān)測及坑外地下水位的變化為該項目的重點。該文僅選取地墻測斜及坑外地下水位測點進行分析，測點布置圖見8?，F(xiàn)場施工情況，如圖9。

3.2 理論計算與地墻測點位移分析

商業(yè)地塊基坑施工分兩期進行。第一期，聯(lián)絡線區(qū)塊基坑明挖順做施工;第二期，進行三角區(qū)塊的明挖順做，基坑施工關鍵時間節(jié)點見表3。

聯(lián)絡線基坑深度由17.5 m漸變到21.8 m，選取深度約為20 m處的典型測點CX1進行地墻測斜分析，為了更好了解三角區(qū)塊基坑開挖對主體車站的影響，分別選取主體車站地墻測斜測點CX2、CX3進行重點監(jiān)測分析，詳見圖10～12。

由圖10可知，隨著聯(lián)絡線基坑開挖地墻變形逐漸增大，且最大變形逐漸下移。在聯(lián)絡線施工期間，由于特殊原因停工近3個月才復工，在這近3個月的時間中，坑外降水一直持續(xù)，地墻僅產生了2.03 mm的變形。2020年4月20日，聯(lián)絡線基坑開挖見底，地墻最大變形19.03 mm。直至2020年6月25日，聯(lián)絡線頂板封頂，最大變形為25.26 mm。由13圖所示聯(lián)絡線開挖基坑圍護變形計算結果為29.1 mm，施工監(jiān)測數據和設計計算結果較吻合。

由圖11可知，由于7號線車站施工完成較早，測點CX2停測待商業(yè)地塊施工后復測，數據表明地墻變形由車站主體施工期間最大變形23 mm回彈為11.32 mm。商業(yè)地塊施工期間，地墻最大變形增長0.22 mm，但地墻墻趾變形增長1.4 mm，有整體傾斜、墻趾隆起趨勢。3F4D561E-6830-4FCC-94F8-7D62C8F0591F

在設計階段，模擬圍合區(qū)域開挖工況，分別計算聯(lián)絡線結構強度及變形。計算模型：取1 m斷面，利用有限元軟件Midas/gen進行結構計算，坑外降水至地面以下10 m，考慮土重度為20 kN/m3，水重度為10 kN/m3，基坑外超載為20 kN/m3，靜止側壓力系數為0.5。考慮地墻作用，地墻與聯(lián)絡線結構之間采用只受壓彈簧連接。計算結果如圖14～17;開挖時聯(lián)絡線頂板處變形最大為33 mm;聯(lián)絡線主體結構配筋復核后滿足變形要求。在實際開挖過程中，由于聯(lián)絡線結構主體剛度較大，變形增量遠遠小于設計值，但變形趨勢和計算模型一致。

由此可見，用已主體完工的結構作為基坑圍護結構方案可行，尤其位于砂性土層的基坑，在開挖期間采用坑外降水措施對控制地墻變形是極為有效的。

3.3 坑外水位測點分析

坑外降水是該基坑工程的關鍵點，坑外地下水位直接影響地墻外水土壓力及地墻的變形。選取測點CX1附近的坑外地下水位測點SW1進行分析，測點水位隨時間的變化圖見圖18。為避免基坑開挖對已建成車站造成過大的變形，影響車站運行，對車站外側的地面下潛水進行了監(jiān)測，選取測點SW2、SW3，見圖19及圖20。

由圖18可知，聯(lián)絡線基坑施工期間，其坑外地下水位維持在地面下10 m左右，圍合區(qū)域基坑土方大開挖期間，聯(lián)絡線外地下水位一直維持在?13.5 m左右。表明在砂性土層中，間距為12 m、井深為20 m的降水井，可將水位降至地面下13.5 m。

由圖19、圖20可知，在圍合區(qū)域基坑施工期間，7號線車站外側降水深度超過7 m，8號線車站外側降水深度超過10.5 m。7號線車站外降水井間距15 m、井深20 m，8號線車站外降水井間距12 m、井深20 m，加密降水井間距，也可以有效降低坑外潛水水位。

4 結論

位于杭州地區(qū)砂性土層基坑開挖時，坑外降水是控制基坑變形的有效措施?？油饨邓谏靶酝林型ㄟ^減小坑外水土壓力，從而有效防止圍護結構的變形。通過施工階段靜水位井觀測，可以總結出在砂性土中，井深為20 m、間距為12 m的降水井，可以將靜水位降至地面下13.5 m。通過采取降水措施，減少水土壓力，對商業(yè)開發(fā)這種面積較大、坑深較淺的基坑進行盆式開挖是可行的。該項目已于2021年12月工程竣工，今后與其條件類似的基坑工程可以借鑒。

參考文獻

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收稿日期：2022-03-17

作者簡介：李斐（1982—），女，本科，高級工程師，研究方向：地下結構。3F4D561E-6830-4FCC-94F8-7D62C8F0591F