地铁深基坑施工邻近高层建筑物保护技术

摘 要 本文通过对北京地铁十号线二期角门西站东侧明挖基坑施工对邻近高层建筑物--建工北国住宅楼的影响分析及保护技术归纳总结，论述了在深基坑开挖中对邻近建筑物进行保护的原则、措施，以较小的代价取得可靠的安全度。同时，本文所总结的工程施工实践经验，对今后类似工程提供有益的借鉴和参考。

关键词 深基坑；邻近；高层建筑物；保护

中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0095-02

0 引言

在城市高速发展过程中，高层建筑及轨道交通工程大规模兴建。地铁车站多建于人口稠密、建筑林立的闹市区中，且多采用明挖法施工，车站基坑深，且面积大，对周围环境影响范围较广，在深基坑开挖中对邻近高层建筑物的保护问题尤为突出。

本文以北京地铁十号线二期角门西站东站厅明挖基坑工程为例，详细介绍了深基坑开挖中对邻近高层建筑物保护的原则、措施。

1 工程概况

北京地铁十号线二期角门西站位于嘉禾路和马家堡西路交叉路口下，沿嘉禾路东西向布置，与既有北京地铁四号线角门西站十字交叉、换乘。车站总长度207.5m，由东、西两明挖站厅和中间暗挖隧道组成。中间暗挖隧道全长35.1m，已于2009年12月顺利完工。东站厅位于马家堡西路东侧，东端接盾构区间，设盾构接收井，西端接车站主体暗挖段。东站厅标准段选用双柱三层三跨矩形框架结构型式，采用明挖法施工，桩撑支护。明挖基坑深26.785m，长86.9m，标准段宽23.3m，盾构段宽26.8m。

东站厅周边环境：北侧为晨新园住宅小区，西侧为马家堡西路及既有地铁四号线，西南侧为建工北国高层住宅楼。东站厅基坑工程重点保护高层建筑物为西南侧邻近的建工北国住宅楼。

2 邻近高层建筑物情况

建工北国住宅楼为地上14层，地下2层高层建筑物；基础埋深7.64m；结构形式为现浇钢筋混凝土剪力墙，基础形式为箱型基础；竣工日期为1999年8月。

评估报告表明：建筑物总体状况良好，除发现非承重墙、装饰面层等有开裂现象外，未发现主体结构存在影响结构安全和使用的严重缺陷和损伤。

东基坑与建工北国关系：建工北国北侧外墙距离基坑围护结构水平最小距离仅为8.2m，平面位置如图1所示。

根据相关地铁风险管理体系文件，建工北国在强烈影响区内，属一级环境风险工程，因此，在基坑开挖过程中应进行重点保护。

4 工程地质及水文地质情况

本车站施工范围内，表层以厚度不均的人工堆积的房渣土、素填土为主，人工堆积层以下为厚度较厚的新近沉积的粘性土、粉土、砂土及卵砾石层，再以下为第四纪沉积的粘性土、粉土、砂卵石互层，并以砂土、卵石土为主。车站底板位于粘质粉土、粉质粘土⑤1层中。

基坑开挖深度范围涉及两层潜水：第一层分布在第④层卵石及第④2层细中砂中，静止水位标高约15.68m~17.80m；第二层分布在第⑤层卵石及第⑤2层细中砂中，静止水位标高约11.98m~12.75m。

5 高层建筑物保护方案研究

1）基坑开挖对邻近高层建筑影响分析。在开挖卸载过程中的土体应力的释放，使基坑四周一定范围（一般为基坑开挖深度的1.5倍）的土体内力失去平衡而发生变形,使得基坑周围土体发生沉降，会引起周围建筑物沉降、差异沉降、侧向位移。

另外，深基坑降水会引起周围地面下沉。在某些粘性土中，当土的含水量降低时，土体的体积会减小，即土体具有失水收缩的性质；孔隙水应力的减小将引起有效应力的增加，降低地下水位后将会产生新的固结压缩量，从而引起地面明显下沉。

2）摸底调查建工北国住户情况，并委托具备资质单位进行房屋技术评估，将评估报告结论作为邻近建筑物质量控制的依据。评估报告结论主要包括：

（1）现场检查检测表明，该建筑物结构现状良好，现状测量分析表明，目前建工北国住宅楼地基基础累计总沉降量约40mm；该栋建筑物地基基础已发生的整体倾斜均很小（最大处1/1063）；

（2）地铁车站施工过程中对建工北国住宅楼的地基基础变形控制标准为：基坑施工过程中对建筑物地基基础产生的基础两端点的沉降差与其距离的比值小于0.001。即建筑物北侧外墙最大附加沉降量应小于15mm；

（3）建工北国住宅楼紧临地铁车站深基坑，其天然地基沉降对车站基坑开挖及降水均为敏感，建议加强该地段支护结构，严格限制支护结构的侧向变形，并严格控制降水速率及水土流失。

3）对邻近高层建筑采取保护措施

（1）从引起变形的“源头”采取措施减小基坑变形

钻孔灌注桩施工中采用优质泥浆护壁、提高泥浆页面高度等措施提高灌注桩成孔质量、控制孔壁坍塌，减小周围土体变形；基坑降水系统布置和施工时，降水井布置适当远离建筑物，随开挖深度逐渐降低水头，以尽量减少建筑物下地下水位变化幅度；基坑开挖严格遵循“先撑后挖、及时支撑、分层开挖、严禁超挖”的原则，开挖方法、支撑、拆撑顺序与设计工况保持一致，钢支撑应按设计轴力的40%~60%及时施加预应力。

（2）从提高基坑周边环境抵抗变形能力采取措施

对建工北国及基坑围护结构之间土体进行注浆加固；注浆加固深度一般从建筑物基础下方延伸至滑动面以下，具体范围如图3所示。

注浆加固采用袖阀管施工工艺，选用Ø56PVC管，注浆材料均采用P.O42.5普通硅酸盐水泥与TGRM特种水泥混合浆液，钻孔设备选用履带式多功能地质钻机或ZGY1500型液压钻机。

值得注意的是，注浆加固时，过大的注浆压力会使地面或建筑物隆起，注浆同时也会破坏土的微观结构，使土的抗剪强度降低，因此在施工过程中要严格控制注浆压力和注浆量。

为保证注浆效果，注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，确认已达到注浆结束标准，方可结束注浆，否则必须进行补孔注浆。本工程采取分析法进行注浆效果检查，即对注浆记录进行统计分析，检查每孔压力流量是否达到注浆结束标准，有无漏浆，串浆情况，从而反算浆液扩散范围；检查本循环所有注浆孔是否都按规定进行了注浆，有无漏注或无法注浆的检查，判定注浆效果。

（3）信息化施工控制措施

基坑开挖及注浆加固过程中，应加强对基坑自身及邻近高层建筑物的监控量测，并将监测数据及时反馈。监测项目包括：建筑物沉降、倾斜、裂缝；围护桩顶水平位移、竖向位移、变形；支撑轴力；地下水位；周围地表沉降。

根据实施监测的建工北国的沉降情况，必要时跟踪注浆，实时调整注浆位置、注浆压力及注浆量，起到动态控制建筑物沉降的作用。

6 施工过程跟踪监控量测情况

土方开挖期间，对建工北国进行布点观测。收集监测数据表明：随着基坑土方开挖的逐步加深建工北国的沉降量及倾斜率呈现逐步加大的趋势，但均未超过设计预警值，进而说明对建工北国预先采取的保护措施是行之有效的。

7 结论

深基坑工程施工不当对邻近高层建筑物等造成的损伤或破坏性影响，不仅会引起重大的经济损失，更将造成严重的社会影响，并且不可挽回。在施工早期采用注浆加固的方法进行处理，效果明显、安全可靠，以较小的代价取得可靠的安全度，能够达到事半功倍的效果。本文总结了实际工程中的经验，为类似工程的顺利进行提供了技术支持和指导。

参考文献

[1]刘国斌，王卫东.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]地铁暗挖隧道注浆施工技术规程(DBJ01-96-2004）.