南京地铁雨花门站深基坑支护工程设计与实践

摘要：本文介绍了南京地铁雨花门站深基坑工程的设计及实施情况，工程实践证明，钻孔桩+局部桩间止水的围护结构对于南京地区的阶地地貌单元，在基坑稳定性和止水方面均可取得不错的效果，值得推广。

关键词：地铁车站；钻孔桩；桩间止水；深基坑；阶地地貌单元；

中图分类号：TV551.4文献标识码：A

1引言

南京地区整体地质单元较为复杂，按其特点可归类划分为长江浅滩、秦淮古河道和阶地三个地貌单元类型。本文介绍了一种典型的南京阶地地貌单元条件下的地铁车站深基坑工程设计方案。

2工程概况

2.1 概述

雨花门站位于晨光路东侧、赛虹桥高架南侧，为单柱双跨地下两层站，盾构筹划为盾构过站。车站标准段基坑宽度19.6m，基坑深约17.35m。

图1 车站总平面图

本站现状地面环境多为1~3层建筑物，基坑施工前均需拆除。周边控制性建筑主要是北侧的大校场机场铁路及纬七路高架，大校场机场铁路距离基坑最近约14.7m。车站西侧有多栋多层建筑物，包括距离基坑12.6米的雨花小区的6层住宅楼、距离基坑18.7米的雨花小区5层住宅楼和距离基坑17米的秦淮茶都7层商业楼。

2.2 地质条件

（1）工程地质

场地属阶地地貌单元，南、北两端发育有坳沟，基岩面之上覆盖层厚度变化大，地基土分布与地貌形态密切相关。填土层之下覆盖层以全新世早期沉积的粉质粘土（③-4b2层）和晚更新世沉积的粉质粘土（④-2b1-2、④-3b2-1层）为主，底部局部地段分布有残积土层。坳沟范围分布有全新世中晚期沉积的饱和粘性土（②-1b2粉质粘土和②-2b4粉质粘土、淤泥质粉质粘土）。场地下伏基岩为燕山期喷出岩安山岩（δ），岩面起伏变化大，风化不均匀，岩质软硬不一，岩体完整性较差。场地范围内无不良地质作用。

场址范围内从上到下土层及其物理力学性质如下表。

层号 土层名称及状态 重度 直剪固快 岩体抗剪强度 静止侧

压力系数 渗透系数

γ Ccq cq C K0 Kv/Kh

kN/m3 kPa 度 kPa 度 cm/s

①-1 松散~稍密杂填土 18.5 5 15 0.45 500

①-2 可塑素填土 19.1 14.9 12.4 0.52 20

①-3 淤泥质填土 17.5 5 8 0.75 50

②-1b2 可塑粉质粘土 19.8 29.5 17.8 0.50 2

②-2b4 淤泥质粉质粘土 18.3 12 10 0.70 5/15

③-4b2 可塑粉质粘土 19.8 30.0 16.5 0.46 2

④-2b1-2 硬~可塑粉质粘土 19.8 34.7 16.7 0.44 2

④-3b2-1 可~硬塑粉质粘土 20.1 47.4 17.1 0.43 2

δ-0 硬~可塑残积土 18.9 36 15 0.47 3

δ-2-1 强风化安山岩 21.0 50 19 0.42 50

δ-2-2 强风化安山岩 21.5 50 24 0.38 150

δ-3-1 中风化安山岩 24.9 220 32 0.35 135

δ-3-2 中风化安山岩 26.1 540 37 0.28 50

（2）水文地质

场地地下水可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

1）松散岩类孔隙水：根据埋藏条件，松散岩类孔隙水属潜水，含水地层为填土和中~晚全新世冲淤积成因软弱粘性土层，隔水底板为③、④层粘性土；孔隙潜水稳定水位在地面以下0.9~2.3m，高程为11.21~15.80m（吴淞高程系），水位起伏和地形起伏基本一致。

2）基岩裂隙水：基岩裂隙水分布于安山岩（δ）裂隙之中。根据其埋藏条件，在填土层和基岩相接的地段，该层地下水具有潜水的性质；而其上有②、③、④层粘性土分布的区域，该层地下水则具有微承压水的性质。场地基岩裂隙水水位（水头）埋深在地面下1.83m，高程为13.06m（吴淞高程系），和潜水水位基本一致。

3车站深基坑支护结构设计

3.1 支护结构方案

（1）车站围护结构采用φ1000mm@1200mm钻孔桩加内支撑体系，基坑开挖深度约17.35m，基坑开挖底面位于强风化或中风化安山岩中，钻孔桩底部位于中风化岩面。

车站标准段围护结构竖向设置3道支撑，其中第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，截面尺寸700x1000mm，水平间距9米；其余均为φ609钢管支撑，间距约3米。

局部因110KV电力管线无法施工围护桩处，基坑无法封闭，采用桩间挡板止水方案处理，详见后续说明。基坑支护结构横断面图见图1。

图1 车站基坑支护结构横断面图

3.2 降排水、止水方案

（1）降排水方案

基坑内采用明排水方案，需完善坑内集水、排水系统，积水及时排出基坑。施工过程中应进行基坑内承压水水头观测，必要时对承压水降水泄压，确保不发生突涌风险。

（1）止水方案

根据水文地质情况，本站浅层土透水性仅填土层渗透系数略大，中间的粉质粘土均为微透水性地层，而底层基岩因较为破碎，裂隙水较为发育，渗透系数也偏大。因此，对于浅层填土层，本站采用旋喷桩对钻孔桩间土进行处理，减小其渗透系数，以截断此透水地层；而对于基岩裂隙水，因中风化岩层强度较高，采用一般的地层加固方案均难实施，并考虑其水量并不大，故采用备用降水井观测方案，如开挖过程中发现水量较大，则启用降水井将深层裂隙水疏干。

考虑基坑距离铁路和雨花小区等房屋均较近，处于一倍基坑深度范围以内，属于基坑开挖的重大影响区域，且本基坑施工过程中并未隔断深层水系，为防止坑外土体失水沉降引发周边建构筑物的沉降，在基坑外侧设置水位观测井，如发现坑外水位下降超过报警值，则采用回灌措施，确保铁路和房屋的安全。

3.3 电力管廊处围护结构的处理

电力管廊为110KV、截面1050mmX450mm的钢筋混凝土箱涵。因箱涵斜跨基坑，且迁改代价较大，因此采用原位保护的方案。箱涵的位置无法施工钻孔桩，因此仅采用钻孔桩无法使本基坑封闭，因此采用桩间挡板并辅助坑外侧土体旋喷桩加固来挡土挡水，确保基坑施工的安全。具体实施方案如图2。

图2 电力管廊处围护结构平面图

3.3 实施效果

车站深基坑开挖过程中，基坑稳定性的各项指标均处于一级基坑的控制范围内，周边建筑物未发生开裂现象，沉降和不均匀沉降均较小，大校场铁路的变形也处于可控范围之内，整体实施效果较好。

电力管廊围护结构未封闭处无明显漏水现图3 支护结构水平变形监测结果

象，止水效果较好。

4结论

对于南京地区的阶地地貌单元，地质条件相对较好，可采用钻孔桩+局部桩间止水（对透水性较好的地层采用旋喷桩止水）的围护结构形式，实践证明可取得不错的支护效果。相比其它支护形式，本工法经济性较好，具有推广价值。

对于因障碍物无法封闭基坑围护结构的情况，采用桩间挡板并辅助以基坑外侧的土体加固措施，可有效挡土止水，是一种行之有效的处理方法。

参考文献：

[1] 龚维明等. 地下建筑结构[M]. 东南大学出版社, 2004.

[2] 王树理. 地下建筑结构设计[M]. 清华大学出版社, 2007.

[3] 行业标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）[M]. 中华人民共和国住房和城乡建设部, 2012.

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