深基坑施工地铁保护措施

摘要：深基坑施工往往会对周边环境造成一定的影响，措施采取不当可能会引起基坑变形，地下水位下降，建(构)筑物沉降、变形或开裂，尤其基坑周边有重要的市政公共实施(如地铁等)时，更要积极地采取相应的保护措施，防止基坑周边建(构)筑物沉降、变形或开裂。本文根据某超高层建筑深基坑施工时实际采取的一些保护措施的经历，论述了深基坑施工对地铁的保护措施。

关键词：深基坑；施工；保护措施

1引言

某深基坑工程占地约2万m2，开挖深度约一30m，基坑北侧紧邻地铁车站，地铁主体结构外轮廓线距离基坑边线仅22m左右。由于地铁运营的特殊性，要求地铁结构沉降与水平位移不大于20mm(报警值为16mm)，这就对该工程基坑变形、地下水位的控制提出了极其严格的要求。为了保证基坑支护结构和地铁结构安全，在该工程施工的各个阶段，根据监测数据反映的地铁结构变形情况采取了针对性的应对措施，信息化施工，动态控制，取得了较好的效果。

2深基坑支护结构选择

深基坑支护的类型有：土钉墙支护：搅拌桩支护：柱列式灌注桩、排桩支护：内支撑和锚杆支护：钢板桩支护：地下连续墙等。

深基坑支护结构选择，一般应先考虑本单位现有的施工机构，优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径，这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时，应尽量选用两排支护桩，这种布置方式力学性能较好，前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构，桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况，达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于7m，地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩，搅拌桩改为水泥注浆。北方粘土地区，基坑较深，可选用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式，但南方一般不适用，可选用大直径钢筋混凝土灌注桩，桩顶加钢筋混凝土圈粱，转角处加斜支撑。

凡是地基土为淤泥，且基坑又较深时，不宜选用钢板桩，选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高，可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩，中间加水泥搅拌桩(互相重叠150mm以上．以便形成防渗幕墙，且参加灌注桩协同工作，具有良好力学性能。当条件允许时，用井点降水作为辅助手段)。围护桩的选用应经过多方案比较，根据实际情况，包括周围环境和地质条件，选用经济效益最佳的支护方式。

3．为保证地铁结构安全．原设计采取的保护措施

原基坑支护设计方案为：排桩+四道钢筋混凝土内支撑+两道锚索，地铁一侧支护桩为1600mm@1800mm钢筋混凝土灌注桩，止水帷幕为摆喷角度为180度的高压摆喷墙结合内外两排袖阀管注浆的组合式止水帷幕，止水帷幕深度44m左右。袖阀管注浆孔间距1000mm，排距1000mm，扩散半径650mm，袖阀管注浆施工在高压摆喷墙施工完成后进行，并对地铁一侧周围土体进行1 0m深袖阀管注浆加固。

4施工过程中采取的地铁保护措施．

4．1为了减小对地铁的影响，地铁一侧的支护桩在施工时采用旋挖机进行成孔，以减小对地铁结构的影响。

4．2在施工过程中，根据第三方监测结果，设计单位提出了针对性的地铁保护措施：

①根据第三道支撑靠地铁一侧角部支撑梁混凝土轴力监测结果，为保证基坑支护结构和地铁结构安全，将该位置混凝土强度等级由C30调整为C40，并进行局部封板处理。

②对靠近基坑的地铁车站出入口下部支撑间增加了花管注浆，以增强基坑外侧土体抵抗变形的能力。

③在基坑周边距离坑边5～8m的距离设置了回灌系统。

4．3优化、调整锚索施工工艺，解决锚索施工穿透止水帷幕造成渗漏的问题。考虑到锚索施工对地铁结构沉降带来的不利影响，为减小锚索施工对地下水及深层土体扰动的影响，对本工程锚索施工工艺进行了优化和调整：

①采用套管跟进工艺，以防止孔壁坍塌，缩短施工时间。

②减小一次注浆浆液水灰比，注浆压力适当增大。

③跳跃式施工，每次跳跃2个孔位施工。

④采用二次高压劈裂注浆，注浆压力达到4～5MPa。

⑤锚索开孔位置由桩间调整到桩中，且增大锚索腰梁截面。

5施工阶段的控制要点

5.1坚持分层分段开挖与支护的原则

边坡破坏有一个从局部开始，逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时，突破点开始破坏，并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值，使破坏面扩大。边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度和深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放。因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。

5.2深基坑工程的施工控制要点

深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节。是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照旋工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。例如，确定土方开挖方案时．应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析。对特殊土质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宣太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。

5.3深基坑周围土体止水效果的控制

在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，由于水的来源复杂，枯水期和丰水期水位变化的影响，在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑，根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境。对周边有

建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，否则会导致基坑周围土体与水体的流失，使建筑物不均匀沉陷，甚至发生坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度。拖延了工期，反之，以降水为主。

6针对地铁车站结构沉降的主要原因．采取的措施

经多次专家会议分析，基坑土方开挖和锚索施工引起周边地下

水位下降是导致地铁车站结构沉降的主要原因。经业主、设计、监理和施工单位研究决定又采取了如下措施：

6．1在基坑内侧增加坑内止水帷幕，采用双管旋喷桩和基岩裂隙灌浆的组合式止水帷幕方案。双管旋喷桩从一28．0m施工至中分化岩层，基岩裂隙灌浆从中分化岩层以上5m施工至入微分化O．5m。

6．2在地铁一侧取消锚索，局部增加第五道钢筋混凝土支撵，以

增加基坑抵抗变形的能力。

6．3在地铁一侧设置回灌沟，进行深层回灌，回灌至微风岩面，同桩基持力层深度。

6．4对大直径人工挖孔桩采取双排微型桩超前支护(钻孔内加

入工字钢，然后注入水泥浆)。

6.5与大直径人工挖孔桩护壁采用C45旱强混凝土，并每隔两模浇筑一模C60混凝土护壁进行加强。

结语

综上，对于深基坑支护设计和施工，必须加强管理．要做好深基坑支护设计和施工，需要做到：(1)设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件，这是做好深基坑支护工程的前提条件。(2)深基坑支护应重视设计，加强对设计的全面管理。(3)基坑支护施工是工程得以安全、顺利进行的保证，应加强施工过程控制。(4)水是深基坑支护的大敌，应重视对地下水的控制。同时作为宝贵的地下水资源，应限制盲目、过度的抽降。(5)努力做好深基坑支护设计和施工管理，减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑旅工过程。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。