天津地铁3号线金狮桥站开挖过程中所遇问题及解决措施的阐述

前言：明挖大型基坑在地铁车站中使用比较多，但是开挖大型基坑容易造成周边地面的沉降，使临近的建构筑物出现裂缝甚至倒塌。当地质条件较复杂、地下水位较高时，周边地面沉降量和不均匀沉降就更容易发生并难以控制，一旦发生不均匀沉降会对临近建构筑物造成很大的危害。下面对天津市地铁三号线11合同段小树林站在车站基坑开挖过程中遇到的问题及采取的措施进行阐述。

关键词：地下连续墙 承压水 沉降 注浆加固

中图分类号：TU476文献标识码： A

1、概述

小树林站位于天津市河北区狮子林大街与规划金钟路交口的北侧，车站南侧及东侧为金狮立交桥。车站周边受影响的建筑物主要为车站西侧金狮家园4栋住宅楼。

车站主体围护结构采用地下连续墙围护结构，钢筋砼地下连续墙厚800mm，深度28m；素砼地下连续墙厚600mm，深度33m。围护结构的支撑体系采用钢管内支撑体系。

2、车站工程地质及水文地质概况

本站地面较为平整，车站施工范围内地面高程约为3.5～4.5m。

表2-1地层岩性特征表（部分）

本工程钢筋砼地下连续墙深度28m，素砼地下连续墙深度33m，连续墙底部处在⑨1、⑨2和⑨4，为粉质粘土或粉土层。

3、四栋住宅楼情况分析

3.1、周边环境介绍。

小树林站位于天津市河北区狮子林大街与规划金钟路交口的北侧，车站南侧及东侧为金狮立交桥。车站施工主要受影响的建筑物为车站西侧金狮家园小区的1#、4#、5#、6#住宅楼，1#、4#、5#、6#住宅楼距车站西侧主体围护的距离如下图所示：

图3―1 车站基坑与四栋住宅楼位置关系平面图

1#、4#楼离开挖坑较近，最近处仅 10.24m，5#、6#楼离开挖坑相对较远，但最近处也只有14m 左右。

3.2、房屋结构与基础介绍。

4栋7层住宅楼为砖混结构，采用复合地基处理方案。其中，建筑物上部结构的楼板为现浇钢筋砼楼板，设圈梁和构造柱，基础的筏型基础，桩基础采用疏桩处理方案，桩为静压预制空心钢筋混凝土方桩，桩型为350*350mm，孔直径为160mm，桩长为8.0m和8.5m，桩混凝土为C30。

3.3、四栋住宅楼沉降情况

3.3.1基坑周边四栋住宅楼的沉降分析

09年5月12日至6月13日沉降数据见下表：

表3-1沉降数据分析表

3.3.2周边建筑物沉降原因分析：

1）车站和建筑物，位于古河道，建筑物座落于软弱土层上，特别是1#、4#楼处地质复杂，土层互相交错，施工中抽降承压水，扰动底层造成较大沉降。

2）根据已开挖部分情况，地下连续墙没有明显的漏水点，所以可以排除地连墙漏水造成抽取承压水，使建筑物沉降。

3）车站所处地质中，⑦4层为粉砂，上下层为隔水板，含承压水，所处深度为-25.41~-19.47m，⑨4为粉砂，上下层为隔水板，含承压水，深度为-40.9~-25.95m，两层承压水存在局部贯通，而地下连续墙深度为28m或33m，只隔断了⑦4承压水，而未隔断⑨4。这样在基坑降水及承压水抽水施工中，本区域⑦4、⑨4地下承压水都明显下降，造成地面和建筑物沉降。

4）施工过程中，只能开启承压井才能保证基坑开挖过程安全，但是抽取承压水，就会造成周边地面和建筑物的沉降。

4、采取措施

4.1、注浆加固

4.1.1注浆加固概况

1）不打开围挡，尽可能靠近建筑物基础，在基坑外侧布置4排注浆孔，注浆加固垂直深度为33.0米，与相邻围护结构地连墙深度一致。

2）4排注浆孔中靠近基坑侧1排注浆孔为竖向封闭注浆，靠近建筑物侧3排注浆孔为斜向加固注浆，斜向角度按10~20°控制。

3）注浆孔呈梅花形布置，间距750mm。

4）注浆加固施工参数

① 注浆压力：P=0.2~1.2MPa； ② 注浆流量：Q=30~40L/min；

③ 浆液配比： A液=水泥：水=1：1B液：35OBe水玻璃A液：B液=2：1（体积比）

4.1.2注浆加固效果分析

1）该注浆施工，地面注浆孔距建筑物距离约为3.5~4.0m，距离基坑外边缘（800mm地连墙）约6.0~6.5m。注浆量较大，距离建筑物较近。

2）从建筑物沉降监测数据看，建筑物沉降明显得到缓解，F17点日平均沉降量由6.13mm减小为1.638mm，F18点日平均沉降量由5.1mm减小为1.431mm。

沉降速率减小的原因主要是由于停止抽承压水、对建筑物进行注浆加固、基坑回灌水和混凝土封底。

3）在注浆过程中，地连墙变形较大， P15点日平均变形量由-0.13mm增大到-3.81mm。

4）从4＃楼建筑物裂缝变化情况看，楼房的开裂速率由3.6mm/d减小到2.1mm/d，注浆施工缓解了楼房裂缝的开裂速度。

5）注浆加固停止施工后，住宅楼有较大沉降，尤其F13、F15点，23天内沉降量为17.38mm、14.49mm。4号楼局部基础最大倾斜率达4.618‰，1号楼达4.280‰，F17点累计沉降量达-110.70mm，F18点累计沉降量达-105.1mm。回落原因主要是：①浆液初凝快，但强度增长较慢，且强度较低；②注浆扰动土体，水泥浆和土体重新组合后，停止注浆失去压力，建筑物挤压浆液，扰动更大范围的土体；③注浆加固要近距离，效果才明显④地连墙墙体变形，造成地连墙提供的侧向支撑力不足。

4.2、基坑回灌水

大、小里程停止抽承压水基坑进行回灌水，基坑内外承压水头基本一致。

4.3、浇注水下砼

对大、小里程已开挖部分的基底进行水下砼封底，小里程浇注砼0.8~1.0m，大里程浇注砼厚度约2.5~3.0m，接近设计结构底板标高。砼浇筑量约954m3。

4.4、施作高压旋喷桩

4.4.1、加固范围

对中间区域未开挖段施打高压旋喷桩进行封底，与大小里程的水下砼闭合，使基坑围护结构外侧地下水无法从基坑底部进入坑内。

未开挖部分基底下（10轴左5.0m~19轴右5.0m）采用Ф1000@700的双管旋喷加固封底，沿基坑纵向加固长度为88.4m，竖向从新设计底板底部标高向下加固，加固深度为12m。

4.4.2、双管旋喷桩施工参数

水泥浆压力：30MPa

空气压力：0.7MPa

水灰比：1：1

5、结束语

通过以上采取的措施，基坑基本稳定，周边4栋住宅楼日沉降量变化控制在0.1mm内，基坑围护结构为出现太大变形，能够确保基坑继续开挖，工程顺利进行。希望在以后的工作中遇到同样的问题能够采取合理、正确的措施、方法来处理，以保证工程质量和施工进度。