地鐵車站深基坑施工對周邊建筑物的影響及保護

李 洪 慶

(廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州 510000)

地鐵車站深基坑施工對周邊建筑物的影響及保護

李 洪 慶

(廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州 510000)

結(jié)合廣州地鐵某車站深基坑施工的工程實踐,從建筑物基礎(chǔ)、圍護結(jié)構(gòu)地連墻成槽施工、基坑開挖施工等方面出發(fā)，分析了深基坑施工影響周邊建筑物安全的風(fēng)險點，并介紹了對建筑物采取的具體保護措施，以確保深基坑開挖過程中周邊建筑物的安全性。

深基坑，周邊建筑物，高壓旋噴樁，保護措施

為了緩解日益擁堵的城市交通，地鐵工程建設(shè)正在大規(guī)模的進行中，在已建成建筑物周邊開挖深基坑已不可避免。深基坑開挖施工中，由于支護結(jié)構(gòu)變形、地下水位變化等將導(dǎo)致基坑周圍土體的變形、沉降，若變形量過大，勢必危及周邊建筑物的安全。因此，必須采取一系列的保護措施，保證周邊建筑物在深基坑開挖過程中的安全。

1 工程概況

廣州地鐵某地鐵車站沿南北向布設(shè)，主體為地下兩層混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體基坑深度約17 m。車站西側(cè)現(xiàn)狀為已建好的某居民小區(qū)，距離車站最近處為21.5 m，距離最近的出口距離為9.96 m。在車站圍護結(jié)構(gòu)施工、開挖施工期間對該小區(qū)的影響最大，施工中需引起高度注意，確保施工期間周邊的建筑物安全以及居民安全。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

2.1 工程地質(zhì)

站址地貌為珠江三角洲海陸交互沉積平原，地層分布較為復(fù)雜。車站范圍內(nèi)地面高程7.3 m～8.3 m，勘察場地內(nèi)揭露地層主要包括白堊系紅層和第四系土層。車站范圍內(nèi)軟土主要為淤泥質(zhì)土層②-1B,厚度一般在3.20 m～7.80 m；不良砂土為海陸交互相粉細砂層②-2，厚度一般在1.80 m～5.70 m；基巖埋深較大，地勘資料揭露中風(fēng)化巖面埋深在22.40 m以下。

2.2 水文地質(zhì)

場地內(nèi)水文地質(zhì)條件受當(dāng)?shù)貧夂?、地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水體及人類活動等因素的影響，根據(jù)地下水埋藏條件可簡單劃分為孔隙潛水、基巖裂隙水。孔隙潛水主要分布于場區(qū)內(nèi)上部覆蓋層，基巖裂隙水主要分布于下部基巖中。

3 安全風(fēng)險分析

3.1 建筑物基礎(chǔ)

車站周邊建筑物多為20世紀(jì)70年代～80年代修建的低矮建筑物。建筑物基礎(chǔ)有天然基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、錘擊沉管灌注樁等，管樁外徑一般為320 mm，樁長5.5 m～20 m之間，建筑物自身基礎(chǔ)比較薄弱是影響建筑物安全的首要因素。

3.2 圍護結(jié)構(gòu)地連墻成槽施工

車站南基坑西側(cè)地連墻樁底19 m處地層為強、中風(fēng)化硬巖，施工需采用沖擊樁機成槽，振動較大，對建筑物保護不利。因此施工期間控制好泥漿濃度以及沖樁高度，能減少塌孔，從而減少地表沉降。

3.3 基坑開挖施工

基坑開挖過程中的圍護結(jié)構(gòu)變形對建筑物附近土體沉降變形影響較大，對建筑物保護也有較大影響。深基坑施工講究土方開挖與支撐的“時空效應(yīng)”，基坑每塊土方的開挖要在3 d內(nèi)(砂層或淤泥質(zhì)土層等)完成，并在5 d內(nèi)完成混凝土支撐的安裝(鋼支撐在8 h內(nèi)完成)，可減少基坑變形。

3.4 圍護結(jié)構(gòu)滲漏水

圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏水有兩種情況，一種是滲漏，另一種是突泥涌沙。圍護結(jié)構(gòu)滲漏水較小時，不會引起坑外水位有明顯的下降，不會造成坑外有大的地表沉降，水中不攜帶泥沙更不會造成坑外地表塌陷，此種情況對建筑物保護影響不大。圍護結(jié)構(gòu)突泥涌沙時，會造成坑外地下水位下降，從而造成地表沉降；水中帶有泥沙，造成基坑附近水土流失，可以在地層中形成空洞，對保護建筑物十分不利。

4 保護措施

4.1 高壓旋噴樁加固

在車站南基坑的西側(cè)，設(shè)置一道高壓旋噴樁止水帷幕，加固基坑外土體，并將圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏的可能降至最低。在本工程中，旋噴樁樁徑為800 mm，樁間咬合200 mm，則樁心間距為600 mm，注漿范圍為基底以下1 m，水泥設(shè)計用量為350 kg/m。

1)高壓旋噴樁施工工藝流程。雙重管高壓旋噴樁工藝流程見圖1。

2)技術(shù)參數(shù)。根據(jù)施工經(jīng)驗，給出表1下技術(shù)參數(shù)供施工參考。具體參數(shù)需根據(jù)實際地質(zhì)情況，經(jīng)試樁后確定。

3)質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。施工前應(yīng)檢查水泥的質(zhì)量，樁位，壓力表、流量表的精度和靈敏度，高壓噴射設(shè)備的性能等。施工中應(yīng)檢查技術(shù)參數(shù)的應(yīng)用情況及施工程序，并及時做好記錄。高壓旋噴樁質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1 高壓旋噴樁技術(shù)參數(shù)表

表2 高壓旋噴樁質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表

4.2 施工措施控制

1)減少振動對建筑物的影響。在臨近建筑物的地連墻成槽施工中，加強對成槽機抓土的深度控制，同時減小沖樁機的沖樁速度和高度，以便減少因振動對建筑物造成的影響，同時加強對建筑物的沉降觀測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析地連墻施工對建筑物造成的影響。

2)根據(jù)地質(zhì)報告以及現(xiàn)場的實際地層狀況，嚴(yán)格控制泥漿的配比，防止成槽過程發(fā)生槽壁坍塌，以及控制好相鄰兩幅墻的成槽時間。

3)基坑降水過程中對建筑物的保護。在降水工程中，加強監(jiān)測基坑外水位變化，如發(fā)現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)有較大漏水，引起基坑外水位下降，應(yīng)立刻停止降水，對漏水部位圍護結(jié)構(gòu)進行加固補強或采取坑外回灌井注水的形式，減少地面沉降變形，避免地層不均勻沉降對建筑物造成的威脅。

4)基坑開挖和支撐過程控制。

a.分段、分塊、分層進行土方開挖。滿足基坑開挖“時空效應(yīng)”原理，在土方開挖過程中快速完成開挖，及時進行混凝土支撐的施工以及鋼支撐的安裝并施加軸力，使基坑無支撐暴露的時間最短。每段基坑開挖完畢后，在最短的時間內(nèi)完成該段內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工,使該段基坑暴露時間最短。

b.減少動荷載對基坑的影響。土方開挖過程中，重型土方車輛和機械盡量不要在基坑附近行走和停留，以減緩基坑的變形速率，達到保護建筑物的目的。

c.土方開挖過程滲漏水的處理。土方開挖過程中，設(shè)置專人觀察圍護結(jié)構(gòu)地連墻滲漏水現(xiàn)象，對滲漏水及時處理和封閉。有流沙發(fā)生時，如流沙位置在開挖面以上且壓力不大時，用木楔、棉紗水泥和水玻璃、環(huán)氧化樹脂等將其封堵，然后在地連墻上打設(shè)注漿管，用水泥—水玻璃雙液漿封堵。

d.土方開挖至基坑底及時封閉基底。土方開挖到基坑底部時，及時進行接地網(wǎng)及墊層的施工，并且在最短的時間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)底板的施工。

4.3 加強施工監(jiān)測，控制基坑變形

1)支撐軸力的監(jiān)測。在支撐上設(shè)置支撐軸力計，來監(jiān)控支撐軸力情況。當(dāng)支撐軸力減少較多時，及時進行軸力復(fù)加，滿足支撐軸力的要求；當(dāng)支撐軸力較大，支撐有失穩(wěn)的危險時，采取增加鋼支撐的措施來處理。

2)基坑變形的監(jiān)測。在圍護結(jié)構(gòu)上設(shè)置測斜管及鋼筋應(yīng)力計來監(jiān)測基坑變形，當(dāng)基坑變形超過報警值時，根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)的變形情況及鋼筋應(yīng)力計的應(yīng)力值來適當(dāng)?shù)脑龃笾屋S力或者增加支撐數(shù)量來達到控制圍護結(jié)構(gòu)變形的目的。

3)建筑物沉降的監(jiān)測。在小區(qū)各棟住宅樓四個角上分別設(shè)置了沉降觀測點，在施工過程中對其進行觀測，監(jiān)測頻率按照設(shè)計圖紙及規(guī)范要求執(zhí)行。

4)建筑物附近地下水位的監(jiān)測。為控制因基坑降水引起的不均勻沉降，在基坑周邊設(shè)置了水位觀測井。當(dāng)基坑外水位發(fā)生顯著下降時，應(yīng)立刻停止降水，并對滲漏水部位圍護結(jié)構(gòu)進行加固補強或采取坑外注水的形式，減少地面沉降變形。

5 結(jié)語

深基坑施工將改變基坑周圍土體的應(yīng)力狀態(tài)，使臨近基坑的建筑物產(chǎn)生變形，若變形過大將影響建筑物的正常使用和安全。本文通過工程實際案例分析，歸納出深基坑周邊建筑物結(jié)構(gòu)的保護措施，對類似工程項目建設(shè)具有一定的借鑒和參考意義。

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Analyses the effect of a subway station deep foundation pitconstruction on surrounding buildings and protective measures

Li Hongqing

(GuangzhouMetroCorporation,Guangzhou510000,China)

Combining with the engineering practice of a subway station deep foundation pit construction in Guangzhou, from the buildings foundation, retaining structure diaphragm wall trench construction, foundation pit excavation construction and other aspects, analyzed the risk points of surrounding buildings safety of deep foundation pit construction, and introduced the specific protection measures building to take, in order to ensure the safety of surrounding buildings in deep foundation pit excavation.

deep foundation pit, surrounding building, high pressure jet grouting pile, protection measure

2015-02-09

李洪慶(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0050-02

TU463

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