緊鄰老舊居民建筑地鐵深基坑難點和技術措施

（上海申通地鐵集團有限公司，上海 200000）

嘉怡路站位于嘉定區(qū)曹安公路下方，東側緊鄰嘉怡路、華江路。主體結構為地下二層單柱雙跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構島式車站。

本車站內凈總長為249.0 m，標準段凈寬19.64 米，標準段結構高度為13.24m，開挖深度17 米-19.12 米，站臺中心頂板覆土3.4m。

1 工程地質與水文地質條件

1.1 工程地質

經本次勘察揭露，本場地地基土主要由飽和粘性土、粉性土和砂土組成，地基土自上而下為①雜填土層、②3 灰色砂質粉土層、⑤1-1 灰色粘土層、⑤1-j 灰色砂質粉土夾粉質黏土層、⑤3-1 灰色粉質粘土層、⑤3j 灰色砂質粉土夾粉質粘土層、⑦1-2 灰色砂質粉土層、⑧1 灰色粘質粉土夾粉質粘土層、⑧2-1b 灰色粉質粘土夾粘質粉土層、⑧2-2 灰色粉砂層、⑧2-3 灰色粘質粉土夾粉質粘土層。

本車站坑底坑底位于第⑤1j 層灰色砂質粉土夾粉質粘土層與⑤1-1 層灰色粘土層。地質剖面圖見圖1。

圖1 地質剖面圖

1.2 水文地質條件

潛水：潛水一般賦存于淺部土層中，補給來源主要有大氣降水入滲及地表水徑流側向補給，其排泄方式以蒸發(fā)消耗為主。上海地區(qū)淺部土層中的潛水位埋深，一般離地表面0.3～1.5m。

微承壓水：微承壓水賦存在第⑤1j、⑤3j 層灰色砂質粉土夾粉質粘土中，呈透鏡體局部分布，車站西端狹長型分布。其中⑤1j 層微承壓水已被圍護結構隔斷，⑤3j 層未被隔斷；水位埋深5.51～5.65m。

承壓水：對本工程有影響的承壓水分布于第⑦1-2 層灰色砂質粉土層中，承壓水位埋深在3～12m。

2 施工難點

（1）嘉怡路站南側的江橋一村距離基坑最近為18m，剛好處在一倍基坑開挖深度左右，而該排房屋建設年代很早（1986年），基礎很差（條形基礎），自身質量很差（墻面已有多處開裂、剝落），開挖前最大傾斜率已達5.63‰，且條形基坑下面就是5～15m 厚的②3 層土，地質條件極為不利，特別是西端頭井存在⑤3j 微承壓水，按照計算需降水頭5 米左右，對江橋一村保護難度很大。

（2）本基坑南側圍護地墻外側即是江橋鎮(zhèn)曹安公路G312 國道，施工期間重型車輛對基坑周邊反復碾壓，場外四周道路地下管線密集，基坑圍護、開挖施工階段須做好有效應對措施。

3 施工方案

3.1 基坑圍護結構形式

3.1.1 地下連續(xù)墻施工

主體基坑地下連續(xù)墻分為三個部分：標準段基坑深約16.99m，車站南側墻長深31.5m、車站北側墻長30m；西端頭井基坑深約18.88m，深34m；東端頭井基坑深約18.997m，深35.5m，厚度均為800mm。

地下連續(xù)墻共計101 幅，地下連續(xù)墻之間采用GXJ 橡膠止水帶接頭。

3.1.2 TRD 槽壁加固

嘉怡路站南側地墻采用TRD 槽壁加固，寬度為750mm，有效墻深：標準段為20m、端頭井為22 m，水泥漿液采用P.O 42.5 水泥，水灰比為1.5，水泥摻量≥20%，單位被攪拌土體中的水泥用量≥360kg/m3，每段搭接長度≥300mm。TRD 槽壁加固見圖2。

3.1.3 五軸槽壁加固

嘉怡路站北側地墻采用五軸槽壁加固，樁徑為Φ850，垂直度不大于1/300，水灰比為1.5，水泥摻量為20%，標準段樁長為20m，端頭井樁長為22m。五軸槽壁加固見圖2。

圖2 TRD 槽壁加固和五軸槽壁加固示意圖

3.1.4 鋼支撐伺服系統(tǒng)

嘉怡路站基坑共設有5 道支撐，其中第一道為混凝土支撐，其余4 道為鋼支撐，鋼支撐全部采用伺服系統(tǒng)，共374 根，其中800mm 鋼支撐14 根，609mm 鋼支撐360 根，每個泵站可控制8 個支撐頭總成，可實時觀測支撐軸力變化，并及時對支撐軸力進行調整，將支撐軸力的變化控制在10%以內，從而有效減小圍護結構變形對基坑開挖的影響。

3.2 基坑開挖方式

嘉怡路站均采用半蓋挖順作法施工，基坑開挖單元采用“縱向分段、豎向分層、分層分部”的方式劃分。從兩端往中間開挖，開挖分段寬度根據結構誘導縫及施工縫確定，施工分段間距20～30 米；分層厚度為各道支撐豎向軸線間距，每層間設緩沖平臺，平臺寬度6～8m；每層中按每幅墻寬度為一單元分部開挖，具體開挖方式如下：

1）斜撐區(qū)域：一般采用先中間后角部的挖土方法、先角部后中間的支撐架設順序。

2）直撐區(qū)域：直撐區(qū)域采用分塊開挖支撐時，每單元分為3 塊，先挖除中部土體，后挖除兩側。每層土方開挖平面分塊順序示意圖見圖5

3.3 降水施工

根據現(xiàn)場實際情況，在基坑端頭處布置4 口疏干井，標準段處布置16 口疏干井；4 口⑤3 層降壓井，1 口⑤3 夾層觀測備用井，3 口坑外降壓觀測井。

開挖前進行降壓井抽水試驗，基坑內⑤3 夾層承壓水頭埋深3.15 m，根據試驗結果，端頭井兩口降壓井抽水，可將水位降至埋深10.64m，滿足承壓水位控制要求，考慮到本工程⑤3 夾層為局部分布且厚度較小，補給不充分，施工期間暫考慮不降壓。但基坑開挖至臨界深度以下后應密切關注承壓水動態(tài)及基坑監(jiān)測情況，發(fā)現(xiàn)立柱隆起或局部滲水等異常情況應馬上開啟降壓井抽水。

3.4 施工措施

為了有效對周邊建筑物及管線進行保護，現(xiàn)場從以下幾個方面采取針對性措施：

3.4.1 根據施工現(xiàn)場的挖土進度，制定疏干井開啟計劃，按照疏干井開啟計劃分層、分段降水，確保按需抽水。

3.4.2 西端頭井降壓井作為應急備用，原則上不抽取。

3.4.3 基坑開挖采用24h 不間斷施工，在開挖的過程中，要求做到挖二撐二，減少基坑無支撐暴露時間，加快墊層、底板的施工速度。

3.4.4 在變形較大區(qū)域墊層加厚（300mm 厚增至400mm 厚），提高墊層混凝土標號，原C30 墊層混凝土改成C40 早強混凝土進行澆筑，同時，在墊層中增加鋼筋網片。

3.4.5 為了減少圍護結構的變形，充分利用好伺服系統(tǒng)，要求第四道鋼支撐安裝時預加軸力按250t 進行施加，開挖第五層土時，第四道鋼支撐軸力增加到280t；同樣，第五道鋼支撐安裝時預加軸力按250t 進行施加，在收底的過程中，第五道鋼支撐軸力增加到280t。

3.5 監(jiān)測方案

根據本工程的施工特點，基坑圍護和開挖施工為監(jiān)測工作的重點階段。參照相關規(guī)范，結合設計單位提出的相關監(jiān)測要求，施工監(jiān)測設置如下內容：

1）圍護墻體的水平位移（墻體測斜）；

2）圍護墻墻頂沉降位移；

3）支撐軸力；

4）坑外地下潛水觀測；

5）基坑周圍土體地表沉降；

6）周邊地下管線及建（構）筑物監(jiān)測；

7）立柱沉降監(jiān)測；

4 施工效果

嘉怡路站于2018年3月10日開始基坑開挖，2018年6月10日底板全部澆筑完成?；幼冃渭爸苓叚h(huán)境變形情況控制較好，未發(fā)生任何居民投訴，較好的完成了基坑開挖期間對江橋一村進行保護的初衷。

4.1 測斜監(jiān)測數(shù)據

地墻測斜變形共設有30 個測斜點（CX1～CX30），開挖階段最大變形點為CX26，變形量為29.50 mm，變形率為1.7‰，大部分測斜點符合一級基坑變形控制1.4‰的要求。

4.2 地表監(jiān)測數(shù)據

周邊地表沉降，基坑底板完成后地表最大沉降點位在D4-3，為-95.55 mm，最小沉降點位在D1-1，為-1.63mm，整體處于可控狀態(tài)。

4.3 房屋沉降監(jiān)測數(shù)據

周邊房屋沉降，基坑底板完成后房屋最大沉降點位在F5-8，為-76.89mm，最小沉降點位在F1-6，為1.64mm，整體處于可控狀態(tài)。F5-8 見圖3。

圖3 周邊房屋F5-8 沉降變化曲線圖

5 結語

通過對基坑圍護、加固、降水、開挖、支撐的精心施工與管理，特別是在基坑開挖階段采取了以監(jiān)測數(shù)據為指導的信息施工手段，基坑圍護變形及周邊環(huán)境變形得到了有效的控制，確保了南側老舊居民樓的安全，對以后類似項目的施工具有一定的借鑒意義。