汲廣坤

(中鐵隧道集團(tuán)深圳地鐵3153標(biāo)項(xiàng)目部，廣東深圳 518028)

0 引言

隨著我國(guó)各大城市地鐵建設(shè)的迅速擴(kuò)張，地鐵建設(shè)最為迫切的就是地面交通更為擁擠的老城區(qū)，老城區(qū)建筑物老舊且密集，在地鐵施工中經(jīng)常遇到地鐵車站距離既有的建筑物非常近的情況;因此，地鐵車站深基坑施工中保證周邊近距離建構(gòu)筑安全和有效控制建筑物基礎(chǔ)沉降、變形十分重要。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)隧道上方建筑物保護(hù)的研究及著作較多，但對(duì)深基坑周邊鄰近建筑物保護(hù)的研究較少，并且深基坑周邊建筑物基礎(chǔ)形式、建筑物基礎(chǔ)所處地質(zhì)條件等各不相同。文獻(xiàn)［1－2］對(duì)立交隧道穿越民房的施工技術(shù)進(jìn)行研究和總結(jié)，通過(guò)加強(qiáng)超前支護(hù)及對(duì)初期支護(hù)徑向注漿等措施控制隧道變形從而將建筑物變形控制在可靠范圍內(nèi)。本工程實(shí)施前，根據(jù)文獻(xiàn)［3－5］制定了注漿加固等一系列方案進(jìn)行比選論證最終確定了實(shí)施方案，本文重點(diǎn)對(duì)深圳地鐵3號(hào)線華新站基坑施工期間其周邊鄰近建筑物交通銀行大廈的保護(hù)措施進(jìn)行總結(jié)。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

深圳地鐵3號(hào)線西延段3153標(biāo)華新站車站為地下2層雙島站臺(tái)車站，車站全長(zhǎng)635 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬32.7 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800 mm地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻平均深度為23 m。采用明挖順作法施工，基坑開(kāi)挖深度為17 m，設(shè)3道鋼支撐。

華新站周邊鄰近建筑物自東向西依次是圣廷苑酒店、交通銀行大廈、華新小區(qū)30號(hào)樓。車站周邊建筑物衛(wèi)星圖如圖1所示。

1.2 工程、水文地質(zhì)

屬?zèng)_擊平原地貌，上覆第四系全新人工填土，上更新沖洪積、黏性土，下伏基巖為燕山期花崗巖;地下水以空隙潛水為主，基巖裂隙水含量甚微?；鶐r埋深25～47 m，全風(fēng)化帶厚2～9 m，強(qiáng)風(fēng)化帶厚10～19 m，中等風(fēng)化、微風(fēng)化埋深較深。地下水埋深0.7～8.8 m，以孔隙潛水為主，局部地段微承壓。主要由大氣降水補(bǔ)給。水量較豐富。

自上而下依次為〈1－1〉素填土、〈3－2〉粉細(xì)砂或者〈3－3〉中粗砂、〈3－6〉粉質(zhì)黏土、〈6－1〉礫(砂)質(zhì)黏性土、〈12－1〉全風(fēng)化花崗巖、〈12－2〉強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，砂(礫)質(zhì)黏性土及全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖遇水軟化。結(jié)合本工程地質(zhì)斷面，劃分巖土層。車站北側(cè)地質(zhì)縱斷面圖如圖2所示。

1.3 交行大廈建筑物現(xiàn)狀

交行大廈竣工于1989年，地面以上6層，結(jié)構(gòu)整體寬23 m，長(zhǎng)85 m，與華新站基坑基本平行，基礎(chǔ)為條型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面埋深2～3 m，持力層為礫質(zhì)黏土。交行大廈北側(cè)結(jié)構(gòu)墻、柱距離華新站圍護(hù)結(jié)構(gòu)約4 m，其二樓陽(yáng)臺(tái)距華新站圍護(hù)結(jié)構(gòu)不足1.5 m，其門(mén)前臺(tái)階距離華新站圍護(hù)結(jié)構(gòu)2.5 m。交通銀行大廈正面照片見(jiàn)圖3。

該建筑基礎(chǔ)薄弱，進(jìn)場(chǎng)初期由于原地面高差進(jìn)行場(chǎng)地平整刷坡時(shí)，交行大廈墻體、頂板出現(xiàn)裂縫并在下雨時(shí)產(chǎn)生滲漏水，對(duì)邊坡進(jìn)行了注漿加固處理。

后期按照既定的連續(xù)墻專項(xiàng)施工方案進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，交行大廈再次出現(xiàn)較大裂縫及滲漏水，針對(duì)上述情況對(duì)該段連續(xù)墻重新分幅，縮短每幅連續(xù)墻施工長(zhǎng)度，該段圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成時(shí)交行大廈裂縫日趨穩(wěn)定。

圖3 交通銀行大廈正面照片F(xiàn)ig.3 Bank of Communications Mansion

2 交行大廈沉降控制措施

為了有效地抑制建筑物的沉降，同時(shí)保證現(xiàn)場(chǎng)的正常施工，交行大廈對(duì)應(yīng)段基坑施工從基坑內(nèi)土方開(kāi)挖、鋼支撐架設(shè)及基坑外建筑物基礎(chǔ)加固2方面采取措施。

2.1 基坑內(nèi)措施

2.1.1 加強(qiáng)基坑內(nèi)及周邊監(jiān)測(cè)，調(diào)整支護(hù)參數(shù)

每日對(duì)地下連續(xù)墻墻體水平位移情況、周邊建筑物及地表沉降情況、樁頂水平位移及沉降情況、周邊水位變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)鋼支撐支護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 鋼支撐軸力調(diào)整表Table 1 Axial force adjustment of steel support

后期施工時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映的情況，對(duì)交行大廈對(duì)應(yīng)段鋼支撐進(jìn)行加密，水平方向由設(shè)計(jì)鋼支撐間距3 m調(diào)整為2.5 m;豎直方向由原設(shè)計(jì)的3道支撐增設(shè)到4道支撐。為了保證連續(xù)墻均勻受力，建議該段鋼支撐增設(shè)鋼圍囹;為了防止鋼支撐受力產(chǎn)生彎曲變形過(guò)大，在支撐與中間立柱樁之間連系梁交叉處U形扣改用角鋼對(duì)鋼支撐進(jìn)行固定。鋼支撐調(diào)整后標(biāo)高變化見(jiàn)表2。

2.1.2 嚴(yán)格控制開(kāi)挖長(zhǎng)度并及時(shí)支護(hù)

土方開(kāi)挖嚴(yán)格遵循“先支后挖、隨挖隨支”的原則，向前推進(jìn)時(shí)按照水平分段、豎向分層、預(yù)留反壓土體、控制撿底長(zhǎng)度，底板施工及時(shí)跟進(jìn)，增設(shè)環(huán)向施工縫每塊底板長(zhǎng)度由20 m調(diào)整為12 m，減少基底暴露時(shí)間。

2.1.3 土方開(kāi)挖方式

在交行大廈段土方開(kāi)挖時(shí)，由原來(lái)的拉中槽、兩側(cè)留反壓土體的開(kāi)挖方式改為南側(cè)拉槽，留北側(cè)反壓土體的方式挖土。

表2 鋼支撐標(biāo)高調(diào)整表Table 2 Elevation adjustment of steel support

2.2 基坑外措施

2.2.1 基坑與交行大廈結(jié)構(gòu)之間設(shè)置回灌井點(diǎn)

基坑開(kāi)挖過(guò)程中受井點(diǎn)降水的影響，地下水位呈漏斗狀下降，造成土體中間空隙水不斷減少，土層原來(lái)的受力平衡遭到破壞，使土層中黏性土產(chǎn)生固結(jié)而造成壓縮，上述過(guò)程反映到地層表面就會(huì)使地面產(chǎn)生裂縫及沉降。由于降水引起建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生差異沉降，給建筑物結(jié)構(gòu)安全造成嚴(yán)重的安全隱患。故在基坑內(nèi)采用井點(diǎn)降水的同時(shí)在基坑與交行大廈結(jié)構(gòu)之間設(shè)置回灌井點(diǎn)?；毓嗨谕翆又行纬梢粋€(gè)與降水井點(diǎn)相反的倒向的升水漏斗，通過(guò)井點(diǎn)回灌向土層中灌入足夠的水來(lái)補(bǔ)償交行大廈下流失的地下水，使地下水位保持不變，維持土層壓力處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

2.2.2 基坑與交行主體結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行預(yù)注漿加固

交通銀行大廈條型基礎(chǔ)對(duì)水土損失反應(yīng)極為敏感，為減少基坑土方開(kāi)挖時(shí)引起建筑物基礎(chǔ)失水，造成建筑物不均勻沉降、開(kāi)裂，危及房屋安全，對(duì)建筑物與基坑間土體進(jìn)行加固止水，最大程度地減少基坑土方開(kāi)挖期間土體向基坑內(nèi)側(cè)向位移。靜壓注漿同時(shí)起到止水帷幕作用，可減少基坑內(nèi)降水引起的鄰近建筑物地下水損失。

交通銀行大廈地基加固處理采用土體止水加固，采用3排φ550@450 mm袖閥管雙液注漿成止水帷幕。注漿加固范圍長(zhǎng)146 m，寬1.45 m，注漿加固深度約為28.0 m，超過(guò)地下連續(xù)墻底面深度4 m或達(dá)到中風(fēng)化巖層。交行大廈袖閥管注漿預(yù)加固平面布置見(jiàn)圖4。

圖4 交行大廈袖閥管注漿預(yù)加固平面布置圖Fig.4 Plan layoutofsoletanche grouting atBank of Communications Mansion

3 袖閥管雙液注漿施工方案

3.1 注漿加固范圍

圣廷苑酒店到天上人間注漿加固范圍為80 m×1.45 m(長(zhǎng)×寬)，交通銀行大廈注漿加固范圍為146 m×1.45 m(長(zhǎng)×寬)，注漿深度范圍為從既有地面下28.0 m，即穿透強(qiáng)風(fēng)化透水層為界。注漿采用φ550@450 mm袖閥管垂直后退式注漿，漿液選用水泥－水玻璃漿。

3.2 灌漿孔布置

灌漿孔沿基坑縱向平行布置，距離地下連續(xù)墻邊1～2 m往外設(shè)置3排，漿液擴(kuò)散半徑為275 mm，灌漿孔為梅花形布置，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。注漿加固深度為地表以下28.0 m，防止基坑開(kāi)挖期間地下水從連續(xù)墻底繞流。

3.3 袖閥管構(gòu)造

袖閥注漿管為每節(jié)長(zhǎng)4 m、直徑48 mm的硬質(zhì)塑料管，由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口。注漿管分為A和B 2種，A注漿管上未開(kāi)設(shè)溢漿孔，B注漿管上每環(huán)開(kāi)有8 mm的溢漿孔12個(gè)，每組小孔間距33 cm。在溢漿孔外部緊緊地套著抗爆壓力為4.5 MPa的橡皮套，橡皮套在灌漿過(guò)程中起到逆止閥門(mén)的作用。

為防止橡皮套上下錯(cuò)位，可在橡皮套兩邊焊以定位環(huán)圈，其直徑約5 mm。袖閥管不應(yīng)有較大的彎曲，其內(nèi)壁必須圓滑，橡皮套應(yīng)緊貼花管。

3.4 袖閥管注漿施工參數(shù)

注漿所使用的水泥為超細(xì)水泥，水泥受潮結(jié)塊不得使用，水玻璃濃度在40 Be'左右。各種材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)附有出廠合格證和試驗(yàn)報(bào)告。

注漿參數(shù)根據(jù)注漿材料及地質(zhì)條件，結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，選用表3所示注漿參數(shù)［6］。在施工中堅(jiān)持先試后作的原則，通過(guò)試注漿對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修正。

表3 注漿參數(shù)表Table 3 Grouting parameters

3.5 注漿順序

為盡快完成土體注漿加固施工，結(jié)合施工計(jì)劃和注漿量，采取多臺(tái)鉆機(jī)、注漿機(jī)平行作業(yè)。該注漿段注漿孔設(shè)計(jì)為3排，注漿時(shí)采取分序隔孔交替注漿，先施工靠建筑物側(cè)的一排，再施工靠基坑側(cè)的一排，最后施工中間一排，以控制漿液擴(kuò)散范圍，保證注漿效果。所有注漿孔均采用定量注漿，地層的注漿流量在規(guī)定壓力下小于1～2 L/min作為終注指標(biāo)。

3.6 注漿施工工藝流程

見(jiàn)圖5。

圖5 袖閥管注漿施工工藝流程圖Fig.5 Flowchart of construction procedure of soletanche grouting

4 施工監(jiān)測(cè)

在華新站交行大廈南側(cè)連續(xù)墻成槽及土方開(kāi)挖、支撐架設(shè)、主體結(jié)構(gòu)施工期間，對(duì)交通銀行大廈結(jié)構(gòu)沉降進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè)。交行大廈監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖6所示。

2008年6—12月華新站北側(cè)靠近交行大廈處地下連續(xù)墻施工期間交行大廈監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降情況如圖7所示。

2009年6—11月華新站靠近交行大廈段土方開(kāi)挖、支撐架設(shè)、主體結(jié)構(gòu)施工期間交行大廈沉降情況如圖8所示。

監(jiān)測(cè)結(jié)果分析:1)連續(xù)墻施工初期階段，建筑物沉降較大，速率很大，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降差異較大，不均勻沉降大。在調(diào)整連續(xù)墻施工參數(shù)后，建筑物沉降趨于穩(wěn)定，沉降速率很小，其中J6－1、J6－2、J6－3監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降最大達(dá)到18 mm。2)在2009年華新站基坑開(kāi)挖、主體結(jié)構(gòu)施工通過(guò)交行大廈期間，華新站沉降較為均勻，各測(cè)點(diǎn)差異沉降較小，房屋傾斜變形均較小，基坑施工期間建筑物沉降值在30 mm以內(nèi)，差異沉降也在30 mm以內(nèi)。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)交通銀行大廈的基礎(chǔ)形式、其基礎(chǔ)下的地質(zhì)特性進(jìn)行分析，在該處基坑開(kāi)挖及主體結(jié)構(gòu)施工期間采取了基坑外止水帷幕、地下水回灌井等措施;對(duì)應(yīng)基坑內(nèi)采取了土方先挖后支，適當(dāng)增加支撐數(shù)量，增大支撐預(yù)加軸力等措施。通過(guò)實(shí)踐證明，這些措施有效控制了基坑開(kāi)挖及主體結(jié)構(gòu)施工期間建筑物的沉降，保障了建筑物的使用功能及使用安全不受損害。前人的研究大多是對(duì)暗挖隧道、盾構(gòu)隧道下穿建筑物的施工關(guān)鍵技術(shù)或措施進(jìn)行研究，本文是針對(duì)鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的深基坑施工時(shí)如何控制建筑物的沉降及變形進(jìn)行探討，希望為類似軟弱淺基礎(chǔ)鄰近的深基坑施工提供一些參考。

［1］ 劉江濤.立交隧道穿越民房施工技術(shù)［J］.隧道建設(shè)，2010，30(S):120 －124.

［2］ 李立.地鐵區(qū)間隧道穿越建筑物基礎(chǔ)的保護(hù)方案探討［J］.隧道建設(shè)，2008，28(6):97 －100.(LI Li.Discussion on protection Methods for building/structure foundations underneath which Metro tunnels pass［J］.Tunnel Construction，2008，28(6):97 －100.(in Chinese))

［3］ 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［4］ 龔曉南.地基處理手冊(cè)［M］.3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

［5］ 劉國(guó)斌，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［6］ 建筑施工手冊(cè)編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)［M］.4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.