任 飛 鳳

(上海長凱巖土工程有限公司,上海 200093)

1 概述

隨著城市交通在地下空間中的拓展延伸，進(jìn)一步提高城市地下空間利用率的難度也在不斷增加。尤其在隧道等地下工程深度發(fā)展的城市中，老舊地段夾雜在高層住宅、商業(yè)中心、軌道交通的核心區(qū)域中，地段翻新過程中新建基坑的深度、周邊環(huán)境的復(fù)雜程度都對(duì)設(shè)計(jì)、施工提出了更高的要求。新開項(xiàng)目在施工過程中是否能夠保證基坑的安全及周邊居民的正常生活，是深基坑施工需要考慮的重點(diǎn)問題[1]。本文結(jié)合徐州某地塊項(xiàng)目，對(duì)臨近隧道區(qū)間基坑的施工管理展開分析。

2 工程概況

徐州某地塊項(xiàng)目貼近徐州地鐵1號(hào)線，為地下空間整體開發(fā)項(xiàng)目。本項(xiàng)目整體設(shè)置2層地下室，基坑周長約406 m，開挖面積約11 458 m2，基坑整體呈梯形形狀，基坑開挖深度12.5 m(南側(cè))～14.7 m(北側(cè))，其中南側(cè)靠近地鐵站。

2.1 工程地質(zhì)條件及水文條件

2.1.1工程地質(zhì)條件

基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)主要參數(shù)見表1。

本工程基坑開挖深度范圍內(nèi)涉及的地基土有①1層、②2層、②3-3層、②3-4層、②5-3層、⑤3-4層。

表1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)主要參數(shù)表

2.1.2水文條件

1)潛水。

實(shí)測取土孔內(nèi)的地下靜止水位埋深在1.50 m～2.2 m之間。

2)承壓水。

本工程施工時(shí)一級(jí)基坑按最不利承壓水頭計(jì)算會(huì)產(chǎn)生突涌。

2.2 基坑圍護(hù)形式及支撐形式

本基坑采用順作法施工，圍護(hù)采用鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，三軸攪拌止水，混凝土支撐體系。臨近地鐵處圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖見圖1。止水采用φ850@1 200三軸攪拌樁，擋土一般區(qū)域采用φ1 000@1 600鉆孔灌注樁，有效長度18 m/19 m；整體采用兩道鋼混凝土水平支撐，結(jié)合第一道支撐設(shè)混凝土棧橋。

3 施工重點(diǎn)難點(diǎn)

1)地鐵區(qū)間隧道臨近基坑南側(cè)，最近處在基坑一倍挖深范圍內(nèi)，且隧道埋深與基坑底標(biāo)高相近，與地鐵的接近程度屬于接近，在隧道外邊線50 m范圍內(nèi)均為規(guī)定的保護(hù)區(qū)。

2)施工各工況中土方開挖對(duì)區(qū)間隧道造成的影響最大，主要是由于開挖卸荷導(dǎo)致隧道產(chǎn)生位移和隧道收斂變形，因此土方開挖各階段均需要嚴(yán)密的安排[2]。

3)其余施工階段對(duì)土體也有一定的擾動(dòng)，同時(shí)項(xiàng)目處于地鐵車站附近，人流量、車流量均較大，施工過程中對(duì)周邊環(huán)境也有一定的影響，應(yīng)當(dāng)采用合理措施進(jìn)行控制。

4)該地塊埋深20 m～28 m處的老粘土層為徐州特有的土層，土層中分布有不均勻的砂姜，地塊中各個(gè)分區(qū)的承壓水突涌風(fēng)險(xiǎn)均有不同。

4 臨近地鐵深基坑施工控制

4.1 施工全過程中的針對(duì)性措施

1)地鐵距離基坑較近，因此監(jiān)控施工過程中隧道變形、環(huán)境變化情況工作應(yīng)全面滿足安全等級(jí)控制保護(hù)要求，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求確定地鐵隧道監(jiān)測控制指標(biāo)(隧道結(jié)構(gòu)水位位移不超過4 mm，豎向變形及凈空收斂不超過10 mm，變形縫差異不超過2 mm，軌道結(jié)構(gòu)差異沉降不超過4 mm；隧道周邊地表沉降不超過10 mm，隧道周圍土體側(cè)向位移不超過8 mm)。

2)為做到基坑監(jiān)測及信息化施工，除按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行有關(guān)對(duì)象的監(jiān)測外，還需要每日早晚2次進(jìn)行巡檢工作，通過目測判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、基坑周邊環(huán)境及監(jiān)測設(shè)施是否存在風(fēng)險(xiǎn)。

3)控制基坑南側(cè)的荷載，南側(cè)禁止重車及大型設(shè)備通過，棧橋主干道為東西向，沿基坑北側(cè)布置，避免南側(cè)地面受到較大荷載，實(shí)際超載控制指標(biāo)為20 kPa。

4.2 圍護(hù)樁施工措施

1)沿盾構(gòu)隧道一側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工之前，對(duì)該側(cè)存在的地下管線做好監(jiān)測工作，避免施工工況對(duì)管線位移造成影響(該側(cè)燃?xì)夤艿馈⒐┧芪灰评塾?jì)值不得大于10 mm，雨污水管、箱涵位移累計(jì)值不得大于20 mm)。

2)鉆孔灌注樁：控制每天的施工數(shù)量，臨近地鐵范圍內(nèi)不得超過1天8根；施工采用跳打形式，由近及遠(yuǎn)施工，防止對(duì)地鐵的擾動(dòng)疊加；施工時(shí)控制泥漿比重(注入孔口泥漿≤1.15，排出孔口泥漿≤1.30)，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象；控制沉渣厚度不大于100 mm，避免圍護(hù)樁出現(xiàn)沉降現(xiàn)象進(jìn)而影響到地鐵線路。

3)三軸攪拌樁：臨近地鐵設(shè)施、線路等側(cè)的攪拌樁施工應(yīng)采取跳倉由近及遠(yuǎn)的施工原則，采用套接一孔法施工時(shí)，應(yīng)使用跳槽式套接一孔法；臨近保護(hù)對(duì)象三軸攪拌樁的施工速度應(yīng)適當(dāng)降低，下沉速度應(yīng)控制在0.5 m/min～0.8 m/min，提升速度宜控制在1 m/min內(nèi)，噴漿壓力不大于0.8 MPa；嚴(yán)格按照“均勻慢速、低水灰比、低擾動(dòng)”的要求施工；嚴(yán)格控制返漿率，避免因?yàn)闈{液過多未能及時(shí)排出對(duì)等的土方，在地下產(chǎn)生膨脹，進(jìn)而對(duì)地鐵管線產(chǎn)生影響。

4)環(huán)境保護(hù)：廢漿及渣土采用專業(yè)封閉式設(shè)備外運(yùn)至指定場地，杜絕了運(yùn)輸過程中的污染；為減少對(duì)周邊交通的影響，大型機(jī)械設(shè)備的進(jìn)出場及渣土外運(yùn)、混凝土澆灌等施工作業(yè)盡量安排至夜間進(jìn)行，避開交通高峰期。

4.3 基坑降水施工措施

1)止水帷幕：為盡量隔斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，該地塊止水帷幕設(shè)計(jì)長度嵌入基坑底以下約10 m，穿透相對(duì)隔水層；止水帷幕施工過程中應(yīng)當(dāng)控制樁身垂直度不大于1/200，同時(shí)樁與樁的搭接時(shí)間不得大于24 h，避免出現(xiàn)施工冷縫，保證止水帷幕的連續(xù)性。

2)降水井施工：降水井分為潛水疏干井及承壓水減壓井，其中潛水疏干井應(yīng)當(dāng)控制成孔深度不得大于11 m，避免疏干井穿透相對(duì)隔水層；應(yīng)當(dāng)選用中粗砂作為濾料，洗井抽水過程中若發(fā)現(xiàn)持續(xù)夾帶泥沙則應(yīng)當(dāng)對(duì)降水井質(zhì)量重新進(jìn)行檢查。

3)基坑降水：由于老黏土層滲透性不均勻，減壓井降水應(yīng)當(dāng)按照按需降水的原則進(jìn)行；基坑降水是一個(gè)持續(xù)的過程，雖然本地塊止水帷幕較深，理論上已充分隔斷內(nèi)外水力聯(lián)系，實(shí)際抽水過程中應(yīng)當(dāng)時(shí)刻關(guān)注地下水位及坑外的地面沉降(地下水位下降累計(jì)不得大于1 000 mm，變化速率不得大于500 mm/d)；若監(jiān)測達(dá)到報(bào)警值，應(yīng)當(dāng)立即停止抽水，并考慮進(jìn)行回灌。

4.4 土方及后續(xù)施工措施

1)平面布置：采用棧橋進(jìn)行土方開挖，控制重車的行走路線；地塊分為四個(gè)大區(qū)，分層分塊跳倉開挖，減小土方卸荷帶來的影響(見圖2)。

2)開挖原則：基坑開挖應(yīng)遵守分層、分塊、限時(shí)、對(duì)稱的原則，利用時(shí)空效應(yīng)原理，采用盆式開挖。在開挖之前對(duì)每個(gè)分塊詳細(xì)計(jì)算土方工程量、支撐施工的時(shí)間、材料、人員等所需的各種資源，將每道工序的持續(xù)時(shí)間盡量精確到1 h之內(nèi)，做好搭接施工，從而滿足設(shè)計(jì)要求的限時(shí)要求，減小因基坑處于無支撐狀態(tài)產(chǎn)生較大變形的情況發(fā)生[3,4]。

3)施工工況：土方分層開挖，每層開挖深度不大于2 m，設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上300 mm內(nèi)改用人工開挖，共分為8次開挖；分塊開挖順序由北向南對(duì)稱開挖，保證隧道區(qū)間受力均勻；本地塊土方量約為15.6萬m3，共投放14臺(tái)挖機(jī)同時(shí)開挖，保證每日出土方量；基坑開挖的臨時(shí)邊坡，對(duì)于淺部填土及淤泥質(zhì)土的土層，由于土質(zhì)較差，按照1∶1.5放坡；對(duì)于深部的粉質(zhì)黏土及黏土，由于土質(zhì)較好，可以按照1∶1放坡；基坑開挖到底后墊層應(yīng)隨挖隨澆，無墊層暴露面積不宜大于200 m2，減少土體蠕變變形。

4)拆除支撐：采用靜力切割工藝拆除本工程混凝土支撐體系，拆除順序?yàn)橄惹懈畎俗州o撐，再切割主支撐，最后切割圍檁。

5)環(huán)境保護(hù)：土方開挖過程中應(yīng)注意控制揚(yáng)塵；土方外運(yùn)時(shí)間盡量安排在夜間。

5 結(jié)語

在基坑施工過程中，基坑整體變形較小，土方開挖及拆撐過程中地鐵隧道監(jiān)測均未出現(xiàn)報(bào)警，證明所采用的針對(duì)性措施有效地減小了對(duì)周邊環(huán)境的影響，可作為參考為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。