紧邻地铁隧道群基坑先浅后深施工技术.docx

紧邻地铁隧道群基坑先浅后深施工技术张学伟，夏志锋，李学虎，鲍铭( 上海建工一建集团有限公司，上海 200120)摘要 针对紧邻地铁隧道区间群深基坑中三坑相连、深坑居中且先浅后深的非常规开挖工况进行研究。提出 4个施工措施保证此开挖工况基坑的安全可控: 在深基坑地下连续墙周边增设观测井监控地下连续墙的止水效果， 并作应急抽水之用; 沿地铁隧道区间成排设置回灌井作为地铁隧道保护措施; 在深基坑靠近住宅一侧设置回灌井 保护房屋结构; 对浅基坑已完成底板以下与深基坑共地下连续墙可能出现的渗漏，拟采用在坑外结构楼板加固区、 底板上预留上下贯通排孔，阿特拉斯注浆机钻杆通过排孔直接插入底板下土体成孔注浆的方法，保证基坑内外水 土的平衡稳定。关键词 基坑; 隧道; 注浆; 施工技术中图分类号 TU753文献标识码 A文章编号1002-8498( 2014) 21-0063-04Construction Technology of Shallow to DeepFoundation Excavation Close to the Subway TunnelZhang Xuewei，Xia Zhifeng，Li Xuehu，Bao Ming( Shanghai Construction No 1 ( Group) Co ，Ltd ，Shanghai 200120，China)Abstract: The content of this article aimed at proposing methods against the interval group in deepfoundation excavation close to subway tunnel which are connected three excavation and the excavation of irregular condition in center that are first light after deep At the same time，there are four protective measures in order to keep the security excavation and controllable conditions of the foundation excavation: firstly putting up an additional observation wells outside the excavation in order to observe sealing effect of the retention wall; secondly setting up arranged in a row along the intervals of subway tunnel as the protection measures of subway tunnel; thirdly setting up recharge wells near the residential side to protect the housing structure; at last for the diaphragm wall leakage under the shallow graves has completed the backplane board，more methods are used in order to ensure that confined water in and outside foundation excavation are balanced and steady like outside structure of floor，reserving linking up and down hole on the backplane board，Atlas note pulp drill rod directly inserting into geotechnical holes in the backplane to note syrupKey words: foundation excavation; tunnels; grouting; construction工程概况长宁来福士广场位于长宁路凯旋路，与长宁龙 之梦购物中心对角相望，基坑 面 积 为 36 000m2 ，分 为 13 个坑，地铁 2 号线隧道区间从场地内南北向穿 过( 地铁距基坑最近仅 10m) ，将整个基坑分成东西2 个区，西区为 I IV 坑，东区为 V XIII 坑。本工 程分两期施工，I 期包括 I IV，IX XIII 坑，I 期先 行施工( 顺筑 法) ，II 期 暂 不 施 工，基坑分区及塔楼 裙房布置如图 1 所示。东区 X，XII，XIII 3 坑相连，中部 XII 坑深( 地下4 层) ，两边 X，XIII 坑浅( 地下 2 层) ，T2 塔楼位于 X 区内，处于东区工程关键路线上，为节约工期，须先 行施工 X 区。XII，XIII 区 0. 000 以上无结构，XII 坑由于居民通道、管线等原因还有一个角地下连续 墙未封闭，XII 坑须后做。鉴于以上因素，经过综合 考虑，X，XIII 区同时施工，待 2 个坑全部出 0. 000 后，再施工 XII 坑，考虑到 IX，XI 2 个小坑对地铁变 形的留土缓冲作用，IX，XI 坑最后施工。1作者简介 张学伟，工程师，E-mail: xuewei7zhang 163 com收稿日期 2014-02-2164施工技术第 43 卷块、留土护壁、限时形成支撑”的方法，由远离 地 铁处向地铁方 向 开 挖，在条件允许的情况下，尽 可 能 做到“快挖、快 运、快 支 撑、快 垫 层、快 底 板”。分 层分块挖土时单块土从挖除至支 撑浇筑完成的时间 控制在 24h 内，尽可能加快施工速度，减小基坑开挖 及回筑施工 对 地 铁 隧 道 的 影 响。典 型 基 坑 X，XIII 区第 2 层土挖土分块如图 2 所示。图 1 基坑分区及塔楼群布置示意Fig 1 Layout of foundation excavation division and tower cranesX，XII，XIII 区围护采用 800 /1 000mm 厚地下连续墙 ( XII 区周边地下连续墙厚 1 000mm ) ，墙 深22m /48m，地下连续墙接缝处外侧设 2 根高压旋喷 桩接缝止水，长度同地下连续墙。X，XIII 坑开挖深 度约 10. 55m，采用 2 道井字形混凝土支撑; XII 坑开 挖深度约 19. 1m，采用 4 道井字形混凝土支撑。第1 道混凝土支撑设置 400mm 厚施工栈桥。场地浅部地下水属于潜 水 类 型，水 位 埋 深 为0. 30 2. 40m; 承压水分 布 在 第 ， 层 土 中，水 头 埋深 分 别 为 7. 2，14. 8m。X，XIII 区 只 涉 及 疏 干 降 水，XII 区还涉及承压降水。图 2 典型基坑 X，XIII 区第 2 层土方分块示意Fig 2 The second layer earthwork block of typical foundation excavation in X，XIII areas4群深井布置方案4. 1 坑内降压井布置XII 区开挖深度为 19. 1m，地下连续墙及接缝止 水桩深度为 48m，第层承压含水层埋深为 32. 5 46. 0m，承压水头埋深为 7. 2m。地下连续墙及止水 桩深入承压含水层底隔水层 2. 0m，理论上已将第 层承压水隔断。综合基坑开挖工况，对 XII 区进行基 坑 突 涌 稳 定性分析，经计算当开挖深度超过 16. 29m 时，承压 含水层不满足承压水抗突涌验算，需对第层承压 水进行降水头处理。在 XII 区内布置 3 口降压井， 待第 4 道 混 凝 土 支 撑 完 成 后 ( 此时挖土深度为 16m) ，开始进行减压降水，同时运行 2 口降压井，第3 口井备用兼观测，根据坑内水位观测结果指导降 水运行。本工程周边环境比较敏感，保 护 建 筑、管 线 和 地铁隧道区间距离基坑比较近，降低承压水头势必 会对周边环境造成一定程度的影响，必须遵循科学 降水、按需降 水 的 原 则，控制承压水的水位满足开 挖时的安全要求，不得超降，减少降水对周边环境、 特别是对地铁区间隧道及地下 水库可能产生的不 利影响。东区群深井平面布置如图 3 所示。4. 2 坑外观测井布置2土体加固方案为减少基坑施工对地铁变形的影响，充分发挥东区 2 个临地铁小坑( IX，XI 区) 的留土缓冲作用，对 IX，XI 坑土体采用 650mm 三轴水泥土搅拌桩满 堂加固。X，XII，XIII 区基坑采用 650mm 三轴水泥土搅拌桩裙边加固( 强加固区) ，加固范围为地下连续墙里边 线 内 缩 8. 0m，深度范围为坑底以下 4. 08. 0m，水泥掺量 20% ，加固后 28d 无 侧 限 抗 压 强度1. 0MPa。强加固土体以上至土面 为 弱 加 固 区，水 泥 掺 量7% ，28d 无侧限抗压强度 0. 4MPa，加固土体 与地下连续墙之间用等强度高压旋喷桩填实。坑中深坑采用高压旋喷桩加固，加固后 28d 无 侧限抗压强度1. 2MPa。3挖土方案基坑施工中的土方开挖是保护地铁隧道变形 的最关键一环。第 1 层土采用大面积开挖的方式由远离地铁方 向 往 地 铁 方 向 退 挖，及 时 形 成 支 撑、顶 圈梁 及 栈 桥 板。第 2 层及以下土方采 用“分 层 分张学伟等: 紧邻地铁隧道群基坑中先浅后深施工技术2014 No 2165出现地面沉 降 过 大 时，紧急回灌地下水，人 为 抬 升并控制地下 水 水 位，保持坑外水土平衡，减 缓 沉 降 变形速率。5地下连续墙堵漏方案XII 区 开 挖 时，南 北 侧 X，XIII 区 地 下 室 已 出 0. 000，东西侧 XI，VIII 坑还未开挖。对于 XII 区东西侧坑外未开挖处地下连续墙，坑内土体挖下去 地下连 续 墙 暴 露 后，即 可 观察地下连续墙是否渗 漏，这种堵漏一般在坑内采用快硬水泥结合聚氨酯 注浆的常规方法。针对 X，XII，XIII 区先浅后深的特殊开挖工况， 如何处理南北侧 X，XIII 区底板以下与 XII 区共 地 下连续墙 处 出 现 渗漏的情况是一大难点。经 综 合 考虑，此 工况堵漏采用阿 特拉斯钻机钻孔注浆的 方式。1) 对 X，XIII 坑 靠 近 XII 坑区域首层楼板进行 加固( 采用梁加筋、板加厚的方式加固，并得到设计认可) ，作阿特拉斯钻机成孔注浆的操作平台( 同时 也是 XII 区挖土时土方车行走道路) ，加固区平面如 图 4 所示。图 3 东区深井布置示意Fig 3 Layout of eastern deep wells围护止水体系理论上已经将承压含水层隔断，但考虑到下部地下连续墙质量的不确定性、承压水 下部隔水层的相对性，深坑内外的承压水势必存在 一定的水力联系。为监测 XII 区内部抽水后坑外水 位变化情况，定 性 判断围护结构的止水效果，在 紧 邻 XII 坑的 X，XI，XIII 区靠共用分隔墙处各布置 1 口水位观 测 井。在 围护体对承压含水层止水效果 未达预期、坑 外 地 下水源源不断补给坑内时，坑 内 降水井将无法满足降水需求，此时坑外观测井可做 应急抽水井 用，协 助坑内井进行抽水，减 少 地 下 水 补给源，同时 视 情 况运行坑外若干回灌井，减 少 坑 外承压水位下降对地铁隧道区间的影响。对于 X，XIII 区内的 2 口观测井( GC1，GC3) ，应 在本坑土方开挖前打设完毕，一直保留至 XII 区底板完成后才能封井。GC1，GC3 井经历各自基坑从 挖土至地下室 出 0. 000 整 个 过 程，需 加 强 过 程 中 对井的保护。4. 3 坑外回灌井布置为防止 XII 区围护体对承压水层隔 断 不 彻 底， 避免坑内降水对坑外沉降变形的影响过大，在基坑外靠近地铁侧布置 7 口间距为 15m 的应急回灌井， 靠近历史保护建筑侧布置 3 口间距 20m 的回灌井， 坑外靠近住宅侧布设 3 口回灌井，其中部分回灌井 兼观测 井。井 深 为 42m，过 滤 器 32 41m，井 孔 径800mm，采 用 双 层 过 滤 器，内 径 273mm，外径 325mm。回灌井主要对第承压水层进行加压回灌，在图 4 X，XIII 区首层楼板加固及预留排孔平面Fig 4 Strengthening first floor and reservation drainage holes plan of X，XIII areas2) 为便于阿特拉斯注浆机钻杆直接插 入 底 板下土体中成 孔 注 浆，在首层楼板加固区域楼板、底 板上预留上下连通的 200mm 排孔，预留孔布置原 则是在每 2 幅地下连续墙的接缝处( 此处最容易出 现渗漏水情况) 两侧设置 2 个，孔中心间距 1 000mm 左右，排孔中心距地下连续墙边线 800mm 左右，预 留排孔设置剖面如图 5 所示。3) 注浆液体为水泥浆( 水灰比为质量比 1 1 ) ，水玻 璃掺量为体积比 1 1，胶凝时间一般为 66施工技术第 43 卷特拉斯钻机较好地完成钻孔注浆任务，保证地下连续墙堵漏及时。6结语一般相连深浅基坑的开挖顺序为先深后浅，针对本工程紧临地铁隧道区间三坑相连、中间坑深且先浅后深的开挖工况，如何做好地下连续墙堵漏及 减小承压降水对周边环境尤其 是对地铁隧道的影 响很关键。通过 XII 坑外增设观测井、回灌井的方 式保护地铁隧道及周边建筑; 在首层楼板加固区楼 板、底板上预 留 上 下 贯 通 排 孔，采用阿特拉斯注浆 机对底板下地下连续墙进行堵漏的方式，保证坑内 外水土的稳定平衡，可供相关工程参考。参考文献:图 5 楼板加固区预留排孔Fig 5 eservation drainage holes of floor strengthening area1 王祺国，杨杰，沈孝庭 闹市区与地铁车站共墙的深基坑施工技术J 施工技术，2011，40 ( 10) : 48-51郑刚，焦莹 深基坑工程设计理论及工程应 用M 北 京: 中 国建筑工业出版社，2010江正荣 建筑地基与基础施工手册M 北京: 中国建筑工 业出版社，2005赵志缙，应惠清 简明深基坑工程设计施工手册M 北京: 中国建筑工业出版社，2000上海市工程建设规范 DG / TJ08612010 基坑工程技术规 范S 上海，2010姚天强，石振华 基坑降水手册M 北京: 中国建筑工业 出版社，20062 60 120s。底板上采用预埋钢套管的方式留排孔，上口高 出底板面 200mm，中部焊接止水环，平 时 上 口 用 钢 板封住以防 地 下 水 上 冒 ( 一 般 不 会 有，处 于 土 体 加 固区) 。阿特拉斯钻机钻孔注浆时，钻 杆 会 将 承 压 水与地下室连通，须采取措施防止承压水沿钻孔涌 出底板。为此，钻孔前先在钢套管上接长钢管 ( 焊 接) 至首层楼板以上 200mm 处，并在钢管周边设抱 箍固定，钻杆 在 钢 管 内 钻 孔 注 浆，这样可以保证阿 3 4 5 6 ( 上接第 45 页)4) 通过工程实例计算，对各个填筑单元的施工效果进 行 了 评 价，与 现 场 实际监测的数据基本吻 合，验证本方法的正确性。TOPSIS 评价法思 路 清 晰，计