平行换乘枢纽中后建地铁车站基坑变形性状实测分析

1、摘 要 首先简要介绍平行换乘枢纽中后建地铁车站基坑施工中为了保证邻近已运营地铁等构筑物的安全所采取的各项工程技术措施， 然后分析后建车站地下连续墙水平变形、 墙 顶沉降与周围地表沉降的变化规律， 说明所采取的各项施工技术的合理性及有效性，以期能够对以后类似的工程提供借鉴。关键词平行换乘枢纽 后建地铁车站围护结构变形周围地表沉降1 1引言目前我国大城市的轨道交通建正呈现出蓬勃发展的态势，但城市轨道交通要解决城市交通拥堵的顽症就必须网络化， 而网络化面临的首要技术问题就是解决不同线路之间的换乘问 题。城市轨道交通换乘的方式主要有十字交叉换乘、三角换乘以及平行换乘等方式，而平行换乘方式因为具有换乘路

2、线短、 换乘时间少以及占地下空间小等优势必将在我国的轨道交通 换乘枢纽中得到广泛的应用。本文结合我国第一个子行换乘枢纽中后建地铁车站的施工，分析了后建地铁车站地下连续墙的水平变形二墙顶沉降以及周围地表沉降变化规律，供以后类似工程参考。工程概况与关键施工技术简介，见图1 1图1 1张杨路车站周围环境、施工区划分及部分测点布置示意图上海市明珠二期张杨路车站位于浦东世纪大道（张杨路潍坊路之间）的慢车道及北侧人行道下，与世纪大道走向一致。张杨路车站南侧5m5m便是平行张杨路车站、已经投入运营的地铁2 2号线东方路车站。根据文献 11的规定及工程的实际情况，本工程为一级保护，即要 求地面最大沉降量 0

3、1 1% H H（23mm23mm），围护墙最大水平位移 0重4 4% H H（32mm32mm）。为了保证东 方路车站的正常运营以及本车站的顺利施工，特采取如下关键施工技术措施。（1 1）基坑 化整为零”施工技术：张杨路车站基坑中间增设 4 4道临时封头墙，将车站分为五个小基坑进行跳隔明挖施工，具体施工顺序为：先施工两端头井（第一、五施工区），再施工中间部分（第三施工区），最后施工第二、四施工区。（2 2）基坑内土体多方法加固施工技术：考 虑到两端头井与标准段的开挖深度以及空间尺寸的差异，将整个基坑划分为重点部位（端头井）和非重点部位（标准段）,从而选择不同的方法对坑内土体进行加固，即端头井

4、内采用旋喷加固；标准段内采用水泥土搅拌桩抽条加固和振冲法双液抽条加固，两种加固范围在乎面上山H.相互间隔。（3 3）钢管支撑与钢筋混凝土支撑组合施工技术：本车站支撑具体情况为，基坑标 准段采用7 7道钢支撑；两端头井内采取组合支撑的方案，其中一、四道为钢筋混疑土支撑， 其余则为钢支撑。（4 4）基坑内降承压水施工技术：上海地铁基坑降承压水的常规做法是降承 压水井点打设在坑外，但这样井点管长度及降水深度势必很大，会造成周围土体的较大沉降，因此，在本工程中特将降承压水井点打设在坑内。关于本车站的更多信息可参考文献2。3 3墙体水平位移性状分析图2 2为第三施工区北侧 106106处墙体水平位移变化

5、曲线，而图3 3为第三施工区南侧 118118处墙体水平位移变化曲线。表 1 1和表2 2分别为I06I06处和118118处墙体水平变形的特征值。需要说明的 是，106106和I18I18分别位于第三施工区南北侧对称处。从这些图和表中， 可以得出以下结论：（1 1）北侧墙体水平变形最大值达到了2828. 46mm,46mm,而南侧仅为5 5. 16mm,16mm,前者为后者的5 5. 5 5倍，比后者大2323. 3mm3mm，这说明南北侧墙体所受的土压力相差较大，显而易见，北侧的土压力较 南侧大得多，从而使得北侧墙体向基坑内变形较大，而南侧土压力相对要小，墙体向坑内变形也较小；（2 2）墙

6、体水平变形主要发生在基坑开挖与支撑阶段，结构回筑阶段的变形较少；（3 3）最大值随着开挖深度的增大而不断的下移，开挖至坑底后最大值基本上稳定在18181818. 5m5m范围内，在坑底面上 2 2. 3 32 2. 8m,8m,与一般的基坑变形在开挖面下 2 23m3m的规律不同，这可 能是由于坑底土质较硬并且经过加固后抵抗变形的能力大大强于坑上土体；（4 4）开挖阶段的变形呈现出不均匀变化的规律，下五下七层开挖阶段墙体的变形较下四层以上的变形要大得多。+下一鹿开 下二星幵!下三H开。下21开 擅右ItK亠下亠下大JlJfi4卩七|丹:M编体也整（aii8下二 JW T-MTF二JilE上崎J

7、t TZLjBttiPi fcJVA*t Ftraate“amFzKTfca*P SfiftStR Rj1j1T 2A. Al 0 站 2Bn.sA AJIMbJMJIMbJMF?F?郎和4444郭爲1 1 .1.1 工 I I , , 1 1 岁o o4 4)0.43申唱0细ius i.p*井“)4J& W% WQ 齢850 7 *90 CXZ3铢铢W0 5/a aiiK图2 2 106106处墙体水平位移变化曲线图3 3118118处墙体水平位移变化曲线表1 1I06I06处墙体水平变形特征值一览表“pfftajl (Brin、 比I表2 2 I08I08处墙体水平变形特征值一览表用f 直

8、! M-t占计比* H瞪鬣览0 l/04FKM祀土9IA丹io a13/0.A344 W血JOM/45- A* Qa &A/#0.1上 IlLtl4 n11/d W1,u11 SQ 34/o nT4 MJ谄5-ft.JW/t MlT_AEaMJJ4 W1H S 9.M/43T= SKAK；lA騎IS執炉/0 1K1MnMJiT4.MIS0.01/fl. QKIH乩皿It0赧/4 0124 4墙顶沉降变形性状分析4.4. 1 1开挖前地下墙墙顶沉降变化规律图4 4为地下墙完成后两周内的变化曲线。从图中可以看出，地下墙浇筑完成后均出现一定程度的沉降，一周后地下墙墙顶最大沉降达到11mm11mm，最

9、小的也有4 4. 5mm5mm，两周后地墙墙刃斛聲肄I I s i-i- ftft L-L-1717PiPi-a i即顶沉降趋于稳定。这主要是因为槽底有一定厚度的沉渣，而且地下墙混凝土的重量比原土体要重2020%以上，这就使得刚刚完成的地下墙在开挖前就表现一定程度的沉降。WQEHV!B W3 L2-3D1-29 2-18 o o 1-1-J-J-3-3T T-6-6峠1 !图5 5地下墙顶沉降变化曲线(开挖后)5 5基坑周围地表沉降变化规律5.5. 1 1基坑周围地表沉降机理分析基坑周围地表沉降发生的机理大致如下：基坑内土体挖除后，加上基坑支撑的滞后，使得围护墙内侧卸载，弓I I起墙体向坑内位

10、移，变形后必然在墙外侧与土体间产生一定的空隙，墙外侧土体在土压力的作用下必然向坑内方向位移以填补围护墙向坑内位移后形成的空隙。随着基坑继续开挖， 这个土压力又推动墙体向坑内位移， 从而形成新的空隙， 土体又继续填补空隙， 如此循环直至开挖至基坑设 计标高，甚至基坑结构施工阶段。坑外土体向坑内方向的位移必然引起坑外土体的沉降。(2)(2) 由于基坑的开挖( (开挖过程中通常伴随着基坑内降水) )，使得基坑内外产生水头差，从而使得坑外土体中的地下水沿着围护墙这个渗透路径向坑内流动，引起坑外土体地下水位的降低，从而导致坑外土体的固结沉降。(3)(3) 坑外土体填补墙后空隙后，土体必然出现一定程度的松

11、散，所以坑外土体沉降槽面积的大小并不完全等于上述空隙的大小。5.5. 2 2基坑周围地表沉降实测规律分析由于本工程四周有许多重要构筑物，周围地表沉降断面只能布置在基坑中段即第三施工区北侧停车场上。本文选取了DS7DS7断面处监测数据作为分析对象。图6 6为DS-7DS-7断面地表沉降变化曲线。从图中可以看出：(1)(1) 地表沉降最大值为1313. 02mm02mm，出现在 DS-2DS-2处，由文献3 3计算可得沉降影响范围为2626. 7m7m,而实际影响范围为 35m35m。(2)(2) 在开挖深度较小时，周围地表沉降呈现出三角形变化特征，而在开挖深度较大时则呈现出抛物线形变化特征， 这

12、主要是因为开挖深度较小时，墙顶水平位移相对较大，引起邻近地表土体直接向坑内位移，从而地表最大沉降发生在离墙最近的测点处；而当开挖深度较大时，由于墙体与土体的摩阻力使得邻近墙体的土体沉降小，从而呈现上述抛物线特征。(3)(3)周围地表沉降在开挖阶段变化较快，而在结构底板浇筑后则趋于稳定。6 6结论本文对我国第一个平行换乘枢纽中后建地铁车站的关键施工技术进行简单的介绍，并分析了基坑围护结构地下连续墙的水平变形、墙顶沉降和周围地表沉降的性状， 得出了如下结论：(1)(1) 张杨路车站基坑墙体水平位移最大值为2828 . 46mm(IO6)46mm(IO6)处，地表沉降最大值为重3 3.02mm02m

13、m，分别小于地铁基坑一级保护控制指标，即围护墙最大水平位移 0 1414% H(32mm)H(32mm),地面最大沉降量 0 1 1% H(23mm)H(23mm)。地下墙完成后( (开挖前) )出现一定程度的沉降，两周后趋 于稳定，最大沉降达到11mm11mm，这就要求钢筋笼上预埋件尤其是精确定位预埋件在定位时要 考虑到地下墙开挖前的沉降。基坑南北侧墙体水平变形相差很大，北侧最大值达到了2828. 46mm46mm,而南侧仅为5 5. 16mm16mm，前者为后者的5 5. 5 5倍，比后者大2323. 3mm3mm。这是由于张杨路车站开挖后两侧土体 ( (荷载) )非对称造成的，北侧的土压

14、力较南侧大得多，从而使得北侧墙体向基坑内变形较大，较大的变形通过支撑传递给南侧墙体，使得南侧墙体出现向坑外的相对变形即向南侧一定程度的漂移。(2)(2) 在开挖深度较小时，周围地表沉降呈现出三角形变化特征，而在开挖深度较大时则呈现出抛物线形变化特征；周围地表沉降在开挖阶段变化较快，而在结构底板浇筑后则趋于稳定。通过对张杨路车站施工期间监测数据的分析，无论是张杨路车站基坑墙体变形还是周围地表沉降均在控制指标内，保证了东方路车站的安全及正常运营， 保证了本车站的顺利实施。 这充分说明了张杨路车站所采取的措施的合理性及有效性；同时，这也为我国轨道交通建设中平行换乘枢纽车站积累了宝贵经验。1MJ 1 QST-*