临近地铁住宅基坑施工技术研究

1、    临近地铁住宅基坑施工技术研究    吴睿琦1.前言随着城市化进程的发展，土地资源不可再生已为社会认同，由此市中心地下空间的开发逐步向着最大化、复杂化和立体化的趋势发展。虽然深基坑施工对环境保护的有效手段越来越多，但是还有许多特定的困难的场合：有些深坑在敏感的闹市中心，紧邻施工中的地铁区间隧道，贴近旧建筑物浅基础的楼宇，周边地下管线复杂等，这些地下工程的建设，不但要考虑自身建造的技术问题，更重要的是要考虑对环境的影响。2.工程概况2.1工程简介本工程由三栋8层建筑、一栋4层建筑组成，共设一层地下室。总建筑面积约为27000。本项目基坑面积8586m

2、3，基坑开挖深度自然地坪下6.0m,局部深坑开挖深度为78m。本工程±0.00相当于绝对标高为+3.330m，自然地面绝对标高为+3.00m。2.2地下结构概况本工程地下车库为钢筋混凝土框架结构，层高3.55m，1至8座地下室层高为4.5 m，地下室局部为人防区域。本工程基础为桩筏基础，板底标高为-6m，底板厚800mm，垫层厚150mm。2.3周边环境本项目拟建场地呈三角形，位于上海市的闹市中心，周边管线情况比较复杂，有电力、燃气、给排水、信息等众多地下管线。北侧临新华路，坑边距路边约7m，东侧临淮海西路，坑边距路边约7.7m，与施工中的地铁十号线盾构约8m，西侧紧邻红庄小区及番禹

3、路，红庄小区最近处离基坑不足5m；西南角紧邻淮新大厦及其变电站。图1基坑平面图3工程特点和难点3.1工程紧临地铁，环境保护要求高根据地铁公司要求，基坑位置与地铁隧道净距小于50m就要求提供地铁保护措施，而本工程淮海西路侧基坑与地铁隧道净距仅有8m，施工中需保证该侧基坑围护不发生较大的偏移。3.2贴近基坑的红庄小区为浅基础旧建筑，保护难度大本工程西侧紧邻红庄小区及番禹路，红庄小区最近处离基坑不足5m，红庄小区建筑的基础为砖基和混凝土条基，基础埋深约1m左右。都在基坑施工的影响范围之内。4施工控制4.1基坑支护设计与施工变形控制技术本项目基坑开挖深度自然地坪下6.0m，局部深坑开挖深度为78m。基

4、坑围护结构主要采用钻孔灌注桩围护+搅拌桩止水结合一道钢筋混凝土支撑的形式。根据基坑抗倾覆、抗隆起稳定性、抗管涌稳定性、基坑变形的要求，确定基坑西侧西南角采用钻孔灌注桩围护，加smw工法素桩止水，基坑北侧、东南侧采用钻孔灌注桩围护，加普通双轴搅拌桩止水。红庄小区一侧由于相邻距离较近，最近处离基坑不足5m，在smw三轴搅拌桩外侧再施工两排树根桩进行加固，施工过程中，视基坑、红庄小区房屋变形情况，必要时在钻孔灌注桩与小区居民房间采用主动循踪分层填充注浆措施。为减少基坑开挖造成的坑底土的隆起及基坑围护结构的水平位移，减少从基坑施工过程中对周边环境的影响，在基坑西侧紧邻红庄小区及番禹路、西南角紧邻淮新大

5、厦及其变电站处采用高压旋喷桩进行坑内地基加固。在挖土阶段采用混凝土支撑形式作为基坑的支护，钢格构柱立柱桩采用钻孔灌注桩结合钢格构柱的形式，钢格构柱插入钻孔灌注桩3m，部分利用工程桩作为立柱桩。图2支撑及栈桥平面图4.2基坑施工对周边环境的影响分析与控制本项目周边环境比较复杂，基坑施工中为确保周边建筑、管线的安全。在挖土阶段采用混凝土支撑形式作为基坑的支护，基坑底砼垫层随挖随做，在基础底板施工时，基础混凝土直接浇捣至基坑围护边，利用基础底板作为支撑。挖土采取分区、分段开挖，开挖前采取降水施工。施工中加强周边环境监测、采用信息化施工。4.2.1降水施工使开挖层中含水量降低，确保基坑开挖安全及出土时

6、不对环境造成影响，控制降水引起的地面沉降不对周围环境造成不利影响。本工程总共布置20口深井进行坑内降水，根据挖土深度及降水需要，降到挖土面以下1.0米的技术要求和1：10的水力坡度，深井设计深度底标高为-11.50米，在坑底设置一道滤管，实行24h连续真空降水。4.2.2挖土施工根据围护支撑情况基坑分成二层开挖，同时为遵循“分层、分块、留土护壁，对称、限时、开挖支撑”的总原则，依据设计要求,同时结合施工现场实际情况, 根据施工的可操作性,将基坑分块施工。第一层土，从自然土面至混凝土支撑底，支撑掏槽从远离红庄小区一侧开始，向红庄小区进行。第二层土从第一道混凝土支撑底至基坑底，分二层开挖，挖土和浇

7、筑垫层按分块要求进行，红庄小区坑边区域每分块内的土方挖完后在12小时内及时浇好垫层，坑边区块的留土宽度大于15m,其它区域开挖至坑底后均在24小时内完成垫层浇筑。图3基坑挖土分块4.3基础工程的快速施工技术研究在地下结构施工中共有两套施工方案可供选择，第一套根据原围护设计要求，整个基坑分二块区域先后施工，先施工1至7座区域地下结构，出±0.00后再施工8座区域地下结构，地下结构施工流程为：挖土浇垫层基础底板施工换撑施工（红庄小区侧及淮新大厦侧斜撑）支撑拆除地下一层结构施工。第二套施工方案采取对1至8座同时施工，同时在地下结构施工时先施工地下车库一层结构，再拆除支撑，具体施工流程为：挖

8、土浇垫层基础底板施工换撑施工（与地下结构柱、墙相碰的支撑立柱）地下车库一层结构施工支撑拆除1至8座的地下室顶板及地下车库顶板的上翻梁施工。第一套施工方案原围护设计未考虑地铁十号线盾构施工情况，在淮海西路侧未采取换撑施工。通过对两套施工方案的比较，及对施工现场周边环境、基坑围护结构形式、地铁盾构施工情况的综合分析研究，决定采用第二套施工方案，对1至8座同时施工，先施工地下车库一层结构，再拆除支撑。采用第二套施工方案,节约了支撑拆除的时间,缩短了基坑暴露的时间,可尽快完成地下结构的施工。同时可保持基坑的稳定性, 最大限度的减少对周边环境的影响，同时支撑栈桥的保留，对地下一层结构施工带来方便，材料的

9、加工及砼的浇筑均可利用栈桥。采用后拆支撑后，增加了结构施工的难度，包括地下车库顶板上翻梁二次施工、地下车库顶板施工缝留设、部分与地下结构柱墙相碰的支撑立柱需换撑施工、地下车库顶板上翻梁钢筋与支撑相碰时绑扎措施、地下车库结构混凝土浇捣等。如何采用合理的施工方法均是本课题研究的内容。在围护支撑拆除前，在地下车库顶板及围护桩之间浇筑混凝土传力块，传力块宽度1000mm，间距2000mm，厚度250 mmn，传力块内配构造钢筋双向8200,且伸入楼板250mm，传力块混凝土与地下车库顶板混凝土同时浇捣。5课题创新点5.1 围护施工采用跳打的施工技术为减少对周边环境的影响，特别在红庄小区一侧，先做树根桩

10、，沿基坑边每施工5m，跳10m，再施工5m；然后做smw搅拌桩，沿基坑边每施工10m，跳20m，再施工10m；最后做钻孔灌注桩，按打一跳五施工。采用跳打施工技术后，有效控制了各项变形，保证了红庄小区侧建筑的安全。5.2 基础施工采用后拆支撑采用先施工地下车库一层结构，再拆除支撑，后施工1至8座的地下室顶板及地下车库顶板的上翻梁的施工方法。节约了支撑拆除的时间,缩短了基坑暴露的时间,可尽快完成地下结构的施工。同时可保持基坑的稳定性, 最大限度的减少对周边环境的影响，同时支撑栈桥的保留，对地下一层结构施工带来方便，材料的加工及砼的浇筑均可利用栈桥。因支撑拆除前已完成了地下车库一层结构施工，为减少对周边环境的影响，支撑拆除采用人工拆除的施工方法。6结论工程从开始基坑围护施工到±0.00结构顶板浇注完成，工程进展顺利，各项指标都高质量地达到了设计要求。主要监测结果如下:周边道路累计最大沉降8.3mm；周边道路水平位移累计最大为5.4mm ；周边建筑物累计最大沉降9.2mm，围护墙项累计最大沉降11mm；围护墙项水平位移累计