相邻深基坑施工风险控制

1、 相邻深基坑施工风险控制 摘  要  当若干个基坑相距很近时，出于经济合理的考虑，相邻基坑会合用围护结构，即采用“共墙”方案。文章介绍了轨道交通l0号线凯旋路车站及其“共墙”的凯旋路110 kV主变电站、中山万博大厦地下结构3个相邻深基坑的施工顺序与方法，以及针对周边环境保护、“共墙”稳定性、围护及结构变形所采取的风险控制措施。关键词相邻深基坑施工风险控制措施S 1  工程概况上海轨道交通l0号线凯旋路站土建工程包括l0号线凯旋路车站、凯旋路110 kV主变电站及中山万博大厦地下结构，工程位于长宁区淮海西路与凯旋路相交成的三角地块内(见图l)。

2、图1  工程总平面图  凯旋路车站为双柱三跨岛式曲线车站，为地下2层结构。车站净长约1484m，标准段中心净宽约253m；东、西端头井净宽约275、292m；凯旋路主变电站位于凯旋路车站主体南侧偏西，为地下3层结构，与车站共用610轴地下连续墙；中山万博大厦位于凯旋路车站主体北侧偏东，为地下4层结构，与车站共用9l9轴地下连续墙。 附属结构包括4个出入口及新、排风井及设备用房。l号出入口位于车站东端头井北侧；2号出入口过淮海西路，与地面建筑结合；3号出入口位于西端头井南侧；另l个出入口采用天桥方式，与3号线虹桥路站实现换乘。新、排风井及设备用房位于车站与

3、主变电站围成的三角形区域内。2  周边环境及工程地质21  周边环境(1)运营中的轨道交通3号线高架桥墩距离车站基坑约40m，主变电站与凯旋路站主变电站基坑仅一墙之隔，最近处距离8 m，凯旋路站主变电站基坑开挖，对3号线主变电站有一定的影响，是保护的重点：(2)东北侧的上海市人民检察院第一分院高层建筑桩基础、结构稳定性较好，距离中山万博大厦基坑约30 m，西北侧有东方明珠汽车出租公司及上海人民广播电台，为单层砖混结构，基坑施工对其影响相对较小。22工程地质工程地貌类型属滨海平原，地面标高一般为358285m。场地揭示的各土层中，承压水分布于1层中，承压水水位埋深为860 m

4、。各土层特性见表l。表1  土层特性 3基坑施工31基坑围护形式凯旋路车站基坑、主变电站基坑、中山万博大厦基坑均采用地下连续墙作围护结构，车站基坑标准段开挖深l544 in，东、西端头井开挖深度为l709、1739 m；采用08 m厚地下连续墙，深33 m；与主变电站基坑共墙处地下连续墙厚l m，深365 m。主变电站基坑开挖深2005 m，采用1 m厚地下连续墙围护，深365m；中山万博大厦基坑埋深l4O5 m，开挖最深处达l645 m；采用08 m厚地下连续墙围护，深29 m；与地铁车站共墙部分深33 m。地下连续墙墙趾均插入3层，车站与大厦的基坑保护等级为二级、主变基

5、坑保护等级为一级。32  施工顺序原先考虑在车站东、西端头井设2堵封头墙，在完成车站的2个端头井(供区问盾构使用)后，按照相邻深基坑工程由深至浅的施工原则，先后完成主变基坑、大厦基坑、车站标准段基坑、附属结构(见图2a)；但因车站有较好的场地条件，可作为3台区间盾构的始发井，并可作为l0号线的1个铺轨基地，因此，必须提前贯通车站的主体结构。由于当时车站东侧的封头墙已经施工，车站被一分为二，提前一起施工，再同时进行大厦基坑与主变基坑施工，最后施工附属结构(见图2b)。图2  调整前后的施工流程图 33场地内交通组织凯旋路车站、主变及附属结构均与中山万博大厦的地块开发

6、相结合，顶板以上无覆土。结构完成后，其顶板不能作为施工道路使用。随着各个基坑的相继完成，施工场地越来越小。为此，在车站结构封顶后，北侧大厦基坑结合第一道混凝土支撑制作倒“T”形栈桥。南侧主变基坑西侧结合圈梁制作内挑便道(见图3)。图3  施工场地平面图 4  基坑施工风险控制措施41承压水治理由于主变电站基坑的开挖深度达到2005 m，除了需要进行疏干降水外，还要对。层进行承压降水。因·层承压水水位呈幅度不等的周期性变化，按最不利条件进行承压稳定性验算，底板有承压水突涌的危险，故在坑外(主变基坑东侧)设l口深度为53 m的观测兼降压井，根据施工期间实测初

7、始水位决定是否开启，遵循“按需降水”原则，以保证施工的安全。42对3号线主变的保护在靠近3号线地面主变的主变基坑一侧外，打设隔离桩，控制基坑开挖对地面主变的影响；隔离桩为800 mm钻孔灌注桩，桩间距为lm，桩长25m；并预埋注浆管，注浆管与隔离桩同深，一旦发生险隋即对地面主变进行跟踪注浆(见图3)。43  基坑开挖技术措施各基坑开挖过程中遵循“随挖随撑”的原则，同时考虑“时空效应”。(1)车站基坑从封头墙两侧开始开挖，东端头井采用直接分层开挖的方式，不放坡；标准段及西端头井第一层挖土方法同东端头井，第二层以下自封堵墙由东向西分单元放坡开挖。开挖过程中封头墙两侧同步卸载。(2)大厦基

8、坑开挖采用盆式开挖法。先开挖中部，然后对称开挖并贯通横向栈桥下主支撑部位的土体，并尽快完成横向主支撑浇注；同时，纵向主支撑部位土体对称开挖，并尽早浇注纵向主支撑；最后东北、西北，东南、西南四角剩余土体开挖，完成剩余范围内的支撑(见图4)。图4  大厦基坑分区开挖示意图 (3)主变基坑分南、北2段。14层土采用直接分层开挖的方式，不放坡；第四道混凝土支撑下第五层至基坑底面由北向南放坡开挖。第一道支撑采用600mm×800 mm混凝土支撑，第三、四道支撑采用800mm×l 000mm混凝土支撑，第二、五、六道支撑采用609×16钢管支撑。为缩短基坑

9、无支撑暴露时间，配合最后2层土体放坡开挖，抢筑底板。混凝土支撑与钢支撑不是交替设置，而是连续设置2道混凝土支撑、2道钢支撑，加快最后2道支撑的施工速度，使这2道支撑的最大轴力尽早到位(见图5)。44设置后浇带中山万博大厦地下室基坑与车站基坑共用一侧连续墙围护。在大厦上部结构施工期问，荷载不断增加，由其引起的地基土整体下沉，会造成先期施工的车站发生局部沉降；因车站主体有桩基支撑，则会使整个车站主体发生不均匀沉降，甚至破坏车站结构。为此，在大厦基坑设置深入层土的工程桩，以控制大厦整体下沉量；并在车站主体的l011轴、l617轴处分别设置2条后浇带(见图3)，以解决其两侧结构沉降不均匀的问题；后浇带

10、结构待大厦结构封顶、沉降基本稳定后施工。45  解决共墙处的支撑传力问题凯旋路车站基坑采用1道混凝土支撑和3道钢支撑(端头井为4道，最后l道为双榀)的支撑体系；主变基坑采用3道混凝土支撑(第一、三、四道)和3道钢支撑(第二、五、六道)的支撑体系；中山万博大厦基坑采用3道混凝土支撑的支撑体系。在车站主体封顶后，大厦基坑开挖过程中，为避免共用地下连续墙和车站结构内墙因两侧受力不均匀发生剪切破坏，需对车站内的第二、三道钢支撑进行换撑，使其与大厦基坑内的第二、第三道混凝土支撑对位，确保连续墙两侧支撑力的作用点对称在同一位置，见图5。图5  车站与主变共墙处基坑剖面图 4.

11、6  共墙处的变形控制由于主变基坑的开挖深度深于车站，车站的铺轨孔又设置在主变共墙范围内(见图6)，为了解决相邻基坑由浅至深的施工难题，控制共墙范围内的围护及结构变形，采取措施如下：(1)在车站共墙范围内，由底板以下7m、宽8m(自共用连续墙向车站基坑内)、长与主变同宽，进行高压旋喷桩裙边加固，作为重力式挡墙，与地下连续墙一起进行围护。(2)加大、加厚铺轨孔处的圈梁，高度加大至28m，成倒“T”形。车站一侧的突出部分，采用类似逆筑法的节点处理，与后做的车站顶板及侧墙连接。(3)在车站主体结构回筑阶段，铺轨孔口处的各层楼板设置横向短支撑，保证孔口无支撑长度小于5m。(4)在共墙处的对面

12、制作5幅T形地下连续墙，并在其外侧加肋，加强围护的刚度。图6  车站与大厦共墙处基坑剖面图 5  施工监测 凯旋路各基坑施工期间，基坑围护体系、周边环境保护体系，均按各自基坑的保护等级实施监测。所有监测项目在各个阶段均处于受控状态，特别是周边建筑的沉降得到了控制。(1)主变基坑底板浇筑后，3号线地面主变一侧的地下连续墙最大位移为235 1 mm；(2)大厦基坑底板浇筑后，靠近东方明珠汽车出租公司一侧的地下连续墙最大位移为2244 mm。(3)主变结构封顶后，3号线地面主变最大累计沉降量为4606 mm，差异沉降2204 mm；3号线高架桥墩累计沉降为189 mm。6结束语在先期施工的车站基坑开挖过程中，车站基坑与大厦、主变基坑共墙处的地下连续墙曾出现过异常变形，立即引起了施工人员的重视。整个凯旋路站土建工程的施工过程，是相邻大面积深基坑前后连续施工的过程，