控制深基坑施工对邻近地铁隧道的位移量

1、控制深基坑施工对邻近地铁隧道的位移量发表人：XXXXXX集团有限公司XXXX地块和杭政储出【20XXX】4号地块商业商务用房项目部QC小组20XX年10月8日目 录一、工程概况二、小组概况三、选择选题四、现状调查五、目标确定六、原因分析七、要因确定八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、巩固措施十二、总结及今后打算 1 / 22控制深基坑施工对邻近地铁隧道的位移量XXX集团有限公司杭政储出【2012】74号地块和杭政储出【2014】4号地块商业商务用房项目部QC小组一、工程概况杭政储出（2012）74号地块和杭政储出（2014)4号地块商业商务用房项目位于杭州经济技术开发区金沙大道以南、幸福

2、河以西，场地西侧和南侧为金沙湖公园。总建筑面积137968.19m2，地下为二层结构。其中杭政储出（2014）4号地块项目：地上总建筑面积61603.98，地下建筑面积：27421.51；杭政储出（2012）74号地块项目：地上总建筑面积：31151.3，地下建筑面积：17791.4。基坑整体平面不规则，呈狭长状，尺寸较大，总面积约26039m²基坑东西长429m，南北向开挖最大宽度约85m，周长约980m。工程开挖深度较大，约为10.7013.15m。本工程基坑采用钻孔灌注桩+SMW工法桩结合一道钢筋混凝土内支撑的围护形式，采用连续搭接三轴水泥搅拌桩作防渗止水帷幕。工程于20XX年

3、9月开工，工期为1250天。本工程质量目标确保“钱江杯”优质工程。二、小组概况1、QC小组概况QC小组概况一览表 表1小组名称杭政储出【2012】74号地块和杭政储出【2014】4号地块商业商务用房项目部QC小组成立日期 20XX年10月 注册登记号 ZYJ-HF-QC-F1-2017-01小组人数 9人 小组类型 现场型活动情况 出勤率90% 课题注册号 ZYJ-HF-QC-F1-2017-012、QC小组成员QC小组成员一览表 表2姓名 性别 年龄 职务 职称 组内职务 QC教育时间姚贤良 男 48 项目经理 工程师 组长 累计教育80小时钱杭伟 男 29 技术负责 工程师 组员 累计教育

4、90小时张宇鸣 男 45 施工负责 工程师 组员 累计教育90小时 余锋 男 29 技术员 工程师 组员 累计教育90小时徐庆友 男 26 技术员 助工 组员 累计教育90小时 余恒 男 25 技术员 助工 组员 累计教育90小时钱树健 男 26 技术员 助工 组员 累计教育90小时 何隆 男 26 预算员 助工 组员 累计教育80小时宋琦琦 女 25 资料员 助工 组员 累计教育80小时3、QC小组活动计划表表3制表人：何隆 时间：2010.8.5三、选题理由（1）本工程地下室面积为45212.9平方米，整体基坑开挖深度约10-13m。基坑整体平面不规则，呈狭长状，基坑东西长429m，南北向

5、宽度约85m，周长约980m。周边有金沙湖公园、金沙大道、地铁出入口等设施，因此深基坑的施工的安全至关重要。（2）之前地铁1号线附近工程深基坑施工导致地铁隧道位移超安全报警值，导致地铁1号线停止运营，社会影响大，因此地铁隧道的安全事关重大。（3）依照杭州市地铁建设管理暂行办法规定,本工程北侧部分基坑边线距地铁1号线隧道距离在30m左右，属于规划控制区范围。且杭州地铁1号线已经运营，客流量较大。（4）地铁隧道水平位移量报警值为±4mm，地铁隧道沉降量报警值为±8mm，地铁隧道收敛位移量报警值为±8mm。基于上述理由，本次我们选择了控制深基坑施工对邻近地铁隧道的位移量

6、作为本次活动的课题。四、现状调查为了进一步确保深基坑施工过程中地铁隧道的安全性，我QC小组决定以地铁隧道水平位移量±3mm，地铁隧道沉降位移量±5mm，地铁隧道收敛位移量±5mm为本项目的控制值。我QC小组成员及公司技术质量部和工程部相关专业人员通过第三方专业监测单位了解金沙大道地铁1号线附近相关工程深基坑施工时的地铁隧道监测数据，并对深基坑施工整个过程地铁隧道位移量数据进行了调查分析，并归纳整理，做出调查表：邻近地铁隧道位量超控制值现状调查表 表4工程名称 检查监测值数 超过控制值数 超控制值率 未超控制值率量项目1 200 20 10% 90%项目2 150

7、24 16% 84%项目3 100 20 20% 80%项目4 150 20 13.3% 86.7%项目5 200 36 18% 82%合计 800 120 15% 85%制表人：钱杭伟 时间：20XX.8.10从以上调查表中可以看出，目前邻近地铁隧道位移量未超控制值率为85%。综合上述各项目各施工阶段超控制值的数量得出以下深基坑施工各阶段地铁位移量超控制值频数统计表。邻近地铁隧道位移量超控制值频数统计表 表5序号 检查项目 频数 累计频数 频率（%） 累计频率（%）1 基坑降水阶段 36 36 30% 30%2 土方开挖阶段 36 72 30% 60%3 支撑拆除阶段 24 96 20% 8

8、0%4 围护桩施工阶段 6 102 5% 85%5 支撑梁施工阶段 6 108 5% 90%6 地下结构施工阶段 6 114 5% 95%7 回填土阶段 6 120 5% 100%制表人：钱杭伟 时间：20XX.8.10根据邻近地铁隧道位移量超控制值频数绘制排列图：制图人：钱杭伟 时间：20XX.8.10同时通过调查统计表和排列图分析，深基坑施工中的基坑降水阶段、土方开挖阶段和支撑拆除阶段为我们需要解决的主要问题。五、目标确定由深基坑施工对邻近地铁隧道位量超控制值现状调查表可知QC小组活动前深基坑施工对地铁隧道位移量未超控制值率是680/800=85%。其中基坑降水阶段、土方开挖阶段和支撑拆除

9、阶段是关键所在，只要全力解决这几个阶段地铁隧道的位移量，那么深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值率就能达到（800-120+96）/800×100%=97%。即使未超控制值率达到90%，那么深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值率也能达到（800-120+96×90%）/800×100%=95.8%。因此，我QC小组的目标是：深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值达到90%。目标柱状图100%80%85%90%60%40%20%0%活动前 目标值制图人：钱杭伟 时间：20XX.8.15目标分析：通过QC小组努力将深基坑施工过程中的降水阶段、土方开挖阶段和支

10、撑拆除阶段的地铁位移量未超控制值率达到90%。六、原因分析结合现状调查结果，我们围绕主要问题采用关联图进行分析关联图制图人：徐庆友 制图时间：20XX年9月1日七、要因确定我QC小组在组长的主持下，召开了专题会议，通过“头脑风暴法”对关联图中的12条末梢原因进行逐一分析论证。序号 末端因素 分析与论证 验证方法 负责人 结果技术交底不到位项目部在基坑降水前、土方开挖前和支撑拆除前采用ppt和三维模型的形似做好的技术交底工作，交底覆盖了100%，对员工进行交底考核，综合成绩达90以上。现场验证 余恒 非要因 1方案编制无针对性项目部深基坑土方开挖方案经过详细编制，且经过专家论证。基坑降水和支撑拆

11、除均有编制单独的专项方案。土方开挖施工的过程，是一个卸荷的过程。随着基坑的不断开挖，基坑内一侧的土体逐渐减少，土体内应力的变化导致周围土体向基坑内侧位移和滑移，方案审查 钱树健 非要因 2土方开挖出土方式不合理可能间接影响地铁隧道在水平和平面位置产生位移。本工程土方开挖深度约11m，而地铁1号线隧道埋深即在813m，开挖过程可能导致隧道上部和周围土体发生偏向基坑一侧的水平移动，同时也可能受到下部土体向上隆起的应力。土方开挖关键是控制最后一层土方开挖的施工顺序。由于场地狭小，部分材料堆放于基坑周边，项目现场验证 钱杭伟 要因 3基坑周边材料堆放超载部对此十分重视，在基坑周边地面进行加强处理，并限

12、制堆载重量和高度以及与基坑的距离。项目前期做好策划工作，合理设置临时道路、钢筋堆场、木工堆场、木工加工棚、钢筋钢筋棚等设施。现场验证 徐庆友 非要因 4止水帷幕施工质量不佳项目部为保证三轴水泥搅拌桩施工质量，本工程采用2台ZKD85-3三轴水泥搅拌桩机，同时派专人负责监督。现场验证 宋琪琪 非要因 5基坑外降水方式不合理本工程基坑北侧靠近地铁侧，按间距1015m设置控制降水井，设计降水深度-5.3m。由于基坑外在降水过程中会随水流带出部分细现场验证 余锋 要因 6微土粒，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而会引起周围地面的沉降，从而影响地铁隧道的安全。经过前期策划，项目部在基坑一

13、周设置排水沟，7排水沟设置不合理并且合理放坡确保排水顺畅。基坑周围(局部场地受限不设排水沟）地面上设400×400的排水沟，间隔20m设1000×500×500的沉淀池挖土过程中应保持坑内降水，确保地下水在开挖面下0.5m。降水井时间须连续持续至顶板覆土完成。坑内离坡脚不小于4m处设临时性明沟排水，集水井方现场验证 余恒 非要因8基坑内排水设置不合理式排水。在基坑内部降水，项目部严格按设计要求控制滤管的埋设深度。坑内降水，确保地下水在开挖面现场验证 徐庆友 非要因下0.5m，控制坑内外水位高差的变化速率，减少对围护桩的侧向力，避免坑外土壤产生沉降，有效减少对地铁隧

14、道位移的影响。9支撑拆除方式不合理支撑拆除时的振动也可能对地铁隧道产生不利的影响。本工程北侧支撑结构施工对于基坑的稳定具有正方案比选 钱杭伟 要因10支撑拆除顺序不合理面作用，相应对于地铁的稳定也具有正面作用。但支撑结构拆除时，侧向支撑力的消除，会对基坑周边土现场验证 余锋 要因体的稳定造成影响，从而影响地铁隧道的安全稳定。11项目管理部到位项目部制定相关制度，责任分工明确，责任落实到人，专人负责对整个拆除支撑过程的监督。现场验证 宋琪琪 非要因12换撑养护不到位项目部，安排专人负责浇水养护，换撑浇水后采用毛毡覆盖，确保达到设计强度。现场验证 钱树健 非要因制表人：余恒 制表时间：20XX年1

15、0月5日八、制定对策制定4条要因，我QC小组按活动计划，根据工程实际情况开展活动，采用“5W1H”的方法，对每个要因进行分析研究，并制定了对策，明确了目标、措施、责任人及时间。序 要因 对策 目标 措施 时间 责任人 地点号1 基坑外降水方式不制定靠近地铁地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。1、土方开挖前进行试降水试验。20XX.102016.8钱杭伟 施工现场合理 侧基坑 2、基坑北侧（靠近地铁侧）新外降水 增一道止水帷幕。方式2 土方开挖制定详 地铁隧道位移量未超控 1、合理布置土方开挖顺序流 余锋 施工现场20XX.11出土方式不合理细的土方开挖制值率达到90%。程。2、出土口位置应采

16、取可靠的2016.5出土方 地铁保护措施。案 3、土方分层分段开挖施工。4、土方开挖进行试开挖。3 支撑拆除方式不合项目部经过比地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。1、收集类似工程相关的拆撑方式资料。20XX.42016.8徐庆友 施工现场理的优化对选择 2、拆除方式的优化。合理的拆撑方式4 支撑拆除 顺序不合制定详细的拆地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。1、拆除顺序的合理布置2、做好支撑拆除前的准备工20XX.42016.8余恒 施工现场理 撑顺序 作。方案制表人：余恒 制表时间：20XX年11月10日九、对策实施实施一 针对基坑外降水方式不合理（1）土方开挖前，进行降水试验。从20X

17、X年11月19日至20XX年11月22日进行了基坑试降水工作。在试降水期间，基坑外试降水前水位平均标高为4.082，试降水后水位平均标高为4.096。(说明：靠近地铁侧水位孔为SW01SW12，选取1920日平均值为降水前水位值，2122日平均值为降水后水位值)通过以上水位监测数据看，试降水期间，坑外水位数据没有较大突变，未发现渗漏现象，止水帷幕状况良好。（2）项目部组织甲方、监理、基坑围护设计院和地铁隧道专家召开协调会，会后听取各方建议在基坑北侧（靠近地铁侧）新增一排封闭的三轴水泥搅拌桩，为保证地铁隧道的安全，坑外将不进行降水（两排三轴之间预留控制性降水井）。桩底进入3-1淤泥质粉质粘土2m

18、。相应3-1层淤泥质土，渗透系数微小，能有效阻隔基坑内外水的联系。基坑剖面示意图我QC小组成员在基坑降水过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据：地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。实施二 针对土方开挖及出土方式不合理（1）合理布置土方开挖顺序流程基坑整体平面不规则，呈狭长状，尺寸较大，与基坑围护设计院共同讨论后确定如下土方开挖顺序的原则：土方开挖大区域按照后浇带划分，只有当相邻后浇带开挖大区块底板及传力带达到C25混凝土强度后才能开挖相邻区块。故在支撑梁以下几层土方开挖时，我方都遵循此原则进行，整体分从东西两端区块开始后退开挖直至中部区

19、块。土方开挖的关键是最后一阶段的土方开挖和底板施工。最后一阶段土方开挖和底板施工平面如下：最后一阶段土方开挖施工具体施工三维模型顺序图如下：第一区块最后一阶段土方开挖和底板施工 第二区块最后一阶段土方开挖和底板施工第三区块最后一阶段土方开挖和底板施工第四区块最后一阶段土方开挖和底板施工第五区块最后一阶段土方开挖和底板施工（2）出土口采取可靠的地铁保护措施基坑开挖的运土车辆靠金沙大道南侧道路行驶（靠近本工程侧），施工荷载不得超过40T，车辆行驶速不得大于道路所限速度的60%，并派专人负责指挥与监督。出土口位置加强措施：出土口位置基坑外新增4颗900钻孔灌注桩；出土口位置新增10m×9m

20、栈桥，使出土口位置再往南移10m，距离地铁隧道近40m，尽量减少车辆水平冲击力对地铁隧道的影响。（3）土方分层分段开挖施工为减少对于周边土体的应力变化，土方开挖时必须严格遵循分层分段开挖的要求。小分层规则：地面自然标高为-0.5m各分层标高大分层 小分层 备注-0.5m-2.5m-0.5-2.5-2.5- -2.5-3.74.9m -3.7-4.9-4.9-10.45-4.90-6.75-6.75-8.60-8.60-10.45大区分区规则：地下室开挖大区参照底板后浇带分区进行。小区分区规则：北面靠近地铁一侧土方，支撑梁以上区域，以20×20m为一个区块，先行进行开挖。支撑梁下部以2

21、0m×20m为一个独立小区块，逐步开挖。其余部分分区参照底板后浇带进行。各层施工工况图如下：第一层土方开挖工况图第二层土方开挖工况图第三层土方开挖工况图（4）土方开挖进行试开挖支撑梁以上靠近北侧围护区域，支撑梁以上15m×10m为一个区域进行试开挖，支撑梁以下15m×10m为一个区域进行试开挖。试开挖后观察止水帷幕是否有渗漏，监测地铁隧道水平位移是否超过5mm。如止水帷幕无渗漏、地铁隧道水平位移小于5mm，方可继续进行分区分层开挖。实施效果：我QC小组成员在土方开挖过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据：地铁隧道的水平位移位移量、沉降位

22、移量和收敛位移量都有了相应的减少。实施三 针对支撑方式不合理（1）收集类似工程相关的拆撑方式资料在支撑拆除之前，我QC小组和公司技术部人员首先了解公司之前类似工程的拆撑方式，收集相关资料。其次，联系相关地铁附近工程，了解此类工程的支撑拆除方式，为本工程支撑拆除方式的选择做好前期的准备工作。（2）支撑拆除方式的优化经过QC小组对拆除方案的对机械拆除、绳锯切割拆除、排孔切割拆除的对比，最终选择了绳锯切割方案。根据杭州市地铁建设管理暂行办法地铁隧道两侧各50m范围内属于控制区域，因此本工程对应北侧支撑区域如下图阴影部分属于地铁隧道控制区，我方经综合考虑，确定在地铁隧道50m控制范围内的支撑区采用绳锯

23、切割拆除。绳锯切割范围（阴影区域）绳锯切割拆除的关键是在切割冠梁与支撑梁的位置，此过程是水平支撑系统与维护桩分离的过程。经过QC小组的调查了解，在拆撑速度合理范围内，切割冠梁与支撑梁的位置时切割距离每段应控制在8-10m均匀的距离（绳锯的穿孔距离），确保卸荷过程的均匀。绳锯穿孔过程绳锯切割实施过程实施效果：我QC小组成员在支撑拆除过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据：地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。（1）拆除顺序的合理布置本工程支撑梁拆除总的顺序是，先拆除支撑梁体系中相对不重要（或相对受力较小）的支撑梁，再拆除相对较重要（或相对受

24、力较大）的支撑梁。总体支撑拆除顺序根据楼层及传力带施工进度，考虑对称拆除，先拆东西侧角撑，再拆除中间对撑。支撑拆除时先拆除连杆，再拆主撑；支撑与围檩连接处应先给予切断，避免大面积拆除支撑时由于密集的振动对邻近环境产生不利影响。支撑拆除顺序示意图（2）做好拆支撑前的准备工作1）、每个区域支撑拆除前，需原基坑围护设计到现场确认是否可以拆除。2）、检查地下室底板或楼板的砼强度及传力带是否达到设计要求。3）、拆除前由项目部技术负责人先向拆除人员进行技术交底和安全交底。技术交底主要包括拆除顺序、拆除方法等；安全交底主要包括拆除时的安全措施、拆除时的应急措施等。实施效果：我QC小组成员在支撑拆除过程中对基

25、坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据：地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。十、效果检查（一）目标完成情况在整个深基坑施工完成后，小组对对浙江省工程勘测院专业地铁隧道监测数据进行了汇总分析，共选取了300天的监测数据进行了分析，其中位移量超控制值的数量为15，因此活动后本项目在深基坑施工过程中邻近地铁隧道位移量未超控制值率为95%，超出了预定90%的未超控制告率。QC活动前后目标值对比图100%80%85%90%95%60%40%20%0%活动前 目标值 活动后制表人：余恒时间：2016.10.10（二）经济效益由于本次QC活动的开展，本项目的整个深基坑施工过程中，地铁隧道位移量不仅控制在报警值内而且位移量得到了有效的减少，确保了本工程±0.00节点按合同工期完成。本QC活动增加栈桥费用为25万，新增止水帷幕费用为120万，其他费用2万。本工程影响范围内的隧道管片共计265环，按以往工程统计地铁隧道位移超报警值的风险系数为5%，地铁隧道盾构管片修补费用约为20万/环。则产生的经济效益为：265×2