孫德志，梁 方

1.中鐵六局集團海外分公司，北京 100165

2.中鐵六局集團北京鐵建公司，北京 100165

0 引言

在城市高速發(fā)展過程中，高層建筑及軌道交通工程大規(guī)模興建。地鐵車站多建于人口稠密、建筑林立的鬧市區(qū)中，且多采用明挖法施工，車站基坑深，且面積大，對周圍環(huán)境影響范圍較廣，在深基坑開挖中對鄰近高層建筑物的保護問題尤為突出。

本文以北京地鐵十號線二期角門西站東站廳明挖基坑工程為例，詳細介紹了深基坑開挖中對鄰近高層建筑物保護的原則、措施。

1 工程概況

北京地鐵十號線二期角門西站位于嘉禾路和馬家堡西路交叉路口下，沿嘉禾路東西向布置，與既有北京地鐵四號線角門西站十字交叉、換乘。車站總長度207.5m，由東、西兩明挖站廳和中間暗挖隧道組成。中間暗挖隧道全長35.1m，已于2009年12月順利完工。東站廳位于馬家堡西路東側，東端接盾構區(qū)間，設盾構接收井，西端接車站主體暗挖段。東站廳標準段選用雙柱三層三跨矩形框架結構型式，采用明挖法施工，樁撐支護。明挖基坑深26.785m，長86.9m，標準段寬23.3m，盾構段寬26.8m。

東站廳周邊環(huán)境：北側為晨新園住宅小區(qū)，西側為馬家堡西路及既有地鐵四號線，西南側為建工北國高層住宅樓。東站廳基坑工程重點保護高層建筑物為西南側鄰近的建工北國住宅樓。

2 鄰近高層建筑物情況

建工北國住宅樓為地上14層，地下2層高層建筑物；基礎埋深7.64m；結構形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，基礎形式為箱型基礎；竣工日期為1999年8月。

評估報告表明：建筑物總體狀況良好，除發(fā)現(xiàn)非承重墻、裝飾面層等有開裂現(xiàn)象外，未發(fā)現(xiàn)主體結構存在影響結構安全和使用的嚴重缺陷和損傷。

東基坑與建工北國關系：建工北國北側外墻距離基坑圍護結構水平最小距離僅為8.2m，平面位置如圖1所示。

圖1 角門西站東站廳與建工北國平面相對位置

根據相關地鐵風險管理體系文件，建工北國在強烈影響區(qū)內，屬一級環(huán)境風險工程，因此，在基坑開挖過程中應進行重點保護。

4 工程地質及水文地質情況

本車站施工范圍內，表層以厚度不均的人工堆積的房渣土、素填土為主，人工堆積層以下為厚度較厚的新近沉積的粘性土、粉土、砂土及卵礫石層，再以下為第四紀沉積的粘性土、粉土、砂卵石互層，并以砂土、卵石土為主。車站底板位于粘質粉土、粉質粘土⑤1層中。

基坑開挖深度范圍涉及兩層潛水：第一層分布在第④層卵石及第④2層細中砂中，靜止水位標高約15.68m～17.80m；第二層分布在第⑤層卵石及第⑤2層細中砂中，靜止水位標高約11.98m～12.75m。

圖2 角門西站東站廳工程、水文地質剖面圖

5 高層建筑物保護方案研究

1）基坑開挖對鄰近高層建筑影響分析。在開挖卸載過程中的土體應力的釋放，使基坑四周一定范圍（一般為基坑開挖深度的1.5倍）的土體內力失去平衡而發(fā)生變形,使得基坑周圍土體發(fā)生沉降，會引起周圍建筑物沉降、差異沉降、側向位移。

另外，深基坑降水會引起周圍地面下沉。在某些粘性土中，當土的含水量降低時，土體的體積會減小，即土體具有失水收縮的性質；孔隙水應力的減小將引起有效應力的增加，降低地下水位后將會產生新的固結壓縮量，從而引起地面明顯下沉。

2）摸底調查建工北國住戶情況，并委托具備資質單位進行房屋技術評估，將評估報告結論作為鄰近建筑物質量控制的依據。評估報告結論主要包括：

（1）現(xiàn)場檢查檢測表明，該建筑物結構現(xiàn)狀良好，現(xiàn)狀測量分析表明，目前建工北國住宅樓地基基礎累計總沉降量約40mm；該棟建筑物地基基礎已發(fā)生的整體傾斜均很小（最大處1/1063）；

（2）地鐵車站施工過程中對建工北國住宅樓的地基基礎變形控制標準為：基坑施工過程中對建筑物地基基礎產生的基礎兩端點的沉降差與其距離的比值小于0.001。即建筑物北側外墻最大附加沉降量應小于15mm；

（3）建工北國住宅樓緊臨地鐵車站深基坑，其天然地基沉降對車站基坑開挖及降水均為敏感，建議加強該地段支護結構，嚴格限制支護結構的側向變形，并嚴格控制降水速率及水土流失。

3）對鄰近高層建筑采取保護措施

（1）從引起變形的“源頭”采取措施減小基坑變形

鉆孔灌注樁施工中采用優(yōu)質泥漿護壁、提高泥漿頁面高度等措施提高灌注樁成孔質量、控制孔壁坍塌，減小周圍土體變形；基坑降水系統(tǒng)布置和施工時，降水井布置適當遠離建筑物，隨開挖深度逐漸降低水頭，以盡量減少建筑物下地下水位變化幅度；基坑開挖嚴格遵循“先撐后挖、及時支撐、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，開挖方法、支撐、拆撐順序與設計工況保持一致，鋼支撐應按設計軸力的40%～60%及時施加預應力。

（2）從提高基坑周邊環(huán)境抵抗變形能力采取措施

對建工北國及基坑圍護結構之間土體進行注漿加固；注漿加固深度一般從建筑物基礎下方延伸至滑動面以下，具體范圍如圖3所示。

注漿加固采用袖閥管施工工藝，選用?56PVC管，注漿材料均采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥與TGRM特種水泥混合漿液，鉆孔設備選用履帶式多功能地質鉆機或ZGY1500型液壓鉆機。

值得注意的是，注漿加固時，過大的注漿壓力會使地面或建筑物隆起，注漿同時也會破壞土的微觀結構，使土的抗剪強度降低，因此在施工過程中要嚴格控制注漿壓力和注漿量。

為保證注漿效果，注漿結束后，必須對注漿效果進行檢查，確認已達到注漿結束標準，方可結束注漿，否則必須進行補孔注漿。本工程采取分析法進行注漿效果檢查，即對注漿記錄進行統(tǒng)計分析，檢查每孔壓力流量是否達到注漿結束標準，有無漏漿，串漿情況，從而反算漿液擴散范圍；檢查本循環(huán)所有注漿孔是否都按規(guī)定進行了注漿，有無漏注或無法注漿的檢查，判定注漿效果。

（3）信息化施工控制措施

基坑開挖及注漿加固過程中，應加強對基坑自身及鄰近高層建筑物的監(jiān)控量測，并將監(jiān)測數(shù)據及時反饋。監(jiān)測項目包括：建筑物沉降、傾斜、裂縫；圍護樁頂水平位移、豎向位移、變形；支撐軸力；地下水位；周圍地表沉降。

根據實施監(jiān)測的建工北國的沉降情況，必要時跟蹤注漿，實時調整注漿位置、注漿壓力及注漿量，起到動態(tài)控制建筑物沉降的作用。

6 施工過程跟蹤監(jiān)控量測情況

土方開挖期間，對建工北國進行布點觀測。收集監(jiān)測數(shù)據表明：隨著基坑土方開挖的逐步加深建工北國的沉降量及傾斜率呈現(xiàn)逐步加大的趨勢，但均未超過設計預警值，進而說明對建工北國預先采取的保護措施是行之有效的。

圖3 土體注漿加固范圍示意圖

表1 東基坑開挖階段建工北國沉降量觀測結果

表2 東基坑開挖階段建工北國傾斜率觀測結果

7 結論

深基坑工程施工不當對鄰近高層建筑物等造成的損傷或破壞性影響，不僅會引起重大的經濟損失，更將造成嚴重的社會影響，并且不可挽回。在施工早期采用注漿加固的方法進行處理，效果明顯、安全可靠，以較小的代價取得可靠的安全度，能夠達到事半功倍的效果。本文總結了實際工程中的經驗，為類似工程的順利進行提供了技術支持和指導。

[1]劉國斌，王衛(wèi)東.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]地鐵暗挖隧道注漿施工技術規(guī)程(DBJ01-96-2004）.