周海飛

（福州鐵建建筑有限公司， 福建 福州 350000）

0 前言

為了充份利用土地資源，建筑深基坑工程很多，且常遇到周邊環(huán)境復(fù)雜的情況，鄰近建筑物、構(gòu)筑物，如鐵路。下面將以廈門站行包動(dòng)備及客運(yùn)整備綜合樓工程（涉鐵）深基坑的施工實(shí)例，論述施工中解決問題的思路。

1 涉鐵深基坑概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

廈門站行包動(dòng)備及客運(yùn)整備綜合樓工程，地上主體建筑9層，地下室2層，框架結(jié)構(gòu)，采用樁基礎(chǔ)形式。地下兩層為停車庫(kù)等功能用房，地上九層主要為鐵路行包、動(dòng)車備餐等鐵路用房?；用娣e為1789.7 m2，呈不規(guī)則矩形，長(zhǎng)約78m，寬24m，開挖深度約為8.3m（局部10.3m）。

1.2 工程水文地質(zhì)條件

工程場(chǎng)地內(nèi)土層自上而下土層及地下水主要為賦存于雜填土①1、填石①2、素填土①3孔隙中的上層滯水（局部上述三層厚度較大地段為潛水）及粗砂③2的孔隙中和花崗巖殘積砂質(zhì)粘性土④、全風(fēng)化花崗巖⑤、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥層的孔隙網(wǎng)狀裂隙中及碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑦、中風(fēng)化花崗巖⑧層的裂隙中的承壓水（局部淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)粘土缺失地段為潛水）。

1.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

深基坑安全等級(jí)一級(jí)，側(cè)壁重要性安全系數(shù)1.10，基坑使用年限1年，采用止水帷幕+圍護(hù)樁(有冠梁)+一道砼支撐+一道鋼支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)，支撐為南北對(duì)撐。圍護(hù)樁采用□1000@1200mm長(zhǎng)18.3m的鉆孔灌注樁，樁間土防護(hù)采用100mm厚C20網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行防護(hù)；冠梁斷面尺寸 1000mm×1000 mm，冠梁面絕對(duì)標(biāo)高13.95m；第一道支撐為800mm×1000mm的混凝土撐，支撐中心絕對(duì)標(biāo)高為13.45m；第二道撐為鋼管撐，采用□800mm，t=16mm的鋼管,支撐中心標(biāo)高為7.95m；止水帷幕采用□850@600mm的三軸攪拌樁，坑內(nèi)集水井明溝抽排疏干水。

1.4 基坑變形監(jiān)測(cè)報(bào)警值

基坑變形監(jiān)測(cè)報(bào)警值由于鄰近鐵路營(yíng)業(yè)線要求較嚴(yán)：基坑周圍地表沉降累計(jì)≤10mm，變化速率≤2mm/d；圍護(hù)樁頂面水平位移累計(jì)≤10mm、豎向位移累計(jì)≤10mm，變化速率≤2mm/d；土體深層水平位移累計(jì)≤10mm，變化速率≤2mm/d；地下水位累計(jì)≤1m，變化速率≤500mm/d；支撐軸力≤材料抗力 70%和支撐軸力標(biāo)準(zhǔn)值的較小值。

2 施工的工況分析

2.1 基坑周邊環(huán)境條件

（1）基坑北鄰車站9道鐵路線約6.5m，在開挖影響范圍內(nèi)分別離距基坑3.39m和4.42m有鐵路接觸網(wǎng)支柱及基礎(chǔ)兩個(gè)；

（2）南側(cè)斜東向有一條下穿隧道；

（3）南臨站平一路，有市政路燈電纜線；

（4）有既有雨水涵南北方向貫穿其中，需要進(jìn)行改遷后才能才補(bǔ)齊圍護(hù)樁與止水帷幕；

（5）東南側(cè)距離30米有廈門鐵路供電段車間辦公樓；

（6）場(chǎng)地內(nèi)的地下管線（包括鐵通、南昌通信段、移動(dòng)、聯(lián)通、電信、警備司令部等通信管線）已經(jīng)改遷完畢。

2.2 周邊環(huán)境條件對(duì)基坑施工工況的影響

（1）鄰近營(yíng)業(yè)線施工，是指在營(yíng)業(yè)線兩側(cè)一定范圍內(nèi)，新建鐵路工程、既有線改造工程及地方工程等影響或可能影響鐵路營(yíng)業(yè)設(shè)備穩(wěn)定、使用和行車安全的施工作業(yè)。概念中“一定范圍內(nèi)”側(cè)重于安全預(yù)想方，一般為30m范圍；電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱外側(cè)2 m，非電氣化鐵路信號(hào)機(jī)立柱外側(cè)1m范圍為營(yíng)業(yè)線設(shè)備安全限界。由此可見，本基坑為鄰近營(yíng)業(yè)線施工，納入鐵路安全監(jiān)督計(jì)劃。施工時(shí)要注意鐵路側(cè)的土體變化，及施工機(jī)具侵入安全限界內(nèi)影響接觸網(wǎng)穩(wěn)定和行車安全。

圖1 基坑平面位置圖

（2）下穿隧道對(duì)基坑南側(cè)的超載有一點(diǎn)的影響，一定程度上縮小了圍護(hù)結(jié)構(gòu)南側(cè)的超載作用寬度。但是施工時(shí)，特別是圍護(hù)柱及止水帷幕，對(duì)下穿隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的影響。

（3）南臨市政道路，有市政路燈電纜線，所以施工時(shí)，要采取保護(hù)措施。

（4）雨水涵的存在對(duì)施工步驟，圍護(hù)樁、止水帷幕施工順序都有影響。

（5）東南側(cè)廈門鐵路供電段車間辦公樓因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)，又間隔著下穿隧道，對(duì)基坑影響較小。

（6）場(chǎng)地內(nèi)的原有地下管線，雖然已改遷，但是在清理場(chǎng)地上層土方時(shí)，要小心注意。

（7）由于周邊環(huán)境條件復(fù)雜，場(chǎng)坪標(biāo)高也復(fù)雜，主要是由南向北階梯式遞減，市政道路側(cè)高出基坑地坪1m，而鐵路側(cè)又低了基坑地坪1.2m，臨邊施工時(shí)要進(jìn)行處理。

2.3 確定施工重難點(diǎn)

（1）鄰近營(yíng)業(yè)線施工，基坑邊土體形變、水位變化限值低。

（2）基坑地處市中心且場(chǎng)地狹小，圍護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)密，兩道內(nèi)支撐間凈高低，出土困難。

3 施工解決問題方案

（1）鄰近營(yíng)業(yè)線施工，基坑安全等級(jí)高，需要對(duì)施工工藝、機(jī)具進(jìn)行調(diào)整，超載進(jìn)行核算。

①由鐵路測(cè)改雨水涵的外排圍護(hù)樁，距接觸網(wǎng)支柱較近2.05m，接近安全限界，為了不讓施工機(jī)具侵界，由鉆孔灌注樁改為人工挖孔樁（樁長(zhǎng)最深為10m）。

②基坑場(chǎng)坪與鐵路地坪有高差1.2m，在平整場(chǎng)坪時(shí)，在鐵路側(cè)用沙袋壘出1.5m寬的臨時(shí)擋墻。

③基坑近鐵路的圍護(hù)樁鉆孔灌注樁機(jī)采用回旋鉆機(jī)，不許用沖擊鉆機(jī)。由于接觸網(wǎng)高度為基坑場(chǎng)坪以上6.5m，所以在施工灌注樁鋼筋籠時(shí)，籠長(zhǎng)必須小于6m，且安斜拉索，避免在吊裝時(shí)，擺動(dòng)，靠近接觸網(wǎng)高壓線。

④止水帷幕原設(shè)計(jì)采用三軸攪拌樁，施工設(shè)備高度為 40m，存在傾覆安全隱患，改為高壓旋噴樁，且采用體積小，工作靈活的低架機(jī)。

但是在確定變更方案前要進(jìn)行高壓旋噴樁試樁試驗(yàn)，確定工藝參數(shù)，如三重管、二重管還是單重管（主要是影響樁徑），水泥滲量、壓力值等；檢測(cè)成樁可靠性和防滲功能，如進(jìn)行鉆心取樣檢測(cè)樁身完整性、進(jìn)行注水試驗(yàn)以驗(yàn)證抗?jié)B性能。

經(jīng)過試樁，速度、水泥滲量以滿足砂層（滲透系數(shù)大）旋噴效果為準(zhǔn)，本工程選用的是三重管高壓旋噴樁，水泥用量為550kg/m。

⑤為了在止水帷幕施工完畢后應(yīng)組織進(jìn)行深基坑預(yù)降水試驗(yàn)，以驗(yàn)證地質(zhì)情況和止水幕墻的止水效果，將原設(shè)計(jì)中坑內(nèi)集水井明溝抽排疏干水，變更為坑內(nèi)增設(shè)9口管井疏干降水井、3口觀測(cè)（回灌）井，鐵路側(cè)3口觀測(cè)（回灌）井。

在基坑土方開挖前疏干降水，坑內(nèi)水位降底一定量時(shí)，從坑外觀測(cè)井中測(cè)量水位，變化不大說明止水帷幕成功，已將坑內(nèi)外水系截?cái)?。反之為失敗，將重新進(jìn)行地下水控制處理，如坑外回灌補(bǔ)償水下水位，鐵路側(cè)坑外則必須止水帷幕加強(qiáng)防止開挖時(shí)土體流失。

⑥由于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐施工時(shí)，將用到塔吊等垂直運(yùn)輸設(shè)備，為了不侵入營(yíng)業(yè)線設(shè)備安全限界，本工程采用了兩臺(tái)截臂塔吊，最大旋轉(zhuǎn)半徑31m。

⑦從基坑工程設(shè)計(jì)施工圖和計(jì)算書中，了解到非鐵路側(cè)基坑超載為20 kN /m，鐵路側(cè)6米內(nèi)的超載為20 kN /m，6米外為60 kN /m。由于是營(yíng)業(yè)鐵路線主要是核算火車的超載，火車頭最重，一般是126 t，長(zhǎng)21m，超載為60 kN /m，符合設(shè)計(jì)要求。

（2）合理的方案解決出土困難。

基坑土方挖土采用分層分段開挖的方法，土石方開挖嚴(yán)格遵循“先支護(hù)，后開挖”，并根據(jù)工程實(shí)際情況，先分層開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)周邊土石方并嚴(yán)格遵循分段分層開挖原則。場(chǎng)地分成①、②、③三段，每段不超過24m（不超過基坑寬度）。每層的厚度不得超過2米，淤泥不超過1米，嚴(yán)禁局部超挖，以免淤泥層流動(dòng)造成支護(hù)樁傾斜及損壞，具體詳圖2、圖3。

分層情況：第一層13.95m至11.95m，第二層11.95m至9.95m，第三層9.95m至7.95m，第四層7.95m至5.95m；退土方向：由西向東①-②-③段依次退土。由C200、C120型挖掘機(jī)并將土方盤集至上部，后由C350型挖掘機(jī)處裝車運(yùn)到棄土場(chǎng)。

圖2 土石方分層開挖示意圖

圖3 土石方開挖及退運(yùn)示意圖

4 施工的效果

本工程2017年2月7日基坑土方開挖，3月13日完成所有土方外運(yùn)工作，歷時(shí)35天，其間完成二道鋼支撐；6月1日，完成地下結(jié)構(gòu)。

基坑周圍地表沉降最大-8.20mm，圍護(hù)樁頂面水平位移最大-2.24，圍護(hù)樁頂面豎向位移-1.68mm，地下水位最大750mm，支撐軸力變化量387.11KN，土體深層水平位移最大-3.08mm，總體基坑穩(wěn)定。

5 結(jié)語

鄰近營(yíng)業(yè)線深基施工中最困難的是如何準(zhǔn)確的分析出周邊復(fù)雜的環(huán)境條件對(duì)施工工況帶來的影響，施工時(shí)工況如與設(shè)計(jì)不一樣，達(dá)不到原設(shè)定的施工計(jì)劃且很容易出現(xiàn)事故，所以必須先結(jié)合施工條件并分析整個(gè)施工的重難點(diǎn)，抓住主要問題，解決問題，才能做好深基施工。

[1]《鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理辦法》 TW/CW106-2012