徐國偉

摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了某臨近地鐵OCC 基坑設(shè)計(jì)過程中采取的基坑分期開挖、袖閥管注漿加固、設(shè)置板撐提高支撐體系剛度、預(yù)留反壓土體、設(shè)置 回灌井、根據(jù)基坑及支撐體系特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的開挖及拆撐順序等措施對(duì)于減小基坑開挖對(duì)既有地鐵的影響起到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：深基坑；支護(hù)；施工技術(shù)

1圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

基坑深度范圍內(nèi)從上往下依次分布有人工填土、粉質(zhì)粘土、 圓礫土、粉土及細(xì)砂等土層，以圓礫土為主，層底埋深多在 20 m 以內(nèi)，地下室基底位于圓礫土。地下水位為地面以下 2 m。

基坑的支護(hù)采用 800 厚地下連續(xù)墻 + 內(nèi)支撐形式，基坑深度為 16. 5 m ～ 18 m，連續(xù)墻嵌入深度為 14 m，局部 15 m，插入比約為 0. 85，基坑等級(jí)為一級(jí)。

結(jié)合本基坑的特點(diǎn)及塔樓的位置，基坑水平支撐體系采用桁 架混凝土支撐，主力支撐采用對(duì)撐及角部斜對(duì)撐的布置形式，同 時(shí)留出塔樓核心筒位置，使不影響主塔樓核心筒的結(jié)構(gòu)施工，縮 短整體工期。

2深基坑施工方案

2.1分期開挖

因基坑環(huán)境復(fù)雜，變形要求嚴(yán)格，且基坑異形，為了保證支撐系統(tǒng)受力均勻，控制基坑開挖對(duì)既有地鐵隧道的影響，經(jīng)評(píng)估分析， 本工程基坑采用分期施工方案，即先施工遠(yuǎn)離地鐵的大基坑（ 一期） ，待大基坑地下室施工完成后再對(duì)小基坑（ 二期） 進(jìn)行開挖。

2. 2加固措施

基坑距離既有地鐵線過近，距車站風(fēng)亭最小凈距僅0. 57 m，為了控制基坑開挖對(duì)既有地鐵隧道及車站結(jié)構(gòu)的影響，需對(duì)基坑與 地鐵結(jié)構(gòu)之間的土體進(jìn)行加固保護(hù)，保護(hù)的原則為盡量減小對(duì)原 狀土體的破壞，增加土體的強(qiáng)度及變形模量，同時(shí)對(duì)土體起到一 定的穩(wěn)定作用。根據(jù)地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)條件，在距離風(fēng)亭最近的位 置處進(jìn)行袖閥管預(yù)先注漿加固，距離風(fēng)亭及區(qū)間較近位置處設(shè)置 袖閥管，根據(jù)后續(xù)施工情況再確定是否跟蹤注漿。

2. 3設(shè)置板撐

OCC 基坑距既有地鐵過近，場(chǎng)地有限、基坑異形且在多處形成大陽角等，因此，應(yīng)增加支撐體系的水平剛度，控制基坑變形及對(duì) 既有地鐵線的影響，綜合考慮第一道支撐體系在距離地鐵較近處及 陽角位置設(shè)置板撐以增加支撐體系的水平剛度，有效控制變形。同 時(shí)可兼做棧橋板，解決因場(chǎng)地緊張所帶來的施工組織問題。

2. 4基坑降水方案

基坑開挖影響范圍內(nèi)的地層主要為粉質(zhì)粘土及圓礫土層，采用坑內(nèi)降水，同時(shí)起到疏干土體的作用； 采用 600 管井降水，基坑內(nèi)降水井 200 m2 布置一個(gè)，降水井深度為基底以下 6 m，基坑施工期間保持坑內(nèi)水位在開挖面以下 1 m。由于本基坑面積大， 降水影響范圍大，而地下水位的變化會(huì)引起地鐵隧道結(jié)構(gòu)受力的變化，降水亦對(duì)沉降有一定的影響，因此基坑開挖降水期間，在基坑外設(shè)立一定的回灌井，盡量減小坑內(nèi)降水對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)及周邊建筑物的影響。

3圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系設(shè)計(jì)

3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

OCC 屬于深基坑工程，周邊建（ 構(gòu)） 筑物距離基坑較近，且基坑范圍內(nèi)土層多為圓礫土，滲透系數(shù)大，此處地下水豐富，因此，綜合比較并根據(jù)彈性地基梁法 經(jīng)過計(jì)算，本基坑采用 800 mm 厚地下連續(xù)墻加三道內(nèi)支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，基坑深度為 16. 5 m ～ 18 m，連續(xù)墻嵌入深度為 14 m / 15 m，插入比約為 0. 85。

3.2水平內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)

因二期基坑規(guī)則簡(jiǎn)單，因此主要介紹一期基坑支撐的設(shè)計(jì)，OCC 一期基坑為在多處形成大陽角的異形基坑，且周邊建（ 構(gòu)） 筑物復(fù)雜，因此，本工程選用剛度大且布置靈活的現(xiàn)澆混凝土桁架 支撐體系。除采用對(duì)撐和斜對(duì)撐組合的桁架支撐體系外，為了控 制基坑變形，同時(shí)解決場(chǎng)地緊張帶來的施工組織問題，除第一道 支撐處設(shè)置大棧橋板兼做板撐外，二、三道支撐在局部位置亦設(shè) 置板撐，增加支撐系統(tǒng)剛度，同時(shí)可兼做施工堆料場(chǎng)地及部分垂 直運(yùn)輸中轉(zhuǎn)場(chǎng)地。經(jīng)過對(duì)桁架體系的反復(fù)計(jì)算并優(yōu)化調(diào)整，支撐 平面布置圖如圖 1 所示。

a）第一道支撐平面布置圖b）第二、三道支撐平面布置圖

圖 1 混凝土桁架支撐平面布置圖

3.3立柱設(shè)計(jì)

結(jié)合支撐設(shè)計(jì)，支撐體系豎向需設(shè)置立柱，非板撐區(qū)域立柱設(shè)計(jì)與平常立柱設(shè)計(jì)無異，均采用型鋼組合焊接拼接而成的格構(gòu)柱作為豎向支撐，但因本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)了較多的棧橋和板撐， 支撐體系也較為復(fù)雜，部分區(qū)域立柱承受了較大的荷載，又不能無限增加格構(gòu)柱斷面尺寸。因此，在設(shè)計(jì)過程中，特采用了一種臨時(shí)型鋼格構(gòu)柱灌芯裝置，即在不增加組合型鋼尺寸以及樁基礎(chǔ)的前提下，將空心型鋼格構(gòu)柱進(jìn)行灌芯，形成一種實(shí)心的組合型鋼格構(gòu)柱，大大提高格構(gòu)柱的抗彎、抗剪及抗扭能力。

3. 4 三維檢算

為了確保設(shè)計(jì)的合理性，設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行了三維檢算，經(jīng)計(jì)算，地連墻最大位移 20. 5 mm，迎土側(cè)最大彎矩為 1 255 kN·m，背土側(cè)最大彎矩為 814. 7 kN·m，支撐最大軸力為 9 108 kN，與二維計(jì)算結(jié)果差別不大，基本一致。

4 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

基坑開挖期間對(duì)基坑變形、地鐵及臨近建（ 構(gòu)） 筑物的沉降等進(jìn)行了緊密監(jiān)測(cè)。靠近 2 號(hào)風(fēng)亭地連墻位移最大值 20. 57 mm，接 近 控 制 值21 mm，出現(xiàn)在靠近 2 號(hào)風(fēng)亭基坑陽角處地下室底板澆筑完成后拆除第三道支撐時(shí)，主要原因?yàn)槭┕r(shí)先澆筑底板后架設(shè)后澆帶換撐導(dǎo)致?lián)Q撐不能有效頂緊，經(jīng)過之后的工序調(diào)整，后澆帶換撐受力且變形協(xié)調(diào)之后此處位移逐漸減小至 19. 29 mm，并趨于穩(wěn)定。

臨近建 筑 最 大 沉 降 出 現(xiàn) 在 公 交 住 宅 樓 處，最 大 沉 降 值8. 4 mm，大于控制值 7 mm，但后續(xù)沉降未再繼續(xù)增加，傾斜值0. 56‰，小于控制值 2‰。

地鐵車站 2 號(hào)風(fēng)亭最大沉降值 5. 4 mm，小于控制值 20 mm，傾斜值 0. 36‰，小于控制值 2‰； 地鐵隧道最大沉降 6. 4 mm，小于控制值 15 mm； 隧道收斂值 - 2. 7 mm，小于控制值 10 mm； 軌距累計(jì)變化最大值 3. 8 mm，小于控制值 - 2 mm ～ + 6 mm； 軌道水平變形最大值 2. 2 mm，小于控制值 3 mm。

5結(jié)語

臨近既有地鐵線及建（ 構(gòu)） 筑物較多的復(fù)雜異形深基坑設(shè)計(jì)，除了采取直接的保護(hù)措施之外，還應(yīng)在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中融入對(duì)既有地鐵線及既有建（ 構(gòu)） 筑物的保護(hù)理念，將基坑開挖對(duì)其的影響降低到最小。OCC 基坑設(shè)計(jì)過程中采取的基坑分期開挖、袖閥管注漿加固、設(shè)置板撐提高支撐體系剛度、預(yù)留反壓土體、設(shè)置回灌井、根據(jù)基坑及支撐體系特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的開挖及拆撐順序等措施對(duì)于減小基坑開挖對(duì)既有地鐵的影響起到了很好的效果。

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