地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响及保护

李 洪 庆

(广州市地下铁道总公司，广东 广州 510000)

地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响及保护

李 洪 庆

(广州市地下铁道总公司，广东 广州 510000)

结合广州地铁某车站深基坑施工的工程实践,从建筑物基础、围护结构地连墙成槽施工、基坑开挖施工等方面出发，分析了深基坑施工影响周边建筑物安全的风险点，并介绍了对建筑物采取的具体保护措施，以确保深基坑开挖过程中周边建筑物的安全性。

深基坑，周边建筑物，高压旋喷桩，保护措施

为了缓解日益拥堵的城市交通，地铁工程建设正在大规模的进行中，在已建成建筑物周边开挖深基坑已不可避免。深基坑开挖施工中，由于支护结构变形、地下水位变化等将导致基坑周围土体的变形、沉降，若变形量过大，势必危及周边建筑物的安全。因此，必须采取一系列的保护措施，保证周边建筑物在深基坑开挖过程中的安全。

1 工程概况

广州地铁某地铁车站沿南北向布设，主体为地下两层混凝土框架结构，主体基坑深度约17 m。车站西侧现状为已建好的某居民小区，距离车站最近处为21.5 m，距离最近的出口距离为9.96 m。在车站围护结构施工、开挖施工期间对该小区的影响最大，施工中需引起高度注意，确保施工期间周边的建筑物安全以及居民安全。

2 工程地质及水文地质

2.1 工程地质

站址地貌为珠江三角洲海陆交互沉积平原，地层分布较为复杂。车站范围内地面高程7.3 m～8.3 m，勘察场地内揭露地层主要包括白垩系红层和第四系土层。车站范围内软土主要为淤泥质土层②-1B,厚度一般在3.20 m～7.80 m；不良砂土为海陆交互相粉细砂层②-2，厚度一般在1.80 m～5.70 m；基岩埋深较大，地勘资料揭露中风化岩面埋深在22.40 m以下。

2.2 水文地质

场地内水文地质条件受当地气候、地貌、岩性、地质构造、地表水体及人类活动等因素的影响，根据地下水埋藏条件可简单划分为孔隙潜水、基岩裂隙水。孔隙潜水主要分布于场区内上部覆盖层，基岩裂隙水主要分布于下部基岩中。

3 安全风险分析

3.1 建筑物基础

车站周边建筑物多为20世纪70年代～80年代修建的低矮建筑物。建筑物基础有天然基础、条形基础、锤击沉管灌注桩等，管桩外径一般为320 mm，桩长5.5 m～20 m之间，建筑物自身基础比较薄弱是影响建筑物安全的首要因素。

3.2 围护结构地连墙成槽施工

车站南基坑西侧地连墙桩底19 m处地层为强、中风化硬岩，施工需采用冲击桩机成槽，振动较大，对建筑物保护不利。因此施工期间控制好泥浆浓度以及冲桩高度，能减少塌孔，从而减少地表沉降。

3.3 基坑开挖施工

基坑开挖过程中的围护结构变形对建筑物附近土体沉降变形影响较大，对建筑物保护也有较大影响。深基坑施工讲究土方开挖与支撑的“时空效应”，基坑每块土方的开挖要在3 d内(砂层或淤泥质土层等)完成，并在5 d内完成混凝土支撑的安装(钢支撑在8 h内完成)，可减少基坑变形。

3.4 围护结构渗漏水

围护结构发生渗漏水有两种情况，一种是渗漏，另一种是突泥涌沙。围护结构渗漏水较小时，不会引起坑外水位有明显的下降，不会造成坑外有大的地表沉降，水中不携带泥沙更不会造成坑外地表塌陷，此种情况对建筑物保护影响不大。围护结构突泥涌沙时，会造成坑外地下水位下降，从而造成地表沉降；水中带有泥沙，造成基坑附近水土流失，可以在地层中形成空洞，对保护建筑物十分不利。

4 保护措施

4.1 高压旋喷桩加固

在车站南基坑的西侧，设置一道高压旋喷桩止水帷幕，加固基坑外土体，并将围护结构发生渗漏的可能降至最低。在本工程中，旋喷桩桩径为800 mm，桩间咬合200 mm，则桩心间距为600 mm，注浆范围为基底以下1 m，水泥设计用量为350 kg/m。

1)高压旋喷桩施工工艺流程。双重管高压旋喷桩工艺流程见图1。

2)技术参数。根据施工经验，给出表1下技术参数供施工参考。具体参数需根据实际地质情况，经试桩后确定。

3)质量检验标准。施工前应检查水泥的质量，桩位，压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。施工中应检查技术参数的应用情况及施工程序，并及时做好记录。高压旋喷桩质量检验标准见表2。

表1 高压旋喷桩技术参数表

表2 高压旋喷桩质量检验标准表

4.2 施工措施控制

1)减少振动对建筑物的影响。在临近建筑物的地连墙成槽施工中，加强对成槽机抓土的深度控制，同时减小冲桩机的冲桩速度和高度，以便减少因振动对建筑物造成的影响，同时加强对建筑物的沉降观测，根据监测结果分析地连墙施工对建筑物造成的影响。

2)根据地质报告以及现场的实际地层状况，严格控制泥浆的配比，防止成槽过程发生槽壁坍塌，以及控制好相邻两幅墙的成槽时间。

3)基坑降水过程中对建筑物的保护。在降水工程中，加强监测基坑外水位变化，如发现围护结构有较大漏水，引起基坑外水位下降，应立刻停止降水，对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外回灌井注水的形式，减少地面沉降变形，避免地层不均匀沉降对建筑物造成的威胁。

4)基坑开挖和支撑过程控制。

a.分段、分块、分层进行土方开挖。满足基坑开挖“时空效应”原理，在土方开挖过程中快速完成开挖，及时进行混凝土支撑的施工以及钢支撑的安装并施加轴力，使基坑无支撑暴露的时间最短。每段基坑开挖完毕后，在最短的时间内完成该段内部结构的施工,使该段基坑暴露时间最短。

b.减少动荷载对基坑的影响。土方开挖过程中，重型土方车辆和机械尽量不要在基坑附近行走和停留，以减缓基坑的变形速率，达到保护建筑物的目的。

c.土方开挖过程渗漏水的处理。土方开挖过程中，设置专人观察围护结构地连墙渗漏水现象，对渗漏水及时处理和封闭。有流沙发生时，如流沙位置在开挖面以上且压力不大时，用木楔、棉纱水泥和水玻璃、环氧化树脂等将其封堵，然后在地连墙上打设注浆管，用水泥—水玻璃双液浆封堵。

d.土方开挖至基坑底及时封闭基底。土方开挖到基坑底部时，及时进行接地网及垫层的施工，并且在最短的时间内完成结构底板的施工。

4.3 加强施工监测，控制基坑变形

1)支撑轴力的监测。在支撑上设置支撑轴力计，来监控支撑轴力情况。当支撑轴力减少较多时，及时进行轴力复加，满足支撑轴力的要求；当支撑轴力较大，支撑有失稳的危险时，采取增加钢支撑的措施来处理。

2)基坑变形的监测。在围护结构上设置测斜管及钢筋应力计来监测基坑变形，当基坑变形超过报警值时，根据围护结构的变形情况及钢筋应力计的应力值来适当的增大支撑轴力或者增加支撑数量来达到控制围护结构变形的目的。

3)建筑物沉降的监测。在小区各栋住宅楼四个角上分别设置了沉降观测点，在施工过程中对其进行观测，监测频率按照设计图纸及规范要求执行。

4)建筑物附近地下水位的监测。为控制因基坑降水引起的不均匀沉降，在基坑周边设置了水位观测井。当基坑外水位发生显著下降时，应立刻停止降水，并对渗漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。

5 结语

深基坑施工将改变基坑周围土体的应力状态，使临近基坑的建筑物产生变形，若变形过大将影响建筑物的正常使用和安全。本文通过工程实际案例分析，归纳出深基坑周边建筑物结构的保护措施，对类似工程项目建设具有一定的借鉴和参考意义。

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Analyses the effect of a subway station deep foundation pitconstruction on surrounding buildings and protective measures

Li Hongqing

(GuangzhouMetroCorporation,Guangzhou510000,China)

Combining with the engineering practice of a subway station deep foundation pit construction in Guangzhou, from the buildings foundation, retaining structure diaphragm wall trench construction, foundation pit excavation construction and other aspects, analyzed the risk points of surrounding buildings safety of deep foundation pit construction, and introduced the specific protection measures building to take, in order to ensure the safety of surrounding buildings in deep foundation pit excavation.

deep foundation pit, surrounding building, high pressure jet grouting pile, protection measure

2015-02-09

李洪庆(1983- )，男，工程师

1009-6825(2015)11-0050-02

TU463

A