浅谈深基坑施工地铁保护措施

魏述续

（中建八局第二建设有限公司北京公司，北京 100097）

1 工程概况

本工程位于北京市通州运河核心区，基坑东西约110 m，南北约160 m，基坑面积15 080 ㎡，基坑周长约500 m，开挖深度裙房区域为22 m，塔楼区域为24 m。

基坑东侧为地铁6号线，地下室结构边线距车站最近距离12.0 m，距地铁出入口最近距离2.30 m，距离红线最近距离为2.15 m，车站主体结构埋深大约22.0 m；由于地铁目前正在运营，靠近地铁一侧基坑开挖沉降及位移控制要求极其严格，控制值为5.0 mm，预警值为3.5 mm。

2 工程地质水文条件

（1） 根据勘察报告，137 m深度范围内地层，由人工填土层、新近沉积土层、第四系全新统河湖相沉积层组成，岩性以填土、黏性土、粉土及细中砂为主，局部夹砾石，按地层的岩性特征及形成环境，将勘探深度范围内的地层划分为10个地层单元，19个工程地质层。其中，第6大层以粉土、重粉质黏土为主，层厚0.50～4.30 m，层底标高-20.86～-14.72 m，形成相对隔水层。

（2） 本场地岩土工程勘察期间 （2011年10月上旬、中旬）于钻孔中实测到2层地下水，地下水类型为第四系松散层孔隙潜水及承压水。

潜水～承压水：初见水位埋深9.50～11.40 m，初见水位高程11.44～13.91 m，稳定水位埋深9.90～11.70 m，水位高程11.54～13.60 m，层水主要赋存于③层细砂、砾石④层细中砂、⑤层细中砂内，水量较丰富，由于受不连续分布的④-1层、⑤-1层黏性土层阻隔，局部具有微承压性。

承压水：初见水位埋深40.00～45.00 m，初见水位高程-21.16～-16.52 m，稳定水位埋深15.00～16.50 m，水位高程7.18～8.25 m。该层水主要赋存于⑦层细中砂、⑨层细中砂内，水量较丰富，受⑥层粉质黏土及其上覆土层阻隔，具有较高的承压性，水头高度约25～28 m。

项目距离通惠河173 m，通惠河河水与场区潜水～承压水存在一定的水力联系，但根据邻近工程抽水试验期间水位监测结果分析，抽水期间河水对地下水的补给并不明显，因此，在基坑降水方案设计时未考虑河水对地下水的补给量。

3 深基坑施工对地铁及周边影响分析

（1） 对地铁影响包含：造成两轨道横向高差、轨向偏差与高低差、轨道沉降、隧道结构沉降、隧道结构隆起、隧道结构水平位移、隧道结构差异沉降、车站与区间隧道变形、地铁围护结构变形等。

（2） 对周边环境影响，包含：坑外土体倾斜、坑外地表沉降、坑外水位变化、建筑物沉降、建筑物裂缝、周边管线位移、周边管线沉降等。

深基坑施工一般处于闹市区，一旦发生以上事故的一种或几种将造成十分恶劣的社会影响，对城市的发展和建设带来严重损失。

4 地铁保护措施

4.1 基坑设计保护措施

4.1.1 采用地下连续墙止水帷幕。

基坑东侧距离地铁R6地铁站50 m范围内采用地连墙止水帷幕，地连墙宽度800 mm，地连墙接头处采用高压旋喷桩进行封堵。由于地下连续墙墙体刚度大，整体性好，采用工字钢接头，止水效果好，有利用地铁结构的保护，同时，为进一步减小地连墙施工对地铁影响，预防地连墙成槽槽壁坍塌，地连墙施工前，支护结构与地铁结构之间采用高压旋喷桩进行地基加固。地下连续墙嵌固进入第6层相对隔水层，阻断承压水，坑内设置疏干井，进行坑内降水，坑外设置应急降水井，必要时启动，保证基坑施工安全。地铁50 m范围以外施工对地铁影响较小，采用支护桩+高压旋喷桩设计，可降低建设成本，缩短施工周期。

4.1.2 采用分区施工思路。

将整个基坑分为东、西两个区 （东区为靠近地铁，宽度约20 m范围，以下称分区二；西区为远离地铁区域，以下称分区一）。主塔楼位于分区一内，为减少整个基坑暴露时间过长，对地铁造成的影响，按照设计要求，待分区一地下结构施工至±0.000后，再进行分区二开挖，同时为避免分区二开挖卸荷后基坑变形，将地连墙用四道Φ609×16钢支撑与结构顶紧。在分区二土方开挖过程中，从上到下依次施工四道钢支撑，随分区二结构的施工，再从下到上将四道钢支撑依次拆除。每道钢支撑拆除前，需要先施工C20混凝土换撑带，确保地连墙受力减少突变。

4.1.3 采用隔离桩设计

在分区二沿南北向布置49根隔离桩，形成隔离屏障，隔离桩桩长85 m，桩径1.5 m，净间距500 mm，与基础底板脱开，隔离桩自地面开始施工，钻孔深度107 m。

隔离桩作用如下：（1） 避免土体开挖后，坑外压力向坑内挤压造成坑内隆起，引起基坑周边沉降。（2） 避免坑内施工超高层施工，产生的水平挤土效应，造成地铁变形。（3）竖向隔断作用，避免不均匀沉降，将坑内外竖向变形隔断，形成沉降槽。

4.2 深基坑施工保护措施

4.2.1 坑底预留土方

基坑开挖时坑底预留10 m土方，在此工作面上施工灌注桩，可起到坑底加固作用，减小基坑开挖引起的坑底回弹量，待桩基施工完毕，再开挖至坑底。

4.2.2 基坑开挖

分区一土方开挖：（1） 按照离地铁由远及近开挖，减少临近地铁一侧基坑暴露时间；（2） 应按分层、分段、对称、均衡、适时原则开挖；（3） 基坑开挖面上的锚杆未达到设计要求时，严禁向下超挖土方。

分区二开挖：（1） 沿南北向分四个区域开挖 （自北向南依次为A/B/C/D） ，开挖时先开挖AC区域，然后开挖BD区域；（2） 沿围护结构采取阶梯开挖的方式进行土方开挖，每10 m为一个阶梯，每个阶梯高度为1.5～2.0 m；（3） 各区域之间需进行放坡或简单喷锚处理，放坡坡度不小于1∶1。

4.2.3 地下连续墙施工及地铁原支护结构钢绞线切除

地连墙单元槽段应采用间隔一个或多个槽段的跳幅施工顺序，每个单元槽段，挖槽分段不宜超过三个。成槽机掘进时，必须做到稳、准、轻放、慢提，一方面，利用成槽机的垂直度显示仪和自动纠偏装置来控制成槽过程中的槽壁垂直度，另一方面，用经纬仪双向监控钢丝绳、导杆的垂直度。挖完槽后用超声波测壁仪进行检测，确保成槽垂直度符合设计要求。

地连墙施工部位临近原地铁支护结构，钢绞线较多，为避免扰动土层，在挖槽机挖斗两侧焊接合金板，利用抓斗咬合力切断钢绞线。地连墙施工过程中，轻下慢放，如抓斗遇到锚杆，立即停止挖土施工，采用抓斗的咬合力切断锚杆后再进行挖土成槽施工。锚杆切割过程中，严禁采用抓斗直接拉扯钢绞线，尽量减小对导槽的影响。

5 结语

城市中深基坑施工，本身难点就较多，尤其是牵扯到运营地铁、环遂等，对施工建设带来了更多的阻碍和难点。因此，在深基坑的设计、施工过程中，必须严格把控，做到：第一，基坑设计结合实际，多借鉴先进技术及成功经验；第二，现场施工提前策划，加强管理，严格按照图纸、方案施工；第三，加强基坑监测管理，一旦发生异常，立即响应预案，采取相应措施后再施工。