摘  要 通过实例介绍深基坑开挖时对临近地铁车站及地铁风亭采用锚固技术进行保护的方法，为类似工程提供参考。

关键词 锚固技术 地铁设施 深基坑 保护

 

      近二十年来，我国地铁建设方兴未艾，特别是像北京、上海、广州等特大型城市，建成运行的地铁线路已形成了网状的城市地下交通体系，主城区及邻近地区已基本由地铁网络所覆盖。与此同时，城市建设也在深度和广度上进一步拓展，“三旧改造”、保障房建设以及持续不断的房地产开发，使得建筑物越来越多地与地铁线路相伴，特别是在地下工程的施工过程中，如何保证建成的地铁线路上的相关设施不受地下工程的影响，确保安全，成为城市建设者面临的一个新的课题。本文以广州某工程为实例，详细介绍了在深基坑开挖过程中，采用在地铁线路支护桩中设置垂直预应力锚索及锚管的工艺，对运行地铁设施进行工程保护。

 

      本基坑工程地处广州市珠江新城 CBD，北临花城大道，花城大道下为广州地铁 5 号线猎德车站; 东临猎德大道，猎德大道下为花城大道隧道;西侧为本项目已建一期工程; 南侧为猎德地块在建基坑。基坑周长 550 m，开挖面积约 17 000 m²，挖深 13. 55 m。

      本基坑工程难点在于北侧邻近地铁车站处的支护设计与施工。基坑北侧不仅存在地铁车站，在车站与基坑之间还有正在使用的地铁风亭。该支护段平面及剖面如图 1、图 2 所示。

      现状地面绝对标高 7． 90 m，基坑底板底标高 －5． 65 m; 地下室外墙线距离地铁风亭南侧支护桩距离为 0． 931 ～ 1． 746 m。地铁风亭支护桩圈梁顶标高 5． 90 m，桩底标高 － 5． 631 m，桩径 1 m，桩距1． 1 m，风亭现底板顶标高 － 5． 572 m，由于种种客观因素，风亭建设没有完全完成，因此风亭现状仍留有一层混凝土支撑，支撑截面 800 ×800。风亭北侧为地铁车站，风亭北侧支护桩距离地铁支护桩距离 17． 6 m。地铁支护桩圈梁顶标高 6． 2 m，桩底标高 －10． 923/ －11． 936( 南/北) m，桩径 1． 2 m，桩距1． 35 m，底板标高 － 9． 436 ～ － 9． 423 m。

      根据基坑、风亭、地铁之间的相互关系，基坑在施工过程中存在以下几个难点。

      ( 1) 风亭支护桩桩底标高高于地下室底板底标高，导致基坑开挖后，风亭支护桩成为吊脚桩，丧失了支护作用和自身稳定性。

      ( 2) 地下室外墙线距离风亭支护桩较近，没有足够的的空间施工新的支护桩。

      ( 3) 基坑开挖后，不仅风亭在主动土压力作用下有可能发生位移，地铁车站在北侧主动土压力作用下有可能也发生变形，尤其在风亭支护桩嵌固长度不足的情况下，地铁发生较大变形的概率更高。

      ( 4) 此处亦没有足够的空间施工搅拌桩( 风亭及地铁站之间的区域由于各种客观因素，必须维持现状) ，且基坑开挖时正处于雨季，对由于降排水对地铁造成的影响难以控制。

 

      场地工程地质条件见表 1，基坑底位于 4 －3 中风化泥质粉砂岩层，基坑开挖范围内土层性质变化较为复杂。

      针对基坑施工过程中的重点难点，采用以下措施，对地铁风亭及车站进行保护，把基坑开挖对车站造成的影响减到最低。施工方案平面图如图 1 所示。图中未加说明且填充阴影的桩为已经施工的支护桩。

      ( 1) 由于风亭南侧支护桩吊脚，需要增加其嵌固长度。在原支护桩内采用工程钻机钻孔，在钻孔内插钢管后灌浆，对吊脚桩进行锚固加固，钻孔等边三角形布置。在风亭支护桩锚固加固后，可利用部分风亭支护桩作为基坑支护桩的一部分。

      ( 2) 在风亭与地下室外边线之间有足够空间的位置施工新的支护桩，在风亭南侧支护桩与北侧支护桩桩顶采用植筋的方式重新施工连系梁，使前后两排桩形成双排桩的支护形式。新施工连系梁与原有风亭内支撑组合为新的连系梁体系，增加了连系梁结点刚度，有利于对变形的控制。

      ( 3) 双排桩支护体系中，由于后排桩对前排桩产生锚拉作用，为避免原风亭支护桩由于桩长不足而造成锚拉作用力不足，在风亭北侧支护桩内增设一道竖向预应力锚索，提供抗拉作用力。

      ( 4) 基坑开挖过程中严密监测地下水位的变化以及周边建筑、道路的变形，防止因地下水位的变化造成地铁车站较大的变形。

      在确定上述锚固加固支护桩方案后，风亭内现存空间是否需要回填土方? 若在风亭内现存空间回填土方，则桩间填土增加前排桩的土压力，不利于前排桩的稳定，可能造成支护体系局部失稳;若填土后，排桩和土体形成整体结构，则有利于整体变形的控制，增加了支护体系整体稳定性，且可抵消后排桩的主动土压力。双排桩支护形式虽然已经较为成熟，但是由于其受力性能和机理较为复杂，特别是桩间土对前后排桩的影响难以确定，这对双排桩的计算造成一定的困难。笔者根据前后排桩相互作用的计算模型采用数值模拟的方法，计算得出风亭支护桩在填土与不填土两种施工环境下支护桩的位移，不填土时，前排支护桩最大水平位移 14． 3 mm，填土后，前排支护桩最大水平位移33 mm，后者为前者的2． 3 倍。因此笔者认为风亭内不回填土方对支护体系的安全稳定更有利。