紧邻地铁车站的深基坑施工技术
摘 要：以上海长风生态商务区 7A地块北区工程项目为例，详细介绍了紧邻地铁车站的大型深基坑围护设计及施工技术。通过对深基坑防护技术的应用，有效地减少了对周边地铁车站的影响，为以后实施类似工程积累了经验。
关键词：紧邻地铁 周边环境保护 深基坑围护设计 基坑监测
1 工程概况
长风生态商务区 7A地块北区项目位于上海市真北路中环线以东、虬江河以南、木铎港以西、金沙江路以北所围地块。本工程地下商场与地铁车站连接为一体，设置 3 层整体地下室。主体结构基础形式为桩筏基础。本工程深基坑设计等级为一级基坑，深度为 16 m，局部深度达到 19.4 m（图1）。
2 工程特点及难点
a）工程地质复杂。因填土较厚，第②1、②3层粉性土透水性较强，易产生流沙和管涌，必须妥善处理，以确保基坑与环境安全。
b）基坑周边环境比较复杂，基坑深度较深，最深处达19.4 m，又紧邻拟建中的轨交 13 号线地铁车站，且西、南面管线较多，环境复杂。
c）本工程的地下室埋置相对较深，因此如何妥善地保护好 13 号线地铁车站的正常施工与绝对安全是工程的重点与难点。
3 施工部署
由于地铁工程是一项比较庞大的系统工程，牵涉的社会影响面广、工程量大、施工周期长，且地下不可预见等不确定性的因素较多，故工程应在确立起以地铁施工为优先的施工理念。考虑到本基坑与地铁相连的附属结构位于本工程地下室内，故本工程共分成 3 个阶段施工：第 1 阶段先施工北 2 区；第 2 阶段待地铁结构施工完毕后施工北 1 区，北 1 区基坑内由于设置了 1 道封堵墙，使基坑分成了 2 个施工区域，施工时先进行基坑东侧区域，最后再施工西区域（图 2）。
4 基坑支护及土方开挖
4.1 基坑支护方案
北 1 区基坑长约 250 m，宽 33 m，开挖 面 积约5 450 m2，深度 16 m。
北 2 区基坑长约 470 m，开挖面积约 11 700 m2，深度16 m，局部深度为 19.4 m。
北 1 区基坑围护体系为：在与地铁相连的东、西两侧采用厚 800 mm的地下连续墙（与主体结构两墙合一），与地铁地下连续墙支护结构结合，形成封闭的支护结构。在与北2 区交界处采用 φ1 100 mm@1 300 mm灌注桩排桩，三轴搅拌桩止水帷幕。靠近地铁的一边，设置宽 6 m、深 5 m的旋喷桩满堂坑底加固，东端隧道盾构入口则在基坑全范围进行坑底加固。基坑采用 4 道支撑，第 1 道为混凝土支撑，第 2、3、4 道支撑为钢支撑。在东端与隧道盾构临近处支撑形式上为对撑 + 角撑。对撑 + 角撑受力形式较好，传力路径也比较清晰，有利于控制整个基坑的变形。
由于北 1 区为 2 层地下室，其结构与车站附属结构连为一体，为减少对已施工完成的地铁车站的影响，在基坑内增设 2 排地下连续墙使基坑分成 3 个区域，减小一次开挖的面积。其地下连续墙接缝处采用高压旋喷桩进行止水处理（图 3）。
北 2 区基坑围护体系为：围护采用 φ1 000 mm@1 200 mm灌注桩排桩，桩长为 33 m。 止水帷幕为三轴水泥土搅拌桩 3φ850 mm@1 200 mm，整圆套打，桩长 24 m，水泥掺量 18%。支护墙与北 1 区支护墙对接接缝处均加设φ800 mm旋喷桩，每处为 3 根，长度为 24 m。基坑设置 3道混凝土支撑（图 4）。
在施工过程中，我们严格按照基坑设计图及基坑专家评审过的方案执行，并根据基坑监测方案对基坑进行跟踪监测，使用信息化技术施工。
4.2 土方施工方案
4.2.1 土方开挖总体部署
基坑土方开挖总体要求利用“时空效应”按分区、分段、分层开挖原则进行基坑挖运。
每一次挖土达到支撑底标高并有一定的施工面后，便可及时进行混凝土支撑的施工，并且在最后一次挖土过程中，随挖随浇垫层，分段形成垫层。在开挖施工进行至坑底后，沿基坑周边及时开挖排水明沟，并在相应的位置设置集水井。
4.2.2 土方的竖向划分
北 1 区：北 1 区基坑开挖共分 5 次进行，第 1 次挖土采用 4 台 PC220 挖机由自然地面一次挖至第 1 道支撑（- 2.925 m）；第 2 次土方开挖待第 1 道支撑达到设计强度后方可进行。第 2 次挖土采用 2 台 PC220 在北 2 区地下室顶板上进行挖土(挖机行走处须进行结构加固)，同时安排 2台 EX- 100（或 PC200）挖机进行坑内配合挖土，应分层开挖，分层厚度控制在 2 m以内，纵向坡度控制在 1∶1.5；第 3、4、5 次挖土同第 2 次土方开挖。
北 2 区：基坑开挖共分 4 次进行，第 1 次挖土采用 4 台PC220 挖机由自然地面一次挖至第 1 道支撑及栈桥(- 3.550 m)；第 2 次挖土采用 4 台 PC220 在第 1 道支撑面上进行挖土 (挖机行走处均用土方回填至第 1 道支撑面上并铺设走道板)，同时安排 2 台 EX- 100（或 PC200）挖机进行坑内配合挖土 (主要负责混凝土栈桥及支撑死角处土方驳运)，分层开挖厚度控制在 2 m以内，纵向坡度控制在1∶1.5；第 3 次挖土由 4 台 PC220 挖机在栈桥上挖土，并由四台 EX- 100（或 PC200）挖机进行坑内土方驳运，开挖时留宽 8 m土体（放坡按 1∶1.5），最后挖除；第 4 次挖土（即最后一次挖土）留 200 mm土体进行人工钎土，确保基础底的土方受到较少的扰动，并根据基坑底部暴露的顺序，合理安排及时浇捣垫层。
5 换撑技术
5.1 北 1 区换撑
底板换撑方法：（2- M）轴以北，即（2- 7）~（2- 9）轴和（2- 23）~（2- 26）轴区域，底板与排桩直接连接（后浇带边加隔离网）；（2- J）轴以南，即（2- 6）~（2- 9）轴和（2- 23）~（2- 26）轴区域，底板与地铁地下连续墙间填土密实，上部设厚 300 mm传力带与底板上侧及围护桩侧接紧；其它底板与地下连续墙直接连接。
中楼板换撑：（2- M） 轴以北，即（2- 7）~ （2- 9） 轴和（2- 23）~（2- 26）轴区域，中楼板与排桩直接连接（后浇带边加隔离网）；（2- J）轴以南，即（2- 6）~（2- 9）轴和（2- 23）~（2- 26）轴区域，采用 350 mm×1 000 mm@2 500 mm间隔式传力板带；其它中楼板与地下连续墙直接连接。
5.2 北 2 区换撑
底板换撑方法：（2- N） 轴以南底板与排桩直接连接（后浇带边加隔离网）；其它底板与支护桩间填土密实，上部设厚 300 mm传力带与底板上侧及围护桩侧接紧。
中楼板换撑：（2- N）轴以南中楼板与排桩直接连接（后浇带边加隔离网）；其它楼板采用 350 mm×350 mm一桩一撑形式。
6 结语
本工程通过对整个大型深基坑的合理区段划分及采取较为合理的围护形式，采用相对应的土方开挖技术，在施工过程中未对地铁车站造成较大影响，达到了上海市对地铁周边工程施工的各项指标要求。
参 考 文 献
[1] 邓黎明,房家彦,娄烽兵,等.复杂土质条件下的深基坑施工技术[J].建筑施工.2011（12）:1059- 1061.
[2] 中国建筑科学研究院.JGJ 120- 99 建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[3] 刘 建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[4] 上海市勘察设计行业协会，上海现代建筑设计（集团）有限公司,上海建工（集团）总公司.DG/TJ 08- 61- 2010 基坑工程技术规范[S].上海：2010.
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