地鐵正上方道路路基處理方案

周 游

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司天津分公司，天津市 300042）

1 項目概況

1.1 道路與地鐵的關(guān)系

H路道路工程與地鐵M線工程共線并行，地鐵線位位于道路正下方，均為新建工程，且正在同步建設(shè)中（見圖1）。現(xiàn)地鐵站主體及附屬結(jié)構(gòu)已施工完畢，與之相接的地鐵盾構(gòu)也已完成。目前，地鐵站圍墻內(nèi)區(qū)域已經(jīng)具備交接作業(yè)面條件，即：地鐵施工單位撤場，道路施工單位進(jìn)場，進(jìn)行地鐵站圍墻范圍內(nèi)的道路段施工作業(yè)。

圖1 H路工程與地鐵M線相對關(guān)系橫斷面示意圖

H路道路工程施工，應(yīng)滿足道路工程質(zhì)量要求，并確保道路施工過程中地鐵主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)及地鐵盾構(gòu)的安全。

1.2 現(xiàn)場條件

（1）地形、地質(zhì)

地鐵站范圍原地形分布有大面積坑塘，坑塘底標(biāo)高在-0.1～-1.0 m。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，本工程所在場地分布厚度較大的淤泥質(zhì)粘土，該層土土質(zhì)軟、強度低、厚度大，具有觸變性、高壓縮性，對路基沉降變形有很大影響。

（2）現(xiàn)場施工情況

本次道路預(yù)實施范圍為地鐵站圍墻內(nèi)的道路部分，該范圍內(nèi)原地面分布有大面積坑塘，地鐵實施前，地鐵施工方已按道路設(shè)計要求對坑塘進(jìn)行了回填處理。地鐵圍墻外范圍的道路部分已經(jīng)施工至瀝青面層。

2 路基處理目的

2.1 減小路基工后沉降

根據(jù)《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》（CJJ 194—2013）關(guān)于路基容許工后變形的要求，H路與地鐵結(jié)構(gòu)間的路基沉降控制參照“橋臺與路堤相鄰處”不大于0.10 m的標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 路基容許工后變形

兩地鐵站范圍內(nèi)的坑塘清淤后底標(biāo)高約為-0.1～-1.0 m，道路設(shè)計平均高程為3.5 m，填土高度3.6～4.5 m。為保證路基沉降滿足不大于0.10 m標(biāo)準(zhǔn)，需對魚塘范圍內(nèi)的路基進(jìn)行加固或預(yù)壓處理。

2.2 減小路基差異沉降

目前，地鐵站施工圍墻外的道路基本施工完成，若待地鐵站施工完成后按原設(shè)計實施圍墻內(nèi)的道路，由于圍墻內(nèi)、外道路施工時間間隔較長，新舊路間會在橫向上產(chǎn)生較大的差異沉降。此外，圍墻內(nèi)的地鐵站主體、附屬結(jié)構(gòu)、地鐵盾構(gòu)等控制沉降措施相對嚴(yán)格，這些部位以外的路基部分如不進(jìn)行處理，彼此交界面位置也會產(chǎn)生較大的差異沉降。

短期內(nèi)就會造成站體周圍的道路產(chǎn)生大面積的病害，如路面開裂、路基沉陷等，若上述病害超過一定的限度也會對地鐵站、盾構(gòu)產(chǎn)生不利影響，見圖2。

圖2 H路工程與地鐵M線相對關(guān)系平面示意圖

3 路基處理方案

道路工程軟基處理主要有加固土樁、預(yù)壓（超載、等載）、換填輕質(zhì)填料等措施，綜合考慮工程現(xiàn)場地質(zhì)條件、地下水埋深、地鐵施工先后順序等因素，H路工程原設(shè)計方案中軟基處理均采用高壓旋噴樁處理。

根據(jù)施工工序安排，地鐵站范圍內(nèi)先實施地鐵車站及盾構(gòu)結(jié)構(gòu)。為確保道路施工過程中地鐵結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)與地鐵建設(shè)、設(shè)計單位協(xié)調(diào)，H路對原地貌為坑塘部位的軟基處理方案進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，根據(jù)不同位置條件具體分為以下四種情況，見圖3。

即地鐵站主體結(jié)構(gòu)外側(cè)、地鐵站附屬結(jié)構(gòu)外側(cè)、盾構(gòu)進(jìn)出站口處盾構(gòu)外側(cè)、盾構(gòu)淺埋段。

3.1 地鐵站主體結(jié)構(gòu)外側(cè)

由于地鐵站主體結(jié)構(gòu)外側(cè)開挖施工時已經(jīng)施工了地下連續(xù)墻，受其保護(hù)，高壓旋噴樁噴漿壓力不會直接作用于地鐵站主體結(jié)構(gòu)，故其外側(cè)坑塘范圍軟基處理采用原高壓旋噴樁方案（高壓旋噴樁布置需考慮避讓已施工的地下連續(xù)墻），見圖4。

圖3 地鐵站主體結(jié)構(gòu)外側(cè)四種情況位置示意圖

圖4 地鐵站主體結(jié)構(gòu)外側(cè)布樁剖面圖（單位：mm）

高壓旋噴樁樁徑0.6 m，樁長12 m，距離地鐵站地下連續(xù)墻最小凈距1.0 m。打樁順序：由地鐵構(gòu)造物最近一排開始，向外側(cè)打樁。

3.2 地鐵站附屬結(jié)構(gòu)外側(cè)

對采用工法樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地鐵車站出入口等附屬結(jié)構(gòu)，為有效隔離高壓旋噴樁噴漿影響，本次于地鐵已施工工法樁外側(cè)增設(shè)雙排水泥攪拌樁帷幕，其外再施工高壓旋噴樁。打樁順序：由地鐵構(gòu)造物最近一排開始，向外側(cè)打樁，見圖5。

水泥攪拌樁樁徑0.6 m，樁長14 m，距離地鐵站附屬結(jié)構(gòu)工法樁外壁最小凈距1 m。

3.3 地鐵車站盾構(gòu)進(jìn)出站口處盾構(gòu)外側(cè)

地鐵站主體結(jié)構(gòu)兩端，為控制盾構(gòu)與地鐵站主體結(jié)構(gòu)差異沉降，地鐵盾構(gòu)外壁以外3 m×3 m的矩形區(qū)域進(jìn)行了強加固。

地鐵站兩端處，盾構(gòu)上方現(xiàn)狀為溝塘，屬于軟基處理范圍。為避免高壓旋噴樁噴漿對盾構(gòu)產(chǎn)生不利影響，于地鐵加固區(qū)外側(cè)1 m位置處增設(shè)雙排水泥攪拌樁帷幕，并在盾構(gòu)外側(cè)一倍盾構(gòu)直徑范圍內(nèi)設(shè)置攪拌樁，其外再施工高壓旋噴樁。水泥攪拌樁帷幕長14 m，樁長14 m，樁徑0.6 m；高壓旋噴樁樁長12 m，樁徑均為0.6 m，樁間距1.8 m，呈梅花形布置。打樁順序由地鐵構(gòu)造物最近一排開始，向外側(cè)打樁，見圖6。

圖5 地鐵站附屬結(jié)構(gòu)外側(cè)布樁剖面圖（單位：mm）

3.4 車站范圍內(nèi)盾構(gòu)淺埋段

根據(jù)地鐵相關(guān)部門要求，此范圍路基施工按正常路基施工處理，保證分層碾壓，每層厚度不得大于20 cm；當(dāng)填土高度達(dá)到1.5 m后路基填土工作暫停，施工單位要按照路基施工要求進(jìn)行路基沉降觀測，確保沉降觀測值滿足路基規(guī)范要求且同期的地鐵場站變形觀測也滿足地鐵規(guī)范要求時，方可進(jìn)行后續(xù)施工，此觀測沉降期暫定6個月，如不滿6個月既滿足路基沉降和地鐵變形的雙穩(wěn)定條件，施工單位需及時通知設(shè)計單位，由路基設(shè)計和地鐵設(shè)計繼續(xù)確定后續(xù)施工方案。

圖6 盾構(gòu)段附屬結(jié)構(gòu)外側(cè)布樁剖面圖（單位：mm）

3.5 盾構(gòu)深埋段

經(jīng)過計算，對于本工程已建地鐵盾構(gòu)上方修筑道路，建議在卸土（挖方）過程中，挖土厚度一次不超過0.5 m，填土厚度要求參考本文3.4章節(jié)，觀測要求參考本文3.4章節(jié)。

4 結(jié)語

在道路與地鐵共線，且地鐵工程先于市政道路工程實施的情況下，道路工程的建設(shè)需滿足保證地鐵結(jié)構(gòu)安全的各項要求，實現(xiàn)地鐵保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行道路施工的可能性，從而進(jìn)一步節(jié)省建設(shè)用地，提高土地的綜合開發(fā)利用率，完善城市道路規(guī)劃路網(wǎng)以及軌道交通網(wǎng)絡(luò)都具有十分重要的意義。