近地鐵深大基坑支護施工關鍵技術研究與應用

摘要：分析探討了某基坑工程特點及重難點；提出了基坑支護及降水方案，以及出現較大變形的回灌處理方案，并詳細介紹支護及降水施工工藝參數和監測布設情況；最后，通過工程應用，證明了所采用的降水及支護方式是可行的。

關鍵詞：基坑； 支護； 降水； 方案； 地鐵

中國分類號：TU94+2B

［定稿日期］2022-12-27

［作者簡介］唐樂（1981—），男，本科，高級工程師，主要從事經營和技術工作。

0 引言

城區施工的一些深大基坑工程，最易引發工程建設事故［1-2］。臨近地鐵周圍的深大基坑出現事故后的經濟損失和社會影響巨大［3-5］，廣州地鐵附近某基坑出現事故，導致基坑周圍幾棟小區大樓開裂，道路受阻，地鐵停運，造成經濟損失逾億元［2］。

因此，很有必要對臨近地鐵的深大基坑支護及降水施工技術進行研究探討和總結［6-9］，可為實際工程提供指導，亦可為類似工程提供參考。

1 工程概況

金牛區人才交流中心及地下停車場深基坑，位于成都市金牛區興科北路與金周路交匯處，平面呈不規則四邊形，基坑位置及平面形狀如圖1所示。

整個基坑開挖面積17 454.14 m2，基底標高為-11.1～ -15.5 m。場地西側和南側暫為空地，場地西側和北側較為復雜，有眾多地鐵站（線路）、城市干道、軍用電纜、民用高壓電纜及城市雨污水管等建構筑物，如表1所示。

2 工程地質及水文地質條件

場地地層自上而下依次為：人工填土、第四系全新統沖洪積黏性土層及砂土層、第四系全新統沖洪積砂卵石層，各層主要巖土特征參數如表2所示。

場地地下靜止水位在3.2 m，勘察報告推薦場地砂卵石土滲透系數K值取35.0 m/d。

3 方案設計

3.1 重難點分析

基坑較為深大，屬于一級基坑工程，其支護設計需要高度重視［1，4-6］。

整個基坑周邊情況較為復雜，尤其是北側和西側，涉及臨近的地鐵線路及其配套設施，以及大量的民用、軍用電纜和市政基礎設施，在支護設計和施工中需要重點考慮。

場地基本為砂卵石地層，具有較強的透水性能，局部地層有砂層；同時地下水位埋深較淺，基坑需要降低的最大地下水位近12.8 m，降水壓力大，降水對周邊地層沉降的影響程度需要研究，高水位差情況下地層砂土流失可能對地層的沉陷等影響，都需要高度關注。

3.2 支護方案

基坑支護采用灌注樁，成樁采用旋挖方式［3-5］。

在靠近基坑的北側采用“雙排樁+冠梁+腰梁+連梁+錨索+面層”方案。雙排樁樁徑1 200 mm，排距2 500 mm，樁中心距2 200 mm，樁長20 m；冠梁為1 200 mm×1 000 mm；前后排樁之間設置連梁，連梁為1 200 mm×1 000 mm；樁身設置2道4S15.2 mm預應力錨索，分別位于距樁頂4.0 m、8.5 m位置；腰梁采用2根32B槽鋼，設置于錨索位置處；樁間噴射100 mm厚C20混凝土［3-4］。

其他側采用“單排樁+冠梁+腰梁+錨索+面層”方案。樁徑1 400 mm，樁中心距2 500 mm，樁長25 m；冠梁為1 400 mm×1 000 mm；錨索、面層及腰梁設置同雙排樁側的工況［3-4］。

所有冠梁、連梁及樁體，均采用C30混凝土，考慮到樁體較大較長，部分位置位于水下灌注，其混凝土內需要加入速凝劑以加快水下混凝土的強度增長。

3.3 降水方案

基坑降水采用管井方案。

沿基坑開挖線外2.5 m，布井32口，單井深30 m，井間距18～20 m。井管采用鋼筋混凝土管，管徑300 mm（內徑），其中上部井壁管15.0 m，下部濾水管12.5 m，底部設置沉砂管（井壁管）2.5 m［3-4］。

降水井泵排量不低于50 m3/h，揚程不低于39 m，水泵規格可應根據實際降水效果進行調整，以確保降水滿足施工要求。抽取的地下水用排水管道引入沉砂池內，經過三級沉砂后排入市政管網。

3.4 周邊影響防治方案

場地西側和北側的降水井，其濾水管采用濾網進行包裹，濾網采用雙層80目尼龍濾網或不銹鋼濾網，包裹不少于3層，防治砂礫隨水流流失，并在其井身與井孔之間填筑5～15 mm規格的礫石［3-4］。

設置基坑沉降、位移以及地下水位監測點［4，6］，共布設沉降監測點7個（北側3個、西側2個、東側及南側各1個），位移監測點11個（北側4個、西側3個、東側及南側各2個），地下水位監測點4個（北側2個，西側2個），同時設置監測預警值［3-4］，如表3所示。實時監測地下水位、基坑支護結構及周邊變形的變化情況，做好在基坑坑底回填、坑周回灌及其他支護補強措施的準備。

施工技術與測量技術唐樂， 夏應雪， 駱陽， 等： 近地鐵深大基坑支護施工關鍵技術研究與應用

在基坑北側的降水井中部單獨設置3口回灌井，回灌井大小同降水井，但井深為10 m；各降水井的井管與井孔之間也同步作好隨時回灌的準備。

4 結論

按上述方案實施后，整個基坑支護及降水施工開展順利。目前整個基坑的開挖支護已順利實施完成，并且基坑已經進行了回填，實施期間未出現過異常及回灌等情況。

經第三方監測機構提供的數據，整個基坑開挖施工期間，基坑周圍地表最大沉降變形為3.5 mm，其他指標也均在正常范圍內。

參考文獻

［1］ 劉國彬，王衛國.基坑工程乎冊［M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

［2］ 宋明健. 基于開挖卸荷效應的基坑共同變形及動態支護技術研究［D］. 廣州：中山大學，2008.

［3］ 冶金工業部建筑研究總院. 建筑基坑工程技術規范： YB9258-97［S］. 北京：冶金工業出版社，1997.

［4］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 建筑基坑支護技術規程： JGJ 120-2008［S］." 北京：中國建筑工業出版社，2008.

［5］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 建筑樁基技術規范： JGJ 94-2008［S］."" 北京：中國建筑工業出版社，2008.

［6］ 劉煥存，黎良杰，王程亮，等. 緊臨地鐵站基坑支護設計與變形控制［J］. 巖土工程學報，2012（增刊）：654-658.

［7］ 賀飛，林江，張興志，等. 臨地鐵深基坑工程地下室頂板兼作內支撐逆作施工技術［J］. 施工技術. 2017（9）：59-62.

［8］ 劉智勇.地鐵車站深基坑施工對周邊建筑物影響分析研究［J］. 廣東土木與建筑， 2009（10）：45-48.

［9］ 翁承顯，劉東雙. 基坑施工對近距地鐵隧道安全性的影響［J］. 山東農業大學學報（自然科學版）， 2020（5）：110-113.