浅议深基坑项目临近地铁施工技术

浅议深基坑项目临近地铁施工技术

高阳,肖亚州,许峰,刘鹏

中建八局第四建设有限公司 山东省青岛市 266000

摘要:日益发展的今天，随着城市经济的高速发展，城市的规划扩展和城市轨道交通蓬勃兴起，如此就产生了地铁施工路线与临近建筑基坑施工相互影响的问题。即要保证地铁施工的工期及安全，同时还要保证深基坑施工的工期及安全。这就要对近地铁建筑深基坑的施工技术及施工技术进行进一步的改进和优化。

关键词：近地铁深基坑；施工顺序；施工技术；优化；工期；安全

0 前言

随着我国城市经济的高速发展，国内一线城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，使城市容量和交通面临着严峻的局势。当前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。因此，扩大城市容量、提高交通质量的需求迅速增长，在轨道交通如此迅速发展的时候，在地铁边上的高层建筑、地下商场等的开发也将进一步加快速度，如此就带来这么一个问题，就是如何在不影响地铁施工的情况下进行临近建筑的深基坑施工。

1近地铁深基坑的概念

近地铁工程施工:按照建设部及各地方颁布的管理条例，近地铁工程施工可认为是在地铁保护范围内进行的施工，包括建造拆卸建(构)筑物、基坑开挖、爆破、桩基础施工、顶进、灌浆、锚杆作业、修建塘堰、开挖河道水渠、采石挖砂、打井取水等作业，均可定义为近地铁工程施工。

深基坑:所以一般可认为深基坑是开挖深度超过5米的基坑或深度虽未超过5米，但地质情况和周围环境较复杂的基坑。

近地铁深基坑概念：

近地铁深基坑是指在地铁保护区范围内进行开挖深度超过5米的基坑或深度虽夫超过5米，但地质情况和周围环境较复杂的基坑。

2近地铁施工技术主要内容

在收集、查阅和整理大量国内关于近地铁深基坑施工技术、管理条例的基础上，结合了上海市裕年国际商务大厦深基坑施工，开展针对地铁变形控制的深基坑施工技术总结及设计施工优化等研究工作，具体内容如下:

(1)近地铁基坑围护与地基加固施工技术研究主要是对近地铁处的水泥土搅拌桩、地下连续墙、基坑内加固及降水的施工工艺、质量控制、地铁保护措施等进行技术。

(2)近地铁土方开挖与钢筋混凝土内支撑施工技术研究主要对近地铁深基坑的开挖与内支撑的施工工艺、质量控制、地铁保护措施等技术。

(3)近地铁地下结构与拆撑施工技术研究主要对近地铁的底板，其它地下结构以及拆撑的施工工艺质量控制。地铁保护措施等技术。

3工程概况

新虹桥研创中心项目位于上海市闵行区新虹桥国际医学园区内，本项目位于闵行区华漕镇(四至范围：东至联友路，西至用地红线，南至闵北路，北至罗家港) 。总用地面积23864.5㎡，其中07-09地块7276.8㎡、08-07地块16587.7㎡。建设内容主要为新建3栋塔楼，其中 08-07地块建设2栋塔楼(研发楼A栋及研发楼B栋) ，07-09地块建设1栋塔楼(研发楼C栋) ，本文以项目基坑设计优化为例，介绍从设计优化角度保障临近地铁建筑深基坑施工工期，本项目计划开工日期为2022年12月1日，计划竣工日期为2022年6月30日，共历时943天。仅对地下部分进行介绍。地下施工完成后对地下施工影响可忽略。

4设计分析

本工程原设计地下围护结构为SWM工法+两道水平砼支撑，因疫情原因施工工期延后，地下施工阶段与地铁工期冲突，为保障工程工期，同时避免地下施工阶段与地铁施工的影响，经施工单位提出优化建议，沟通业主单位及设计单位后，井多方协商，由设计单位对设计内容进行修改及优化。

5设计深化修改

(1)采用基坑分区施工

综合考虑工期、成本问题，经与地铁施工单位集中探讨，经过全方位分析论证。最终确认采用分坑施工方式进行地下施工，以此避免地下施工与地铁施工的影响和冲突。项目共东西两个地块：东地块进地铁处为A1区，东区其余部分为A2区域，西区基坑单独施工，因施工条件问题，连通道部分最后施工。如图：

图1 分坑示意图

(2)分坑做法优化

根据本工程周边环境、土层情况及开挖深度，围护形式选型如下：1）东区A2区和西区基坑采用的围护形式为SMW工法+两道水平砼支撑；2）东区A1区及连通道基坑采用钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+两道砼支撑的围护形式（连通道第二道支撑为型钢支撑）； 3）雨水收集池采用的围护形式为四号小企口钢板桩+一道型钢支撑。分区优化后围护施工概况如下表：

表1 分区设计优化后基坑概况

6施工要求

(1)施工顺序

本工程基坑自然地坪相对标高为-0.550m，根据设计工况，基坑分坑施工顺序如为：先开挖东区基坑A1区和西区基坑，待东区A1区地下室施工完成后，开挖施工东区A2区，待东区、西区地下室完成后开挖连通道基坑及雨水收集池基坑。

图2基坑施工顺序

(2)具体施工要求及施工工艺

1型钢水泥土搅拌墙（SWM工法）

本工程SMW工法为三轴水泥土搅拌桩内插入H型钢。三轴水泥土搅拌桩规格为∅850@600，内插型钢规格为H700×300×13×24型钢。工艺如下：

图3 型钢水泥土搅拌墙（SWM工法）

1)水泥土搅拌桩采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.8，水泥掺入量23%（考虑浅部填土及 2  层粘质粉土）。

2)水泥土搅拌桩采用三轴机械设备连续方式施工，搭接形式为全断面套接一孔施工；施工前应采取换填、清障等有效措施确保SMW桩在填土中的施工质量。

3)三轴水泥土搅拌桩正式施工之前，施工单位应对三轴搅拌桩进行现场试成桩试验，以检验三轴搅拌桩施工工艺的可行性以及成桩质量，确定实际采用的水泥掺量、水泥浆液水灰比、参数和施工步骤。

4)桩身采用一次上、下搅拌工艺，水泥和原状土须均匀拌和，下沉及提升均为喷浆搅拌，为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好钻具下沉及提升速度，钻机钻进搅拌速度一般在0.5~1m/min，提升搅拌速度一般在1.0～2.0m/min在桩底部分重复搅拌注浆。提升速度不宜过快，避免出现真空负压、孔壁塌方等现象。

5)对环境保护要求高的区域（近居民楼区域），宜选择挤土量小的搅拌机头，并通过试成桩及其监测结果调整施工参数；当临近保护对象时，搅拌下沉速度宜控制在

6)施工时应保证水泥土能够充分搅拌混合均匀，并有利于型钢的顺利插入。桩施工时，不得冲水下沉，相邻两桩施工间隔不宜超过24小时。若因故超时，搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量。

7)为使H型钢能正确定位,要求三轴水泥土搅拌桩桩位偏差不大于50mm，标高误差±50mm，垂直度偏差不大于1/200。

8)内插型钢施工要求：

1．型钢需经监理单位验收合格后方可进场；且型钢须保持平直，若有焊接接头，接头处须确保焊接可靠。型钢接头焊接质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)的有关规定。

2．型钢宜在搅拌桩施工完毕后30分钟内插入，施工方应有可靠措施保证型钢的插入深度，型钢宜依靠自重插入；H型钢穿过压顶梁，定位误差应不大于30mm，垂直度偏差不宜大于1/200。

3．H型钢在基坑回填密实后方可回收，在成桩及浇筑压顶梁混凝土时施工单位可考虑相应回收措施，如施工前在型钢表面涂抹型钢起拔减摩剂等。

4．H型钢拔除采用间隔跳拔工艺，在拔出H型钢的同时对H型钢留下的缝隙须及时注浆填充。

9)水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，无侧限抗压强度qu>0.8MPa时，方可开挖基坑。桩体龄期达到28天后,应抽取一定数量桩体钻孔取芯测试其强度。检验数量不小于单桩总数的2%，具体取样位置由有关各方根据实际情况确定。

2围护钻孔灌注桩施工

本工程采用钻孔灌注桩桩径为Φ900@1100、Φ850@1050/700/850（立柱桩），混凝土强度等级为C30（水下设计强度）；灌注桩采用钻一跳三作业法，如下图所示：

图 4钻一跳三法示意图

1)围护桩正式施工前，应进行试成孔，数量不宜少于2个；

2)灌注桩工序：灌注桩定位、钻击成孔(泥浆护壁)、第一次清孔、下钢筋笼、下导管、第二次清孔、水下浇筑混凝土；

3)钻孔灌注桩成桩中心与设计桩位中心偏差小于5cm，桩身垂直度应不大于l/200，并注意不向坑内偏差和倾斜;沉渣厚度小于等于20cm（立柱桩小于10cm）（浇灌混凝土前）；

4)混凝土应连续灌注，每根桩的浇注时间不得大于混凝土的初凝时间。混凝土浇注桩顶泛浆高度不应小于1m，凿除浮浆后的桩顶混凝土标号必须满足设计要求。混凝土标号必须满足设计要求。

5)采用间隔成桩的施工顺序，刚完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于4倍桩径，或间隔时间不应少于36h。

6)施工期间要进行成孔质量检验（立柱桩比例为50%）；施工完毕后应采用低应变动测法检测桩身完整性（不含立柱桩），检测数量不宜少于总桩数的20%，且不得少于10根；抗压强度试块每50m³混凝土不应少于1组试块，且每台班不应少于1组试块。

3三轴水泥土搅拌桩施工

本工程采用的三轴水泥土搅拌桩规格为Φ850@600，水泥掺入量20％。施工工艺流程如下：

图5 三轴水泥土搅拌桩施工流程图

1)水泥土搅拌桩采用三轴机械设备连续方式施工，坑外止水帷幕为套接一孔施工，坑内加固为搭接250mm施工。三轴水泥土搅拌桩止水帷幕正式施工之前，施工单位应对三轴搅拌桩进行现场试成桩试验，以检验三轴搅拌桩施工工艺的可行性以及成桩质量，确定实际采用的水泥掺量、水泥浆液水灰比、成桩工艺、钻机下沉与提升速度等施工参数和施工步骤。

2)三轴水泥土搅拌桩桩位偏差不大于50mm，标高误差±50mm，桩架垂直度不大于1/250，成桩垂直度不大于1/200。

3)水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，无侧限抗压强度qu>0.8MPa时，方可开挖基坑。桩体龄期达到28天后,应抽取一定数量桩体钻孔取芯测试其强度。检验数量不小于单桩总数的2%，具体取样位置由有关各方根据实际情况确定。

4双轴水泥土搅拌桩施工

图6 双轴水泥土搅拌桩施工

5高压旋喷桩、钢板桩及压密注浆

本工程坑内高差加固采用旋喷桩采用Φ800@600，成桩直径Φ800，搭接200，水泥掺量25%；止水高压旋喷桩采用Φ800@500，水泥参量25%；钢板桩采用新的拉森IV号小企口钢板桩；坑内加固填缝为压密注浆。

6支撑及立柱

本工程西区基坑、东区基坑A2区支撑体系为两道道水平砼支撑（A1区第二道支撑为型钢支撑）；连通道基坑第一道为砼支撑，第二道支撑为钢围檩（2H700x300）+型钢支撑（2H700x300，Q235）。东区、西区基坑支撑下立柱采用角钢格构柱4L140X14柱（Q355B），截面为480X480,其下设置立柱桩，桩径为700钻孔灌注桩，上部扩径至850。

7结语

我国城市经济的高速发展，国内一线城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，使城市容量和交通面临着严峻的局势。在日益发展的今天，随着城市经济的高速发展，城市的规划扩展和城市轨道交通蓬勃兴起，地铁施工路线与临近建筑基坑施工相互影响已成了工程中常见问题，通过进行分坑设计施工、提前施工、并改变施工做法的方式，可有效解决这一问题带来的困扰，避免了项目基坑与地铁同时施工而产生的多余防护成本，同时还保证了临近地铁深基坑施工的工期及安全。

参考文献：

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