緊鄰老舊居民建筑地鐵深基坑難點和技術措施

（上海申通地鐵集團有限公司，上海 200000）

嘉怡路站位于嘉定區曹安公路下方，東側緊鄰嘉怡路、華江路。主體結構為地下二層單柱雙跨現澆鋼筋混凝土結構島式車站。

本車站內凈總長為249.0 m，標準段凈寬19.64 米，標準段結構高度為13.24m，開挖深度17 米-19.12 米，站臺中心頂板覆土3.4m。

1 工程地質與水文地質條件

1.1 工程地質

經本次勘察揭露，本場地地基土主要由飽和粘性土、粉性土和砂土組成，地基土自上而下為①雜填土層、②3 灰色砂質粉土層、⑤1-1 灰色粘土層、⑤1-j 灰色砂質粉土夾粉質黏土層、⑤3-1 灰色粉質粘土層、⑤3j 灰色砂質粉土夾粉質粘土層、⑦1-2 灰色砂質粉土層、⑧1 灰色粘質粉土夾粉質粘土層、⑧2-1b 灰色粉質粘土夾粘質粉土層、⑧2-2 灰色粉砂層、⑧2-3 灰色粘質粉土夾粉質粘土層。

本車站坑底坑底位于第⑤1j 層灰色砂質粉土夾粉質粘土層與⑤1-1 層灰色粘土層。地質剖面圖見圖1。

圖1 地質剖面圖

1.2 水文地質條件

潛水：潛水一般賦存于淺部土層中，補給來源主要有大氣降水入滲及地表水徑流側向補給，其排泄方式以蒸發消耗為主。上海地區淺部土層中的潛水位埋深，一般離地表面0.3～1.5m。

微承壓水：微承壓水賦存在第⑤1j、⑤3j 層灰色砂質粉土夾粉質粘土中，呈透鏡體局部分布，車站西端狹長型分布。其中⑤1j 層微承壓水已被圍護結構隔斷，⑤3j 層未被隔斷；水位埋深5.51～5.65m。

承壓水：對本工程有影響的承壓水分布于第⑦1-2 層灰色砂質粉土層中，承壓水位埋深在3～12m。

2 施工難點

（1）嘉怡路站南側的江橋一村距離基坑最近為18m，剛好處在一倍基坑開挖深度左右，而該排房屋建設年代很早（1986年），基礎很差（條形基礎），自身質量很差（墻面已有多處開裂、剝落），開挖前最大傾斜率已達5.63‰，且條形基坑下面就是5～15m 厚的②3 層土，地質條件極為不利，特別是西端頭井存在⑤3j 微承壓水，按照計算需降水頭5 米左右，對江橋一村保護難度很大。

（2）本基坑南側圍護地墻外側即是江橋鎮曹安公路G312 國道，施工期間重型車輛對基坑周邊反復碾壓，場外四周道路地下管線密集，基坑圍護、開挖施工階段須做好有效應對措施。

3 施工方案

3.1 基坑圍護結構形式

3.1.1 地下連續墻施工

主體基坑地下連續墻分為三個部分：標準段基坑深約16.99m，車站南側墻長深31.5m、車站北側墻長30m；西端頭井基坑深約18.88m，深34m；東端頭井基坑深約18.997m，深35.5m，厚度均為800mm。

地下連續墻共計101 幅，地下連續墻之間采用GXJ 橡膠止水帶接頭。

3.1.2 TRD 槽壁加固

嘉怡路站南側地墻采用TRD 槽壁加固，寬度為750mm，有效墻深：標準段為20m、端頭井為22 m，水泥漿液采用P.O 42.5 水泥，水灰比為1.5，水泥摻量≥20%，單位被攪拌土體中的水泥用量≥360kg/m3，每段搭接長度≥300mm。TRD 槽壁加固見圖2。

3.1.3 五軸槽壁加固

嘉怡路站北側地墻采用五軸槽壁加固，樁徑為Φ850，垂直度不大于1/300，水灰比為1.5，水泥摻量為20%，標準段樁長為20m，端頭井樁長為22m。五軸槽壁加固見圖2。

圖2 TRD 槽壁加固和五軸槽壁加固示意圖

3.1.4 鋼支撐伺服系統

嘉怡路站基坑共設有5 道支撐，其中第一道為混凝土支撐，其余4 道為鋼支撐，鋼支撐全部采用伺服系統，共374 根，其中800mm 鋼支撐14 根，609mm 鋼支撐360 根，每個泵站可控制8 個支撐頭總成，可實時觀測支撐軸力變化，并及時對支撐軸力進行調整，將支撐軸力的變化控制在10%以內，從而有效減小圍護結構變形對基坑開挖的影響。

3.2 基坑開挖方式

嘉怡路站均采用半蓋挖順作法施工，基坑開挖單元采用“縱向分段、豎向分層、分層分部”的方式劃分。從兩端往中間開挖，開挖分段寬度根據結構誘導縫及施工縫確定，施工分段間距20～30 米；分層厚度為各道支撐豎向軸線間距，每層間設緩沖平臺，平臺寬度6～8m；每層中按每幅墻寬度為一單元分部開挖，具體開挖方式如下：

1）斜撐區域：一般采用先中間后角部的挖土方法、先角部后中間的支撐架設順序。

2）直撐區域：直撐區域采用分塊開挖支撐時，每單元分為3 塊，先挖除中部土體，后挖除兩側。每層土方開挖平面分塊順序示意圖見圖5

3.3 降水施工

根據現場實際情況，在基坑端頭處布置4 口疏干井，標準段處布置16 口疏干井；4 口⑤3 層降壓井，1 口⑤3 夾層觀測備用井，3 口坑外降壓觀測井。

開挖前進行降壓井抽水試驗，基坑內⑤3 夾層承壓水頭埋深3.15 m，根據試驗結果，端頭井兩口降壓井抽水，可將水位降至埋深10.64m，滿足承壓水位控制要求，考慮到本工程⑤3 夾層為局部分布且厚度較小，補給不充分，施工期間暫考慮不降壓。但基坑開挖至臨界深度以下后應密切關注承壓水動態及基坑監測情況，發現立柱隆起或局部滲水等異常情況應馬上開啟降壓井抽水。

3.4 施工措施

為了有效對周邊建筑物及管線進行保護，現場從以下幾個方面采取針對性措施：

3.4.1 根據施工現場的挖土進度，制定疏干井開啟計劃，按照疏干井開啟計劃分層、分段降水，確保按需抽水。

3.4.2 西端頭井降壓井作為應急備用，原則上不抽取。

3.4.3 基坑開挖采用24h 不間斷施工，在開挖的過程中，要求做到挖二撐二，減少基坑無支撐暴露時間，加快墊層、底板的施工速度。

3.4.4 在變形較大區域墊層加厚（300mm 厚增至400mm 厚），提高墊層混凝土標號，原C30 墊層混凝土改成C40 早強混凝土進行澆筑，同時，在墊層中增加鋼筋網片。

3.4.5 為了減少圍護結構的變形，充分利用好伺服系統，要求第四道鋼支撐安裝時預加軸力按250t 進行施加，開挖第五層土時，第四道鋼支撐軸力增加到280t；同樣，第五道鋼支撐安裝時預加軸力按250t 進行施加，在收底的過程中，第五道鋼支撐軸力增加到280t。

3.5 監測方案

根據本工程的施工特點，基坑圍護和開挖施工為監測工作的重點階段。參照相關規范，結合設計單位提出的相關監測要求，施工監測設置如下內容：

1）圍護墻體的水平位移（墻體測斜）；

2）圍護墻墻頂沉降位移；

3）支撐軸力；

4）坑外地下潛水觀測；

5）基坑周圍土體地表沉降；

6）周邊地下管線及建（構）筑物監測；

7）立柱沉降監測；

4 施工效果

嘉怡路站于2018年3月10日開始基坑開挖，2018年6月10日底板全部澆筑完成。基坑變形及周邊環境變形情況控制較好，未發生任何居民投訴，較好的完成了基坑開挖期間對江橋一村進行保護的初衷。

4.1 測斜監測數據

地墻測斜變形共設有30 個測斜點（CX1～CX30），開挖階段最大變形點為CX26，變形量為29.50 mm，變形率為1.7‰，大部分測斜點符合一級基坑變形控制1.4‰的要求。

4.2 地表監測數據

周邊地表沉降，基坑底板完成后地表最大沉降點位在D4-3，為-95.55 mm，最小沉降點位在D1-1，為-1.63mm，整體處于可控狀態。

4.3 房屋沉降監測數據

周邊房屋沉降，基坑底板完成后房屋最大沉降點位在F5-8，為-76.89mm，最小沉降點位在F1-6，為1.64mm，整體處于可控狀態。F5-8 見圖3。

圖3 周邊房屋F5-8 沉降變化曲線圖

5 結語

通過對基坑圍護、加固、降水、開挖、支撐的精心施工與管理，特別是在基坑開挖階段采取了以監測數據為指導的信息施工手段，基坑圍護變形及周邊環境變形得到了有效的控制，確保了南側老舊居民樓的安全，對以后類似項目的施工具有一定的借鑒意義。