地鐵基坑端頭井圍護結構預警處理措施

海濤

摘 要：本文以地鐵車站基坑圍護結構變形超標采取非常規措施為例，研究了基坑地連墻變形數據，混凝土裂縫產生情況，介紹為確保基坑安全，在未拆除鋼支撐的情況下，采取先施工中板，再拆除鋼支撐的施工工法，避免了基坑坍塌的風險，提高了施工效率，確保了工程的順利實施，為地鐵基坑施工提供一些借鑒經驗。

關鍵詞：基坑預警;支撐體系;箱型框架;端頭豎井

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A

0 引言

隨著城市地下空間的開發利用，基坑支護變形預警較為普遍，如出現較嚴重的現象，需采取非常規的措施保障工程的順利實施，軌道交通地鐵車站建設過程中出現了基坑變形風險，由于地鐵施工環境因素對工程的影響較大，施工場地狹小，周邊堆載對基坑影響較大，此工程由于基坑端頭井進行龍門吊的安裝，堆載大量施工機械，對端頭井圍護結構變形影響較大，地連墻最大變形數據為90 mm以上，在主體結構施工拆除鋼支撐時存在基坑坍塌的風險，為解決主體結構施工進行了各方案的必選，通過數據分析和現場實施，解決圍護結構變形較大的問題。對類似工程提供借鑒參考。

1 工程概況

車站主體結構采用地下二層現澆鋼筋砼箱型框架結構型式，車站主體結構總長255.7 m，標準段寬度19.7 m，站臺中心處頂板覆土約3.17 m，底板埋深約16.38 m。本站設計邊墻厚度為700 mm，端頭井部分為800 mm，中板厚度為400 mm，頂板厚度為800 mm，底板厚度為900 mm。

2 水文地質

本工點地層自上而下依次由近代人工填土、第四系全新統沖積（Q4al）粉質黏土、黏土，中更新統～上更新統沖洪積（Q23al+pl）粉質黏土、黏土及下伏燕山期（δ53）閃長巖等構成。第四系最大厚度約30 m。

地下水穩定水位埋深1.8～3.6 m，高程介于20.71～22.57 m之間，屬賦存于第四系松散層孔隙及下伏基巖裂隙中的潛水類型。

3 當前進度及計劃工期

該車站端頭主體底板、負二層側墻已澆筑完成（高度2.9 m），目前正在搭設中板腳手架施工，中板頂板需盡快施工完成，為盾構始發提供條件。

4 基坑圍護結構及支撐體系

車站圍護結構為厚度800 mm的地下連續墻，該段主體范圍地下連續墻墻高33.69 m，嵌入中風化閃長巖，該段主體基底埋深19.54 m。

車站支撐體系：第一道800*800鋼筋混凝土支撐，第二道為φ609 t=16 mm鋼支撐，第三道為φ800 t=20 mm鋼支撐，第四道為φ609 t=16 mm鋼支撐（底板施作完成已拆除）。

5 基坑預警情況

5.1 預警數據

通過測斜ZQT14位移曲線與圍護結構對比圖，可以很直觀的看到地連墻不同深度處的變形大小，地連墻最大位變形處大致對應第二層鋼支撐的位置（如圖1）。

監測單位發出監測預警報告，車站樁體水平位移監測點ZQT14累計達到77 mm（9.5 m處），本期變化速率39 mm/d（11.5 m處），累計控制指標22.00 mm，速率控制指標4.00 mm/d，達到紅色預警（如圖2）。

5.2 預警原因

（1）前期：前期變形過大，第一次鋼支撐埋深為約8 m，第二層鋼支撐埋深約12.7 m，在12月30日，第一層鋼支撐架設6道，開挖深度約13 m，測斜累計變形已到了19 mm，而控制值僅有22 mm，后續變形余量已經極小。

（2）發展：鋼支撐架設滯后。12月31日和1月1日分別達到了橙色和紅色預警，1月3日未架設鋼支撐而進一步開挖，測斜增大了12.26 mm。

（3）擴大：鋼支撐軸力損失嚴重。1月4日第一層鋼支撐新架設3道鋼支撐，測斜變形得到一定程度的控制，速率有所放緩。1月4日至1月8日，第一層北側鋼支撐軸力監測點ZCL02-02軸力大約600 kN，南側鋼支撐軸力監測點ZCL03-02軸力幾乎為0，對比設計預加軸力（1 100 kN）差距較大。在這種情況下，1月9日第二層鋼支撐下方土體進行了進一步的開挖，測斜增大了38.48 mm。

（4）尾聲。1月9日第二層鋼支撐新架設2道鋼支撐，1月10日和1月11日對開挖部位進行了堆土反壓，軸力不足的情況依然存在，但測斜的變形速率大大減小。

車站位于原清河藕池淤泥土范圍內，地面以下3～10 m均為淤泥，含水量大，土質松軟，承載力低，造成了樁體（ZQT14）變形。車站端頭進行兩臺45T龍門吊組裝及調試，兩臺大型吊車支立在東端頭井東側地面上，兩臺大型汽車吊加上兩臺45T龍門吊自重，同時在進行東端頭基坑土方開挖后，未及時架設鋼支撐。

6 采取的主要措施

6.1 施工工序的調整

由于基坑東側在12.5 m位置樁體位移變形已達91.93 mm，為了保證基坑安全，現場在采取不拆除第3道鋼支撐的條件下，首先在基坑下部已完主體上加設5根縱撐、橫向增加2根橫撐，對頂基坑東側變形較大區域的圍護結構先施工12節擴大端位置中板及中環框梁及其他位置側墻、中板，待環框梁混凝土強度達到設計100%時，拆除部分支架，施工負二層側墻，主要工藝流程如下：

12節第3道鋼支撐軸力加壓、→滿堂支架搭設、中板模板安裝→中板鋼筋綁扎→中板混凝土澆筑→中板混凝土養生（強度100%）→拆除中板擴大端東、南、北側距側墻1 m范圍內腳手架→混凝土接縫處鑿毛→綁扎負二層側墻鋼筋→支立、加固負二層側墻模板→澆筑負二層側墻混凝土→處理側墻施工接縫。

6.2 支撐體系調整

為了保證基坑南北向安全，在基坑縱向架設5道縱撐，橫向架設2道縱撐，架設高度在底板以上3.6 m，支撐采用φ800，t=20 mm。

6.3 混凝土澆筑施工

第一步：中板、環梁、側墻施工

為了保證工期，滿足結構強度要求，中環框梁采用C50早強混凝土澆筑，二次澆筑的側墻采用微膨脹混凝土澆筑，保證混凝土質量。

為保證逆做部分墻體接縫質量，在第一次澆筑墻體時，墻體下部采用斜接茬，并預埋止水鋼板。二次澆筑側墻澆筑時采用ZN35-8M小型振搗棒振搗，確保振搗質量。

第二步：側墻施工

負二層側墻考慮澆筑時比較困難，為了保證側墻最后澆筑時的振搗、接縫質量，在側墻模板搭設時，預留0.4 m寬、0.6 m高外掛槽，外掛槽連續設置。槽孔用于混凝土澆筑卸料口及振搗口，外掛槽與側墻一同澆筑完成，待混凝土凝固后再進行破碎切割。

6.4 防水施工專項設計

為保證混凝土側墻施工縫位置防水質量，結合設計圖紙，施工時在接縫位置預埋止水鋼板，鋼板兩側涂遇水膨脹止水膠，混凝土接縫表面涂刷水泥基滲透結晶，側墻外側預埋注漿管。

7 結語

隨著城市地鐵的建設和發展，各種復雜環境的基坑普遍存在。地鐵基坑的變形由許多環境因素造成的，本文以地鐵車站基坑地連墻變形為例，為解決主體結構施工進行了各方案的必選，通過數據分析和現場實施，解決圍護結構變形較大的問題，為后續地鐵基坑施工技術提供一些借鑒經驗。

參考文獻：

[1]建筑基坑支護技術規程：JGJ120-2012[S].

[2]建筑基坑工程監測技術規范：GB50497-2009[S].

[3]混凝土結構工程施工質量驗收規范：GB50204-2015[S].