成都某地鐵站膨脹土地質(zhì)深基坑變形處置措施

柯尊偉

【摘要】介紹成都某地鐵車站深基坑施工基本情況，重點對深基坑變形加固方案確定、采取的處置措施及施工方法等進行闡述。

【關(guān)鍵詞】地鐵車站;膨脹土地質(zhì);深基坑;變形;處置措施;施工方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.12.050

1、工程概況

成都某地鐵車站為地下二層14m島式站臺明挖車站，車站與遠期32號線換乘，換乘形式為節(jié)點換乘。該站位于蜀龍路和仙韻5路交叉路口處，沿規(guī)劃蜀龍路東西方向設(shè)置。車站為14米島式車站，采用雙柱三跨（局部無柱和單柱雙跨）地下兩層（局部三層）現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，本站車站有效站臺中心里程為Y（Z）DK95+400.000，設(shè)計起點里程Y（Z）DK95+228.800，設(shè)計終點里程Y（Z）DK95+978.200。車站總長度749.4m。公共區(qū)采用無柱形式，標準段總寬24.3m，頂板覆土厚度約為3.0m，底板埋深23.50m。設(shè)備區(qū)采用雙柱形式，頂板覆土厚度約為5.0m，底板埋深約22.70m。配線段采用單柱和雙柱形式，頂板覆土厚度約為4.0～5.0m，底板埋深約22.70m。本車站采用明挖法施工。

車站主體總長749.4m，電器大廈處為標準段，寬度為24.3m，最寬處為電器大廈西側(cè)換乘段，寬度為32.1m，底板埋深23.5m，基坑采用圍護樁+內(nèi)支撐支護。圍護樁采用A1200@2000。

內(nèi)支撐采用鋼管支撐，電器大廈附近第一層為A609，t=16mm，第二層為A800，t=16mm，第三層為A609，t=16mm。

電器大廈對應位置樁設(shè)計樁型為A1’型，樁長24.5～24.7m，主筋直徑C28，主筋數(shù)量31根，采用C35水下混凝土。

設(shè)計樁間網(wǎng)噴厚度150mm，掛網(wǎng)鋼筋采用Φ8@150×150mm，噴射混凝土等級C20，樁間土體設(shè)置C16加強環(huán)筋，并在每根樁上植筋入C18，L=0.45m橫向拉筋，加強環(huán)筋、橫向拉筋的豎向間距為1.5m。項目部結(jié)合膨脹土地層等綜合考慮，加強橫筋間距調(diào)整為1m，加強箍與樁體鋼筋焊接長度10cm，鋼筋連接及焊接牢固。地質(zhì)條件較差（膨脹土地層夾雜蒙脫石）的區(qū)域，加強橫筋的豎向間距按0.5m加密設(shè)置。且網(wǎng)片均采用焊接連接。

電器大廈對應位置實際地層雜填土及粘土厚度約12.8m，往下為泥巖層（即第二道鋼支撐以下1m處間泥巖）。

電器大廈為地上5層框架結(jié)構(gòu)，無地下室。

電器大廈距離基坑標準段為7.95m，距離擴大段為8.12m。

電器大廈為柱下臺階式獨立基礎(chǔ)，柱間距5.5m，基礎(chǔ)埋深1.8m，基礎(chǔ)底寬2.2米。見圖2

1.1工程地質(zhì)

地層中黏土自由膨脹率21.0～62.0%，具有弱～中等膨脹性;全風化泥巖自由膨脹率65.00～68.00%，具有中等～強膨脹性。見圖3

1.2基坑變形現(xiàn)狀

2021年6月17日基坑開挖至臨近電器大廈附近，截止2021年8月27日該部位基坑見底，三次監(jiān)測數(shù)據(jù)突變超限，導致電器大廈墻面開裂，基坑變形超限。

（1）2021年6月25日發(fā)生第一次變形，電器大廈周邊于2021年5月10日開始正式開挖冠梁以下土方（之前該處為馬道），建筑物監(jiān)測數(shù)據(jù)一直較為穩(wěn)定。當電器大廈附近第一層鋼支撐已經(jīng)架設(shè)，第二層剛具備條件，正在架設(shè)鋼圍檁時，最大處沉降JZ1-7號點3.03mm/天。

（2）2021年8月2日8月2日發(fā)生第二次變形，基坑處于土方收土階段，剩余土方約1.6萬方，開挖最深處約 24 米，最淺處約 13 米。電器大廈附近第一層、第二層鋼支撐已經(jīng)架設(shè)完成，第三層正開始架設(shè)，且電器大廈南側(cè)和東側(cè)已經(jīng)進行注漿加固，正在進行西側(cè)打孔時，單次沉降過大，最大沉降JZ1-14號點3.84mm/天。

（3）2021年8月25日和26日發(fā)生第三次變形，連續(xù)兩天強降雨，最大沉降達5mm/天。基坑處于土方收土階段，收土口距離電器大廈約29m，剩余土方約1萬方，開挖最淺處約 18.5 米;第一層鋼支撐已經(jīng)全部架設(shè)完畢，第二層鋼支撐已完成，第三層鋼支撐電器大廈位置已完成架設(shè)。

2、處置方案的確定

2.1針對第一次變形的處置方案

根據(jù)地鐵監(jiān)測結(jié)果顯示電器大廈開始沉降，沉降速率明顯提高的情況，20211年6月25日施工單位組織各相關(guān)人員召開分析會，同時對電器大廈周邊進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)電器大廈外圍開挖三處大坑，電器大廈內(nèi)部靠近基坑側(cè)也開挖一處大坑，且下雨坑內(nèi)積水嚴重，經(jīng)與電器大廈人員溝通，了解到是對電器大廈進行房屋鑒定，所以對基礎(chǔ)周邊進行開挖，但此次開挖地基受到一定擾動，對房屋沉降變形勢必有一定的影響。

確定首先協(xié)調(diào)電器大廈人員對開挖的房屋基礎(chǔ)進行回填的措施。

2.2針對第二次變形的處置方案

經(jīng)分析認為，電器大廈及基坑地面沉降突變，主要由膨脹土層泡水導致地層承載力及強度降低引起。經(jīng)現(xiàn)場察看，電器大廈主體結(jié)構(gòu)（梁、柱）未見明顯裂縫，磚圍護墻有局部裂縫。

（1）電器大廈外墻周邊祼土地面及硬化地面裂縫應及時硬化封，保證周邊排水暢通。

（2）根據(jù)監(jiān)測情況，對電器大廈基礎(chǔ)注漿加固，必要時采取基礎(chǔ)底部打設(shè)管棚等措施。

（3）基坑暫停土方開挖，及時架設(shè)鋼支撐，封閉基坑底及樁間土體，樁間護壁設(shè)置泄水管引排地層滯水。鋼支撐架設(shè)后，盡快撤離大型設(shè)備，控制地面超載。

（4）基坑陽角處根據(jù)建設(shè)情況，必要時加密鋼支撐。

（5）提高監(jiān)測頻率，及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，必要時采取相應應急措施，保證基坑和電器大廈安全。待監(jiān)測變形數(shù)據(jù)收斂后，方可進行后續(xù)施工。

2.3針對第二次變形的處置方案

（1）基于“快速開挖，及時澆筑”原則，適當調(diào)整基坑開挖時序，確保電器大廈段主體結(jié)構(gòu)盡早實施。

（2）補充基坑側(cè)壁泄水孔，確保樁間土體穩(wěn)定。

（3）第一、二道鋼支撐之間可考慮局部加撐措施，適當減小第一、二道 鋼支撐豎向間距。

（4）基坑附近地表裂縫須第一時間封閉，減少雨水和地表水下滲，加強坑內(nèi)土體疏干措施。

（5）加強監(jiān)測和現(xiàn)場巡查，如電器大廈梁柱節(jié)點部位，確保電器大廈安全。

3、處置施工方法

3.1針對第一次變形的處置施工

對電器大廈進行房屋鑒定時開挖的房屋基礎(chǔ)進行了回填處理。

3.2針對第二次變形的處置施工

（1）電器大廈外墻周邊裸土地面及硬化地面裂縫硬化封閉，并對電器大廈屋面排水管加長引流至排水溝內(nèi)。

（2）豎向加固注漿：距離電器大廈約3.5m，52袖閥管，孔深6m，雙排間距0.8m梅花形布置，為加強轉(zhuǎn)角注漿效果，轉(zhuǎn)角處增設(shè)1排注漿孔，以轉(zhuǎn)角點外擴0.8m，向轉(zhuǎn)角兩側(cè)各延伸3孔。斜向加固注漿：在建筑基礎(chǔ)與豎向注漿孔之間設(shè)置雙排斜向注漿孔，52袖閥管，孔深8m，雙排間距0.8m梅花形布置，斜向角度30°，柱下獨立基礎(chǔ)外側(cè)，增設(shè)4根108鋼花管加固，間距1m，長度以打設(shè)到全風化泥巖層為止。累計打設(shè)6m長注漿管115個，并完成注漿;累計打設(shè)8m長注漿管160個，并完成注漿;累計灌注水泥109t。

（3）基坑暫停土方開挖，架設(shè)鋼支撐，封閉基坑底及樁間土體，樁間護壁設(shè)置泄水管引排地層滯水。

（4）基坑陽角第一道鋼支撐采取并撐（增加6根）處理。

（5）對電器大廈進行房屋鑒定。

3.3針對第三次變形的處置施工

（1）適當調(diào)整基坑開挖時序，加快電器大廈段主體結(jié)構(gòu)施工。

（2）補充基坑側(cè)壁泄水孔。

（3）第一、二道支撐之間局部采取加撐（增加14根）措施。

（4）基坑附近地表裂縫封閉。

4、監(jiān)測數(shù)量分析

根據(jù)2011年9月1日至10月23日的變形監(jiān)測結(jié)果可以看出，現(xiàn)場采取的處置相關(guān)措施效果明顯，變形趨于穩(wěn)定。

結(jié)語：

通過對膨脹土地質(zhì)深基坑變形采取針對性的處置措施后，變形趨于穩(wěn)定，達到明顯效果。2021年9月24日電器大廈對應基坑第10單元底板已澆筑完成，對應第9單元正澆筑底板混凝土，基坑側(cè)壁、支撐均穩(wěn)定無異常。2021年12月23日電器大廈對應的地鐵車站第9、10單元主體結(jié)構(gòu)安全順利封頂，周邊排水暢通無積水，電器大廈墻體無新增裂縫，關(guān)鍵梁、柱節(jié)點無裂縫發(fā)育，整體穩(wěn)定無異常。值得類似情況的處置借鑒。