近地铁深基坑施工技术研究

近地铁深基坑施工技术研究摘要：随着我国城市经济的高速发展和城市规划的扩展，城市轨道交通蓬勃兴起，在地铁边上的高层建筑、地下商场等的开发也相继加快速度，如此就带来如何在运营地铁附近进行深基坑施工的问题。

即要保证地铁运营的安全，同时还要保证深基坑的施工能正常进行。

这就需要对地铁深基坑的施工进行进一步的探讨和研究。

关键词：近地铁深基坑施工技术研究1、近地铁深基坑施工技术研究的意义随着我国城市经济的高速发展和城市规划的扩展，城市对大容量、高质量交通方式的需求迅速增长，城市轨道交通蓬勃兴起，中国的城市轨道交通建设正在进入快速发展时期。

根据我国城市轨道交通发展“十一五”规划，轨道交通建设速度每年200多公里，二、三十年就有可能达到远景规划的总里程9000km，不久将来我国将成为世界上城市轨道交通拥有里程最多的国家。

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，就是如何在运营地铁附近进行深基坑施工的问题。

即要保证地铁运营的安全，同时还要保证深基坑的施工能正常进行。

面对以上我国轨道交通现状和发展，各地方都相继出台了政策和管理条例来加强对轨道交通设施的保护，如上海市规定，在轨道交通安全保护区内进行建造或者拆除建筑物、构筑物、打桩、挖掘、地下顶进、爆破、架设、降水、地基加固、大面积增加或者减少载荷的作业时，其作业方案应当征得市轨道交通处同意，并采取相应的安全防护措施。

这就需要对地铁深基坑的施工进行进一步的探讨和研究。

裕年国际商务大厦是我们八局承接的第一个近地铁的项目，工程临近上海地铁一号线运营隧道，工程北侧地下室外墙离运营隧道最短距离约7m，且该处地铁隧道顶部覆土仅有7m，该处地铁隧道为一号线转弯半径最小处，而本基坑开挖深度为10.15m。

此处一号线所处地层为饱和的流塑或软塑粘性土层，这土层一经扰动，强度将明显降低，会发生了较大的沉降和变形，使隧道结构受到了一定的影响。

所以在此处进行基坑的施工要慎之又慎，不能出任何问题，这就要求我们必须熟悉轨道保护区内深基坑施工的要求，掌握保护区内的深基坑施工的方法。

为此，开展此课题的研究可以为我局积累近地铁深基坑施工的经验，填补我局在近地铁深基坑施工中技术积累的空白，并为今后承担新的类似工程任务方面有着重要的意义。

２、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米的基坑或深度虽未超过5米，但地质情况和周围环境较复杂的基坑。

３、近地铁深基坑施工技术研究的主要内容在收集、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。

（4）信息化监测及动态反馈技术研究主要在基坑各分部分项工程施工过程中，通过对地铁结构及基坑的监测来达到施工中保护地铁的目的，并以此通过动态反馈来改变施工工艺，实现信息化施工。

（5）设计及施工优化研究通过以上针对各分部分项工程施工技术的总结，提出对设计及施工方面进行相关优化的建议。

4近地铁深基坑施工技术研究现状4.１近地铁深层搅拌桩施工研究现状深层搅拌桩以水泥为固化剂，通过螺旋钻头对地基土进行原位上下、左右旋转翻滚式强制搅拌，其主要为切削土体，剪切力为主，在下沉搅拌、提升搅拌过程中喷浆，同时加入高压空气，使水泥土充分、均匀的搅拌。

搅拌水泥土未固化前，其比重约为1.5-1.6，较其他泥浆护壁成桩或成孔（泥浆比重约1.05-1.1）工艺，对周围环境影响小，同时高压空气不断释放压力，也在一定程度上减少了对周围土体侧向压力。

由于深层搅拌桩在加固施工中无振动、无噪音、无污染，而且成桩快、成本低，加固后可很快投人使用，适应快速施工要求等优点，目前在许多地基处理中得到了广泛应用，特别是软土地区，起到挡土护壁及止水作用。

目前在上海地区的近地铁深基坑施工中得到了广泛应用，主要起到地下连续墙的挡土护壁作用，以避免地下连续墙施工中的槽壁坍塌，从而危及地铁结构安全，并同时可以起到防水的作用，以减小地下连续墙的渗漏，从而为基坑起到双重防水的作用。

为减少搅拌桩施工中对地铁运营的影响，上海会德丰广场在搅拌桩施工中采用了以下措施一些措施:（1）控制日成桩数量。

采用跳打（隔五打一），以减小对地铁隧道的叠加变形影响。

（2）密切与地铁监护部门以及监测单位配合。

定时开碰头会，根据监测单位提供的地铁隧道的监测数据，讨论分析下一步的施工安排。

（3）水灰比的控制。

水灰比如果太大，施工阻力则小，施工相对容易，施工时隧道的变形也小，但桩体强度发展较慢，对后续地下连续墙施工的影响较大，容易引起槽壁坍塌，进一步影响地铁的安全。

水灰比如果太小，则沟槽内浆土稠度较大，浆土不易翻搅，气体难以释放，压力也就不易释放，施工的阻力就大，对隧道的影响就比较大。

所以水灰比不能按照常规考虑，必须根据工程的特殊性选择合理的水灰比进行施工。

在工程类比及多次试验摸索后，水灰比1.2是一个比较合理的参数。

(4)下沉速度的选择。

由于临近地铁，不能按照常规考虑，必须通过试验确定合理的施工参数。

本工程通过对两种下沉速度(0.5m/min和0.25m/min)的试验分析得出，采用0.5m/min下沉速度时，对地铁所在范围土体位移较大，位移曲线较陡，采用0.25m/min下沉速度时，位移较小，且位移曲线整体更均匀。

(5) 水泥浆流量的控制。

主要需掌握压浆泵换档时间，换档时间对于沟槽内浆土稠度影响较大。

4.2近地铁地下连续墙施工研究现状及采用的一些施工措施地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。

经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，目前地下连续墙的最大开挖深度为140 m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。

地下连续墙具有许多优点，作为深基坑围护，主要优点有：（1）施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。

（2）墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。

为保证地铁运营的安全，在软土地区如上海的近地铁深基坑支护设计中现已成为不二的选择。

（3）防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。

为减少地下连续墙施工中对地铁运营的影响，通常会采用以下措施一些施工措施（1）为保证开挖后槽壁的稳定性，控制地铁结构的变形，会增加一些辅助措施，如加大泥浆比重、增大泥皮厚度、提高导墙高度等。

（2）为减小成槽对土体的影响，靠近地铁一侧的地墙采用间隔施工法，同时在地墙内预留注浆管，当地墙达到设计强度后即进行墙底注浆，以进一步减小支护结构的位移。

（3）严格控制单幅地墙施工时间。

为防止深槽塌孔，通常将地铁一侧的单幅地墙施工时间严格控制在16 h以内。

（4）加强地铁侧的监控量测，设置测斜管，并与监测单位加强联系，随时调整施工参数。

（5）先行施工靠地铁一侧的地连墙，可有效地控制了施工地连墙时对地铁的影响。

4.3 近地铁侧坑内加固施工研究现状坑内加固通常采用高压旋喷桩或搅拌桩施工方法，对于地铁侧被动土区的加固通常会采用以下一些施工措施：（1）通常选用水泥土搅拌桩施工方法，以减小对地铁侧土体的挤压，从而减小地铁结构的变形。

（2）地铁侧被动区水泥土搅拌桩加固体与槽壁加固之间采用劈裂注浆或辅以三重管高压旋喷填充的加固方式。

（3）施工顺序近地铁侧往基坑内方向进行施工。

（4）在基坑开挖前，对基坑内的地下水进行预降水，使坑内土体固结密实，从而增加被动土压力。

4.4 近地铁基坑开挖及支撑施工研究现状近地铁基坑开挖方式须运用“时空效应”原理，严格遵循遵循“分层、分区、分块、对称、平衡、限时”的挖土施工原则。

通常会采用以下施工工序：（1）考虑到第一层挖深较小，一般以大开挖的方式进行开挖，并施作第一道支撑。

（2）第二层及以下各层土开挖一般会采用留土护壁方式进行，地铁侧留土宽度通常不小于开挖深度的4倍，并严格控制土坡坡度，一般按1:1.5放坡。

（3）先形成中间支撑或远离地铁侧支撑，护壁土开挖须抽条间隔开挖，并要求这部分土的挖掘、截桩至混凝土支撑或底板浇捣等整套工序在一定时间内完成。

（4）加强与监测单位联系，包括地铁监测及基坑监测，根据监测数据及时调整开挖步序及方法。

5、近地铁深基坑施工技术特点和难点近地铁深基坑施工的特点除一般深基坑施工的特点和难点以外，主要还有以下一些特点和难点：（1）施工准备工作：施工前需通过相关试验来确定施工参数，以达到保护地铁的目的。

（2）施工顺序的限制：如施工时一般需采用跳仓施工，以减小土体变形对地铁的影响。

（3）施工时间的限定：包括允许施工的时间段，如采取地铁夜间停运时间段；并要求在规定的时间内完成一定的施工任务，以减小施工对运营地铁的影响。

（4）增加加固措施：如在地铁侧均采用坑内土体加固技术，以增加被动土抗变形能力。

（5）加强施工过程的监控量测：包括地铁结构及基坑两部分内容。

（6）增加了保护地铁的施工辅助措施及应急预案：如在地下连续墙两侧增加深层水泥土搅拌桩，以稳定槽壁。

6、研究的技术路线研究技术路线如图1-1所示。

图1-1 技术路线框图7结论与建议7.1结论随着我国各城市地铁的大力发展，越来越多的建筑将在地铁附近进行施工，这就面临一个现实问题就是既要保证地铁运营的安全，同时还要保证深基坑的施工能正常进行，这是目前近地铁深基坑施工的难点，也是急需解决的问题。

在工程实施中，采取合理的施工工序和技术措施，施工过程中地铁最大变形量控制在3.5mm以内，得到参建各方、地铁公司及政府相关部门的高度赞扬，据地铁公司反馈，本工程在上海地区同类工程中，对地铁的变形控制是最好的。