高層建筑深基坑地下室緊臨地鐵車站的施工變形控制

1、高層建筑深基坑地下室緊臨地鐵車站的施工變形控制 摘要:從設(shè)計(jì)、施工組織、監(jiān)測(cè)等方面,對(duì)緊臨地鐵深基坑的施工采取了變形控制措施,保證了工程的安全順利完成。關(guān)鍵詞:高層建筑;地鐵;深基坑;地下連續(xù)墻;變形控制;監(jiān)測(cè)  引言      隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,大中城市軌道交通項(xiàng)目也紛紛上馬,城市中心地鐵線路的建設(shè)帶動(dòng)了沿線商業(yè)、住宅的聚集開發(fā)。很多高層商業(yè)樓盤緊臨或結(jié)合地鐵車站開發(fā)建設(shè),對(duì)高層建筑深基坑地下室的施工提出了很高的變形控制要求,我公司所監(jiān)理的新梅太古城工程就是其中之一。   &#

2、160;  新梅太古城工程位于上海市閘北區(qū),是1幢地下3層、地上11層、總建筑面積約64 622m2的商業(yè)建筑,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。地基基礎(chǔ)采用850 mm鉆孔灌注樁加筏板的基礎(chǔ)形式,底板厚1. 5 m,基坑開挖深度為14. 85 m。該工程場(chǎng)地南側(cè)為擬建地鐵12號(hào)線曲阜路車站,西側(cè)為在建地鐵8號(hào)線曲阜路車站,車站部分設(shè)備用房與新梅太古城地下室合建,同時(shí)該基坑將利用8號(hào)線曲阜路車站東側(cè)部分地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。新梅太古城基坑總占地面積約6 368 m2,圍護(hù)結(jié)構(gòu)總周長325 m,基本上呈方形。為了能按時(shí)交付8號(hào)線曲阜路車站設(shè)備用房,基坑分為東西兩坑施工,先施工有地鐵

3、車站設(shè)備用房的西坑,待西坑澆注完地面層結(jié)構(gòu)后開挖東坑。工程總平面布置圖見圖1。      由于該工程深基坑地下室緊臨地鐵8號(hào)線曲阜路車站開挖施工,同時(shí)還需利用曲阜路車站東側(cè)部分地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),因此,對(duì)該深基坑地下室施工的變形控制以及對(duì)8號(hào)線車站的附加變形控制和保護(hù)是整個(gè)工程的重點(diǎn)。1 設(shè)計(jì)方面采取的措施1. 1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)      根據(jù)該基坑工程的面積、開挖深度和周邊地鐵、建筑物及地下管線布置情況,基坑采用明挖順作法施工方案。根據(jù)基坑抗傾覆與抗隆起穩(wěn)定性、抗管涌穩(wěn)定性、基坑變形以及造價(jià)經(jīng)

4、濟(jì)合理的要求,確定基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻,此圍護(hù)地下墻同時(shí)作為永久結(jié)構(gòu)的地下室外墻。1. 1. 1 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的布置      在西坑開封路及曲阜路側(cè),采用800 mm厚地下連續(xù)墻、深度為30 m(基坑開挖深度14. 85 m),墻趾位于第12層灰色粉質(zhì)黏土層中。在北側(cè)靠近地鐵8號(hào)線區(qū)間隧道邊的地下墻兩側(cè),采用650 450 mm三軸攪拌樁加固糟壁,在基坑開挖時(shí)還能增強(qiáng)止水效果,保護(hù)地鐵區(qū)間隧道的安全。局部深坑邊地下連續(xù)墻深度加深至34 m。地鐵8號(hào)線曲阜路站側(cè)利用該站東側(cè)已建的部分地下連續(xù)墻,地鐵端頭井墻厚800 mm、墻深34 m,地

5、鐵標(biāo)準(zhǔn)段墻厚600 mm、墻深29 m,墻趾分別位于第3層灰色粉質(zhì)黏土夾黏質(zhì)粉土層中及第12層灰色粉質(zhì)黏土層中。西坑南側(cè)由于地下墻邊為地鐵出入口,豎向跨度較大,應(yīng)主體設(shè)計(jì)單位的要求,西坑南側(cè)地下墻做成T形槽以增加側(cè)向剛度。      東坑開封路、文安路及曲阜路側(cè),采用800mm厚地下連續(xù)墻、深度為30 m(基坑開挖深度14. 85 m),墻趾位于第12層灰色粉質(zhì)黏土層中。局部深坑邊地下連續(xù)墻深度加深至34 m。      東西坑間采用800 mm厚地下連續(xù)墻作為中隔墻,考慮因鑿除的需要中隔墻兩邊

6、墊層厚度加厚1 m,因此,中隔墻深度為33m,墻趾位于第3層灰色粉質(zhì)黏土夾黏質(zhì)粉土層中。      該基坑須在地鐵12號(hào)線曲阜路站施工前完成地面層以下結(jié)構(gòu)工程,同時(shí)還要滿足8號(hào)線曲阜路站設(shè)備用房完工節(jié)點(diǎn)的要求。1. 1. 2 支撐體系及立柱      基坑支撐體系采用豎向3道鋼筋混凝土支撐,由于西坑呈長條形,支撐形式采用沿長邊對(duì)撐、角部斜撐邊布置;東坑大體呈方形,支撐形式采用中間對(duì)撐、角部斜撐布置,受力明確、整體性好,鋼筋混凝土支撐抗壓強(qiáng)度高、變形小、剛度大,對(duì)控制基坑側(cè)向變形、保護(hù)周邊地鐵、建

7、筑、管線及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定具有重要作用。基坑中部的對(duì)撐區(qū)域可加強(qiáng)為施工棧橋,結(jié)合4塊較大的出土空間方便施工挖土及向外運(yùn)輸,以提高施工效率,同時(shí)也可降低施工造價(jià)。      鋼筋混凝土支撐的具體布置情況如下:      第1道支撐中心標(biāo)高為-2. 25 m,主撐截面為800mm×800mm,大主撐截面為1 000mm×800mm,連梁截面600mm×600mm,頂圈梁截面1 000 mm×900mm(曲阜路站側(cè)地下墻頂圈梁截面為1 000mm×1

8、 000 mm)。      第2道支撐中心標(biāo)高為-7. 75 m,主撐截面為900mm×900mm,大主撐截面為1 000mm×900mm,連梁截面700mm×700mm,圍檀截面為1 200 mm×1 000 mm。      第3道支撐中心標(biāo)高為-11. 65 m,主撐截面為900mm×900mm,大主撐截面為1 000mm×900mm,連梁截面700mm×700mm,圍檀截面為1 200 mm×1 000 m

9、m。      為控制基坑變形,保護(hù)周邊設(shè)施,墊層作為底撐用,墊層厚度為300mm,采用C 30早強(qiáng)混凝土澆注。支撐立柱采用4L140 mm×14 mm型鋼格構(gòu)柱加850 mm鉆孔灌注樁,柱截面尺寸為508 mm×508 mm,插入鉆孔樁3m,間距一般12m。支撐立柱樁設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合主體結(jié)構(gòu)工程樁,樁位布置盡量利用工程樁作為立柱樁,以節(jié)省圍護(hù)工程費(fèi)用,降低工程造價(jià)。1. 1. 3 抗內(nèi)土體加固      該工程西側(cè)緊鄰地鐵8號(hào)線曲阜路站,為控制車站的側(cè)向變形,在西坑坑底以下5 m

10、范圍內(nèi)進(jìn)行高壓旋噴滿堂加固,同時(shí)沿曲阜路站一側(cè)在第2道支撐底至坑底范圍內(nèi)進(jìn)行高壓旋噴抽條加固,寬度為4 m,長度為10 m,間距為4 m,以有效地控制結(jié)構(gòu)變形和土體擾動(dòng),保護(hù)8號(hào)線曲阜路站的安全。      為控制東坑基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形,同時(shí)考慮到圍護(hù)邊較長,因此,沿坑邊進(jìn)行坑底以下4m范圍高壓旋噴裙邊加固,寬度為6 m。      在電梯基坑和集水坑等局部深坑處,采用高壓旋噴加固。      高壓旋噴加固后,固體的28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度必須&

11、gt;1. 2MPa。1. 2 地下室底板結(jié)構(gòu)連接的處理      由于東西坑間采用地下連續(xù)墻作為中隔墻,東西坑底板的連接至關(guān)重要,既要考慮西坑施工變形控制的有效性,又要兼顧新梅太古城地下室的整體性。節(jié)點(diǎn)圖設(shè)計(jì)如圖2所示。2 施工技術(shù)方面采取的措施      (1)在新梅太古城地下墻與地鐵8號(hào)線地下墻連接處,因原地鐵8號(hào)線地下墻未留接口及地下墻鼓包680 mm而使該接口未閉合,對(duì)該連接處采取鉆孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁加固處理,以起到抑制地下墻側(cè)向變形和接縫滲漏水的作用。  &#

12、160;   (2)經(jīng)與業(yè)主商定,地下室底板下墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高至C 35并摻加早強(qiáng)劑,設(shè)置單層雙向12 250 mm鋼筋代替支撐,以減少基坑土體變形,并且便于第3道支撐提早拆除,爭取工程進(jìn)度。      (3)由于地下室外墻為二墻合一做法,且東坑開挖時(shí)西坑主體結(jié)構(gòu)已完成,考慮到東坑支撐受力及外墻節(jié)點(diǎn)處理,特對(duì)西坑支撐進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(見圖3)。      (4)為解決東坑地下室結(jié)構(gòu)梁板施工時(shí)換撐對(duì)西坑已建好的結(jié)構(gòu)的影響,并有利于圍護(hù)中隔墻的拆除,經(jīng)與設(shè)計(jì)院溝通,地下12層橫

13、穿中隔墻的梁在西坑施工時(shí),在合適位置梁鋼筋預(yù)留鋼筋連接器,在東坑梁板混凝土澆注時(shí)一起澆注,相連的樓板不澆注。3 施工組織方面采取的措施      在新梅太古城深基坑地下室施工時(shí),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,主要采取了以下幾項(xiàng)措施,確保了對(duì)基坑變形的控制。      (1)嚴(yán)格按圍護(hù)設(shè)計(jì)要求對(duì)坑內(nèi)土體進(jìn)行加固。      (2)該工程基坑內(nèi)的土層屬飽和軟土,含水量高,良好的降水措施有利于土方開挖,也有利于控制基坑的變形?；油练介_挖前,采用真空深井泵結(jié)合輕

14、型井點(diǎn)降水,真空深井泵每150200 m2左右設(shè)一眼井,待底板澆注完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除;輕型井點(diǎn)每層土體按需布置。      (3)增加土方開挖設(shè)備及運(yùn)輸車輛,提供臨時(shí)堆土場(chǎng),采用二次駁運(yùn), 24 h不間斷地由基坑北面向南面挖土;在支撐混凝土中摻加早強(qiáng)劑;按滿足基坑土方開挖的“時(shí)空效應(yīng)”原理,增加勞動(dòng)力,加快混凝土支撐的施工進(jìn)度,嚴(yán)格實(shí)行分塊限時(shí)開挖,滿足開挖及支撐的要求。      (4)在西坑最后一層土方開挖時(shí),設(shè)計(jì)要求分4塊依次進(jìn)行,并且底板也分4塊施工。考慮到施工組織時(shí)準(zhǔn)備增加挖土設(shè)

15、備和施工人員,而且基坑狹長,經(jīng)與各方協(xié)商,采取一次挖土到位、底板整體施工。      (5)基坑開挖委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)施全過程的信息化施工監(jiān)測(cè),嚴(yán)格監(jiān)控鄰近地鐵和重要管線側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況和滲漏情況,如發(fā)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形超過控制值,及時(shí)采取控制基坑變形的措施。      (6)支撐拆除時(shí),采取分段割斷吊出基坑外由人工破碎,以加快地下室結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度,減少基坑變形。4 施工效果分析      根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范的規(guī)定,該地下室基坑施工的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及報(bào)警警戒值見表1。西坑基坑土方于2006年10月12日開挖, 11月7日最后一層開挖, 11月19日基坑土方開挖全部完成, 11月30西坑底板混凝土澆注結(jié)束。      西坑基坑2006年11月9日的施工監(jiān)測(cè)報(bào)表顯示,墻體測(cè)斜數(shù)據(jù)的7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有兩個(gè)點(diǎn)超過報(bào)警值,最大值分別為21. 96mm和21. 40mm。施工、監(jiān)理單位接到通知后