广东省源天工程有限公司 广州 510370
摘要：随着城市轨道交通建设的迅猛发展和城市地下空间的不断开发利用，不可避免地出现了需要在既有地铁隧道上方进行基坑施工的情况。为此，需要因地制宜采取合理有效的基坑支护设计和施工技术措施，用以控制因基坑的施工引起的地铁隧道的变形，确保既有下卧地铁隧道的安全。本文以广州某地铁隧道上方的浅基坑施工为例，简述了采用基底满堂加固、抗拔桩及纵向分块抽条施工等技术措施，以解决基坑开挖卸载后可能引起的既有地铁隧道变形的问题，为类似工程的施工借鉴参考。
关键词：地铁隧道；浅基坑开挖；卸载
1.工程简介
本工程为城市地下空间开发利用项目，结构形式为地下一层钢筋砼框架结构，基坑大致沿既有地铁隧道上方布置，基坑长（沿地铁隧道纵向）约220m，宽（垂直地铁隧道轴线）约30m，开挖深度为6.1m，基坑底距既有地铁隧道结构顶面约3.1m。
本工程基坑围护结构分别为：北侧采用Φ600mm@450mm密排式搅拌桩重力式挡墙；南侧采用800mm厚地下连续墙（南侧毗邻二期深基坑）；东西两端则采用Φ600mm@450mm格栅式搅拌桩加固后放坡。既有地铁隧道周边一定范围内的土体采用Φ800mm@600mm密排式搅拌桩进行加固，结构底板下共设置74根抗拔桩。基坑支护及加固方式见图1及图2。.png)
图1 基坑支护平面布置（局部）示意图.png)
图2 基坑支护与加固典型剖面图
2.施工重难点
2.1既有地铁隧道位移控制
本工程基坑位于已建成但未投入营运的地铁隧道上方，设计基底与地铁隧道结构顶面的距离仅3.1m。因此，如何解决好地下水浮力作用及上部土体卸载时的地基反弹问题[1]，即基坑开挖卸载后对既有地铁隧道引起的变形控制是本工程的重难点。
2.2施工监测
本工程基本位于既有地铁隧道上方，地铁隧道变形控制要求严格，按照设计图纸监测要求，隧道水平位移和沉降变形位移的报警值为10mm、控制值为20mm。在基坑开挖及结构施工期间存在多重叠加影响，安全风险高，需加强对既有地铁隧道的保护与监测，确保既有地铁隧道结构的安全。
2.3施工组织
本工程工期紧迫，根据地铁公司对业主的要求，本工程从基坑开挖至结构施工必须在4个月的时间内完成，否则将延误地铁隧道的通车运营节点工期，造成严重不良影响。因此，如何做好施工组织管理，合理分块抽条施工，是能否按期完成工程施工的关键。
3.主要施工技术措施及方法
3.1土体加固与抗浮结构施工
为了保证既有地铁隧道周边的土体加固密实度，降低基坑开挖卸载后引起地铁隧道结构的变形及防止施工扰动地铁隧道，左、右线隧道均采用搅拌桩满堂加固，加固深度为设计基坑底至既有隧道结构顶面约1m，加固宽度为距既有地铁隧道边缘1.4～3.4m的范围。满堂加固采用Φ800mm@600mm搅拌桩。搅拌桩的水泥掺入量为20%，要求搅拌桩28天龄期无侧限抗压强度不少于0.8MPa，渗透系数不大于1x10-7cm/s，处理后的地基承载力不小于200kPa。
考虑到基坑底板结构上浮可能会引起地铁隧道上浮的问题，因此在既有地铁隧道两侧设置了74根Φ800 钻孔灌注桩作为抗拔桩，抗拔桩与既有地铁隧道结构的净距约为3.5m，有效桩长约16m，桩底嵌入中风岩不少于3.0m（或微风岩不少于2.5m），桩顶纵向受力钢筋锚入底板结构不少于45d，与底板结构形成“门”式抗浮结构。
3.2基坑土方开挖与结构施工措施
基坑长约220m、宽约30m、深约6.1m，土方量约为4.0万m3，基坑底距既有地铁隧道结构顶面约3.1m。本工程工期紧迫，为了确保土方开挖施工进度，同时又能避免因工程施工引起既有地铁隧道的变形（主要是结构上浮），土方开挖采用纵向分块抽条方式，沿纵向每间隔75m分为一块，每一块又分为5个抽条段进行开挖，即每次开挖长度为15m。
土方开挖施工过程中严格按照上述分块抽条施工原则合理安排各工序的连续施工，抽条开挖至基底后及时浇筑垫层砼进行封底，封底完成后及时进行防水与结构施工，有效地控制了基坑底部土层因施工扰动和软化对地铁隧道的安全造成的影响[2]。当结构砼达到设计强度后及时回填覆土，确保了既有地铁隧道的安全。
3.3施工过程地铁隧道变形监测情况
基坑施工过程中，严格按照设计图纸监测要求（隧道水平位移和沉降变形位移的报警值为10mm、控制值为20mm）对既有地铁隧道进行变形监测。
基坑施工前，在地铁隧道内布设监测点，沿隧道纵向每5m布设1个断面，每个断面布设6个监测点（道床2个、侧壁2个、顶部2个），并连续测得3次稳定数据的平均值作为初始值。
基坑施工期间，委托第三方建立了地铁隧道自动监测系统，对地铁隧道实施变形监测。监测频率为：围护结构及土体加固期间1次/天，基坑开挖至回筑完成期间3次/天，基坑回筑完成后1个月内1次/3天[3]。监测结果显示，围护结构及土体加固期间地铁隧道结构最大隆起量为1.5mm；基坑开挖至回筑完成期间隧道隆起量最大值为8.2mm，其中第一抽条段回筑完成时隧道隆起最大值为5.4mm，第八抽条段回筑完成时隧道隆起最大值为6.7mm，第十五抽条段回筑完成时隧道隆起最大值为8.2mm；基坑回筑完成后1个月隧道隆起最大值为6.5 mm。
整个基坑施工过程至基坑回筑完成后1个月，地铁隧道各个监测点的变形速率及变形累计值均较小，未超预警值，隧道结构始终处于安全可控状态，满足相关地铁保护要求，证明本工程的设计和施工的方法及技术措施是合理有效的。
4.结语
本工程属于较为典型的在埋深较浅的既有地铁隧道上方进行基坑开挖施工的项目，所采用的设计方案和施工技术措施均具有一定的代表性，可为今后类似工程提供一定的借鉴作用。
参考文献：
［1］刘建航，侯学渊.基坑工程手册.北京：中国建筑工业出版社，1997.
［2］王如路等.地铁运营隧道上方深基坑开挖卸载施工的监控.地下工程与隧道，2005（1）.
［3］夏才初，潘国荣.土木工程监测技术.北京：中国建筑工业出版社，2001.
论文作者:陈荣丰
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/9/28
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