昆明地铁站深基坑紧邻建筑的施工保护措施

时间：2024-07-28

唐文周，王起飞

(中国铁建十六局集团北京轨道交通工程有限公司，北京 101100)

随着地铁建设的发展，市区内靠近既有建筑物的地铁车站越来越多。车站的基坑施工会引起基坑周围土体的变形，对既有建筑物造成损害［1］－［3］。因此，地铁基坑开挖前进行合理的紧邻建筑物施工保护措施选型是非常必要的，关系到紧邻建筑的安全和地铁站的正常施工。本文以昆明地铁首期工程八标展览中心站为例，对城市地铁站紧邻建筑物的保护措施进行研究，以期为类似条件下的建筑物安全措施选型提供参考。

1 工程概述

1.1 工程概况

昆明轨道交通首期工程八标展览中心站位于春城路与国贸路交叉口南侧的春城路下，沿南北走向，明挖法施工，标准段为二层二跨箱形结构。车站主体结构总长度是297.64 m，基坑深度约为16.75 m，标准段总宽度是19.7 m。具安全隐患的既有紧邻建筑主要为东侧的国贸花园住宅小区，车站围护结构与小区居民楼最近距离5.57 m(如图1 所示)，采用静压预应力管桩基础，管桩外径400 mm，壁厚75 mm，桩长18 m。

图1 昆明地铁首期工程八标展览中心站紧邻建筑位置(单位:m)

1.2 工程地质条件

地铁站基坑土层及土体性质如表1 所示。勘查结果表明，车站开挖深度范围内填土层密实度差，自稳性能差，开挖过程中容易出现坍塌，泥炭质土对基坑支护不利，开挖过程中容易出现坍塌及泥流现象。粉土、粉砂及粉土处地下水位以下，开挖过程中易发生流砂、坍塌现象。砂砾层处于地下水位以下，受地下水影响，自稳性能差，开挖时极易出现坍塌现象。开挖至设计标高后，基底局部为黏性土，其透水性差、厚度小，地下水具有承压性，可能产生突涌。

场地主要有两稳定地下水位:混合水位及潜水水位，其中潜水含水层为粉土层、粉砂层、砾砂层、粉土层，各潜水含水层有一定的水力联系。受含水层层面起伏影响，具一定承压性。在施工过程中采用井点降水。

表1 展览中心站土层

2 楼房保护措施

结合地铁站工程特点及所处场地工程地质条件，结合国贸中心住宅楼实际情况，在施工过程中提出连续墙接头形式由锁扣管接头变更为工字钢接头、在楼房与基坑之间增加旋喷加固等措施，对楼房进行保护。从围护结构施工开始到主体结构完成的施工过程中采取的具体措施如下。

2.1 围护结构

根据现场实际情况，车站采用明挖法施工。围护结构采用地下连续墙加内支撑支护体系。连续墙厚800 mm，入土深度26～34 m，锁扣管接头。设三道支撑，第一道支撑为800 mm×800 mm 混凝土支撑，第二、三道支撑采用609×16钢支撑，其中第二道钢支撑采用双拼。

考虑到连续墙接头形式对连续墙变形及受力的影响，根据连续墙的接头形式特点，即工字钢接头属于刚性接头，能够有效传递弯矩、剪力和轴力，而且工字钢接头的连续墙不易出现漏水现象，止水效果好。相邻两槽段钢筋笼衔接良好，具有较好的抗剪和抗弯能力，接头混凝土强度得到保证，整体刚度好，安装容易。所以经过变更，在靠近楼房区域均采用工字钢接头的形式，这样既可以保证止水效果，又可以减小连续墙变形，确保基坑外土体的稳定。

2.2 基坑降水

基坑开挖前20 天采用内井点对基坑进行预降水，以加固坑内土体，展览中心站勘察揭露地下水为潜水及混合水位，水量大，受地层及层面起伏影响，局部地段具承压性。在基坑施工期间保持坑内水位在开挖面下1m。

深度范围内含水量不高的黏土层，降水井(含坑外降水井)设计井径为800 mm，滤管为外径450 mm 的钢筋笼，过滤器位于地面以下2 m～20 m，长18 m，下设沉淀管1 m。坑内降水必须在形成封闭的降水帷幕后方可进行，降水过程中应加强观测，避免降水对周围环境产生不良影响。

2.3 基坑开挖

为了减小基坑开挖过程中基坑外侧土体的变形，基坑开挖必须在地下连续墙、冠梁、第一道混凝土支撑均达到设计强度后方可进行。在施工过程中严格按照分段分层进行，严格控制分段开挖时土体坡度，确保土体稳定。土体分层开挖过程中，每层均先挖远离楼房侧土体，再挖靠近楼房侧土体。每开挖出一道支撑的位置后，及时架设支撑，在开挖至基坑底面标高以上300 mm 处，改用人工开挖至基底，及时封底，以尽量减少对基底地基土的扰动。挖出的土应及时运走，严禁在基坑一倍深度范围内堆放弃土。

基坑开挖过程中必须随开挖随支撑，严格按照设计位置及时可靠地设置支撑和稳定体系，钢支撑还需要按设计要求及时施加支撑预应力。

2.4 主体结构施工

主体结构施工中在基坑和楼房之间严禁摆放施工材料和机械，尽量减小围护结构的侧向压力，确保基坑外侧土体的稳定。主体结构施工应该在基坑开挖完成后快速进行，在土方开挖满足每段车站主体结构的长度时，即展开该段混凝土结构的施工。底板混凝土施工尽量避免同基坑开挖的干扰，在开挖坡脚，底板施工段预留3m 的安全距离。侧墙施工过程中，脚手架加密搭设，从而减小围护结构和外侧土体的变形。