1浙江土工基础工程有限公司 浙江杭州 3100002杭州华峰地基基础工程有限公司 浙江杭州 310000
摘要：在城市建设的过程中，临近地铁隧道的深基坑开挖越来越普遍。结合具体工程实例，分析了地下连续墙在深基坑工程中的应用，分析里地下连续墙在邻近地铁的基坑开挖中的应用。
关键词：地下连续墙；地铁；基坑；开挖
地铁车站作为地铁建设中的重要内容，一般都位于城市的繁华地段，由于周边边界条件和众多控制因素的影响，目前车站基坑的形式也大大超出了标准的模式，由于基坑深度不断扩大，基坑围护工程的风险也逐渐增加。如何选择科学合理的支护方案，保证基坑和围护结构以及邻近建筑物在施工全过程的安全，成为目前国内地铁行业的突出问题。
一、地下连续墙深基坑支护特点
在基坑的开挖过程中，围护墙体向坑内产生位移，同时墙外土体产生相应的变形，随着开挖深度的增大，墙外土体位移伴随着围护结构变形的增大而增加，并逐渐向外传递，影响甚至改变其近处地铁隧道的应力应变状态，对邻近地铁安全造成严重危害。
1.地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，地下连续墙是基坑施工时的挡土围护结构，可较好地控制软土地层的变形。
2.在基坑施工时，通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力，减少支护结构变形，降低造价并缩短工期。除现场浇筑的地下连续墙外，我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30％以上，可减薄墙厚，减少内支撑数量，减少围护结构变形，消除裂缝，从而提高抗渗性。
二、工程概况
本工程位于某市中心，南邻在建的地铁隧道，西面与老式住宅及历史保护建筑仅一街之隔，东邻市政道路。出于项目开发周期需要，该地块分4个基坑开挖。以下就该地块中技术最复杂的Ⅳ区基坑进行介绍和分析，其难点主要表现在：（1）基坑较大。开挖面积约6 800 m2，总土方开挖量约为113 808 m3。（2）基坑较深。大面开挖深度达到16.38 m，地面标高-0.4 m，其中最深处电梯坑开挖至18.75 m。（3）基坑距离在建的地铁隧道仅30 m，因此基坑开挖不当将极可能对地铁施工产生不利影响。（4）由于项目分周期开挖，与Ⅳ区基坑紧贴的Ⅲ区基坑已出±0.00m，其间仅以厚为600mm的地下连续墙分隔，对已建成建筑易造成影响。（5）基坑与西侧住宅及历史保护建筑仅相距20 m左右。这些建筑建造年代久远，其结构又为砖木结构，板墙柴泥青砖开裂及木材老化腐朽现象极为普遍，加之年久失修等不利因素，造成临街环境极为复杂敏感，深基坑开挖易对这些老房子产生破坏。（6）紧邻Ⅳ区基坑周边管线较多，较密集，深基坑开挖容易对其造成破坏。
三、基坑施工方案
1.围护概况。本工程基坑围护采用地下连续墙加对撑，Ⅲ区与Ⅳ区间地连墙厚为600mm，标准幅宽600mm，共21幅，地墙顶标高-3.10m，底标高-33.90m；其余地连墙均厚为800mm，标准幅宽600mm，共46幅，地墙顶标高-3.10m，底标高-33.90m。为确保周围建筑，尤其是在建地铁隧道的安全，基坑在垂直方向上共设置4道支撑，其顶标高为-2.3m、-6.45m、-9.95m、-13.35m，首层支撑一共设置3道宽13 m钢混凝土栈桥，基坑支撑均为钢筋混凝土支撑。垂直方向4道支撑的主撑尺寸分别为：800mm×800mm、1100 mm×800mm、1000 mm×800 mm；围檩尺寸分别为：1000mm×800mm、1300mm×900mm（图2）。
2.挖土概况。
本工程土方开挖施工严格遵循“盆式”开挖施工原则进行，其总原则是严格实行“分层分段、留土护壁、限时开挖支撑”，同时土方开挖应针对地区软土的流变特性应用“时空效应”理论。土方工程施工是深基坑工程施工的重要组成部分，它不仅与工程进度密切相关，而且直接影响基坑及周边环境的安全。只有在具备以下条件时，方可进行土方开挖工作：（1）基坑内水位已降至基坑开挖终标高下（基础底板底）1m；第一层土方开挖时，水位应降至标高-4 m；（2）基坑监测及地铁监护所反映的各项指标的正常；（3）已制定应急预案，遇紧急情况能立即进行有效处理；（4）已办理有关施工手续，设备机械人员已就位，开挖方案已制定并经专家论证，业主、监理、围护结构设计单位及地铁运营公司已审批通过。
3.降水概况。本工程降水采用真空深井井点降水的方式，对于疏干井的布置，原则上按该地区单井有效降水面积的经验值，结合拟建工程场区土层特征、基坑平面形状、尺寸确定。我们根据该地区降水施工经验（单井有效降水面积为150m2～250m2）和本基坑开挖深度及周边区域特点，在开挖深度范围内，取约220m2/口进行施工。
4.拆撑概况。由于基坑与在建地铁邻近的特点，拆撑过程中的振动易给地铁地连墙带来安全质量隐患，并很可能造成地连墙的漏水现象。因此，与常规的拆撑比，应做到更小的施工振动，而在实际施工过程中，由于人工拆除的方法耗时、耗工太多，不建议采用。综合考虑了施工安全和施工进度控制因素，工程最终采取的是爆破拆除和机械拆除相结合的方法。但不论是爆破还是机械拆除，都必须先将距离地铁较近处的支撑断开处理，再将较远处支撑直接爆破或机械拆除，对离地铁较近处的支撑还是采用人工破除，这样才可以将振动减小到最低。
5.监测信息分析制度。综合地铁运营单位和本工程基坑围护设计单位确定的地铁监护项目、基坑及周边环境监测项目的报警值，我们与相关各方一起制定了工程分阶段的目标控制值。在实施过程控制中，我们根据变形控制目标值，按照设计工况进行分解，并将分解值与监测值进行对比，提出了下一阶段应对的措施，特别是出现报警时的应急预案。其具体报警值如下：（1）墙体测斜：±3mm/d，累计为30mm；（2）墙顶、立柱沉降、位移：±3mm/d，累计为10mm；（3）管线沉降：±3mm/d，累计为10 mm；（4）建筑物沉降：±3mm/d，累计为15mm；（5）地表沉降：±3mm/d，累计为20mm；（6）坑外水位：200mm/d，累计为750mm。
6.应急预案。在深基坑工程施工管理中，事先制定必要的应急预案是确保施工安全的必要措施之一。在基坑及周边环境监测结果显示超出设计报警值、基坑及周边环境安全受到威胁时，应根据不同情况，有针对性地采取应急措施。具体方法如下：（1）成立堵漏专业队，储备堵漏剂、双快水泥、注浆管、注浆机、水泥、水玻璃等物资；在土方开挖过程中派专人巡视围护墙体是否渗漏，若发现围护墙渗漏，则视具体情况不分昼夜立即组织人员进行坑内灌浆堵漏，或在坑内、坑外分别进行灌浆、注浆堵漏（在要求的时间内完成）。（2）在土方开挖的过程中，若发现不明障碍物或地质条件与地质勘察报告不符，必须立即组织各主体结构设计方、基坑围护结构设计方、地质勘察单位、当地政府有关部门与业主、监理、总承包方一起共同处理。总承包方应作好现场的保护、调查工作，为有关各方工作提供方便。（3）在监测过程中，若坑内或坑外水位观察井水位发生异常，井点出水量增加，坑内水位没有正常下降，而坑外水位下降明显时，应暂停或减少周边管井的降水，并启动回灌井点，进行回灌直至坑外水位稳定，同时进行注浆堵漏。堵漏完成后，再逐渐恢复降水，并按要求增加水位监测的频率。（4）在土方开挖过程中，若监测数据显示局部围护结构变形异常、累计值接近报警值，则应与基坑围护设计人员一起共同确定处理方案。现场应作好回填机械、抢险人员、抢险设备和抢险物资等各项准备。
通过对实际施工中总结地连墙在特殊的地质情况下的施工工艺、控制要点以及采取的预防控制措施，旨在对类似工程的设计和施工提供借鉴和参考。
参考文献：
[1]李瑞．地下连续墙在地铁车站深基坑工程中的应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2018．
[2]龚力．地下连续墙在杭州地铁车站深基坑支护中的应用[M]．北京：中国建筑工业出版社。2018．