地铁深基坑施工引起的既有建筑物沉降分析.doc

地铁深基坑施工引起的既有建筑物沉降分析上海地区处于淤泥质软土地质条件下。轨道交通8号线延吉中路站在施工过程中,临近的延吉七村6号楼产生了较大差异沉降。通过对延吉中路站基坑施工期间各种施工参数及6号楼的沉降规律分析,推断出较大差异沉降的根本原因是6号楼局部座于低强度、高灵敏度的暗浜之上。提出采用注浆、基础托换等对策,以控制绝对沉降量和差异沉降。上海轨道交通Ｍ8线延吉中路站深基坑施工期间(2003年6月—9月),临近的延吉七村6号楼发生了较大差异沉降,并且沉降以较大速率持续发展。对于引起较大差异沉降的原因却是众说纷纭。现结合施工工况、房屋基础情况及地质情况等进行综合分析,找出引起差异沉降的主要因素,以便对类似工程有目的地制定措施,最终达到保护既有建筑安全的目的。1工程概况1.1车站概况延吉中路站是地下二层岛式中间折返站,外轮廓尺寸为475.4ｍ×19.2ｍ,站中心覆土厚约2.5ｍ。底板埋深:标准段为14.52ｍ,端头井为16～17ｍ。该站主要采用明挖顺作法施工。围护结构标准段设计为800ｍｍ厚地下连续墙,兼作使用阶段的主体结构侧墙。连续墙间采用十字钢板止水接头,墙趾埋深26.5～27.5ｍ,沿深度方向设4道609钢管支撑;端头井部分地下连续墙埋深29～30ｍ,采用柔性接头。1.2地质条件工程范围内自上而下主要的土层分布依次为:①-1层杂填土,①-2层黄色素填土,②-1层褐黄色粘土,②-3ａ层灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土,③层灰色淤泥质粉质粘土,④层灰色淤泥质粘土,⑤-1ａ层灰色粘土,⑤-1ｂ层灰色粉质粘土,⑥层暗绿～草黄色粉质粘土,⑦-1层草黄色砂质粉土,⑦-2层灰色粉砂。地下水位埋深一般为0.5～0.7ｍ。⑦层砂性土顶面埋深位于地面下29ｍ,含承压水,其水头埋深为地表下4.9ｍ。经勘察,6号楼东北部基础下有一暗浜。暗浜深度为1.10～3.50ｍ,浜内灰色浜填土为含有机质的淤泥质土。另据6号楼竣工图显示,该楼建造中未对暗浜进行处理。房屋基础地质情况见表1。1.36号楼房屋及周边环境情况延吉七村6号楼为6层点式住宅楼,长19.60ｍ,南北宽15.64ｍ,为有圈梁的钢筋混凝土结构,浅埋条形基础,基础宽1.0～2.5ｍ,基础埋深1.8ｍ,于1983年建成。该楼位于基坑8～12轴西侧,距基坑7.2ｍ。据调查,房屋建成后到该车站施工前,6号楼的整体沉降量已有20～30ｃｍ。延吉七村6号楼与基坑平面关系见图1,基础形式见图2。基坑与6号楼之间7ｍ范围内布置多条市政管线,管线埋深在1.5～3.3ｍ之间,由于场地狭窄,管线间净距较小,最大不到0.5ｍ。管线布置情况见图3。26号楼沉降情况及原因分析2.1沉降情况6号楼沉降历史曲线见图4。各阶段沉降速率及累计沉降见表2。从沉降曲线可以明显看出,施工对测点Ｆ39、Ｆ42点的影响较大,绝对沉降量较大,房屋向东偏北方向倾斜;但对Ｆ40、Ｆ41两点影响却相对较小,沉降曲线也较平缓。2.2原因分析沉降原因分析从两个方面考虑:一是施工全过程的直接影响;二是考虑地质等情况的间接影响。建筑物周边施工时,尽管采取各种扰动小的工艺,但对既有建筑一般均会产生或多或少的影响。而6号楼附近依次进行过管线改移、地下连续墙施工、基坑降水、基坑开挖、结构施工等。现根据各阶段工艺情况及其与6号楼的空间关系,以及各阶段沉降数据等进行分析,找出主要影响工序和影响因素。2.2.1管线施工阶段从管线与6号楼基础相对关系来看,可以看出基坑与建筑间7.2ｍ范围内布置多条市政管线,管线埋深在1.5～3.3ｍ之间。特别是雨、污水管沟槽挖深超过3ｍ,距房屋边线仅4～5ｍ,而房屋基础埋深仅为1.8ｍ,土体扰动范围已略超过基础深度。该段地层在地面下0～3.0ｍ为强度较高的杂填土(Ｐｓ=1.1ＭＰａ)。仅从基础受力扩散角看,在4～5ｍ外挖3.3ｍ深的沟槽不会对房屋产生直接的、较大的影响。但特别要注意的是,该地段局部也有浜填土(Ｐｓ=0.02ＭＰａ)存在。若暗浜与管线沟槽相连,由于暗浜淤泥强度极低,流变特性更明显,也会引起较大沉降。由于施工中未能准确观察和判断沟槽开挖时的土体情况,因此难以作出推断。管线施工中采用开挖沟槽后插压槽钢支护的工艺,有一定支护作用。但从施工顺序看,先开挖后插槽钢的方法,也就是先开挖后支护的方法。与先插压槽钢后开挖沟槽的施工顺序相比,显然后者对控制土体位移的效果应更好。2.2.2地下连续墙施工阶段对应6号楼位置地下连续墙施工工况见表3。表3地下连续墙施工情况一览表(2003年)从表3可以看出,对应6号楼位置连续墙基本集中在6月15日—6月25日完成(除ＤＸＱ2-7在7月4日完成);从砼充盈系数和坍孔情况可以看出该段连续墙成槽情况良好,无较大坍孔现象。但从沉降历史曲线看,地下连续墙施工期间Ｆ39、Ｆ42沉降速率分别达到0.69ｍｍ/ｄ