临近地铁深基坑开挖安全施工实例分析.doc

临近地铁深基坑开挖安全施工实例分析
某工程位于上海市繁华商业地段，邻近黄陂南路站，广场分南北两块，沿淮海路南北各建一栋相似的高级商业写字楼。其中南块主楼38层，地下3层，该地块南北长约80m，东西长约70m，面积约5800m2，主楼基坑挖深14m，群楼12.6m，电梯井部分挖深达17m.由于建筑物周边都十分接近规划红线，周边建筑及地下管线对因工程基坑开挖引起地层变形移动影响十分敏感，特别基坑北面（沿淮海路）临近地铁，最小距离仅3.8m，最大处也仅距8m，而地铁隧道因开挖施工引起其位移要求小于2cm，从而基坑围护与开挖支护结构设计选型及安全实施就成为首要问题。也就是说，如何确保基坑周边原有建（构）筑物、地下管线，尤其是地铁的安全就成为了关键。
1、地下室开挖的围护及支护结构
本地下室位于总厚达40m多的淤泥质土之中，结合本工程的特点，经多方案比较，决定基坑围护结构采用80cm厚地下连续墙，而支护结构则为五道钢筋混凝土水平支撑的总体方案。经验算，可以满足结构变形和稳定要求。确保地下室开挖施工产生的地体位移不致于影响地铁的正常运行、周边道路、建筑物及各种地下管线的正常使用。
1.1围护结构
地下连续墙由单幅面宽为6m的矩形槽段浇筑而成，墙深沿淮海路（临近地铁）一侧为26m，其余三侧为23.6m，其强度等级为C35，I、II级筋，地下连续墙分段纵向接头型式为锁口管，顶部现浇钢筋混凝土帽梁，连成整体以增强整体刚度。
1.2支护结构
基坑内沿深度方向设置五道钢筋混凝土支撑，强度等级为C30，添加早强剂。支撑的中心标高自上而下依次为：-0.6m、-3.5m、-6.4m、-9.5m、-13.1m.在平面上，整个基坑采用边角框架支撑，以斜撑为主，中部留出挖土操作空间。支撑梁的截面为1200×600及1600×6002种；围檩的截面为1600×600及1200×6002种，顶圈梁（第1道围檩）截面为1100×600.立柱用160×160×16角钢500×300×12钢板焊接组成，柱底为钻孔灌注桩。
除此之外，为确保邻近地铁安全运行，在基坑内四周采用深层搅拌桩，以增加基坑内土体被动土压力，即制连续墙底脚变形。搅拌桩加固深至基坑底下5m，加固宽度为8m.
2、基坑降水
本工程地下水位较高，约为-0.5m，开挖范围位于淤泥质土体内，含水量大，施工必须事前采取降水措施，因基坑围护是采用地下连续墙，具有较好的档水和抗渗性能。结合实际情况，决定采用深井井点降水。平面布置按10m左右半径排列，井深考虑降水曲线于基坑底以下1m左右，因而共布置23根19m深管径为250mm的降水深井井点。
3、基坑开挖
由于挖深大而支撑层数多，根据本地下室的特点，经综合考虑，决定采用的挖土方案为：
（1）以挖土机为主，充分利用中间没有支撑结构的部分（前期作为挖土操作平台，后期作为挖土机械的作业区）；
（2）由于上下层支撑间距小，需大量使用人工挖土；
（3）后期利用第一道支撑在其上搭设钢构平台，利用轻型的22m臂长抓土机及9m臂长挖土机在平台上作业，配合克林吊在基坑四周抓土；
（4）每道支撑按结构分区施工，挖土同样分区开挖，对于靠近地铁的钢筋混凝土支撑，特别强调需在支撑位置挖土完成后48h内浇捣完成。同时为提高支撑早期强度及缩短工期，在支撑砼内使用早强剂。
基坑土方开挖的原则是“先支撑后开挖，分层分区开挖。”在监测数据的指导下将基坑土体分5层施工作业：第1层自北向南，大面积后退挖土，并及时将土运走，陆续构筑第1道钢筋混凝土支撑；第2层挖土时，需待第一道支撑砼强度达到70%，并按平面对称划分6个区按分区进行挖土，及时按区构筑第2道钢筋混凝土支撑；在第2道支撑达到70%强度时进行第3层挖土，利用中区土平以台作挖运平台，同样按分区进行挖土，及时性地构筑第3道钢筋混凝土支撑；第3道支撑达到70%强度时进行第4层挖土，还是利用中部挖运平台，分区进行基坑土挖运，当南向裙楼底板标高达到，则先清理该项部分基底及时浇捣该部分底板，再陆续构筑第4道支撑；在第4道支撑砼强度达到70%时，进行第5层挖土施工，在第1道支撑上搭设钢平台，将中区土平台挖除，并利用克林吊在基坑四周配合抓土，加快挖土进度，当基底标高达到时及时清理浇捣西侧、北侧两块地库底板，再陆续构筑电梯井部分的第5道支撑，同样电梯井部分基坑土挖运及底板浇筑同上方法施工。