临近地铁基坑围护工程换撑技术研究

周仕礼+熊家振+许晓林

摘要：文章以近铁城市广场北区项目为例，介绍了临近地铁车站的围护结构技术，通过换撑技术的比选，着重介绍了一种新型换撑体系，通过采用换撑技术，较好地解决了换撑过程中结构的安全性问题，减少了对地铁隧道的影响，并缩短了施工工期，值得推广应用。

关键词：基坑开挖；地铁隧道；围护结构；换撑体系

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）16-0099-02

1 工程概况

近铁城市广场位于真北路、金沙江路路口，紧邻中环线快速通道，同时拥有轨道交通13号线真北路站全部四个出入口。北区工程地下商场与地铁车站连接为一体，设置三层整体地下室，主体结构基础形式为桩筏基础，工程深基坑设计等级为一级基坑，深度为16m，局部深度达到19.4m。

施工难点分析：轨道交通13号线作为上海市政府重大实事项目，计划并且要确保2012年12月30日开通营运，保证计划如期落实；由于近铁城市广场项目南一区结构完成实施金沙江路翻交施工，其中道路管线较多，施工周期长，施工工期紧迫是较大的难点。

并且13号线已经进入试运行阶段，如何按照地铁保护区域内施工有效控制地铁车站设施变形在允许范围是施工的重点。

2 施工部署及施工顺序

为施工方便，并减少土体开挖对地铁的影响，本工程分两个区域进行施工，先施工北二区，后施工北一区。

3 基坑围护结构

3.1 北一区基坑围护体系

在与地铁相连的东、西两侧采用800mm厚地下连续墙（与主体结构两墙合一），与地铁地下连续墙支护结构接合，形成封闭的支护结构。在与北二区交界处为Ф1100@1300灌注桩排桩，三轴搅拌桩止水帷幕。靠近地铁的一边，设置宽6m、深5m的旋喷桩满堂坑底加固，东端隧道盾构入口则在基坑全范围进行坑底加固。基坑采用4道支撑，第一道为混凝土支撑，第二、三、四道支撑为钢支撑。支撑形式为纵横方向对撑，在东、西两端临近隧道与车站连接口加角撑，有利于控制整个基坑的变形。

由于北一区为3层地下室，其结构与车站附属结构连为一体，为减少对已完工的地铁车站的影响，在基坑内增设1排地下连续墙使基坑分成二个区域，减小一次开挖的面积。其地下连续墙接缝处采用高压旋喷桩进行止水处理。

原设计方案剖面图建议方案剖面示意图

3.2 北二区基坑围护体系

围护采用Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m。止水帷幕为三轴水泥土搅拌桩3Φ850mm@1200mm，整圆套打，桩长24m，水泥掺量18%。支护墙与北一区支护墙对接接缝处均加设Φ800mm旋喷桩，每处为3根，长度为24m。基坑设置3道混凝土支撑。

4 方案比选

4.1 优点比选

（1）针对工期紧张，建议方案可以明显节省工期；砼换撑构件与前北二区的主体结构同步施工完成，具有足够的强度增长期；（2）减少后拆除围护结构施工工序，缩短施工时间；（3）简化支撑形式，减少基坑变形，并为开槽支撑方法创造有利条件；对主体结构影响小，以产生对楼板、底板水平方向受压为主；（4）工程量相对横向水平围檩少20%。

4.2 方案实施

（1）施工步骤：首先进行北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩。

将北一区分东、西两个施工段，东头基坑施工至底板浇筑完成时，进行西面基坑的土方开挖施工，灌注桩桩基与基坑围护及坑底加固各道工序均以东头基坑优先完成进行安排施工。

北一区的基坑围护连续墙、坑底土壤加固、第一道砼支撑与栈桥+深井降水同步施工，紧接基坑各层土方开挖及第二、三、四道钢支撑施工，最后结构回筑地下室主体结构；以及基坑与地铁施工环境监测监控的同步落实实施。

（2）北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩，首先应该做好与结构主体同步施工的翻样，分别于地下室底板及楼板与梁柱构件同步施工，协调主体结构与围护结构砼强度等级，既要保证主体结构的强度等级要求，同时又要满足围护结构的设计强度要求，以及主体结构构件不受围护结构构件干涉的影响，并考虑完工后方便拆除围护结构构件。

（3）北一区基坑工程实施。栈桥与第一道砼支撑施工，表土开挖至第一道支撑梁底，同时拆除北一与北二基坑围护桩冠梁围檩砼，施工栈桥梁底胎膜并做好脱模隔离措施；绑扎支撑梁钢筋及模板安装，浇砼养护，东头基坑与西面基坑的该道工序尽量以紧跟完成，以达到方便施工和快速施工的目的；该道工序施工的同时同步施工深井降水。

第二、三、四皮土方的开挖施工与第二、三、四道钢支撑施工，始终以开槽支撑、先撑后挖方法施工，严格控制开挖的深度标高；挖土与钢支撑施工平面流向始终东头基坑由西往东，同时调整设计双向支撑的上下位置为南北较短方向支撑在下皮，先随挖土流向进度逐步跟进钢支撑的施工并及时施加预应力，紧跟施工角撑的施工，东西长方向支撑则在随后施工；第五皮土方开挖为收底及落深坑土方，施工控制坑底300mm高度人工铲土并分多次及时浇筑垫层砼以及时全封闭地基土层。由于第一道砼支撑设置14.5m宽栈桥，无疑对钢支撑安装带来困难，故应该在浇筑栈桥板时预留直径100mm吊装钢绳穿绳孔，以方便钢支撑及钢围檩的安装。

土方开挖与拆除北一与北二区之间的围护灌注桩，首先将土方开挖，达到一定工作面且方便镐头机拆除围护灌注桩时及进行围护灌注桩的拆除施工，拆除的围护灌注桩高度一般不低于土方开挖面，但相对于钢支撑穿越的位置必须拆除。

由于工期紧张的原因，与地铁的连通口开通与挖土施工同步进行；该位置连通口需要拆除地铁车站结构地下连续墙，其墙体厚度分别为0.8m和1.0m，特别是水平风阀井位置的防护显得尤为重要，如果防护不严密，地铁内试运行车辆随时受到影响，一旦造成安全事故，则影响整个工程的进展，本工程连通口需要拆除地下连续墙面积共计约840㎡，施工采用高于过梁高度水平开槽，单幅连续墙墙体两点短型钢临时支撑，顺框架或暗柱竖向抽槽完成墙体拆除，然后浇筑过梁与连接止水口钢筋砼，最后拆除中部残余连续墙砼；基坑东南角位置为轨道交通13号线的车站与隧道连接口是变形而漏水最敏感的部位，针对该区域范围留置6.5m宽土体并用20根Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m进行坑内支护，土体进行全断面旋喷加固处理，施工土方开挖与钢支撑阶段采用支撑第三道钢支撑完成后，即将该位置局部风道的垫层、底板快速施工完成，将坑内灌注桩排桩桩定锚固形成整体，有利控制变形。

（4）施工采用快速组织的方式，昼夜不停施工，风雨无阻施工。

5 结语

采用竖向围檩的换撑技术，目的是为了有效缩短施工工期，简化施工工序，降低管理成本，缩短周转材料、机械设备的投入时间，降低施工成本；如果采用与结构框架柱合并使用并加斜撑加固措施，则可以更省原材料的消耗；当采用型钢立柱时，能重复利用型钢材料，对绿色环保施工具有实际意义。同时确保基坑及邻近建筑、地铁的安全营运；营造绿色、安全施工的环境；特别是在工期紧张的情况下，有效组织连通口地下连续墙开通等特殊部位的同步施工，减少对地铁的影响有着重要意义；通过监测报告显示，地铁车站连续墙测斜孔变形数值1.2mm，其他各项变形值也均在允许范围内。

参考文献

[1] 白二彪，童华炜.临近地铁线路地下连续墙设计与施工[J].低温建筑技术，2013，（4）.

[2] 陈志军.临近地铁边深基坑开挖的施工技术[J].工程建设与设计，2012，（5）.

作者简介：周仕礼（1982—），男，重庆人，中天路桥有限公司工程师，研究方向：路桥施工管理。endprint

摘要：文章以近铁城市广场北区项目为例，介绍了临近地铁车站的围护结构技术，通过换撑技术的比选，着重介绍了一种新型换撑体系，通过采用换撑技术，较好地解决了换撑过程中结构的安全性问题，减少了对地铁隧道的影响，并缩短了施工工期，值得推广应用。

关键词：基坑开挖；地铁隧道；围护结构；换撑体系

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）16-0099-02

1 工程概况

近铁城市广场位于真北路、金沙江路路口，紧邻中环线快速通道，同时拥有轨道交通13号线真北路站全部四个出入口。北区工程地下商场与地铁车站连接为一体，设置三层整体地下室，主体结构基础形式为桩筏基础，工程深基坑设计等级为一级基坑，深度为16m，局部深度达到19.4m。

施工难点分析：轨道交通13号线作为上海市政府重大实事项目，计划并且要确保2012年12月30日开通营运，保证计划如期落实；由于近铁城市广场项目南一区结构完成实施金沙江路翻交施工，其中道路管线较多，施工周期长，施工工期紧迫是较大的难点。

并且13号线已经进入试运行阶段，如何按照地铁保护区域内施工有效控制地铁车站设施变形在允许范围是施工的重点。

2 施工部署及施工顺序

为施工方便，并减少土体开挖对地铁的影响，本工程分两个区域进行施工，先施工北二区，后施工北一区。

3 基坑围护结构

3.1 北一区基坑围护体系

在与地铁相连的东、西两侧采用800mm厚地下连续墙（与主体结构两墙合一），与地铁地下连续墙支护结构接合，形成封闭的支护结构。在与北二区交界处为Ф1100@1300灌注桩排桩，三轴搅拌桩止水帷幕。靠近地铁的一边，设置宽6m、深5m的旋喷桩满堂坑底加固，东端隧道盾构入口则在基坑全范围进行坑底加固。基坑采用4道支撑，第一道为混凝土支撑，第二、三、四道支撑为钢支撑。支撑形式为纵横方向对撑，在东、西两端临近隧道与车站连接口加角撑，有利于控制整个基坑的变形。

由于北一区为3层地下室，其结构与车站附属结构连为一体，为减少对已完工的地铁车站的影响，在基坑内增设1排地下连续墙使基坑分成二个区域，减小一次开挖的面积。其地下连续墙接缝处采用高压旋喷桩进行止水处理。

原设计方案剖面图建议方案剖面示意图

3.2 北二区基坑围护体系

围护采用Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m。止水帷幕为三轴水泥土搅拌桩3Φ850mm@1200mm，整圆套打，桩长24m，水泥掺量18%。支护墙与北一区支护墙对接接缝处均加设Φ800mm旋喷桩，每处为3根，长度为24m。基坑设置3道混凝土支撑。

4 方案比选

4.1 优点比选

（1）针对工期紧张，建议方案可以明显节省工期；砼换撑构件与前北二区的主体结构同步施工完成，具有足够的强度增长期；（2）减少后拆除围护结构施工工序，缩短施工时间；（3）简化支撑形式，减少基坑变形，并为开槽支撑方法创造有利条件；对主体结构影响小，以产生对楼板、底板水平方向受压为主；（4）工程量相对横向水平围檩少20%。

4.2 方案实施

（1）施工步骤：首先进行北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩。

将北一区分东、西两个施工段，东头基坑施工至底板浇筑完成时，进行西面基坑的土方开挖施工，灌注桩桩基与基坑围护及坑底加固各道工序均以东头基坑优先完成进行安排施工。

北一区的基坑围护连续墙、坑底土壤加固、第一道砼支撑与栈桥+深井降水同步施工，紧接基坑各层土方开挖及第二、三、四道钢支撑施工，最后结构回筑地下室主体结构；以及基坑与地铁施工环境监测监控的同步落实实施。

（2）北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩，首先应该做好与结构主体同步施工的翻样，分别于地下室底板及楼板与梁柱构件同步施工，协调主体结构与围护结构砼强度等级，既要保证主体结构的强度等级要求，同时又要满足围护结构的设计强度要求，以及主体结构构件不受围护结构构件干涉的影响，并考虑完工后方便拆除围护结构构件。

（3）北一区基坑工程实施。栈桥与第一道砼支撑施工，表土开挖至第一道支撑梁底，同时拆除北一与北二基坑围护桩冠梁围檩砼，施工栈桥梁底胎膜并做好脱模隔离措施；绑扎支撑梁钢筋及模板安装，浇砼养护，东头基坑与西面基坑的该道工序尽量以紧跟完成，以达到方便施工和快速施工的目的；该道工序施工的同时同步施工深井降水。

第二、三、四皮土方的开挖施工与第二、三、四道钢支撑施工，始终以开槽支撑、先撑后挖方法施工，严格控制开挖的深度标高；挖土与钢支撑施工平面流向始终东头基坑由西往东，同时调整设计双向支撑的上下位置为南北较短方向支撑在下皮，先随挖土流向进度逐步跟进钢支撑的施工并及时施加预应力，紧跟施工角撑的施工，东西长方向支撑则在随后施工；第五皮土方开挖为收底及落深坑土方，施工控制坑底300mm高度人工铲土并分多次及时浇筑垫层砼以及时全封闭地基土层。由于第一道砼支撑设置14.5m宽栈桥，无疑对钢支撑安装带来困难，故应该在浇筑栈桥板时预留直径100mm吊装钢绳穿绳孔，以方便钢支撑及钢围檩的安装。

土方开挖与拆除北一与北二区之间的围护灌注桩，首先将土方开挖，达到一定工作面且方便镐头机拆除围护灌注桩时及进行围护灌注桩的拆除施工，拆除的围护灌注桩高度一般不低于土方开挖面，但相对于钢支撑穿越的位置必须拆除。

由于工期紧张的原因，与地铁的连通口开通与挖土施工同步进行；该位置连通口需要拆除地铁车站结构地下连续墙，其墙体厚度分别为0.8m和1.0m，特别是水平风阀井位置的防护显得尤为重要，如果防护不严密，地铁内试运行车辆随时受到影响，一旦造成安全事故，则影响整个工程的进展，本工程连通口需要拆除地下连续墙面积共计约840㎡，施工采用高于过梁高度水平开槽，单幅连续墙墙体两点短型钢临时支撑，顺框架或暗柱竖向抽槽完成墙体拆除，然后浇筑过梁与连接止水口钢筋砼，最后拆除中部残余连续墙砼；基坑东南角位置为轨道交通13号线的车站与隧道连接口是变形而漏水最敏感的部位，针对该区域范围留置6.5m宽土体并用20根Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m进行坑内支护，土体进行全断面旋喷加固处理，施工土方开挖与钢支撑阶段采用支撑第三道钢支撑完成后，即将该位置局部风道的垫层、底板快速施工完成，将坑内灌注桩排桩桩定锚固形成整体，有利控制变形。

（4）施工采用快速组织的方式，昼夜不停施工，风雨无阻施工。

5 结语

采用竖向围檩的换撑技术，目的是为了有效缩短施工工期，简化施工工序，降低管理成本，缩短周转材料、机械设备的投入时间，降低施工成本；如果采用与结构框架柱合并使用并加斜撑加固措施，则可以更省原材料的消耗；当采用型钢立柱时，能重复利用型钢材料，对绿色环保施工具有实际意义。同时确保基坑及邻近建筑、地铁的安全营运；营造绿色、安全施工的环境；特别是在工期紧张的情况下，有效组织连通口地下连续墙开通等特殊部位的同步施工，减少对地铁的影响有着重要意义；通过监测报告显示，地铁车站连续墙测斜孔变形数值1.2mm，其他各项变形值也均在允许范围内。

参考文献

[1] 白二彪，童华炜.临近地铁线路地下连续墙设计与施工[J].低温建筑技术，2013，（4）.

[2] 陈志军.临近地铁边深基坑开挖的施工技术[J].工程建设与设计，2012，（5）.

作者简介：周仕礼（1982—），男，重庆人，中天路桥有限公司工程师，研究方向：路桥施工管理。endprint

摘要：文章以近铁城市广场北区项目为例，介绍了临近地铁车站的围护结构技术，通过换撑技术的比选，着重介绍了一种新型换撑体系，通过采用换撑技术，较好地解决了换撑过程中结构的安全性问题，减少了对地铁隧道的影响，并缩短了施工工期，值得推广应用。

关键词：基坑开挖；地铁隧道；围护结构；换撑体系

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）16-0099-02

1 工程概况

近铁城市广场位于真北路、金沙江路路口，紧邻中环线快速通道，同时拥有轨道交通13号线真北路站全部四个出入口。北区工程地下商场与地铁车站连接为一体，设置三层整体地下室，主体结构基础形式为桩筏基础，工程深基坑设计等级为一级基坑，深度为16m，局部深度达到19.4m。

施工难点分析：轨道交通13号线作为上海市政府重大实事项目，计划并且要确保2012年12月30日开通营运，保证计划如期落实；由于近铁城市广场项目南一区结构完成实施金沙江路翻交施工，其中道路管线较多，施工周期长，施工工期紧迫是较大的难点。

并且13号线已经进入试运行阶段，如何按照地铁保护区域内施工有效控制地铁车站设施变形在允许范围是施工的重点。

2 施工部署及施工顺序

为施工方便，并减少土体开挖对地铁的影响，本工程分两个区域进行施工，先施工北二区，后施工北一区。

3 基坑围护结构

3.1 北一区基坑围护体系

在与地铁相连的东、西两侧采用800mm厚地下连续墙（与主体结构两墙合一），与地铁地下连续墙支护结构接合，形成封闭的支护结构。在与北二区交界处为Ф1100@1300灌注桩排桩，三轴搅拌桩止水帷幕。靠近地铁的一边，设置宽6m、深5m的旋喷桩满堂坑底加固，东端隧道盾构入口则在基坑全范围进行坑底加固。基坑采用4道支撑，第一道为混凝土支撑，第二、三、四道支撑为钢支撑。支撑形式为纵横方向对撑，在东、西两端临近隧道与车站连接口加角撑，有利于控制整个基坑的变形。

由于北一区为3层地下室，其结构与车站附属结构连为一体，为减少对已完工的地铁车站的影响，在基坑内增设1排地下连续墙使基坑分成二个区域，减小一次开挖的面积。其地下连续墙接缝处采用高压旋喷桩进行止水处理。

原设计方案剖面图建议方案剖面示意图

3.2 北二区基坑围护体系

围护采用Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m。止水帷幕为三轴水泥土搅拌桩3Φ850mm@1200mm，整圆套打，桩长24m，水泥掺量18%。支护墙与北一区支护墙对接接缝处均加设Φ800mm旋喷桩，每处为3根，长度为24m。基坑设置3道混凝土支撑。

4 方案比选

4.1 优点比选

（1）针对工期紧张，建议方案可以明显节省工期；砼换撑构件与前北二区的主体结构同步施工完成，具有足够的强度增长期；（2）减少后拆除围护结构施工工序，缩短施工时间；（3）简化支撑形式，减少基坑变形，并为开槽支撑方法创造有利条件；对主体结构影响小，以产生对楼板、底板水平方向受压为主；（4）工程量相对横向水平围檩少20%。

4.2 方案实施

（1）施工步骤：首先进行北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩。

将北一区分东、西两个施工段，东头基坑施工至底板浇筑完成时，进行西面基坑的土方开挖施工，灌注桩桩基与基坑围护及坑底加固各道工序均以东头基坑优先完成进行安排施工。

北一区的基坑围护连续墙、坑底土壤加固、第一道砼支撑与栈桥+深井降水同步施工，紧接基坑各层土方开挖及第二、三、四道钢支撑施工，最后结构回筑地下室主体结构；以及基坑与地铁施工环境监测监控的同步落实实施。

（2）北二区结构施工阶段同步施工北一区的换撑竖向围檩，首先应该做好与结构主体同步施工的翻样，分别于地下室底板及楼板与梁柱构件同步施工，协调主体结构与围护结构砼强度等级，既要保证主体结构的强度等级要求，同时又要满足围护结构的设计强度要求，以及主体结构构件不受围护结构构件干涉的影响，并考虑完工后方便拆除围护结构构件。

（3）北一区基坑工程实施。栈桥与第一道砼支撑施工，表土开挖至第一道支撑梁底，同时拆除北一与北二基坑围护桩冠梁围檩砼，施工栈桥梁底胎膜并做好脱模隔离措施；绑扎支撑梁钢筋及模板安装，浇砼养护，东头基坑与西面基坑的该道工序尽量以紧跟完成，以达到方便施工和快速施工的目的；该道工序施工的同时同步施工深井降水。

第二、三、四皮土方的开挖施工与第二、三、四道钢支撑施工，始终以开槽支撑、先撑后挖方法施工，严格控制开挖的深度标高；挖土与钢支撑施工平面流向始终东头基坑由西往东，同时调整设计双向支撑的上下位置为南北较短方向支撑在下皮，先随挖土流向进度逐步跟进钢支撑的施工并及时施加预应力，紧跟施工角撑的施工，东西长方向支撑则在随后施工；第五皮土方开挖为收底及落深坑土方，施工控制坑底300mm高度人工铲土并分多次及时浇筑垫层砼以及时全封闭地基土层。由于第一道砼支撑设置14.5m宽栈桥，无疑对钢支撑安装带来困难，故应该在浇筑栈桥板时预留直径100mm吊装钢绳穿绳孔，以方便钢支撑及钢围檩的安装。

土方开挖与拆除北一与北二区之间的围护灌注桩，首先将土方开挖，达到一定工作面且方便镐头机拆除围护灌注桩时及进行围护灌注桩的拆除施工，拆除的围护灌注桩高度一般不低于土方开挖面，但相对于钢支撑穿越的位置必须拆除。

由于工期紧张的原因，与地铁的连通口开通与挖土施工同步进行；该位置连通口需要拆除地铁车站结构地下连续墙，其墙体厚度分别为0.8m和1.0m，特别是水平风阀井位置的防护显得尤为重要，如果防护不严密，地铁内试运行车辆随时受到影响，一旦造成安全事故，则影响整个工程的进展，本工程连通口需要拆除地下连续墙面积共计约840㎡，施工采用高于过梁高度水平开槽，单幅连续墙墙体两点短型钢临时支撑，顺框架或暗柱竖向抽槽完成墙体拆除，然后浇筑过梁与连接止水口钢筋砼，最后拆除中部残余连续墙砼；基坑东南角位置为轨道交通13号线的车站与隧道连接口是变形而漏水最敏感的部位，针对该区域范围留置6.5m宽土体并用20根Φ1000nmm@1200mm灌注桩排桩，桩长为33m进行坑内支护，土体进行全断面旋喷加固处理，施工土方开挖与钢支撑阶段采用支撑第三道钢支撑完成后，即将该位置局部风道的垫层、底板快速施工完成，将坑内灌注桩排桩桩定锚固形成整体，有利控制变形。

（4）施工采用快速组织的方式，昼夜不停施工，风雨无阻施工。

5 结语

采用竖向围檩的换撑技术，目的是为了有效缩短施工工期，简化施工工序，降低管理成本，缩短周转材料、机械设备的投入时间，降低施工成本；如果采用与结构框架柱合并使用并加斜撑加固措施，则可以更省原材料的消耗；当采用型钢立柱时，能重复利用型钢材料，对绿色环保施工具有实际意义。同时确保基坑及邻近建筑、地铁的安全营运；营造绿色、安全施工的环境；特别是在工期紧张的情况下，有效组织连通口地下连续墙开通等特殊部位的同步施工，减少对地铁的影响有着重要意义；通过监测报告显示，地铁车站连续墙测斜孔变形数值1.2mm，其他各项变形值也均在允许范围内。

参考文献

[1] 白二彪，童华炜.临近地铁线路地下连续墙设计与施工[J].低温建筑技术，2013，（4）.

[2] 陈志军.临近地铁边深基坑开挖的施工技术[J].工程建设与设计，2012，（5）.

作者简介：周仕礼（1982—），男，重庆人，中天路桥有限公司工程师，研究方向：路桥施工管理。endprint