深基坑周边建筑物保护施工技术

王茂凯（中铁上海工程局集团三公司，安徽　合肥　230088）



深基坑周边建筑物保护施工技术

王茂凯（中铁上海工程局集团三公司，安徽合肥230088）

随着我国的基础建设的大规模发展，地下空间和高层建筑快速发展，深基坑工程规模越来越大，开挖深度越来越深。当深基坑工程在城市施工时，受施工条件限制，通常周边会有老旧建筑物，采取合适的施工技术方案，对周边建筑物的保护至关重要，为此，本文以合肥市轨道交通2号线东二环路站深基坑施工为例，对深基坑周边建筑物保护施工技术进行了分析和介绍。

深基坑；建筑物保护；施工技术

1　前言

在临近建筑物的情况下对深基坑进行开挖，不仅必须要采取有效措施确保基坑本身的安全性和强度，更为关键的是要对基坑周边建筑物变形和差异沉降进行有效控制。本工程施工过程中，在设计保护措施严格实施的同时，通过选择合理的施工方案及合适的施工措施，最终确保了紧邻深基坑建筑物的安全。

2　施工技术概述

临近建筑物深基坑开挖施工前，应详细调查建筑物现状，入户调查并留存影像资料；收集相关设计资料（主要为建筑物检测报告及建筑物基础形式竣工图）；审阅分析设计方案的合理性，并提出合理优化建议；通过统计已施工完成工程监控量测数据，分析类似地层条件下基坑变形及地层沉降规律，明确施工安全控制重点及要点；施工风险分析及采取合适的施工措施；通过完善的施工现场控制体系，确保工序搭接，加快施工进度，缩短基坑暴露时间，保证施工过程周边建筑物安全［1］。

3　工程概况

东二环路站位于东二环路与长江东路道路交叉口，为2、4号线换乘站，2号线车站沿长江东路呈东西走向，为地下二层岛式车站，4号线车站沿东二环路呈南北走向，为地下三层岛式车站。标准段宽度为21.7m，覆土厚度2.5～3.75m，底板埋深15.6～16.9m。施工范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系滨海平原地基土沉积层，主要由粘性土、粉土组成，基坑开挖范围内主要为粘性土。车站主体21～32轴北侧为合肥开关厂宿舍两幢6层住宅楼，距车站主体基坑4.87～5.04m，基础形式为混凝土扩展浅基础。根据安徽省建筑工程质量第二监督检测站结构检测及安全评估报告，房屋建筑物既有沉降差为1.47‰，预测施工完成后基础最大局部倾斜为1.988‰（规范允许值为2‰）。

4　主要施工技术

4.1严格按照设计方案施工设计保护措施

根据设计方案，该处基坑主体围护桩外侧设双排复合锚杆桩进行加固，共计380根，7030m。复合锚杆桩桩径150mm，桩长18.5m，排距600mm，间距500mm，平面示意图、断面示意图如图1～2所示。

图1　复合锚杆桩平面示意图

图2　复合锚杆桩断面示意图

同时根据前期施工情况，该处基坑原设计预留高压旋喷桩亦同期施工，确保了该处基坑土方固结，同时具备一定的整体刚度，减小基坑变形。

4.2统计总结类似地层下基坑开挖变形规律并明确施工阶段控制重点

统计分析前期施工监控量测数据，此种地层及开挖深度及所采用的土方开挖施工工艺条件下，施工全过程测斜累计平均值为 28.7mm，施工全过程地表沉降累计平均值为12.18mm，同时分时段统计变化值占比如图3所示。

图3　

由图3可知：开挖过程中各项变形占施工全过程的比例约70%，施工过程中应将开挖过程的变形控制作为整个施工过程的重点，同时加大人员机械投入，加快主体结构施工速度。

4.3采取钢支撑轴力伺服系统控制基坑变形

全自动钢支撑轴力伺服系统是一套完整的基坑支护安全解决方案。基于24h全天候实时监控，具有低压自动补偿、高压自动报警等全方位多重安全保障（见图4）。

图4　

该系统在控制、液压、电源、机械等方面设置多重功能冗余，从而保障了系统运行的极高安全性，确保本系统在各类重要性工程中的应用。通过全天候实时监控，为支撑体系及围护体系的健康评判提供了宝贵的连续性数据；通过低压自动补偿作用，保持钢支撑最低轴力，消除钢支撑预应力损失，可提高钢支撑预应力水平，最终达到控制变形的目的。

本工程采用应力补偿系统后，施工效果显著，对采用轴力伺服系统的监测点ZQT13和ZQT16以及未采用轴力伺服系统的监测点ZQT35和ZQT32点进行对比分析，如图5所示。

图5　

4.4加强现场管理，缩短工序作业时间，加快施工进度

土方开挖严格执行分层分段开挖，每层开挖到位后及时架设钢支撑，超挖深度 （围檩下口至开挖面距离）不得大于0.5m。每段结构土方在15d内完成。

开挖采用两台130挖机开挖，长臂挖机配合出土，开挖时先开挖基坑南侧土方后开挖基坑北侧土方，每层开挖深度不大于3.5m，分段长度为6～7m，每层开挖土方约460m3，在12h内开挖完成，清底采用70小型挖机配合。

根据土方分层分段开挖要求，土方开挖后及时进行网喷作业，每次网喷面积为2×6×3=36m2，挂网作业在土方开挖2h内完成，网喷作业（约5m3）在土方开挖后7h内完成。

钢围檩三角托架安装在网喷施工过程中同步完成，钢围檩安装在第二天在网喷完成后2h内完成，围檩后细石混凝土填充在围檩安装完成后1h内完成。

钢围檩安装在围檩填充完成后进行，钢支撑施工采用轴力补偿系统，每次安装根数为2根，在1h内完成（见表1）。

表1　各工序作业时间安排

基坑土方开挖完成后，为及时封闭基坑，每段主体结构基坑分2次浇筑，每段长度在10～15m，小段开挖完成后及时封闭。

垫层浇筑完成后及时安排防水、钢筋作业，底板混凝土在垫层浇筑完成后5d内浇筑完成，必要时底板混凝土分段浇筑，分段长度为9～15m，尽快封闭底板。

5　施工技术应用效果

（1）建筑物整体沉降情况分析：最大沉降量12.6mm该处基坑开挖深度为16m，满足＜1‰H（16mm）的特级基坑建筑物沉降要求。

（2）建筑物差异沉降分析：最大差异沉降的点分别位于该栋建筑的东北角和东南角，施工造成的差异沉降最大值为3mm。现状建筑物总差异沉降为 1.75‰（既有差异沉降1.47‰，施工造成的差异沉降为0.28‰），满足规范＜2‰的差异沉降要求，且较预测差异沉降量亦小，保护效果显著。

（3）社会效应分析：施工过程中未出现周边住户投诉及其余不良影响社会事件，受到了业主、监理、设计单位的一致好评。

6　结论

地铁基坑具有开挖跨度大、深度深、对周边环境影响较大的特点，而当周边有建筑物时，对建筑物的保护是工程施工的重点及难点。本文分析并介绍了深基坑周边建筑物保护施工技术，经实践证明具有良好的效果，希望能够对类似工程施工具有一定的借鉴作用。

［1］李 祥，茆丽霞，刘建刚.环境温度和混凝土徐变对钢筋混凝土支撑轴力的影响分析［J］.施工技术，2014（S1）.

［2］杨春柳.深基坑混凝土支撑轴力监测结果分析研究［J］.山西建筑，2013（15）.

［3］杨震伟，骆介华，魏云峰，陈玄斌，戴 民.影响支撑轴力测试的混凝土特性［J］.浙江水利科技，2012（04）.

［4］张忠苗，房 凯，刘兴旺，吴祖福.粉砂土地铁深基坑支撑轴力监测分析［J］.岩土工程学报，2010（S1）.

［5］蔡书勇.基坑监测中混凝土支撑轴力的相关问题研究［J］.科技资讯，2012（27）.

2016-3-29

TU753

A

2095-2066（2016）11-0129-02