紧邻老旧居民建筑地铁深基坑难点和技术措施

（上海申通地铁集团有限公司，上海 200000）

嘉怡路站位于嘉定区曹安公路下方，东侧紧邻嘉怡路、华江路。主体结构为地下二层单柱双跨现浇钢筋混凝土结构岛式车站。

本车站内净总长为249.0 m，标准段净宽19.64 米，标准段结构高度为13.24m，开挖深度17 米-19.12 米，站台中心顶板覆土3.4m。

1 工程地质与水文地质条件

1.1 工程地质

经本次勘察揭露，本场地地基土主要由饱和粘性土、粉性土和砂土组成，地基土自上而下为①杂填土层、②3 灰色砂质粉土层、⑤1-1 灰色粘土层、⑤1-j 灰色砂质粉土夹粉质黏土层、⑤3-1 灰色粉质粘土层、⑤3j 灰色砂质粉土夹粉质粘土层、⑦1-2 灰色砂质粉土层、⑧1 灰色粘质粉土夹粉质粘土层、⑧2-1b 灰色粉质粘土夹粘质粉土层、⑧2-2 灰色粉砂层、⑧2-3 灰色粘质粉土夹粉质粘土层。

本车站坑底坑底位于第⑤1j 层灰色砂质粉土夹粉质粘土层与⑤1-1 层灰色粘土层。地质剖面图见图1。

图1 地质剖面图

1.2 水文地质条件

潜水：潜水一般赋存于浅部土层中，补给来源主要有大气降水入渗及地表水径流侧向补给，其排泄方式以蒸发消耗为主。上海地区浅部土层中的潜水位埋深，一般离地表面0.3～1.5m。

微承压水：微承压水赋存在第⑤1j、⑤3j 层灰色砂质粉土夹粉质粘土中，呈透镜体局部分布，车站西端狭长型分布。其中⑤1j 层微承压水已被围护结构隔断，⑤3j 层未被隔断；水位埋深5.51～5.65m。

承压水：对本工程有影响的承压水分布于第⑦1-2 层灰色砂质粉土层中，承压水位埋深在3～12m。

2 施工难点

（1）嘉怡路站南侧的江桥一村距离基坑最近为18m，刚好处在一倍基坑开挖深度左右，而该排房屋建设年代很早（1986年），基础很差（条形基础），自身质量很差（墙面已有多处开裂、剥落），开挖前最大倾斜率已达5.63‰，且条形基坑下面就是5～15m 厚的②3 层土，地质条件极为不利，特别是西端头井存在⑤3j 微承压水，按照计算需降水头5 米左右，对江桥一村保护难度很大。

（2）本基坑南侧围护地墙外侧即是江桥镇曹安公路G312 国道，施工期间重型车辆对基坑周边反复碾压，场外四周道路地下管线密集，基坑围护、开挖施工阶段须做好有效应对措施。

3 施工方案

3.1 基坑围护结构形式

3.1.1 地下连续墙施工

主体基坑地下连续墙分为三个部分：标准段基坑深约16.99m，车站南侧墙长深31.5m、车站北侧墙长30m；西端头井基坑深约18.88m，深34m；东端头井基坑深约18.997m，深35.5m，厚度均为800mm。

地下连续墙共计101 幅，地下连续墙之间采用GXJ 橡胶止水带接头。

3.1.2 TRD 槽壁加固

嘉怡路站南侧地墙采用TRD 槽壁加固，宽度为750mm，有效墙深：标准段为20m、端头井为22 m，水泥浆液采用P.O 42.5 水泥，水灰比为1.5，水泥掺量≥20%，单位被搅拌土体中的水泥用量≥360kg/m³，每段搭接长度≥300mm。TRD 槽壁加固见图2。

3.1.3 五轴槽壁加固

嘉怡路站北侧地墙采用五轴槽壁加固，桩径为Φ850，垂直度不大于1/300，水灰比为1.5，水泥掺量为20%，标准段桩长为20m，端头井桩长为22m。五轴槽壁加固见图2。

图2 TRD 槽壁加固和五轴槽壁加固示意图

3.1.4 钢支撑伺服系统

嘉怡路站基坑共设有5 道支撑，其中第一道为混凝土支撑，其余4 道为钢支撑，钢支撑全部采用伺服系统，共374 根，其中800mm 钢支撑14 根，609mm 钢支撑360 根，每个泵站可控制8 个支撑头总成，可实时观测支撑轴力变化，并及时对支撑轴力进行调整，将支撑轴力的变化控制在10%以内，从而有效减小围护结构变形对基坑开挖的影响。

3.2 基坑开挖方式

嘉怡路站均采用半盖挖顺作法施工，基坑开挖单元采用“纵向分段、竖向分层、分层分部”的方式划分。从两端往中间开挖，开挖分段宽度根据结构诱导缝及施工缝确定，施工分段间距20～30 米；分层厚度为各道支撑竖向轴线间距，每层间设缓冲平台，平台宽度6～8m；每层中按每幅墙宽度为一单元分部开挖，具体开挖方式如下：

1）斜撑区域：一般采用先中间后角部的挖土方法、先角部后中间的支撑架设顺序。

2）直撑区域：直撑区域采用分块开挖支撑时，每单元分为3 块，先挖除中部土体，后挖除两侧。每层土方开挖平面分块顺序示意图见图5

3.3 降水施工

根据现场实际情况，在基坑端头处布置4 口疏干井，标准段处布置16 口疏干井；4 口⑤3 层降压井，1 口⑤3 夹层观测备用井，3 口坑外降压观测井。

开挖前进行降压井抽水试验，基坑内⑤3 夹层承压水头埋深3.15 m，根据试验结果，端头井两口降压井抽水，可将水位降至埋深10.64m，满足承压水位控制要求，考虑到本工程⑤3 夹层为局部分布且厚度较小，补给不充分，施工期间暂考虑不降压。但基坑开挖至临界深度以下后应密切关注承压水动态及基坑监测情况，发现立柱隆起或局部渗水等异常情况应马上开启降压井抽水。

3.4 施工措施

为了有效对周边建筑物及管线进行保护，现场从以下几个方面采取针对性措施：

3.4.1 根据施工现场的挖土进度，制定疏干井开启计划，按照疏干井开启计划分层、分段降水，确保按需抽水。

3.4.2 西端头井降压井作为应急备用，原则上不抽取。

3.4.3 基坑开挖采用24h 不间断施工，在开挖的过程中，要求做到挖二撑二，减少基坑无支撑暴露时间，加快垫层、底板的施工速度。

3.4.4 在变形较大区域垫层加厚（300mm 厚增至400mm 厚），提高垫层混凝土标号，原C30 垫层混凝土改成C40 早强混凝土进行浇筑，同时，在垫层中增加钢筋网片。

3.4.5 为了减少围护结构的变形，充分利用好伺服系统，要求第四道钢支撑安装时预加轴力按250t 进行施加，开挖第五层土时，第四道钢支撑轴力增加到280t；同样，第五道钢支撑安装时预加轴力按250t 进行施加，在收底的过程中，第五道钢支撑轴力增加到280t。

3.5 监测方案

根据本工程的施工特点，基坑围护和开挖施工为监测工作的重点阶段。参照相关规范，结合设计单位提出的相关监测要求，施工监测设置如下内容：

1）围护墙体的水平位移（墙体测斜）；

2）围护墙墙顶沉降位移；

3）支撑轴力；

4）坑外地下潜水观测；

5）基坑周围土体地表沉降；

6）周边地下管线及建（构）筑物监测；

7）立柱沉降监测；

4 施工效果

嘉怡路站于2018年3月10日开始基坑开挖，2018年6月10日底板全部浇筑完成。基坑变形及周边环境变形情况控制较好，未发生任何居民投诉，较好的完成了基坑开挖期间对江桥一村进行保护的初衷。

4.1 测斜监测数据

地墙测斜变形共设有30 个测斜点（CX1～CX30），开挖阶段最大变形点为CX26，变形量为29.50 mm，变形率为1.7‰，大部分测斜点符合一级基坑变形控制1.4‰的要求。

4.2 地表监测数据

周边地表沉降，基坑底板完成后地表最大沉降点位在D4-3，为-95.55 mm，最小沉降点位在D1-1，为-1.63mm，整体处于可控状态。

4.3 房屋沉降监测数据

周边房屋沉降，基坑底板完成后房屋最大沉降点位在F5-8，为-76.89mm，最小沉降点位在F1-6，为1.64mm，整体处于可控状态。F5-8 见图3。

图3 周边房屋F5-8 沉降变化曲线图

5 结语

通过对基坑围护、加固、降水、开挖、支撑的精心施工与管理，特别是在基坑开挖阶段采取了以监测数据为指导的信息施工手段，基坑围护变形及周边环境变形得到了有效的控制，确保了南侧老旧居民楼的安全，对以后类似项目的施工具有一定的借鉴意义。