地铁基坑端头井围护结构预警处理措施

海涛

摘 要：本文以地铁车站基坑围护结构变形超标采取非常规措施为例，研究了基坑地连墙变形数据，混凝土裂缝产生情况，介绍为确保基坑安全，在未拆除钢支撑的情况下，采取先施工中板，再拆除钢支撑的施工工法，避免了基坑坍塌的风险，提高了施工效率，确保了工程的顺利实施，为地铁基坑施工提供一些借鉴经验。

关键词：基坑预警;支撑体系;箱型框架;端头竖井

中图分类号：U231.3 文献标识码：A

0 引言

随着城市地下空间的开发利用，基坑支护变形预警较为普遍，如出现较严重的现象，需采取非常规的措施保障工程的顺利实施，轨道交通地铁车站建设过程中出现了基坑变形风险，由于地铁施工环境因素对工程的影响较大，施工场地狭小，周边堆载对基坑影响较大，此工程由于基坑端头井进行龙门吊的安装，堆载大量施工机械，对端头井围护结构变形影响较大，地连墙最大变形数据为90 mm以上，在主体结构施工拆除钢支撑时存在基坑坍塌的风险，为解决主体结构施工进行了各方案的必选，通过数据分析和现场实施，解决围护结构变形较大的问题。对类似工程提供借鉴参考。

1 工程概况

车站主体结构采用地下二层现浇钢筋砼箱型框架结构型式，车站主体结构总长255.7 m，标准段宽度19.7 m，站台中心处顶板覆土约3.17 m，底板埋深约16.38 m。本站设计边墙厚度为700 mm，端头井部分为800 mm，中板厚度为400 mm，顶板厚度为800 mm，底板厚度为900 mm。

2 水文地质

本工点地层自上而下依次由近代人工填土、第四系全新统冲积（Q4al）粉质黏土、黏土，中更新统～上更新统冲洪积（Q23al+pl）粉质黏土、黏土及下伏燕山期（δ53）闪长岩等构成。第四系最大厚度约30 m。

地下水稳定水位埋深1.8～3.6 m，高程介于20.71～22.57 m之间，属赋存于第四系松散层孔隙及下伏基岩裂隙中的潜水类型。

3 当前进度及计划工期

该车站端头主体底板、负二层侧墙已浇筑完成（高度2.9 m），目前正在搭设中板脚手架施工，中板顶板需尽快施工完成，为盾构始发提供条件。

4 基坑围护结构及支撑体系

车站围护结构为厚度800 mm的地下连续墙，该段主体范围地下连续墙墙高33.69 m，嵌入中风化闪长岩，该段主体基底埋深19.54 m。

车站支撑体系：第一道800*800钢筋混凝土支撑，第二道为φ609 t=16 mm钢支撑，第三道为φ800 t=20 mm钢支撑，第四道为φ609 t=16 mm钢支撑（底板施作完成已拆除）。

5 基坑预警情况

5.1 预警数据

通过测斜ZQT14位移曲线与围护结构对比图，可以很直观的看到地连墙不同深度处的变形大小，地连墙最大位变形处大致对应第二层钢支撑的位置（如图1）。

监测单位发出监测预警报告，车站桩体水平位移监测点ZQT14累计达到77 mm（9.5 m处），本期变化速率39 mm/d（11.5 m处），累计控制指标22.00 mm，速率控制指标4.00 mm/d，达到红色预警（如图2）。

5.2 预警原因

（1）前期：前期变形过大，第一次钢支撑埋深为约8 m，第二层钢支撑埋深约12.7 m，在12月30日，第一层钢支撑架设6道，开挖深度约13 m，测斜累计变形已到了19 mm，而控制值仅有22 mm，后续变形余量已经极小。

（2）发展：钢支撑架设滞后。12月31日和1月1日分别达到了橙色和红色预警，1月3日未架设钢支撑而进一步开挖，测斜增大了12.26 mm。

（3）扩大：钢支撑轴力损失严重。1月4日第一层钢支撑新架设3道钢支撑，测斜变形得到一定程度的控制，速率有所放缓。1月4日至1月8日，第一层北侧钢支撑轴力监测点ZCL02-02轴力大约600 kN，南侧钢支撑轴力监测点ZCL03-02轴力几乎为0，对比设计预加轴力（1 100 kN）差距较大。在这种情况下，1月9日第二层钢支撑下方土体进行了进一步的开挖，测斜增大了38.48 mm。

（4）尾声。1月9日第二层钢支撑新架设2道钢支撑，1月10日和1月11日对开挖部位进行了堆土反压，轴力不足的情况依然存在，但测斜的变形速率大大减小。

车站位于原清河藕池淤泥土范围内，地面以下3～10 m均为淤泥，含水量大，土质松软，承载力低，造成了桩体（ZQT14）变形。车站端头进行两台45T龙门吊组装及调试，两台大型吊车支立在东端头井东侧地面上，两台大型汽车吊加上两台45T龙门吊自重，同时在进行东端头基坑土方开挖后，未及时架设钢支撑。

6 采取的主要措施

6.1 施工工序的调整

由于基坑东侧在12.5 m位置桩体位移变形已达91.93 mm，为了保证基坑安全，现场在采取不拆除第3道钢支撑的条件下，首先在基坑下部已完主体上加设5根纵撑、横向增加2根横撑，对顶基坑东侧变形较大区域的围护结构先施工12节扩大端位置中板及中环框梁及其他位置侧墙、中板，待环框梁混凝土强度达到设计100%时，拆除部分支架，施工负二层侧墙，主要工艺流程如下：

12节第3道钢支撑轴力加压、→满堂支架搭设、中板模板安装→中板钢筋绑扎→中板混凝土浇筑→中板混凝土养生（强度100%）→拆除中板扩大端东、南、北侧距侧墙1 m范围内脚手架→混凝土接缝处凿毛→绑扎负二层侧墙钢筋→支立、加固负二层侧墙模板→浇筑负二层侧墙混凝土→处理侧墙施工接缝。

6.2 支撑体系调整

为了保证基坑南北向安全，在基坑纵向架设5道纵撑，横向架设2道纵撑，架设高度在底板以上3.6 m，支撑采用φ800，t=20 mm。

6.3 混凝土浇筑施工

第一步：中板、环梁、侧墙施工

为了保证工期，满足结构强度要求，中环框梁采用C50早强混凝土浇筑，二次浇筑的侧墙采用微膨胀混凝土浇筑，保证混凝土质量。

为保证逆做部分墙体接缝质量，在第一次浇筑墙体时，墙体下部采用斜接茬，并预埋止水钢板。二次浇筑侧墙浇筑时采用ZN35-8M小型振捣棒振捣，确保振捣质量。

第二步：侧墙施工

负二层侧墙考虑浇筑时比较困难，为了保证侧墙最后浇筑时的振捣、接缝质量，在侧墙模板搭设时，预留0.4 m宽、0.6 m高外挂槽，外挂槽连续设置。槽孔用于混凝土浇筑卸料口及振捣口，外挂槽与侧墙一同浇筑完成，待混凝土凝固后再进行破碎切割。

6.4 防水施工专项设计

为保证混凝土侧墙施工缝位置防水质量，结合设计图纸，施工时在接缝位置预埋止水钢板，钢板两侧涂遇水膨胀止水胶，混凝土接缝表面涂刷水泥基渗透结晶，侧墙外侧预埋注浆管。

7 结語

随着城市地铁的建设和发展，各种复杂环境的基坑普遍存在。地铁基坑的变形由许多环境因素造成的，本文以地铁车站基坑地连墙变形为例，为解决主体结构施工进行了各方案的必选，通过数据分析和现场实施，解决围护结构变形较大的问题，为后续地铁基坑施工技术提供一些借鉴经验。

参考文献：

[1]建筑基坑支护技术规程：JGJ120-2012[S].

[2]建筑基坑工程监测技术规范：GB50497-2009[S].

[3]混凝土结构工程施工质量验收规范：GB50204-2015[S].