1、地铁线路临近深基坑支护技术研究摘要：针对地铁线路临近深基坑开挖卸荷后对线路及构筑物产生的不良影响问题，结合星河临近地铁隧道的深基坑工程实际，综合考虑基坑受力、施工技术、周围环境以及工程造价等因素，提出合理灌注桩+三道内支撑支护方案。施工过程中及施工完成后，通过现场测量，钻孔灌注桩及周围土体的水平位移和垂直位移沉降均达到了设计要求，此研究对类似工程设计具有一定的参考价值。 关键字：地铁线路；深基坑；支护方案 中图分类号：U231 文献标识码： A The Design of Deep Foundation nearby the Subway Lines Mu Zhigang, Wang baoy
2、an, Liu Hongqiang (Coal Industry Jinan Design and Research CO.,LTD, Jinan 250031, China) Abstract： In order to reduce the bad influence on the adjacent buildings that produces by the deep excavation, reasonable support scheme of cast-in-place pile with three support is put forward according to the a
3、ctual construction conditions. In order to ensure the rationality of the scheme, the factors of foundation stress, surrounding environment , engineering cost and construction technology is considered. Through the field measurement, the deformation of cast-in-place pile and nearby soil body meet the
4、design requirements during the construction. This study has certain reference value for similar engineering design. Key words：metro tunnels; deep foundation pit; supporting scheme 1 引 言 随着我国地铁线路的日益延伸和城市化进程的加快，发展地下交通已成为解决城市交通拥挤、保护耕地的重要手段。地铁沿线往往也是房地产开发的黄金地带，临近地铁线路有大量的深基坑工程。而深基坑开挖卸荷必然对临近地铁线路产生影响，导致周围地层
5、扰动，可能引发地铁线路隧道周围土体沉降变形，甚至变形过大而使隧道破坏，严重威胁地铁线路隧道结构安全和列车正常运行。 目前，深基坑支护问题成为工程界的热点和难点之一。而关于深基坑的设计施工多是半理论半经验，研究如何确保城市地铁线路临近深基坑的经济、安全十分必要。因此，临近地铁线路的深基坑在施工设计过程中，应该针对其特殊的地质条件、施工条件，精心设计基坑支护参数和支护方案，确保地铁线路临近深基坑的施工安全和稳定。 2 基坑支护设计 2.1 工程概况 星河深基坑用地红线南北向长 176.9m，东西向宽 55.75m，周长450.4m，红线占地面积 9814m2，基坑开挖深度 17.4m。 基坑西侧紧
6、邻在建的地铁会展中心站以及地下商场（商场下部为地铁 4 号线主体隧道） 。基坑北侧临近地铁 1 号线约 18m，且在通过地铁 4号线时，采用了挖孔桩的支护方式，部分挖孔桩已进入建筑用地红线范围内。 2.2 支护方案确定 结合上述特点，不仅要考虑基坑自身的稳定，同时也应控制变形、减少长期降水对地铁和临近建筑物产生的不利影响。从基坑受力合理、施工可行、周围环境以及维护造价等多方面综合考虑，本方案采用灌注桩+三道内支撑支护，具体布置如下： (1) 围护桩 星河 B 区基坑西侧围护桩采用钻孔咬合灌注桩。设计桩长 24.4m，桩径 1.2m，桩间距 1.0m，素混凝土桩与钢筋混凝土桩交错搭接。钢筋混凝土
7、桩配筋采用 2228 通长均匀配置，保护层厚度取 50mm，箍筋采用8200 ，加强筋取142000 。混凝土强度 C30。 基坑东侧为金中环基坑，若采用钻孔灌注桩支护，施工机械的行走对土的扰动可能对邻近的基坑支护结构产生影响，为避免本基坑的施工对金中环基坑支护结构造成损害，选用桩径 1.2m，桩间距 1.15m 的人工挖孔咬合灌注桩支护，搭接 5cm。 (2) 内支撑系统 水平内支撑系统采用钢筋混凝土构件，基坑开挖深度为 17.4m，设三道混凝土支撑，标高分别为 3.0m、-1.35m、-5.75m。主支撑截面设计为0.80.9m，支撑间的连系梁截面取 0.70.8m，冠梁截面为 1.20.
8、8m，支撑腰梁截面 0.70.9m。本区段设置四道对撑，间距取 7.5m；两道斜撑，间距为 5.8m。采用 C30 混凝土进行浇筑，钢筋保护层厚度为 25mm。 支撑系统竖向支撑构件采用 800mm 钻孔灌注桩，与焊接钢构形成支撑柱，立柱间距最大取 10.7m。 (3) 隔渗帷幕 为减少工程降水对周围环境的影响，B 区基坑西侧采用钻孔咬合桩，搭接长度 20cm，作为隔渗帷幕，不再单独设置止水帷幕。基坑的东侧采用人工挖孔咬合桩和双排旋喷桩作为止水帷幕。 (4) 基坑降排水 土方开挖时，宜在坑内适当位置施工集水坑，在开挖的同时放入抽水泵抽水。随开挖深度的增加，逐渐加深集水坑的深度。 基坑开挖时，坑
9、顶设一道排水明沟，一方面排水坑内积水，另一方面阻断外界水流进入坑内。汇集水排入市政管网前需进行三级沉淀池进行沉淀。 基坑开挖到底，在坑底设一道排水明沟，在基坑角点及其他适当位置设置集水坑，以利于坑内积水抽排。 2.3 基坑整体稳定性验算 最危险滑动圆弧圆心位置的确定一般采用试算法，本基坑采用同济曙光边坡稳定分析软件进行试算。本试算共选取了 6 个滑动面，试算结果如下图 1 和表 1 所示。 图 1 基坑整体稳定性验算 表 1 整体稳定性验算结果 由上述假定的各滑动面，可认为滑动面 2 为最危险滑动面，R=26.13m，安全系数 Fs=2.03681.32.0，满足要求。 3 支护效果 施工过程
10、中及施工结束后，通过现场测量得出如下结果。 (1) 钻孔灌注桩水平位移 桩的水平位移随开挖深度的变化，灌注桩桩顶位移和最大位移的大小及位置如图 2 和表 2 所示。 图 2 桩的水平位移随开挖深度的变化表 表 2 灌注桩桩顶位移和最大位移的大小及位置 由图 2 及表 2 可知，桩的水平位移随开挖深度呈现抛物线形变化，桩顶位移最大 38mm 出现在开挖 3m 时，钻孔灌注桩的最大位移在开挖17.4m 后达到最大 45mm。 (2) 地表沉降变形 地表沉降随开挖深度的变化如图 3 所示。 图 3 地表沉降随开挖深度的变化 由图 3 可知，桩顶的最大沉降为 20mm。地表的最大沉降位移为44mm，其
11、位置为距基坑 9m 处。 (3) 土中各点的水平位移和竖直位移 土中的最大水平位移出现在靠近支护桩桩后的土中，最大位移为45mm。土中最大的向下的竖直位移出现在地表附近距基坑支护桩约 9m 处，大小为 45mm；基坑向上的最大位移出现在基坑坑底中间，最大位移为44mm。 4. 结 论 通过地铁线路临近深基坑支护技术研究，可以得出以下结论： (1) 综合考虑基坑受力、施工技术、周围环境以及工程造价等因素，提出了合理灌注桩+三道内支撑支护方案。 (2) 设计过程中通过采用同济曙光边坡稳定分析软件对基坑整体稳定性进行验算，确定了基坑整体稳定性。 (3) 通过应用地铁线路临近深基坑支护技术方案顺利完成
12、了基坑施工，保证了基坑的安全性。 参考文献 1 刘建航，侯学渊. 基坑工程手册M.北京：中国建筑工业出版社，1997. 2 刘纯结. 地铁车站深基坑位移全过程控制与基坑邻近隧道保护D.上海：同济大学，2000. 3 王卫东，吴江斌，翁其平. 基坑开挖卸载对地铁区间隧道影响的数值模拟J.岩土力学，2004, 25(2)：251-255. 4 彭社琴. 超深基坑支护结构与土相互作用研究D. 成都：成都理工大学，2009. 5 王洪新. 水土压力分算与合算的统一算法J. 岩石力学与工程学报，2011，30(5)：1057-1064. 作者简介 作者简介：穆志刚（1982-） ，男，安徽宿州人，工程师，2004 年毕业于中国矿业大学，土木工程专业，现在煤炭工业济南设计研究院有限公司从事结构设计。
