成都某地铁站膨胀土地质深基坑变形处置措施

柯尊伟

【摘要】介绍成都某地铁车站深基坑施工基本情况，重点对深基坑变形加固方案确定、采取的处置措施及施工方法等进行阐述。

【关键词】地铁车站;膨胀土地质;深基坑;变形;处置措施;施工方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.12.050

1、工程概况

成都某地铁车站为地下二层14m岛式站台明挖车站，车站与远期32号线换乘，换乘形式为节点换乘。该站位于蜀龙路和仙韵5路交叉路口处，沿规划蜀龙路东西方向设置。车站为14米岛式车站，采用双柱三跨（局部无柱和单柱双跨）地下两层（局部三层）现浇框架结构，本站车站有效站台中心里程为Y（Z）DK95+400.000，设计起点里程Y（Z）DK95+228.800，设计终点里程Y（Z）DK95+978.200。车站总长度749.4m。公共区采用无柱形式，标准段总宽24.3m，顶板覆土厚度约为3.0m，底板埋深23.50m。设备区采用双柱形式，顶板覆土厚度约为5.0m，底板埋深约22.70m。配线段采用单柱和双柱形式，顶板覆土厚度约为4.0～5.0m，底板埋深约22.70m。本车站采用明挖法施工。

车站主体总长749.4m，电器大厦处为标准段，宽度为24.3m，最宽处为电器大厦西侧换乘段，宽度为32.1m，底板埋深23.5m，基坑采用围护桩+内支撑支护。围护桩采用A1200@2000。

内支撑采用钢管支撑，电器大厦附近第一层为A609，t=16mm，第二层为A800，t=16mm，第三层为A609，t=16mm。

电器大厦对应位置桩设计桩型为A1’型，桩长24.5～24.7m，主筋直径C28，主筋数量31根，采用C35水下混凝土。

设计桩间网喷厚度150mm，挂网钢筋采用Φ8@150×150mm，喷射混凝土等级C20，桩间土体设置C16加强环筋，并在每根桩上植筋入C18，L=0.45m横向拉筋，加强环筋、横向拉筋的竖向间距为1.5m。项目部结合膨胀土地层等综合考虑，加强横筋间距调整为1m，加强箍与桩体钢筋焊接长度10cm，钢筋连接及焊接牢固。地质条件较差（膨胀土地层夹杂蒙脱石）的区域，加强横筋的竖向间距按0.5m加密设置。且网片均采用焊接连接。

电器大厦对应位置实际地层杂填土及粘土厚度约12.8m，往下为泥岩层（即第二道钢支撑以下1m处间泥岩）。

电器大厦为地上5层框架结构，无地下室。

电器大厦距离基坑标准段为7.95m，距离扩大段为8.12m。

电器大厦为柱下台阶式独立基础，柱间距5.5m，基础埋深1.8m，基础底宽2.2米。见图2

1.1工程地质

地层中黏土自由膨胀率21.0～62.0%，具有弱～中等膨胀性;全风化泥岩自由膨胀率65.00～68.00%，具有中等～强膨胀性。见图3

1.2基坑变形现状

2021年6月17日基坑开挖至临近电器大厦附近，截止2021年8月27日该部位基坑见底，三次监测数据突变超限，导致电器大厦墙面开裂，基坑变形超限。

（1）2021年6月25日发生第一次变形，电器大厦周边于2021年5月10日开始正式开挖冠梁以下土方（之前该处为马道），建筑物监测数据一直较为稳定。当电器大厦附近第一层钢支撑已经架设，第二层刚具备条件，正在架設钢围檩时，最大处沉降JZ1-7号点3.03mm/天。

（2）2021年8月2日8月2日发生第二次变形，基坑处于土方收土阶段，剩余土方约1.6万方，开挖最深处约 24 米，最浅处约 13 米。电器大厦附近第一层、第二层钢支撑已经架设完成，第三层正开始架设，且电器大厦南侧和东侧已经进行注浆加固，正在进行西侧打孔时，单次沉降过大，最大沉降JZ1-14号点3.84mm/天。

（3）2021年8月25日和26日发生第三次变形，连续两天强降雨，最大沉降达5mm/天。基坑处于土方收土阶段，收土口距离电器大厦约29m，剩余土方约1万方，开挖最浅处约 18.5 米;第一层钢支撑已经全部架设完毕，第二层钢支撑已完成，第三层钢支撑电器大厦位置已完成架设。

2、处置方案的确定

2.1针对第一次变形的处置方案

根据地铁监测结果显示电器大厦开始沉降，沉降速率明显提高的情况，20211年6月25日施工单位组织各相关人员召开分析会，同时对电器大厦周边进行调查，发现电器大厦外围开挖三处大坑，电器大厦内部靠近基坑侧也开挖一处大坑，且下雨坑内积水严重，经与电器大厦人员沟通，了解到是对电器大厦进行房屋鉴定，所以对基础周边进行开挖，但此次开挖地基受到一定扰动，对房屋沉降变形势必有一定的影响。

确定首先协调电器大厦人员对开挖的房屋基础进行回填的措施。

2.2针对第二次变形的处置方案

经分析认为，电器大厦及基坑地面沉降突变，主要由膨胀土层泡水导致地层承载力及强度降低引起。经现场察看，电器大厦主体结构（梁、柱）未见明显裂缝，砖围护墙有局部裂缝。

（1）电器大厦外墙周边祼土地面及硬化地面裂缝应及时硬化封，保证周边排水畅通。

（2）根据监测情况，对电器大厦基础注浆加固，必要时采取基础底部打设管棚等措施。

（3）基坑暂停土方开挖，及时架设钢支撑，封闭基坑底及桩间土体，桩间护壁设置泄水管引排地层滞水。钢支撑架设后，尽快撤离大型设备，控制地面超载。

（4）基坑阳角处根据建设情况，必要时加密钢支撑。

（5）提高监测频率，及时对监测数据进行分析，必要时采取相应应急措施，保证基坑和电器大厦安全。待监测变形数据收敛后，方可进行后续施工。

2.3针对第二次变形的处置方案

（1）基于“快速开挖，及时浇筑”原则，适当调整基坑开挖时序，确保电器大厦段主体结构尽早实施。

（2）补充基坑侧壁泄水孔，确保桩间土体稳定。

（3）第一、二道钢支撑之间可考虑局部加撑措施，适当减小第一、二道 钢支撑竖向间距。

（4）基坑附近地表裂缝须第一时间封闭，减少雨水和地表水下渗，加强坑内土体疏干措施。

（5）加强监测和现场巡查，如电器大厦梁柱节点部位，确保电器大厦安全。

3、处置施工方法

3.1针对第一次变形的处置施工

对电器大厦进行房屋鉴定时开挖的房屋基础进行了回填处理。

3.2针对第二次变形的处置施工

（1）电器大厦外墙周边裸土地面及硬化地面裂缝硬化封闭，并对电器大厦屋面排水管加长引流至排水沟内。

（2）竖向加固注浆：距离电器大厦约3.5m，52袖阀管，孔深6m，双排间距0.8m梅花形布置，为加强转角注浆效果，转角处增设1排注浆孔，以转角点外扩0.8m，向转角两侧各延伸3孔。斜向加固注浆：在建筑基础与竖向注浆孔之间设置双排斜向注浆孔，52袖阀管，孔深8m，双排间距0.8m梅花形布置，斜向角度30°，柱下独立基础外侧，增设4根108钢花管加固，间距1m，长度以打设到全风化泥岩层为止。累计打设6m长注浆管115个，并完成注浆;累计打设8m长注浆管160个，并完成注浆;累计灌注水泥109t。

（3）基坑暂停土方开挖，架设钢支撑，封闭基坑底及桩间土体，桩间护壁设置泄水管引排地层滞水。

（4）基坑阳角第一道鋼支撑采取并撑（增加6根）处理。

（5）对电器大厦进行房屋鉴定。

3.3针对第三次变形的处置施工

（1）适当调整基坑开挖时序，加快电器大厦段主体结构施工。

（2）补充基坑侧壁泄水孔。

（3）第一、二道支撑之间局部采取加撑（增加14根）措施。

（4）基坑附近地表裂缝封闭。

4、监测数量分析

根据2011年9月1日至10月23日的变形监测结果可以看出，现场采取的处置相关措施效果明显，变形趋于稳定。

结语：

通过对膨胀土地质深基坑变形采取针对性的处置措施后，变形趋于稳定，达到明显效果。2021年9月24日电器大厦对应基坑第10单元底板已浇筑完成，对应第9单元正浇筑底板混凝土，基坑侧壁、支撑均稳定无异常。2021年12月23日电器大厦对应的地铁车站第9、10单元主体结构安全顺利封顶，周边排水畅通无积水，电器大厦墙体无新增裂缝，关键梁、柱节点无裂缝发育，整体稳定无异常。值得类似情况的处置借鉴。