纪 铁

(中铁隧道集团二处有限公司，河北三河 065201)

0 引言

随着经济社会的快速发展，城市轨道交通建设已成为公共交通的必然选择，但随着轨道交通建设的增加，新旧线结构交叉越来越多，导致结构越来越深，施工场地周边环境越来越复杂。明挖基坑不仅存在自身结构安全风险，而且对临近重要建筑物的影响已经远远超出了基坑本身风险，如何能在保证结构自身及周边建筑物安全的情况下顺利完成施工，已成为城市轨道交通建设不得不面临的重要课题。

以往关于紧邻建筑物的基坑施工方面的研究及工程实践主要为标准基坑，文献［1］介绍了标准基坑紧邻建筑物采取的一种加固方法，文献［2］介绍了关于异型深基坑的施工方法，上述研究大多是针对单一方面进行研究，并未对异型深基坑紧邻建筑物施工进行针对性研究。

本文结合现场情况采取了旋喷桩土体加固、深浅基坑桩体连接及开挖控制等方式进行处理，较好地控制了建筑物沉降，经过现场实践证明是一种合理可行的措施。

1 工程概况

朝阳门站1号换乘厅位于朝阳门十字路口西北角，1号换乘厅为深浅结构的异型基坑，基坑长度为53.1 m，基坑宽度为 23.4 m 和 20.4 m，浅基坑深约16.7 m，深基坑深约31.2 m，顶板覆土3.36 m，采用明挖法施工，支护结构采用围护桩+钢支撑+网喷支护体系。

1号换乘厅基坑西侧邻近中海油大厦(地上19层，地下3层，地下结构埋深为16.2 m)地下室，基坑距离其结构最近距离为4.5 m。中海油大厦基坑采用土钉墙护坡支护，放坡坡度为1∶0.2，基坑肥槽按1m留设。朝阳门站1号换乘厅结构剖面图见图1。

图1 朝阳门站1号换乘厅结构剖面图Fig.1 Structural profile of No.1 exchanging hall of Chaoyang station

2 施工难点分析

1)如何能在确保结构自身安全的前提下完成基坑施工是本工程的难点。由于本基坑属于深浅异型基坑，且结构深度较深，周边场地狭小，如果施工过程中控制不到位将导致结构变形，造成结构失稳。

2)如何确保明挖基坑周边建筑物安全是本工程的难点。由于1号换乘厅紧邻中海油大厦，如果在开挖及支撑过程中围护结构受力出现问题，将导致中海油大厦沉降超标及结构倾斜，造成大厦结构变形，且由于中海油大厦基坑周边为肥槽回填，如果肥槽处理不当将导致结构倾斜，造成变形。

3 施工方案

3.1 施工总体安排

为确保基坑自身稳定及中海油大厦结构安全，在施工过程中采取如下步骤及措施进行控制。

1)施作围护桩，包括深浅基坑内的围护桩，使基坑围护结构提前形成。对基坑围护桩与中海油大厦地下室之间肥槽及土体进行加固，保证该部位土体能够承受基坑东侧的受力。

2)向下开挖基坑土体至浅基坑底，及时施作临时钢围檩及钢支撑，防止结构变形。

3)加固浅基坑部位土体，并在浅基坑部位施作深浅基坑连接板，保证浅基坑两侧围护桩能够共同受力。

4)继续向下开挖至深基坑底，及时架设钢支撑。

5)由下至上顺序施作结构，并顺序拆除钢支撑。

3.2 围护桩施工及土体加固处理

1)围护桩施工。由于本基坑为异型基坑，故基坑围护桩共设置3种型号的桩体，其中基坑西侧距离中海油大厦较近的A型围护桩桩径为0.8 m，基坑内的B型围护桩及基坑东侧的C型围护桩桩径为1.0 m。

由于中海油大厦的基坑土钉及锚索已经侵入基坑范围内，围护桩施工前需要采用人工挖孔将土钉锚索进行清除，而后再采用机械进行成孔。

2)土体加固处理。为保证基坑自身及中海油大厦安全，在基坑开挖前对基坑与中海油大厦之间肥槽及浅基坑底进行土体加固处理，土体加固采用二重管旋喷桩，旋喷桩单桩直径按二重管法施工时最小成桩能力确定，能够起到更好的加固效果，单桩加固有效直径为800 mm，两桩相互重叠150 mm，每个孔位中心间距为650 mm，梅花形布置。旋喷桩布置形式见图2。

图2 旋喷桩布置示意图Fig.2 Layout of jet grouting pile

肥槽加固深度为18 m，即超出中海油大厦及浅基坑底2 m左右，以保证该部位土体能够承受基坑东侧传递的侧向压力。浅基坑底加固深度为8 m，加固后可使浅基坑两侧围护桩能够形成共同受力的效果，更好地提高基坑围护结构的承受能力。

3.3 深浅基坑连接板施工

为保证浅基坑两侧围护桩能够更好的达到共同受力的目的，在浅基坑顶设置连接混凝土板，混凝土板厚300 mm;其中一端与基坑内B型桩桩顶冠梁连接，另一端与A型围护桩主筋相连，使其成为整体。深浅基坑连接混凝土板形式见图3。

图3 深浅基坑连接混凝土板示意图Fig.3 Sketch of deep and shallow foundation pits connect the concrete board

3.4 基坑土方开挖及钢支撑架设

1)土方开挖。由于场地条件限制，基坑上部8 m土方分层分段进行开挖，采用由南向北的顺序放坡开挖，坡度控制在1∶2以内，直接将土方进行外运。

下部土方采用挖掘机进行开挖，铲车运输，将土方放置在提升料斗内，最后采用走行式龙门架进行垂直提升。挖掘机开挖时，首先在基坑一端斜撑三角区范围内开挖出1个渣土提升区域，而后在基坑中部钢支撑下开挖1条宽3～4 m的纵向渣土运输通道，运输通道两侧按1∶1比例进行放坡，最后由一端向另一端顺序开挖。运输通道开挖样式见图4。

图4 运输通道开挖示意图Fig.4 Excavation sketch of transportation tunnel

施工中需注意的问题:

①土方开挖至钢支撑下0.5 m时需要及时架设钢支撑，防止基坑变形。

②基底开挖面以上0.3 m的土方采用人工开挖，控制超挖并防止扰动基底。

2)桩间喷混凝土。桩间网喷混凝土支护，自上而下，随挖随喷，每层不大于1 m，其支护形式为连接筋+钢筋网+喷射混凝土。钢筋网采用φ6.5@150 mm×150 mm，与φ20水平加强筋焊接，水平加强筋与围护桩位的主筋焊接牢固，喷射混凝土为100 mm厚C20混凝土。具体形式见图5。

图5 桩间喷射混凝土施工示意图Fig.5 Sketch of grouting among the piles

3)钢围檩及钢支撑架设。本基坑上至下共设置6道钢支撑，其中上部2层采用φ609钢支撑，下部4层采用φ800钢支撑;第1层钢支撑设置在冠梁上，其余部位设型钢围檩，并在二次衬砌作业时设置了1道倒撑。

除基坑转角及变截面处支撑为斜撑外，其余均为对撑，纵向间距为2.3～2.7 m。为保证斜撑受力，在斜撑对应处的钢围檩上设置三角形剪力块，确保受力面与斜撑正交。

具体施工方法如下:

①主要工艺流程:支撑编号—对号运到现场—焊三角形钢板托架—钢围檩就位—钢管支撑就位校正—施加预应力—紧固钢楔—拆除液压千斤顶—钢管支撑与钢围檩连接。

②钢牛腿三角托架采用L75×10 mm角钢加工焊接制作而成，上部每根桩用2个00型花篮螺丝(1.3螺旋扣号码)斜拉。斜拉吊点采用240 mm长L80×10 mm角钢制作，采用膨胀螺丝固定在围护桩上，三角架由2个膨胀螺栓固定在桩身上。

③钢围檩采用2根I45c工字钢加缀板焊接而成。先将腰梁部位凿毛，用C25细石混凝土抹平，使桩与钢围檩紧密连接。钢围檩采用走行式龙门吊就位，安放在钢围檩上。

④钢支撑轴力分2次施加，第1次施加预加轴力的70%，待应力稳定后，继续预加轴力至设计值。

⑤拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。主体结构的墙板或底板混凝土强度应达到设计要求后方可拆除。

施工中需注意的问题:由于开挖过程中应力变化，经常导致钢支撑轴力减小，需要根据监测数据及时对支撑轴力进行调整。

3.5 监测结果评价

1)通过监测可及时了解各阶段施工所造成的基坑变形情况及中海油大厦的沉降与倾斜情况，对监测结果进行反馈用以指导各个工序施工，从而有效地控制了施工沉降。

2)采取以上方法及措施施工，中海油大厦最大沉降值为8.15 mm，远远小于设计要求的15 mm。基坑内收敛变形最大值为3.42 mm，主要位于基坑南端与2号风道已开挖完成的上层小导洞部位。

4 结论与体会

1)施工过程中加强各个环节的控制，并根据监测数据调整施工进度，及时调整支撑轴力的必要措施。

2)采取旋喷桩地层加固及深浅基坑连接等措施后，能够有效地控制周边建筑物的沉降与变形，并能够保证结构自身安全，是一种可行的施工方法。

［1］ 阮艳妹.复杂条件下深基坑施工对临近建筑的影响及加固设计［J］.甘肃科技，2009(11):91－93.

［2］ 邱锡宏，张铭.东方艺术中心工程施工技术［J］.上海建设科技，2004(2):51 － 54.(QIU Xihong，ZHANG Ming.The construction technique of orientatron art center project［J］.Shanghai Coustruction Science and technology，2004(2):51 －54.(in Chinese))