许林克

（广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510330）

1 工程概况

1.1 项目概况

广州国际金融城起步区（I-2区）位于广州市天河区黄埔大道南侧、南至珠江、西至棠下涌、东至车陂路、西至科韵路合围的区域，分为A003地块、A005-1地块、A005-2地块、A007-1地块、A007-2地块等五个地块，总用地面积133.4hm2，拟建超高层建筑，设4层地下室，地下总建筑面积约为200万m2。该基坑总体平面上呈不规则形状，基坑尺寸约（东西）733m×（南北）233m，基坑外周边总长度约1800m；基坑开挖深度11.4～23.4m，地铁区间隧道位于基坑基底水平线以上约5m的位置。基坑围护结构外边线距离地铁隧道结构外边线净距约11.3～19.8m，其中A003地块基坑围护结构外边线与地铁隧道净距最小约为11.3m。

1.2 地铁隧道概况

工程相关的广州地铁5号线“科韵路～车陂南”区间盾构隧道位于黄埔大道下方，东西向设置。地铁区间沿线地形较平坦，地势较开阔，场地地貌单元属珠江三角洲冲积平原和珠江三角洲海陆交互相冲积平原的河漫滩地；隧道埋深约为12.42～19.1m，主要穿过的地层为<5-2>硬塑状粘性土，中密状粉土、<7>红色砂岩类强风化带、<8>红色砂岩类中风化带、<9>红色砂岩类微风化带，结构底板主要位于<7>、<8>、<9>上。

1.3 基坑围护方案

根据工程的特殊位置、地质情况和工期、安全、造价的综合考虑，不同地块采用了不同的支护方式。A003地块基坑围护结构邻近地铁隧道的基坑北侧采用“φ1200/φ1400旋挖桩+三道混凝土内支撑”支护；基坑西侧采用“φ1200旋挖桩+三道混凝土内支撑”及“φ1200旋挖桩+三道预应力锚索”支护；东侧与A005地块基坑相接；南侧与公共区基坑相接，采用“放坡+土钉墙+钢管桩+锚杆”支护；靠地铁侧桩间设单排φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕，止水桩穿透强风化岩层到达中或微风化岩。A005-1～A007-2地块邻近地铁隧道的基坑北侧采用“φ1800/φ1500双排旋挖桩+桩顶板+放坡”支护，基坑西、南侧采用“放坡+土钉墙”支护；基坑北侧内排旋挖桩外设单排φ850@600三轴搅拌桩止水，止水桩进入强风化岩层底。邻近地铁隧道侧基底预留尺寸为8m（宽）×6m（高）反压土平台，待反压土南侧主体结构完成后再按20m分段开挖。

1.4 基坑开挖顺序确定

按照“空间效应”理论，本着“分层、分块、对称、平衡、限时”的原则，先形成中部支撑，然后限时开挖分块土方及浇筑支撑，先开挖基坑中间部位的土体，后挖周边土体，挖至标高后分区域进行混凝土支撑的施工，以减少基坑无支撑暴露时间，靠近地铁隧道侧的基坑北侧预留反压土，待反压土以外区域主体结构施工到地面再开挖反压土体。遵循信息化施工原则，最后一层挖土施工时采取“先远后近”的施工顺序。在土体开挖全部完成后，即应立即快速浇筑垫层，以控制支护结构的位移。基坑开挖顺序如图 1～2。

图1 基坑开挖平面示意图

图2 基坑开挖顺序示意图

2 项目施工对隧道风险总体分析

2.1 工程地质条件产生风险分析

因本工程所在场地工程水文地质条件复杂，岩层裂隙发育，较厚填土层会给桩基和基坑施工带来一定的困难，同时填土层的填垫年限较短，土质杂乱，成分不一，结构松散，薄厚多变，极不均匀，工程性质较差，基坑施工采取基坑内降水，基坑外侧水可能绕壁产生渗流，水位下降，土体固结，隧道周围土体应力重分布，隧道产生变形。因此，施工过程中，基坑围护结构应做好隔水措施，并严格控制坑内降水幅度。

2.2 施工工法分析

本工程距离已运营地铁隧道较近，A003地块基坑支护采用灌注桩+内支撑的形式，A005、A007地块基坑支护采用双排桩悬臂结构，内排桩外侧施做止水帷幕。施工过程须做好基坑的止水，并控制基坑的变形，以降低本工程施工对地铁既有结构的影响。

2.3 基坑开挖卸载及降水

联合大基坑由于卸荷量大、施工时间长、对周边土层扰动次数多、施工条件复杂等原因，其开挖造成的基坑外地表沉降范围和沉降量相对以往的窄基坑都要大得多，卸荷对邻近地铁结构以及其他市政设施的影响也要复杂得多。基坑开挖的过程就是基坑卸载的过程，在不断的开挖过程卸载也逐渐加大，由此会产生一种“空间效应”。由于卸载会引起坑底土体产生向上的隆起、基坑围护结构侧向变形以及基坑周边地层的移动，从而导致地面沉降及坑外地铁隧道的变形。

基坑开挖后，隧道变形整体趋势而言，随着基坑开挖深度的增加，隧道的位移逐渐增大，在基坑开挖范围内隧道的位移趋势非常明显。此外，基坑开挖对隧道的水平位移影响大于竖向位移影响。根据深基坑实际开挖顺序、土方开挖工况和结构回筑工况，动态地确定疏干井的降深及运行数量，采用分段分层降水，不进行挖方的土体不再降水，精确控制建筑物周围的地下水位，防止地基固结沉降，达到控制建筑物沉降的目的。工前分析预测，该项目施工对地铁隧道影响的最大位移出现在A005地块，基坑开挖至基底时，对临近地铁隧道影响的应力分析，整体分析，隧道截面正应力整体表现为负值即处于受压状态；通过模型的综合分析不考虑降水时隧道的最大位移范围为3.42～5.83mm，坑外地下水位将至基底时隧道的最大位移范围为9.89～14.96mm。

3 监管措施

3.1 基坑施工前期

工程实施前必须遵循先监测后施工的原则，委托有资质和地铁运营隧道监测业绩的第三方监测单位对相邻隧道进行变形监测，尤其注意加强临近地铁隧道一侧的基坑变形、水位监测，并及时进行数据反馈。合理布置施工现场，施工期间临时堆载、塔吊基础等施工措施应该避开地铁隧道一侧，避免对隧道周围土体的过多扰动，地铁结构上方附加荷载不得大于20kPa。

3.2 围护施工阶段的监管

在施工围护结构之前，需在远离地铁侧进行相关的试验，以取得最佳的施工参数（包括泥浆比重、施工速度），降低施工对隧道周边地层的扰动，有效降低土体的侧向挤压。在施工时采取分区段跳挖的施工工法，以避免土体应力过于集中，有效减小环境的变形速率，同时确保桩基的成桩质量，从而减小对地铁的影响。在围护结构正式施工时，先行施工近地铁侧的围护结构，并采用间隔施工法，以减小对地铁隧道的叠加变形影响。

3.3 基坑开挖阶段的监管

（1）在施工过程2014年6月初临地铁侧基坑土方局部已开挖至基底，现场施工未按科技委审查批复的方案进行施工，在未做任何变更的情况下加深基坑开挖深度，且将隧道侧的反压土台开挖，现场施工管理未落实地铁保护方案；我司在巡查时发现该违规行为后立即制止，并通过协调促使现场采取其他补救措施，确保地铁结构的安全。

（2）经过参建各方的努力，该项目各地块邻地铁侧基坑均已开挖至基底，其中A005-1、A005-2地块已完成地下室结构施工，基坑侧壁已回填。其余地块均在有序进行地下室结构施工，整个实施过程地铁隧道未出现监测数据报警或相关结构受损。

4 地铁隧道监测数据分析

目前该项目已取得阶段性成果，邻近地铁侧土方已全部开挖至基底，其中的A005-1、A005-2两地块邻地铁侧地下室结构已施工完成，且基坑侧壁已回填，其余地块正在进行地下结构施工，基坑外地下水位下降最大为-1057.2mm。根据本工程隧道监测，最新一期监测成果分析，上、下行线隧道隆起变形最大值分别为+2.14mm（竖向），出现在A007地块相邻的地铁隧道，与工前分析预测的数据基本吻合；证明项目在施工过程中所采取的支护方式、施工工艺及施工顺序安排、地铁保护方案均满足地铁沿线施工的保护标准，地铁隧道现处于安全稳定状态。

图3 隧道竖向监测数据

5 结语

在整个设计施工过程监管过程中，有如下几点经验可供类似在地铁安全保护区内进行工程建设的工程借鉴和参考：

（1）对于紧邻地铁隧道的深大基坑，在采用有支撑形式不经济的情况下，采用“桩顶放坡+双排桩+桩顶板”并在基坑底部预留反压土台的支护形式，可以起到很好的基坑保护作用；同时将深大基坑分成不同大小的基坑并按分区开挖措施，稳定了大基坑开挖的基底隆起对地铁的沉降变形，可以较好的减少深大基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响，达到基坑变形控制和地铁隧道安全的目的。

（2）采用降水最小化设计和施工，做到按需降水，分层降水，精确控制建筑物周围的地下水位下降幅度，达到控制建筑物沉降的目的，确保了相邻地铁结构的安全。

（3）地铁周边进行商业房产的开发，和地铁等快速交通都有着非常密切的联系，因此在考虑地下结构形式时，除了安全性是最基本要求外，还应该要从全方位多角度来考虑。因为房产开发的成本控制与单纯的施工成本控制不同，它和开发周期密切相关，不能仅从施工工艺的投入大小来考虑，还要结合整个项目开发周期以及资金的投入和回笼时间来综合取舍。本项目的成功经验可以作为类似工程的借鉴。

[1]王卫东，王建华.深基支护结构与主体结构[M].北京：中国建筑工业出版社.

[2]谢兆耕，傅先华.紧贴运营地铁隧道的深基坑施工技术[J].施工技术，2008（9）.

[3]张明远.基坑施工对邻近地铁隧道变形的影响研究.岩土力学，2011，3.