李斐　朱燕琴　桂麟辉

摘要 青六路站为杭州地铁7、8号线交叉换乘车站，两线之间设联络线。在车站及联络线围合区域进行商业开发。设计过程中，综合种种因素，先后提出方案一：“联络线结合开发区域作为整体考虑+设混凝土支撑+分层开挖”及方案二：“利用围合区域已建成结构主体作为围护结构+坑外降水+盆式开挖”两种基坑围护设计方案。综合比较，方案二造价低、施工工期短，满足业主方时间节点要求，作为最终实施方案并取得良好效果。

关键词 商业地块;基坑围护方案;监测分析;地铁保护

中图分类号 F293.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0022-06

引言

随着轨道的发展，越来越多的换乘车站结合周边商业地块共同开发，这样可以充分利用城市地下空间，带来地块周边的经济效益[1]。通常商业开发区域面积较大、形状较为不规则，常用的商业地块基坑围护支撑形式为一道或多道混凝土支撑[2-3]。采用混凝土支撑的形式虽然能使开挖基坑具备较好的整体性，满足临近地铁的保护[4-5]要求，但其存在施工周期长、造价成本高等问题。针对此问题，该文阐述了更优化的方案进行此类基坑围护设计。

1 工程概况

1.1 工程背景

杭州地铁7号线青六路站主体与其联络线围合区域的地下一层进行商业开发，商业开发建筑总面积5 880 m2。商业开发采用多跨箱型结构，埋深约9.3 m;联络线部分与商业开发地块结合，地下一层为商业部分，地下二层为行车部分，联络线基坑深度由相邻8号线车站的21.8 m渐变到相邻7号线车站的17.5 m，青六路站商业地块平面总平面布置见图1。该工程周边现状为农田，无重要建构筑物，两倍基坑深度范围内也无地下管线，工程实施条件较好。

1.2 工程水文地质概况

该项目的工程地质层组的划分依据场地地层共分8个工程地质层层，14个工程地质亚层。各层土层名称及物理力学性质见表1。基坑开挖范围内主要为③5层砂性土，渗透性高;基坑底部以下为深厚的淤泥质土层，含水量高、强度低、灵敏度高、物理力学性质极差;土层性质总体是“上硬下软”。

拟建场地潜水主要赋存于浅（中）部填土层、粉（砂）性土中。详勘测得潜水稳定水位埋深为地面下0.50～

3.17 m，沿线场地承压水主要分布于下部的、层砂砾层中，该层承压水埋深较深，对该项目影响不大。

2 基坑围护设计方案比选

综合考虑施工工期及经济效益，提出两种基坑围护设计方案。

方案一：“联络线结合开发区域作为整体考虑+设混凝土支撑+分层开挖”，如图2。基坑施工分两步进行，先进行商业开发区域（三角区域及联络线一层）地下一层基坑开挖，再进行联络线坑中坑基坑开挖。地下一层基坑围护采用地连墙+一道整体混凝土支撑，联络线的“坑中坑”采用地连墙+4道钢支撑（浅处采用3道钢支撑），商业开发与车站主体相接处采用原有车站围护地墙（8号线地墙厚1 000 mm，7号线地墙厚800 mm），联络线外侧采用1 000 mm厚地墙。基坑外间距20 m布置一口应急降水井，如图3。

方案二：“利用围合区域已建成结构主体作为围护结构+坑外降水+盆式开挖”。基坑施工分两步进行，先进行联络线区块基坑开挖，待联络区块结构封顶后，利用已施工完毕的车站主体结构及联络线结构作为商业三角区域围护结构，进行开挖。联络线基坑深度从17.5～21.8 m基坑采用1 000 mm厚地墙+4（5）道钢支撑的围护方案（（注：19.5 m以下深度采用5道钢支撑）如图4。联络线基坑外侧间距12 m布置降水井，井深20 m，如图5。

两种方案比较见表2。方案二的经济效益好、施工工期短，但方案一从基坑安全风险及基坑开挖时对已完成车站保护的影响相对更安全。结合工程实际情况，车站主体及联络线完成时间应早于商业开发，故方案二作为推荐方案进行深化设计。

为避免三角区块大开挖对已经施工完成的车站结构造成過大变形，基坑开挖时采取分区分块跳槽开挖的方案，如图6及图7，开挖见底后及时施作垫层及底板。同时，联络线基坑外侧加大降水力度，地铁车站外侧通过监测配合必要的降水。

3 理论计算与施工监测分析

3.1 基坑测点布置

基坑开挖时，监测数据是重中之重。除了监测地墙变形外，砂性土基坑开挖重点在于坑内、外降水，所以地下水位监测及坑外地下水位的变化为该项目的重点。该文仅选取地墙测斜及坑外地下水位测点进行分析，测点布置图见8。现场施工情况，如图9。

3.2 理论计算与地墙测点位移分析

商业地块基坑施工分两期进行。第一期，联络线区块基坑明挖顺做施工;第二期，进行三角区块的明挖顺做，基坑施工关键时间节点见表3。

联络线基坑深度由17.5 m渐变到21.8 m，选取深度约为20 m处的典型测点CX1进行地墙测斜分析，为了更好了解三角区块基坑开挖对主体车站的影响，分别选取主体车站地墙测斜测点CX2、CX3进行重点监测分析，详见图10～12。

由图10可知，随着联络线基坑开挖地墙变形逐渐增大，且最大变形逐渐下移。在联络线施工期间，由于特殊原因停工近3个月才复工，在这近3个月的时间中，坑外降水一直持续，地墙仅产生了2.03 mm的变形。2020年4月20日，联络线基坑开挖见底，地墙最大变形19.03 mm。直至2020年6月25日，联络线顶板封顶，最大变形为25.26 mm。由13图所示联络线开挖基坑围护变形计算结果为29.1 mm，施工监测数据和设计计算结果较吻合。

由图11可知，由于7号线车站施工完成较早，测点CX2停测待商业地块施工后复测，数据表明地墙变形由车站主体施工期间最大变形23 mm回弹为11.32 mm。商业地块施工期间，地墙最大变形增长0.22 mm，但地墙墙趾变形增长1.4 mm，有整体倾斜、墙趾隆起趋势。3F4D561E-6830-4FCC-94F8-7D62C8F0591F

在设计阶段，模拟围合区域开挖工况，分别计算联络线结构强度及变形。计算模型：取1 m断面，利用有限元软件Midas/gen进行结构计算，坑外降水至地面以下10 m，考虑土重度为20 kN/m3，水重度为10 kN/m3，基坑外超载为20 kN/m3，静止侧压力系数为0.5。考虑地墙作用，地墙与联络线结构之间采用只受压弹簧连接。计算结果如图14～17;开挖时联络线顶板处变形最大为33 mm;联络线主体结构配筋复核后满足变形要求。在实际开挖过程中，由于联络线结构主体刚度较大，变形增量远远小于设计值，但变形趋势和计算模型一致。

由此可见，用已主体完工的结构作为基坑围护结构方案可行，尤其位于砂性土层的基坑，在开挖期间采用坑外降水措施对控制地墙变形是极为有效的。

3.3 坑外水位测点分析

坑外降水是该基坑工程的关键点，坑外地下水位直接影响地墙外水土压力及地墙的变形。选取测点CX1附近的坑外地下水位测点SW1进行分析，测点水位随时间的变化图见图18。为避免基坑开挖对已建成车站造成过大的变形，影响车站运行，对车站外侧的地面下潜水进行了监测，选取测点SW2、SW3，见图19及图20。

由图18可知，联络线基坑施工期间，其坑外地下水位维持在地面下10 m左右，围合区域基坑土方大开挖期间，联络线外地下水位一直维持在?13.5 m左右。表明在砂性土层中，间距为12 m、井深为20 m的降水井，可将水位降至地面下13.5 m。

由图19、图20可知，在围合区域基坑施工期间，7号线车站外侧降水深度超过7 m，8号线车站外侧降水深度超过10.5 m。7号线车站外降水井间距15 m、井深20 m，8号线车站外降水井间距12 m、井深20 m，加密降水井间距，也可以有效降低坑外潜水水位。

4 结论

位于杭州地区砂性土层基坑开挖时，坑外降水是控制基坑变形的有效措施。坑外降水在砂性土中通过减小坑外水土压力，从而有效防止围护结构的变形。通过施工阶段静水位井观测，可以总结出在砂性土中，井深为20 m、间距为12 m的降水井，可以将静水位降至地面下13.5 m。通过采取降水措施，减少水土压力，对商业开发这种面积较大、坑深较浅的基坑进行盆式开挖是可行的。该项目已于2021年12月工程竣工，今后与其条件类似的基坑工程可以借鉴。

参考文献

[1]张博， 葛幼松， 顾鸣东. 城市中心区土地开发强度研究——以南京老城区为例[J]. 河北师范大学学报（自然科学版）， 2010（3）： 359-364.

[2]龚晓南. 基坑工程实例7[M]. 北京： 中国建筑工业出版社， 2020.

[3]吴薪柳. 复杂基坑施工对相邻地铁车站沉降的影响分析[J]. 铁道工程学报， 2017（2）：  93-97.

[4]王衛东， 徐中华， 宗露丹， 等. 上海国际金融中心超深大基坑工程变形性状实测分析[J]. 建筑结构， 2020（18）： 126-135.

[5]王浩然， 徐中华. 复杂环境条件下的基坑工程设计与实测分析[J]. 地下空间与工程学报， 2011（5）： 968-976.

收稿日期：2022-03-17

作者简介：李斐（1982—），女，本科，高级工程师，研究方向：地下结构。3F4D561E-6830-4FCC-94F8-7D62C8F0591F