深圳地鐵安保區內基坑支護工程的概念設計

深圳地鐵安保區內基坑支護工程的概念設計

-以榮超后海大廈基坑工程為例

喬麗平

（深圳市龍崗地質勘查局 深圳市巖土綜合勘察設計有限公司 深圳市粵地建設工程有限公司 深圳  518172）

一、引言

深圳地鐵運營安全保護區（以下簡稱“地鐵安保區”）是指“地下車站與隧道周邊外側50米內；地面和高架車站以及線路軌道外邊線外側30米內；出入口、通風亭、變電站等建筑物、構筑物外邊線外側10米內”的區域。目前在地鐵安保區內進行深基坑施工要經過地鐵公司的一系列嚴格的審查，在地鐵運營安全保護區和地鐵建設規劃控制區內進行施工的，應當制訂對地鐵的專項安全防護方案，其設計、施工和監測方案應當征得地鐵公司同意，施工期間應當服從地鐵公司和深圳市地鐵運營管理辦公室（簡稱“運管辦”）的監督與管理。

《深圳市地鐵集團有限公司地鐵運營安全保護區和建設規劃控制區工程管理辦法》（深圳市地鐵集團有限公司，2013）規定了軌道、車站、隧道結構安全保護監測控制指標和管理辦法：

1、軌道安全保護監測絕對控制指標

運營線路軌道靜態尺寸容許變形值：軌道高低、軌向變形<4mm／10m，兩軌道橫向高差<4mm，三角坑高低差<4mm／18m；扭曲變形<4mm／6.25m；軌距+3mm，-2mm；

2、車站、隧道結構安全保護監測絕對控制指標

（1）車站、隧道結構絕對沉降量及水平位移量≤20mm(包括各種加載和卸載的最終位移量)；

（2）變形縫差異沉降≤20mm；

（3）隧道縱向變形曲線的曲率半徑R≥15000m；

（4）隧道的相對變曲≤1／2500；

（5）建（構）筑物豎向荷載及降水、注漿等施工因素而引起的車站、隧道外壁附加荷載≤20kPa(≤2t／m2)；

（6）由于打樁振動、爆炸產生的震動車站、隧道引起的峰值速度≤25mm／s（對連續性的震動應按50％甚至更為嚴格控制）。

3、由于現場施工的復雜性、監測誤差以及其它因素，地鐵運營安全保護區工程的設計控制指標按以下方法確定：

（1）地鐵運營安全保護區工程設計時，若運營管理部門可測得以上1、2款中已發生的變形量，則取絕對控制指標與已發生變形量之差再除以安全系數作為設計控制指標，安全系數由總工辦根據工程地質條件、工程周邊環境和地鐵服役情況確定。

（2）地鐵運營安全保護區工程設計時，若以上（一）、（二）中已發生的變形量無法測得，則取1、2款中絕對控制指標的50％作為設計控制指標。

4、完成鋪軌后才開始施工的建設規劃控制區工程，設計控制指標參照運營安全保護區工程的指標執行。

5、地面建筑安全保護第三方監測控制指標，可參照國家和深圳市有關規定執行。

6、監測警戒值

地鐵可根據工程施工的特點及地鐵設施的服役狀況，對以上所列指標進行調整。第三方監測的實際變形值達到設計控制指標的60%時，應向申請人、施工單位、地體公司的總工辦、運營管理部門、深圳市地鐵運營管理辦公室發出預警；當達到設計控制指標的80%時，須發出報警。

二、工程概況

榮超后海大廈項目位于深圳市南山高新區，濱海大道北側，海云路西側，場地北側為南山軟件園產業基地大樓，西側為在建的數字音頻大廈項目用地，東側為海云路（海云路下有正在運營的地鐵2號線），該側地下室外墻距離隧道左線外側6.0m（見圖1）。

場地擬建地下室四層，項目總占地面積約4635m2，基坑大致呈規則形狀，基坑開挖深度約17.7m，周長約247m，面積約3900m2。

圖1  周邊環境示意圖

三、地質條件

圖2  典型地質剖面圖

場地內地層為素填土（）、第四系海漫灘堆積層（）、第四系殘積層（），下伏基巖為燕山期第四期花崗巖（），其典型地質剖面詳見圖2。

基坑坑底以上主要為由花崗巖風化殘積而成的礫質粘性土，坑底以下為全-中風化花崗巖，地質情況較好。

四、基坑支護概念設計

1、設計難點分析

a）工程地質條件復雜：場地內分布有深厚的填土層、淤泥質砂層，該層土力學性質差，對基坑的安全性影響較大。

b）基坑東側有地鐵通過：場地東側（海云路下）有正在運營的地鐵2號線通過，地鐵2號線距離基坑較近（凈間距約4.5m），基坑開挖過程中如何選擇支護方式確保地鐵2號線的安全尤為重要。

2、設計應對措施

a)排樁選用咬合樁：考慮到東側（靠地鐵側）距離地鐵隧道太近，若采用地連墻，施工時槽段幅寬4.0~6.0m，成孔時易塌孔，對臨近的地鐵隧道擾動較大。

b)東側（靠地鐵側）為保護地鐵在咬合樁外側增設一排D600@450三管高壓旋噴樁止水帷幕。

c)東側（靠地鐵側）為保護地鐵在基坑被動區設置5排、主動區設置2排袖閥管注漿孔，以加固該側基坑內土體和基坑支護結構與隧道結構之間的土體?；油鈧茸{加固及旋噴樁要求在施工咬合樁前施工，同時要求嚴格控制注漿壓力（基坑外主動區的注漿壓力不超過0.8MPa，基坑內被動區的注漿壓力不超過2.0MPa）

d)為更好的控制基坑底部的水平變形，加密支撐的水平間距（鋼筋砼支撐間距6.5m）。

e)要求咬合樁施工工藝應采用雙套管（利用搓管機埋設套管）跟進咬合工藝。

f)施工工序要求：

①東側（靠地鐵側）先進行外側的旋噴樁止水帷幕和袖閥管注漿施工，再進行咬合樁施工；

②嚴格做到先撐后挖；

③嚴格按設計要求的拆撐順序進行拆撐。

g)主體結構工程樁要求采用旋挖樁工藝，振動小，以盡量減少對地鐵的擾動；且要求工程樁與基坑圍護樁同步施工，施工完工程樁后方可開挖基坑，減少后期基坑暴露時間。

3、支護方案

圖3  內支撐平面布置

圖4  基坑支護典型剖面圖

設計采用排樁+三道鋼筋砼角撐，排樁采用直徑D1200鉆孔咬合樁，樁間距0.95m（咬合搭接0.25m），樁長根據各側地質情況而不同。第一道鋼筋砼角撐截面1.0m1.0m（寬高），第二、三道鋼筋砼角撐截面1.0m1.2m（寬高）?；訓|北側鈍角部位采用250mm厚鋼筋砼板封閉，具體支撐布置詳見圖3，典型支護剖面詳見圖4。

目前基坑已經開挖至坑底，地下室底板施工也接近尾聲，圖5-圖9為基坑支護工程施工過程的現場照片。

圖5 袖閥管注漿施工現場照片

圖6 基坑剛開挖現場照片

圖7 基坑施工完第二道支撐現場照片

圖8  基坑開挖至坑底現場照片

圖9  基坑底板施工現場照片

實測表明，基坑開挖至坑底時臨近地鐵隧道最大變形為7.9mm，完全符合深圳市地鐵安保區的相關規定。

五、結語

本文以榮超后海大廈基坑工程為例，介紹了深圳地鐵安保區內進行深基坑支護概念設計的相關經驗，可供類似工程參考：

（1）在鄰近地鐵隧道區域進行深基坑設計，變形控制為首要任務。在進行基坑支護方案概念設計時，應充分的從多方面考慮，包括地下水的控制、支護結構的剛度、支撐體系平面的調整、施工工藝的擾動影響、施工工序的安排等等方面。

（2）作為支護結構的咬合樁同樣可以達到地下連續墻的剛度和止水效果，但其卻有自身的不可替代的優點——逐樁施工對周邊土體擾動小，尤其在緊鄰重要構筑物區。地下連續墻成墻后雖然剛度大、止水效果好，但其有一個缺點就是在成槽施工時由于槽段幅寬一般4.0~6.0m，在成槽施工時易出現塌孔現象，對周邊土體擾動影響較大。

（3）在基坑被動區、主動區進行注漿加固有一定的效果，不僅加固了主、被動區的土體，提高了土體力學性質從而減小基坑變形；而且還可以有效在全-強風化花崗巖層中形成止水帷幕，有效的控制地下水位的下降。

作者簡介：

喬麗平（1979- ），男，碩士、高級工程師、國家注冊土木工程師（巖土），2015年8月入選廣東省地質勘查局“南粵地質人才工程”技術骨干，現任副總工程師、深圳市地質學會理事，主要從事地基處理、基坑、邊坡工程的設計、研究及咨詢工作。