软土地区临近地铁基坑支护工程案例分析与总结

软土地区临近地铁基坑支护工程案例分析与总结

吴 刚，赵晨玲，张晓静

（天津市勘察院，天津 300191）

摘 要：近些年来，地下结构逐步向“深”、“大”方向发展，深大基坑越来越多，同时随着城市建设用地的紧张以及地铁建设的推进，临近地铁的深大基坑项目日益增多。本文以天津市某临近地铁区间的深基坑工程为实例，通过对地质条件、周边环境的分析，选择合适的围护形式、支撑体系，通过监测结果验证了支护方案的合理性，对今后类似工程能够起到一定的参考作用。 关键词：基坑；地铁；支护形式；基坑降水 

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）08-0335-02

一、工程概况

天津市和平区某项目为商业、住宅混合的超高层建筑物，整体地下三层，钻孔灌注桩基础。基坑周长约400m，面积约7,900m2。整体开挖深度达18.0~18.6m。

该工程场地位于天津市和平区核心区域，四周紧邻现有道路。基坑北侧、东侧、南侧、西侧距用地红线最近分别为4.0、5.7、3.1、5.5，红线外均为道路。地铁3号线从场地东南角斜向穿过，地铁区间深度为16.4~22.9m，地下室基础距离地铁区间的距离仅约为6.1~8.4m，工程极为复杂。具体见图1，图2。

层号①1①2

土层 杂填土素填土

二、工程地质条件

根据岩土工程勘察报告，基坑涉及深度范围内各层土性计算选用指标见表1。该基坑工程场地典型地质剖面图如图3。

表1 基坑涉及各土层土性计算选用指标

层厚（m）w（%）

2.90.51.72.44.03.22.32.58.92.01.61.94.5

29.0632.8728.3730.6428.4629.0823.9521.1624.9821.3427.0922.8

r （kN/m）

18.5718.7819.3618.9219.2219.1319.9820.2519.8420.3219.5220.11

3



e 0.89 0.95 0.81 0.87 0.81 0.84 0.68 0.61 0.72 0.60 0.78 0.67

Ip 13.8 18.9 15.3 12.5 11.6 13.7 11.8 7.6 14.0 / 19.5 15.0

IL 0.78 0.59 0.56 1.01 0.94 0.73 0.54 0.56 0.46 / 0.24 0.23

（）12 16.211.417.319.220.619.819.432.318.232.215.717.2

C （kPa）8 11.416.814.912.613.413.911.68.216.46.535.122.8

③1粘土、粉粘④1粉粘、粘土⑥1⑥4⑦⑧1⑨2⑨2-1⑨2-2⑩1

粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉土 粉质粘土粉土 粘土

󱶍1粉粘、粘土

图1 地铁位置平面示意图

图2 地铁位置剖面示意图

收稿日期：2017-05-08

作者简介：吴 刚，天津市勘察院。

图3 地质剖面图

336 中 国 水 运 第17卷 三、水文地质条件

勘察期间测得场地地下潜水水位如下：

初见水位埋深2.00~3.00m，相当于标高1.20~0.70m。 静止水位埋深0.80~2.20m，相当于标高2.17~1.96m。 表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。一般年变幅在0.50~1.00m左右。本次设计静止水位按埋深1.50m考虑。

该地块⑨2粉土、⑨2-2粉土为第一承压含水层，承压水水头大沽标高约为-0.10m；󱶍2粉土、粉砂为第二承压含水层，承压水水头大沽标高约为-0.30m左右。

四、基坑围护方案 1．支护形式的选择

本项目地下三层，基坑深度大，周边四面临路，已施工完成的地铁区间从基坑外最近约6m左右穿过，对位移、沉降极为敏感，基坑围护及降水设计中做好对地铁区间的保护工作是设计中的重中之重。经过多轮方案对比，最终确定整体采用钻孔灌注桩+三道钢筋混凝土内支撑的支护方案。同时为了控制基坑施工对地铁区间的影响，保护地铁区间的安全，临近地铁区间一侧采用直径1.4m的大直径钻孔灌注桩进行支护。

考虑基坑形状，采用四周角撑，中间对撑的支撑形式。此种支撑形式受力明确，可以分块施工。本工程开挖深度达到了地表下18.6m，一般采用四道支撑体系，但是经反复计算验证，采用了三道支撑体系，为业主方节省了大量的工期。同时经实际开挖验证，地铁线路变形在安全范围内，未对线路运营造成影响，说明了三道支撑体系的可行性。

2．降水方案的选择

根据承压水验算，本项目需隔断第一承压含水层（⑨2粉土、⑨2-2粉土）。考虑基坑深度较大，且临近地铁，环境复杂，为达到良好的止水效果，采用了工艺先进、止水效果良好的水泥土地下连续墙（CSM）作为止水帷幕，切断坑内外地下水的水力联系，一方面保证坑内地下水的疏干和土方的顺利开挖，另一方面防止坑内降水对坑外环境产生不利影响。

考虑到基坑深度及地下土层情况，为保证降水效果，采取钢管井与无砂混凝土井结合布置。无砂混凝土井管径500mm，孔径800mm，井间距约为19.0m，一般井深24.0m；钢管井管径273mm，孔径600mm，井间距19.0m，井深24.0m。电梯井及集水坑处适当加深、加密。要求至少提前20天开始降水，并将地下水位降至坑底以下不小于1.0m。

基坑围护开挖实景照片如图4所示。

图 4 基坑围护实景图

（图中右上角临建下方为地铁隧道区间） 五、监测原始数据及分析

本项目从2012年2月5日开始进行基坑监测原件的预埋及后续的初始值测量作业，至2014年4月5日结束本工程的各项监测工作。收集最后阶段的地铁保护区监测数据，对此期间地铁隧道结构竖向位移、隧道结构水平位移数据进行分析，得到以下结果：

1．地铁隧道结构竖向位移监测

由图7可以看出，隧道结构竖向位移监测点位最大累计沉降量为+2.34mm，平均累计沉降量为+0.71mm，区间隧道结构位于稳定状态。

图7 地铁隧道结构竖向位移

2．地铁隧道结构水平位移监测

由图8可以看出，隧道水平位移监测点位最大累计变形量为-3.52mm，平均累计变形量为-1.29mm，区间隧道结构整体处于稳定状态。

图8 地铁隧道结构水平位移

根据以上监测数据可知，地铁结构未发生明显变形，整体结构处于稳定状态。基坑支护设计满足了地铁区间保护的要求。

六、结论

（1）本基坑采用大直径钻孔灌注桩+三道钢筋混凝土内支撑+CSM止水帷幕的支护方案，开挖工况及实测数据满足地铁区间保护及基坑安全的要求，证明该支护形式的可行性。

（2）采用大直径钻孔灌注桩取代地铁项目常用的地连墙作为围护体，经地铁隧道区间的监测数据和工程实践证明，大直径钻孔桩能很好起到控制变形的作用，对以后类似公况的基坑有一定的参考价值。

参考文献

[1] JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S]. [2] DB29-202-2010 建筑基坑工程技术规程[S]. [3] GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].

[4] 任权昌.地基基础[M].北京：北京交通大学出版社，2012，11，01.