臨近軌道盾構(gòu)施工項目的地下室設(shè)計與施工研究

胡綺琳

（廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣州 510000）

1 項目概況

某建筑工程地面3 層地下1 層結(jié)構(gòu)，地上3 層，總高度為20.65 m，地下1 層層高為5.1 m，地下室的主要作為停車場和部分設(shè)備用房，其結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)體系，抗震等級為三級，地下底板面標高1.850 m，基礎(chǔ)為筏板結(jié)構(gòu)，抗浮水位為室外地坪以下0.5 m，為解決地下室局部抗浮不足的問題，采用抗拔樁進行處理。對預(yù)計施工區(qū)域土層結(jié)構(gòu)進行分析可以發(fā)現(xiàn)，第一層為雜填土、第二層為黏土、第三層為粉質(zhì)黏土、第四層為粉質(zhì)黏土夾粉土、第五層為黏土。其中，第二層黏土層有著中等的壓縮性，工程性質(zhì)良好，地基土承載力特征值為200 kPa，因此，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)位于第二層上，這種情況的出現(xiàn)使得建筑工程能夠有著較好的工程狀態(tài)。但需要注意的是，該建筑基礎(chǔ)東側(cè)存在地鐵路線，并且該地鐵路線的一側(cè)軌道線穿過了地下室東南側(cè)。同時，地鐵左線孔頂標高為-0.666 m，右線孔頂標高為-5.694 m，盾構(gòu)開挖孔道直徑為6.2 m，軌道間距為13.000 m，凈距為6.800 m，這一情況的出現(xiàn)大大提升了建筑工程施工的復(fù)雜度。在建筑工程地下室施工過程中，地下室結(jié)構(gòu)平面、地鐵軌道路線平面關(guān)系如圖1 與圖2 所示，一方面地鐵軌道線路設(shè)計已經(jīng)完成。并且該軌道線路盾構(gòu)工作已經(jīng)開展，但工程施工范圍與該建筑工程地下室項目之間仍有一段距離，同時，建筑工程項目基坑圍護工作與地下室開挖已經(jīng)完成，施工人員正在準備底板施工[1]。

圖1 地下室結(jié)構(gòu)平面關(guān)系

圖2 地鐵軌道路線平面關(guān)系

2 方案設(shè)計

在當(dāng)前的建筑工程施工過程中，為進一步提升土地資源的利用率，人們對建筑地下室工程施工設(shè)計的關(guān)注度不斷提高。在實際施工過程中，為了保證地下室施工滿足上層建筑對基礎(chǔ)承載力的要求，并且盡量降低地下室滲漏、沉降等問題的出現(xiàn)概率。在工程施工前明確施工區(qū)域的實際情況，確定建筑工程的預(yù)期建設(shè)目標，設(shè)計有較高可行性的設(shè)計方案，以便為后續(xù)地下室工程施工活動的順利開展提供有效助力。

2.1 設(shè)計要求

為保證地下室工程能夠順利實施，在進行方案設(shè)計時，首先，設(shè)計人員應(yīng)保證地下室工程建設(shè)不會對軌道交通施工產(chǎn)生不利影響；其次，需保證建筑工程施工活動的順利開展，并盡可能降低建筑工程施工的成本；再次，由地鐵軌道在盾構(gòu)掘進過程中，需要存在一定的土自重或建筑物附加壓力，因此，在進行建筑地下室施工過程中，應(yīng)保證方案基坑回填工作能夠盡快完成，或者建筑工程的上部建筑建設(shè)能夠盡快完成，以便為軌道交通施工建設(shè)提供一定的重量；最后，該工程方案在設(shè)計過程中應(yīng)遵循《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》《中華人民共和國建筑法》《中華人民共和國環(huán)境保護法》《起重機械安全監(jiān)察規(guī)定》《勞動防護用品配備標準》等相關(guān)法律制度以及當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的建筑行政法律法規(guī)的要求。

2.2 設(shè)計方案

為避免地鐵軌道對建筑工程地下室項目施工產(chǎn)生不利的影響，相關(guān)工作人員在明確地鐵軌道工程施工與建筑工程施工要求的基礎(chǔ)上，對建筑工程施工現(xiàn)場進行了細致勘察，考慮到當(dāng)前建筑工程的施工工藝、施工成本以及建筑工期，設(shè)計了兩個方案。

2.2.1 方案一

在進行建筑工程地下室設(shè)計時，方案一的設(shè)計要點集中在以下4 個部分：第一，地下室在建設(shè)施工過程中，可以沿與地鐵右軌孔道3 m 線與兩軌道中間線，隔打一排灌注樁φ800 mm，然后通過設(shè)計轉(zhuǎn)換地梁的方式，將位于會產(chǎn)生影響的區(qū)域的豎向構(gòu)件抬起；第二，為進一步提升建筑地下室結(jié)構(gòu)的整體性，可以將該轉(zhuǎn)換區(qū)域底板厚度改為1 m；第三，取消兩軌道之間中線以外的地下室部分，盡可能降低地下室施工對軌道施工所產(chǎn)生的影響；第四，盡可能加快該建筑工程地下室與上部建筑施工速度，在地鐵軌道施工臨進地下室之前，完成基坑回填施工，便于盾構(gòu)施工的進行。

2.2.2 方案二

在進行地下室項目施工設(shè)計時，方案二的設(shè)計要點集中在以下6 部分：第一，在進行地下室施工時，盡量加快洗滌板后澆帶東側(cè)部分的混凝土澆筑施工；第二，在底板剛度滿足工程要求后，盡快進行基坑回填施工；第三，及時拔除地下室施工過程中會與地鐵軌道盾構(gòu)施工產(chǎn)生沖突的維護樁，并及時進行水泥漿的灌注；第四，在灌注的水泥漿強度滿足要求后，使盾構(gòu)穿過基礎(chǔ)底板下部；第五，重新開挖基坑內(nèi)的土，并對東側(cè)位置的基坑進行維護，重新進行放坡基坑施工；第六，進行建筑樓主體側(cè)墻及頂板的施工。

3 方案選擇

在地下室設(shè)計施工方案的選擇過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在明確方案優(yōu)缺點，在降低工程施工難度的基礎(chǔ)上，盡量降低方案施工對地鐵軌道盾構(gòu)施工所產(chǎn)生的影響，以便更好地滿足建筑工程地下室施工的工作要求。

3.1 方案的優(yōu)缺點

3.1.1 方案一的特點

首先，若地下室東側(cè)采用灌注樁進行施工，其余部分采用天然基礎(chǔ)，那么地下室將會存在一定的沉降差，為保證地下室后續(xù)的使用安全，需要在施工前對沉降差的范圍進行詳細計算，考慮到該建筑整體層數(shù)相對較低，沉降差應(yīng)處于可控范圍內(nèi)，同時，為盡可能避免沉降差的出現(xiàn)，在地下室施工過程中，可以將基礎(chǔ)全部改為灌注樁結(jié)構(gòu)，或者在灌注樁基礎(chǔ)與天然基礎(chǔ)之間，設(shè)置沉降后澆帶。其次，在施工過程中，樁底標高為-11.100 m，小于地鐵右側(cè)孔道，這種情況的出現(xiàn)，會使得產(chǎn)生的地基土應(yīng)力擾動會對后續(xù)盾構(gòu)施工產(chǎn)生影響。最后，在該方案施工過程中部分樁基的范圍已經(jīng)超過建筑預(yù)期施工范圍，這就使得建筑工程在基坑開挖以及樁基施工的過程中，會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，需要在施工前及時進行溝通協(xié)調(diào)。

3.1.2 方案二的特點

首先，為盡量降低地下室施工對地鐵軌道左線盾構(gòu)所產(chǎn)生的影響，需要廢除左線靠近位置的地下室角部部分；其次，盾構(gòu)施工完成后會導(dǎo)致地基沉降30~40 mm，為進一步提升地下室的剛度，則需要在靠近以及跨越軌道線的部分，為地下室東西向設(shè)置剪力墻，降低地下室在后期使用過程中出現(xiàn)變形的可能性；再次，地下室在施工過程中，應(yīng)加強兩相鄰位置的頂板梁、板配筋；最后，在靠近地鐵軌道線的基礎(chǔ)底板位置的框架跨內(nèi)應(yīng)留設(shè)沉降后澆帶，在地鐵軌道盾構(gòu)施工工作完成一段時間后，進行澆筑工作，并且需要在頂板內(nèi)預(yù)留一定量的注漿孔，便于地下室在后期沉降時可以通過地基灌漿加固的方式，保證地下室的安全[2]。

3.2 方案的比較

對上述兩種方案進行比較可以發(fā)現(xiàn)，方案一可以有效控制沉降問題，在實際施工過程中，對地鐵軌道盾構(gòu)施工所產(chǎn)生的影響更小，但由于其施工范圍更大，因此，需要及時與周邊環(huán)境進行更多的溝通協(xié)調(diào)。方案二，采用了灌注樁施工，并且在施工過程中，底板施工應(yīng)在樁基施工完成后開展，這種情況的出現(xiàn)，使得方案二的施工工期更長，施工成本更高。對方案一與方案二的優(yōu)缺點以及建筑工程與其施工區(qū)域的實際情況進行分析，由于建筑工程本身層數(shù)僅有4 層，并且施工區(qū)域的天然基礎(chǔ)持力層狀況較好，沉降量相對較小，因此，工程可以選擇方案二進行施工處理。

4 施工管控重點

為盡可能延長建筑工程的使用壽命，相關(guān)工作人員在建筑工程地下室施工過程中，應(yīng)加強以下幾方面的管控。

1）在該地下室基坑回填過程中，為滿足軌道盾構(gòu)施工的需要，應(yīng)依據(jù)軌道設(shè)計施工部門的要求，將回填的土壤進行壓實。具體來說，在進行回填土夯實的過程中，相關(guān)工作人員可以采用分層夯實的方式，一般情況下，控制回填土壤的壓實系數(shù)在0.90~0.98，在本次工程施工的過程中，回填土壤的壓實系數(shù)主要由地鐵軌道盾構(gòu)施工的需要而決定。

2）在拔除圍護樁并進行空洞灌漿處理過程中，應(yīng)保證灌入的混凝土砂漿有著較高的密實度。具體來說，為進一步提高混凝土貫入砂漿的密實度，首先，盡可能保證原材料粉料的穩(wěn)定性；其次，在滿足混凝土灌漿要求的基礎(chǔ)上，盡量提高水泥用量，采用二次或多次振搗的方式，去除灌入空洞中的空氣；再次，保障孔洞的混凝土灌漿過程中不出現(xiàn)較長時間的間隔；最后，在混凝土灌漿結(jié)束后，為避免熱脹冷縮導(dǎo)致混凝土與孔洞之間形成縫隙或者混凝土本身出現(xiàn)裂縫，相關(guān)工作人員應(yīng)加強對灌注混凝土砂漿的養(yǎng)護工作。

3）當(dāng)盾構(gòu)施工在基礎(chǔ)底板下進行時，應(yīng)對土體進行加固，盡量降低地下室地基工程的沉降，在施工過程中，地下室施工人員應(yīng)及時與軌道盾構(gòu)施工單位進行交流溝通，由軌道施工單位對其進行重點控制。

4）在施工過程中，地基施工人員應(yīng)加強對基礎(chǔ)底板沉降情況的關(guān)注度，若發(fā)現(xiàn)底板存在沉降量過大的情況，則需要及時對地基土進行灌漿加固。

5 結(jié)語

總而言之，在開展臨近軌道盾構(gòu)施工項目地下室設(shè)計與施工工作時，為保證施工項目的順利進行，不僅需要在完成實地考察工作后，明確軌道交通周邊項目施工是否會存在沉降問題，還需要依據(jù)地下室施工工作的需要設(shè)計多個備用方案，并且對方案的可行性、成本等因素進行分析，從中選擇最為合適的施工設(shè)計方案，以便為后續(xù)工程的順利開展提供有效的支持。