地铁区间穿越建筑物基础保护方案探讨(李立).docVIP

地铁区间穿越建筑物基础保护方案探讨 中铁隧道勘测设计院有限公司 李立 【摘要】通过结合工程实例，介绍了隔断法、注浆加固法、桩基托换等保护方法在地铁区间隧道穿越建筑物基础时的应用及施工技术措施，希望对类似工程的设计和施工提供一定的借鉴作用。 【关键词】地铁 桩基托换 隔断法 注浆加固法 0 前言 随着我国国民经济的快速发展，各地的轨道交通建设方兴未艾。但由于地铁线路一般都穿越繁华市区，区间隧道穿越建筑物基础等障碍物的情况也越来越多，尤其是在北京、广州等地更为普遍。如何保证隧道穿越过程中地面建筑物的安全是设计与施工的关键问题。根据工程地质条件、施工方法以及隧道与建筑物基础近接程度的不同，地铁工程中常用的处理方法有隔断法、注浆加固法、桩基托换法。本文结合工程实例介绍其在地铁区间隧道工程中的应用。 1、 隔断法 隔断法即在建筑物附近进行隧道施工时，为减少隧道开挖引起的土体位移及变形对建筑物桩基础的影响，在隧道开挖面与建筑物桩基础之间设置隔断墙的方法。 地铁区间隧道由于埋深较深，隔断墙一般由钻（挖）孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩等构成，主要用于承受隧道施工引起的侧向土压力和地基差异沉降产生的阻力，以尽量减小对建筑物基础的受力状态的影响，保证建筑物的安全。 1.1 适用条件 隔断法由于隔断效果明显，能有效的保护邻近建筑物的安全，在城市地铁工程中得到广泛地应用，尤其是在区间隧道穿越重要的建筑物如各种桥基、文物保护性建筑、高层建筑物等，并且在地面上有隔断墙施做条件时，是首选的保护措施。 1.2 工程实例 天津地铁2号线某区间为双线隧道，采用盾构法施工，区间左、右线隧道分别从通南桥两侧穿过，隧道顶埋深19.3m。区间所穿越地层主要为粉质粘土和粉土层。受影响较大的桩基为海河西路侧的人行天桥桩基P1、P4，此桩基为摩擦桩，桩径0.6m，与区间结构外皮平面距离约为3.2m，竖向距离约为1.3m。具体位置关系见图1“桥基与隧道位置关系及处理方案图”。 图1 桥基与隧道位置关系及处理方案图(单位：m) Fig. 1 Relationship between pile foundations and tunnel and treatment measures (unit: m) 由于该桥台桩基施工在前，区间盾构施工在后，如不提前采取措施，后期盾构施工会对该桥台桩基产生两种不利影响，一是盾构到达前后产生的土体松弛，会引起桩端持力层土体的承载力下降，靠近区间结构一侧的位于影响范围内的桩侧摩擦力会损失，以致桩基承载力不够。二是盾构推进时产生的侧向土压力导致桩基发生侧向变形或位移，也会使桩侧壁摩阻力损失，影响结构安全。 根据周边环境条件及区间隧道与桥桩的位置关系，综合技术经济比较后确定处理方案如下： 1）将桩基适当加深，深入隧道结构下1.5m左右，以增大桩侧摩阻力； 2）桥桩施工前，在靠近桥桩一侧先行打设一排隔断桩，隔断二者的相互影响。隔断桩采用二重管法旋喷桩施工，桩径φ800mm，桩间咬合200mm，加固后土体无侧压限抗压强度qu ≥1.0MPa，并在隔断桩顶部施做冠梁，将其纵向连接在一起，防止侧向位移。 3）盾构通过此段时，需加强对桥基的监测，根据监测结果，及时调整盾构掘进参数；通过采取同步注浆和二次注浆等措施，及时有效地充填管片与土体之间的空隙，保证桥基的安全和盾构的顺利掘进。 2、 注浆加固法 注浆加固法即在建筑物附近进行隧道施工时，为减少隧道开挖引起的土体位移及变形对建筑物桩基础的影响，采用洞内超前注浆或者从地面对建筑物基础周围地层进行注浆改善地层的方法。 2.1 适用条件 注浆加固法适用于隧道在桩基础下方通过或隧道与桩基础水平距离很近，没有足够的空间施做隔断墙，或地面因为交通、管线等原因无法施做隔断墙的情况。一般适用于无黏结性的砂层、砂卵（砾）石层。该方法对环境影响较小，造价较低。 2.2 工程实例 北京地铁某区间为双线隧道，采用矿山法施工，区间右线隧道紧邻人行天桥东侧通过，隧道顶埋深16.4m。区间所穿越地层主要为卵石层，粉质粘土和粉土层。区间对紧邻隧道一侧的人行天桥桥基均有影响，其中受影响最大的桩基为桩基TJ2，此桩基为摩擦桩，桩径0.8m，桩底埋深12.4m，与区间结构外皮平面距离约为0.1m，竖向距离约为3.94m。具体位置关系见图2所示。 图2 天桥基础与隧道结构关系及处理方案图(单位：mm) Fig. 2 Relationship between pile foundations and tunnel and treatment measures (unit: mm) 区间隧道采用台阶法施工，开挖时，隧道拱顶不可避免地会出现一定的沉降及土体松弛，导致桩端持力层土体的承载力下降，且靠近区间结构一侧的桩影响范围内的侧摩擦力会损失，从而