摘 要: 采用高压旋喷桩及SMW工法桩加固隧道上方软土地基, 可减少基坑土体卸载在时间和空间上的不均衡性引起隧道纵向产生不均匀的变形; 运用时空效应理论进行分析, 确定一次性卸载量、卸载范围及沿隧道纵向的卸载次序, 拟定基坑开挖方案; 施工阶段结合监测数据进一步优化、调整开挖次序, 使隧道变形曲线趋于缓和。

　　上海市繁华市区某广场, 地下室下方有正在运营的地铁一号线通过, 基坑直接影响地铁隧道长度约38m, 设地下一层车库, 基底距离隧道顶部距离仅4m。

　　基坑开挖区域自上而下土层为: ①填土, 夹碎砖、石子等杂物, 下部以素填土为主, 土质不均匀, 层厚约1.2 m; ②褐黄色粉质粘土, 中- 高压缩性, 含云母及铁锰结核, 层厚约1.1m;③灰色淤泥质粉质粘土, 高压缩性,夹粉砂薄层, 含云母, 层厚约6.2m;④灰色淤泥质粘土, 高压缩性, 切面光滑, 夹薄层粉砂, 层厚约8.5m; ⑤粘土, 高压缩性, 含贝壳碎屑, 局部夹淤泥质粘土, 层厚约4m。

　　1 工程难点

　　1.1 隧道保护要求高

　　上海地铁隧道采用装配式结构, 在保护区内工程施工必将对其产生影响, 轻则引起管片接缝张开、环缝或通缝漏水; 重则引起管片开裂、钢筋锈蚀缩短隧道使用寿命。为确保保护区内工程施工对隧道不产生损坏,特制定以下标准:

　　(1) 地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20mm;

　　(2) 隧道变形曲线的曲率半径R>15000m;

　　(3) 相对弯曲不大于1/2500;

　　(4) 收敛变形小于20mm。

　　1.2 基坑开挖引起隧道隆起量大

　　基底与隧道顶净距仅4m, 为接近工程实际, 采用有限元法对基坑卸载过程进行模拟, 根据地层损失原理对实际荷载和相应系数进行修正。计算结果表明, 仅开挖期间隧道顶部最大附加变形量为12.25mm, 加之前期施工隧道隆起量, 隧道结构设施必将受到影响, 甚至影响地铁安全运营。

　　1.3 施工区域地质条件差

　　对应地铁隧道结构施工区域状况不良, 历史上曾发生过一定程度的沉降和变形, 目前累计沉降量较大。

　　2 设计措施

　　(1) 坑内满堂加固, 控制隧道变形: 基坑围护结构采用SMW工法桩, 隧道上方工法桩内型钢在基坑施工结束后不拔除; 隧道上方0.5～2.0m范围内采用旋喷桩加固, 隧道侧0.7 m外SMW工法桩满堂加固, 以控制基坑底板隆起。

　　(2) 超长钻孔灌注桩, 减少上部荷载对隧道产生影响: 隧道上方建筑物高4层, 为减少建成后建筑物对隧道的直接影响, 桩基选用钻孔灌注桩, 持力层选择⑨1层, 桩长74.9m。

　　(3) 隧道自身沉降量大, 开挖前基坑施工区域内不采取井点降水。

　　3 施工技术措施

　　3.1 地基加固

　　3.1.1 旋喷桩加固

　　为改善土体的力学性能, 隧道顶部以上0.5～2.0m范围内在列车停运后实施高压旋喷桩加固。参照其他类似成功经验并结合工程自身特点选择施工参数, 通过控制桩位、喷浆压力、钻孔深度及钻速, 减少旋喷桩施工对地铁隧道的影响。基坑开挖前对加固的地基进行取芯检验, 土体无侧限抗压强度基本达到1.5MPa。

　　3.1.2 SMW工法桩满堂加固

　　最靠近隧道侧的SMW工法桩内插26m型钢, 并掺入2%左右的早强剂, 在列车运营前2h完成。隧道侧工法桩遵循“先近后远”原则进行施工, 以减少土体挤压对隧道水平方向位移的影响。在插入型钢的适当位置设置预埋件, 以期基坑开挖时与主体结构连接, 控制隧道上浮。基坑加固剖面如图1。

　　3.2 支撑施工

　　基坑开挖深度为5.4 m, 结合围护设计要求, 支撑采用H700×300×13×24(mm) 双拼型钢支撑, 呈对撑和角撑布置, 支撑系统标高为- 2.450m, 为增强围护桩整体刚度, 在

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