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某地鐵深基坑施工鄰近建筑地面裂縫處理與控制

文檔作者：覃亞偉1，楊新2，呂成龍1 司海燕3 文檔來源： 1．華中科技大學5-程管理研究所 2．武漢市政集團軌道分公司 3．鄭州市軌道交通有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月10日
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上一篇：某地鐵站深基坑坍塌事故原因分析與建議

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2012年4月L
第41卷第362期
施lJ 技術
CONS’FRUCTION TECHNOI．OGY 49
某地鐵深基坑施工鄰近建筑地面裂縫處理與控制
覃亞偉1，楊新2，呂成龍1，司海燕3
(1．華中科技大學5-程管理研究所，湖北武漢430074；2．武漢市政集團軌道分公司，湖北武漢430000；
3．鄭州市軌道交通有限公司，河南鄭州450046)
[摘要]結合T：程地質環境及施工狀況，分析了某地鐵深基坑開挖過程中，鄰近建筑地面開裂的主要原因，針對這
些原因在施jr中采取了立即停止開挖并對開挖面進行防護、加大鋼支撐軸力等應急措施。通過對酒店與圍護結構
間的土層進行袖閥管注漿加固、對污水與地表水進行引流、在后期的開挖中嚴格按照開挖要求、加快主體結構施工
進度快速通過影響區域、加強監控量測等措施，有效控制了酒店的沉降，取得了良好效果。
[關鍵詞]地鐵；深基坑；鄰近建筑；裂縫；沉降；袖閥管注漿；監測
[中圖分類號]TU753 [文獻標識碼]A [文章編號]1002—8498(2012)07-0049-03
Ground Crack T．reatment and Control Measures of Adjacent Building
to Some Metro Foundation Excavation Construction
Qin Yaweil，Yang Xin2，LO Chenglon91，Si Haiyan3
(1．Institute Construction of Management，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan，Hubei 430074，China；
2．Urban Rail Transit Company of Wuhan Municipal Group，Wuhan，Hubei 430000，China；
3．Zhengzhou Rail rraf算c Co．，Ltd．，Zhengzhou，He’nan 450046，China)
Abstract：Based on engineering geological environment and construction conditions，the authors analyze
the crack cause of adjacent building in some metro foundation excavation．According to the reasons，the
authors take emergency measures such as stopping excavation，protection in excavation surface and
increasing axis force of steel support．Through the measures of sleeve valve barrel grouting，drainage of
wastewater and groundwater，excavation accordance with the requirements，speeding up the main
structure construction progress and strengthening monitoring，the settlement is under control and good
effect iS obtained．
Key words：metro；deep foundation excavation；adjacent building；crack；settlement；sleeve valve
barrel grouting；monitoring
1工程概況
武漢地鐵2號線光谷廣場站主體結構的施工采
用明挖順作法，基坑全長278．7m，采用排樁加內撐
的支護方式。車站結構形式為現澆鋼筋混凝土雙
層雙跨箱形框架結構，結構標準段寬18．7m，深
16．65m；東端擴大端寬18．7～24．42m，深17．15m。
車站底板埋深約17m，頂板覆土厚度約為2m。總體
建筑面積13 021．41 m2。車站基坑圍護結構采用
4,1 000ram@1 400mm人工挖孔樁，樁問采用
qb800mm的高壓旋噴樁止水帷幕，基坑內由上而下
設3道鋼支撐。
[收稿日期]2011-06．16
[作者簡介]覃亞偉，華中科技大學工程管理研究所講師，湖北省武
漢市洪山區珞喻路1037號430074，電話：(027)87556945，E-mail：
qinyawei@mail．hust．edu．cn
2 裂縫產生情況與分析
唐韻軒酒店位于光谷廣場站基坑第3～6段右
側基坑南側(DK27+518一DK27+568)，與基坑的
最近距離僅不到6m，受基坑開挖影響較大，如圖1
所示。該建筑物分為3部分：①鄰近基坑部分地上
為9層框架結構，地下1層，該結構基礎為整板基
礎；②遠離基坑部分為2層框架結構，該結構基礎為
獨立基礎；③酒店的西邊為第3部分，該部分結構基
礎為獨立基礎，基礎埋深5～6m，相鄰基礎之間設
有變形縫(沉降縫)。酒店坐落位置以前為一魚塘，
其基礎底部位于老黏土層上，老黏土是一種超固結
土。在天然埋藏條件下，承受著很高的前期固結壓
力，若保護不當，受水浸泡土體強度將迅速下降，造
成地基下沉。
萬方數據
50 施T技術第41卷
岡降麗蕊1
奎
設
起
里
圖1 車站基坑與周邊建筑物位置關系
Fig．1 Position relationship of station foundation
excavation and surrounding buildings
2010年6月28日，車站深基坑第5～6段進行
土方開挖施工時，唐韻軒酒店內部地面突然發現不
同程度的裂縫。裂縫主要呈平行和垂直基坑分布，
局部有少量地磚翹起。監測數據顯示酒店門前地
表點沉降速率大且超限，此時開挖面位于唐韻軒酒
店門口偏東lOm左右，車站底板完成4段，第2，3
段中板已完成。唐韻軒酒店內部突然出現裂縫，實
質是該建筑物在短時間內沉降過大且發生了不均
勻沉降造成的，其原因主要有如下幾個方面。
1)基坑在開挖過程中鋼支撐架設不及時，基坑
暴露時間較長，坑外土體出現側向位移，主動土壓
力致使兩側圍護樁受壓而出現變形，從而造成酒店
沉降。
2)由于酒店基礎處于本場地黏土層上，黏土作
為中等膨脹土具有失水干裂、遇水膨脹的特性，在
基坑施工過程中，污水和雨水由于抽排不力滲入地
下，浸泡土體，使基礎所在的黏土層承載力大幅度
降低，從而導致酒店下沉。
3)唐韻軒酒店自身基礎結構屬于整板基礎和
獨立基礎相結合的混合基礎，由于酒店不同部分的
沉降不同產生不均勻沉降，從而導致裂縫的產生。
實際中裂縫正出現在不同基礎結合的沉降縫處。
3 處理措施
3．1應急處理措施
事故發生后，采取了一系列應急措施。立即停
止開挖并對開挖面進行封閉，同時將開挖面附近鋼
支撐間距縮小0．5m加密鋼支撐，并將鋼支撐的預
加力增加10％，第1道撐增加150kN，第2道增加
250kN，有效約束了圍護結構向坑內變形，以減小對
圍護結構及周邊環境的影響。
加強對酒店建筑物、基坑本體的監測。監測頻
率增加到2次／d，并在唐韻軒酒店建筑物內增加監
測點，觀察建筑物結構沉降情況，確保準確、及時了
解變形情況，為后期制訂處理方案提供依據。
3．2后期處理控制措施
1)袖閥管注漿
采用袖閥管注漿對唐韻軒酒店門口加固土體，
以減小酒店沉降。在酒店門口臺階向西面鉆孑L 2
個，向東面注漿鉆孔為孔徑110ram，孔距1tn，孔深5
～10m，離酒店墻面1．5～2m，如圖2所示。注漿采
用水泥漿液，漿液比例為0．6：1，采用32．5級水泥，
注漿壓力控制在0．15～0．2MPa。注漿結束后，采用
0．5：1水泥漿液對注漿孔進行壓力封孔，防止建筑物
進一步沉降。
西
施工區域
圖2袖閥管注漿示意
Fig．2 Sleeve valve barrel grouting
2)雨水、污水引流與截流
對從基坑旁邊雙塘小區流出的雨水與污水合
流的管道進行處理。施作明溝將流入建筑物基礎
附近的污水引流到市政排污管道，同時對地表水進
行有效收集，減少污水、雨水滲入到基坑周邊土體
和建筑物地基，從而減少建筑物沉降。
3)土方開挖控制措施
在后期基坑開挖中，嚴格按照“時空效應”理
論，嚴格遵循“豎向分層、縱向分區分段、先支后挖”
的施工原則進行分段、分層均衡開挖，有效控制基
坑本體變形及地表沉降。
在影響唐韻軒酒店基坑開挖范圍的區域內，鋼
支撐預加軸力控制均比原設計控制值增加10％，同
時嚴格做到了“先撐后挖”，及時對坑壁進行網噴，
減少坑壁變形。加快開挖速度與主體施工進度，快
速通過影響范圍，減少基坑暴露時間。
4)加強監控量測，做到信息化施工
事故發生后，為及時準確掌握該建筑物進一步
變形情況，在唐韻軒酒店內部加設沉降監測點
TYX01～TYXl5，如圖3所示，加強對酒店的監測。
同時監測單位加大對周邊環境及基坑本體的監測
頻率，確保及時掌握基坑本體及建筑物的變形情況。
4效果分析
4．1事故發生前數據分析
唐韻軒酒店大廳地面出現裂縫前，建筑物沉降
最大的點JZlO累計沉降量較大，達13mm左右，但
沉降速率較小，且酒店差異沉降在4mm內，基本較
穩定；而樁體測斜點水平最大偏移量6mm，也沒有
超限。通過以上分析，事故發生前并沒有很明顯的
征兆，具有一定的突發性。
萬方數據
覃亞偉等：某地鐵深基坑施工鄰近建筑地面裂縫處理與控制
TY
TY 螺訖10 J29訖8
品s晶a需蘺書
o o o O
DB9 DB8DB7 DB6
旖工區域
圖3監測點布置示意
Fig．3 Monitoring points layout
4．2事故發生后數據分析
樁體測斜點CXll布設于車站基坑第4施工段
左側，從6月28日至7月1日偏移量較大，偏移最
大處(冠梁以下9m處)3d變化約15mm。CXll—8～
CXll—12偏移量較大，已達20～26ram，偏移速率已
顯橙色超限，累計偏移量黃色超限，如圖4所示。這
期間正好是事發時間段，說明開挖中沒有嚴格遵循
“豎向分層、縱向分區分段、先支后挖”的施工原則，
導致由樁體變形引起圍護結構外側發生地層損失，
從而發生建筑物不均勻沉降。
g
魁
漲
·2010-07一01-_2010-06—28-2010．06．24
“+”表示向基坑內，“一”表示向基坑外
圖4 CXll測點時序曲線
Fig．4 Time-sequence curve on
measuring point CXll
唐韻軒酒店各沉降監測點變化并沒有超限。
但酒店不同基礎部分的差異沉降較大，如位于整板
基礎上的沉降點JZl0和JZll分別下沉了18．72ram
和10．68ram，而對應于位于獨立基礎上部結構的沉
降點JZl3．1和JZl3—2卻分別隆起0．92mm和
1．44mm，產生明顯的差異沉降，從而造成裂縫的
產生。
4．3處理后數據分析
1)酒店內部地面監測點數據分析
施工方于2010年7月2日開始對唐韻軒酒店
地面沉降展開監測工作。截至2010年7月22日，
基坑第1～6段土方已開挖完成。唐韻軒酒店內部
地面沉降監測數據較小，無異常變化，如圖5所示。
量
g
逝
蜉七
Ⅲ氍
監測日期／(月．日)
·TYX01·TYX04+TYXl5·TYX05一TYXll
TYX07一TYX08 ·TYXl2 ·TYX06 ·TYXl3
·TYX02·TYX09+TYX03+TYXl4·TYXl0
圖5唐韻軒酒店內部沉降監測點時序曲線
Fig．5 Time·sequence curve on monitoring points
of settlement in Tangyunxuan Hotel
2)酒店門前地表沉降監測數據分析
地表沉降監測點DB03～DB09位于基坑右側，
對應唐韻軒酒店門口，當事故發生時，地表測點
DB04～DB09較小且穩定，而測點DB03沉降量在6
月29日、30日2天急劇加大接近30ram，在7月2
日后趨于平穩。截至7月27日該點地表沉降已趨
于穩定。
通過監測數據分析可知，在事件發生后施工方
采取的立即停止開挖并對開挖面進行防護、加大鋼
支撐軸力等應急措施，以及對酒店與圍護結構間的
土層進行袖閥管注漿加固、對污水與地表水進行引
流、在后期的開挖中嚴格按照開挖要求并加強主體
結構施工進度快速通過影響區域等措施，有效控制
了酒店的沉降。
同時參建各方加強了同唐韻軒酒店相關人員
的溝通，并建立相應的聯系機制，方便監測及相關
人員進入酒店內部開展監測與巡查工作。唐韻軒
酒店上層的住戶正常生活，其西側的房管局也正常
辦公。因此，事故發生后所采取的各種技術措施和
管理措施都取得了良好的效果。
5 結語
光谷廣場站基坑施工的實際狀況及各項監測
指標說明，在唐韻軒酒店建筑物突發室內地面開裂
控制過程中，方案、措施的制定科學有效。唐韻軒
酒店的保護取得了良好效果，這主要歸功于參建各
方在處理過程中采取了有效的沉降控制措施，這些
控制措施總結如下。
1)建筑物周邊注漿加固。袖閥管注漿加固能
改善建筑物基礎的穩定性，減小建筑物沉降，加固
效果可靠。
2)武漢地區高階地(Ⅱ，Ⅲ級階地)廣泛分布著
(下轉第84頁)
唐大o，煳 瓣。P oⅨ 予 鬻嘴
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似似似似似
萬方數據
84 施T技術第41卷
節段浮運
預制廠‘ 拼裝淺塢池出運深塢池航道匠三b工丑活動塢門Lj
a在廠內預制節段，預制好一段并拉移，
匹配前一段澆注后一段
節段浮運
預制廠．．迸裝淺塢池出運深塢池航道
F邛障霉輯二；車二==彈勛顫耵]
b 8段節段在淺塢池內用預應力連接成長
管段，關閉活動閘門注水
節段浮運
預匡制廠箍拼墅裝淺堅塢池三三出E運三深塢盂池航磊道
C管段起浮，絞拖至深塢池并錨泊固定
節段浮運
預制廠拼裝淺塢池出運深塢池航道
匡E二二二≤三=三呈
d塢內水位降低與海平面水位平，打開
塢門，將長管段浮運到現場
圖5 全斷面澆注施工流程
Fig．5 Construction process of full-section pouring
消除了施工縫及變形約束條件，同時澆注節段的前
端直接與已預制節段后端匹配，實現高精度連接
面。③淺塢池及節段拼裝在預制工廠前方修建
淺塢池(可容納2節管段)，通過活動的隔墻與工廠
相隔；預制好的節段通過軌道平移系統拉移到淺塢
池，用預應力鋼索等連接技術將節段拼裝成176m
的完整管段，注水試漏后，浮出淺塢池，進入出運深
塢池。④出運在拼裝淺塢池前面修建與淺塢池
相通的深塢池(可容納2節管段)，深塢池與浮運航
道相通，通過可開啟關閉的塢門相隔。管段進入出
運深塢池后，將兩個塢內的水位降低至與海平面水
位一致，打開塢門浮運到安裝現場水域。
2．3．3優勢和不足
在封閉控制環境下，采用節段全斷面澆注工
藝，不僅可以消除施工縫及早期溫度裂縫，制造自
防水性能更強的高品質混凝土沉管，又可以節省冷
卻混凝土和增加外防水的費用；由全天候預制工
廠、深淺兩級干塢組成的高效率流程化施工系統(2
條生產線)，節段預制周期僅7d，管段(2節)的預制
及沉放周期僅2個月，使超大規模的沉管隧道建設
投資與工期更合理。與傳統技術相比，Oresund海
峽隧道采用的施工系統工藝更復雜、一次性建造成
本更高，更適合用于跨海的超大規模沉管隧道。
3 結語
以上介紹的3種預制新技術，雖各具特點，各有
側重，但都是在具體工程中，針對傳統預制技術的
局限或不足，開發并成功運用的典型代表。這些新
技術的成功運用，進一步發展和豐富了沉管隧道的
設計和施工技術，具有重大意義，標志著沉管隧道
進入了一個全新的發展階段。特別是Oresund海峽
隧道采用的工廠化、節段全斷面澆注、深淺兩級干
塢流程化施工系統，其高效率能充分滿足現代超大
規模隧道工程的建設工期要求，其高質量能承受更
高水壓而不滲漏和滿足100年以上的耐久性要求，
展示和代表了現代沉管隧道工程的技術發展方向，
為后續工程包括在建的韓國釜山跨海隧道(全長3
240m，最大水深50m)以及港珠澳橋隧工程中的海
底隧道(全長5 960m，最大水深45m)的設計和施
工，提供了極具參考價值的工程設計和施工實例。
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(上接第5l頁)
硬塑～堅硬狀態的老黏性土，埋深1．0～15m。由于
老黏土遇水易呈不良地質，因此在此土質分布區域
進行施工，要控制好地下及地表水不能滲入到此土
層，否則會使土層承載力急劇下降，導致建筑物
沉降。
3)加強監控量測。在基坑施工中，堅持監控量
測，加強信息化施工，及時反饋施工信息，加強監測
對工程施工的指導作用，同時利用監控量測結果為
設計提供參考依據。
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