桩基施工对地铁隧道的影响及保护措施

桩基施工对地铁隧道的影响及保护措施

刘海锋

深圳地铁运营集团有限公司 广东深圳518000

摘要：地铁作为广大市民便捷的出行方式，是交通工程中必不可少的基础设施。在这种地铁隧道线路纵横交错复杂地下环境中，高层建筑、桥梁等大型工程的施工必然会对邻近规划中地铁隧道产生影响，而多数工程采用桩基作为承力构件，两者不可避免会相互影响。实际工程中，桩基在施工中会对周围土体造成扰动，进而土体应力和位移的变化会引起邻近地铁隧道产生较大变形，可能发生环缝错台、开裂漏水、沉降等危害，对地铁隧道产生巨大经济损失和社会影响。因此，如何在桩基施工安全、快速的同时减少对地铁隧道的影响成为房建施工中重中之重。将桩基施工对邻近既有地铁隧道影响的研究进展进行了概括、总结，提出保护地铁隧道、减小桩基影响作用的措施，为类似工程提供经验。

关键词：桩基施工；地铁隧道；影响；保护措施

1桩基础的特点

（1）在基岩、致密的卵砾岩或硬质黏土、中密砂岩等持力层上，基底的支撑位置为基岩。普通桩基础的竖向单桩或群桩承载力较高，能够承受整个高层建筑物的垂直荷载。（2）桩基在竖向单桩组刚度较大。在结构自身或邻近荷载作用下，不产生明显的不均匀沉降。（3）依靠大直径桩基或群桩基础的横向刚度和整体抗倾覆性能，能够抵御地震、台风等因素的影响，保证了高层建筑物的稳定，降低了建筑物发生倾斜的可能性。（4）桩基的桩体可以穿透较软的土壤，从而使桩基的支承点置于稳固的坚硬土壤中，或嵌入基岩等持力层中。在发生地震、其他自然灾害和地面地基沉降的情况下，桩基础可以依靠桩底来稳定地基，确保了桩基础的抗压、抗拔承载力和结构的稳定，保证建筑物不发生严重倾斜和坍塌。

2工程场地概况及基坑周边环境条件

某地铁3号线盾构衬砌已施工完成，已于2022年6月底至7月底进行铺轨施工。本方案非首开区深基坑位于场地东南角，在深基坑施工50m范围内除地铁3号线外，无重大建筑物及构筑物。

3桩基础施工对规划中地铁隧道的影响

桩基与地铁隧道相互作用问题可依建设顺序分为两类：新建地铁隧道施工对既有建筑物桩基影响，新建建筑物桩基施工对邻近既有地铁隧道影响。桩基施工将对隧道结构产生一定影响，距隧道结构越近，影响越大；桩基成孔及灌注对近邻隧道结构影响最大。本项目为新建建筑物桩基施工对规划中某地铁3号线的影响。本项目非首开区基坑面积31419m2，基坑周长763m，基坑深度3.40～8.1m，东侧位于佛山地铁3号线隧道位置，施工阶段可能会对该地铁线路造成的影响：（1）桩基施工对周边土体产生挤压，地表发生隆起。（2）土方开挖卸载引起土体应力释放，地表产生较大隆起变形。（3）基坑降排水导致地下水位变化，引起周边土体沉降。

4地铁保护区基本注意事项

（1）在距离地铁结构外边线20m距离之内，不得采用冲孔、挤土桩及爆破施工。（2）在距离地铁结构边线20m范围内，不得采用爆破作业；在距离地铁结构边线20m范围外，如需爆破，传至地铁结构外侧的振动波速不大于2cm/s。（3）项目邻近地铁设施侧没有设置锚索、锚杆，采用了支护桩+内支撑或者双排桩支护措施严格控制基坑位移，靠地铁侧基坑边不得堆土，堆放重物，不宜布置出土口。（4）地下室及基坑需严格保证防水质量。不得大量抽排地下水，采取有效措施避免地下结构周边水土流失，保证地铁隧道周围地层结构稳定。（5）基坑开挖过程是一个卸载的过程，随着基坑土方的开挖，土体内应力逐步释放，导致周围土体向基坑开挖方向位移，对支护结构产生侧压力。本阶段的工作是加强基坑内、外土的变形监测，包括沉降、水平位移等变形观测，发现异常情况马上报告建设单位项目部和地保办相关负责人。（6）土方开挖要遵循分区、分块、分层、对称、限时的原则，严禁超挖，严禁大面积同时开挖到基坑底，必要时再基坑内预留反压土，减少基坑土方开挖造成的卸载诱发对地铁结构造成的不利影响。当开挖至基坑底设计高程时，应立即施作垫层、防水层，并会筑地下室结构，实施时需连续作业，避免基坑长时间暴露对地铁带来风险。（7）土方开挖过程中发现止水桩渗漏的部位及时补漏灌浆。（8）关于本工程施工方法和安全措施，要求施工单位严格执行国家、地区和行业各种规章制度、规范和规程，并应针对本工程地质情况和结构特点，提出各种有针对性的、具体的技术措施和安全措施。对工程质量和人员生命安全，各级人员要充分认识和高度重视，确保工程质量和安全生产。

5桩基础施工阶段减少对地铁隧道影响措施

5.1施工做法

（1）本工程基坑外围均采用旋挖钻孔灌注桩、水泥搅拌桩、边坡喷锚组合形式的支护方案，局部排桩内侧被动土压力区采用格构式深层搅拌桩加固。（2）基坑支护结构局部A–1与A–2被动区，采用格栅式水泥土搅拌桩进行加固。水泥土搅拌桩桩径0.6m，间隔0.4m，格栅式布置。（3）止水帷幕使用Φ800单轴搅拌桩@600。桩基施工方面。在既有地铁隧道附近进行桩基施工时，优先采用全套管护壁施工的方法，不易产生塌孔现象，并且不拔除钢套管可进一步降低风险。尽量不采用大功率机械设备施工，减小工程施工与交通荷载的叠加效应。当钻进位置靠近地铁一定范围时，应减缓钻进速度。钢护筒及时跟进，避免振动锤直接接触埋设钢护筒。使用全站仪来定位桩基孔位。

5.2方案编制

（1）地铁隧道结构监测方面。邀请专业监测单位编制专项监测方案，严格按照规范、监测方案执行。当指标数据超过阈值时立刻停止施工，邀请专家讨论、研究。（2）严格执行施工管理程序和制度。桩基施工前对地质情况进行复查，遇溶洞等需先进行注浆处理，对已发生较大沉降区域需在隧道底部注浆达到稳定隧道结构目的。从源头控制填河填筑、现状高速卸载、土方超挖等工程施工速度、范围对地铁隧道的扰动风险。（3）编制专项基坑支护与土方开挖及降水专项方案，保障项目基坑支护阶段各方面施工工艺，及对地铁保护区保护措施，减少对地铁扰动。

5.3管控做法

（1）组织相关人员到地铁隧道实地勘探，探明桩基施工对地铁隧道影响。（2）对桩基施工分包管理人员及班组进行多次重复交底，加强桩基施工中对地铁隧道保护意识，尽量减少桩基施工对地铁隧道扰动。（3）技术负责人定期汇报工作，阐明近期桩基施工措施以及对地保范围内地铁隧道的保护措施。

6结语

针对桩基施工对邻近既有地铁隧道的影响，首先总结了地铁保护区的注意事项，随后结合某项目在桩基施工阶段对地铁隧道的保护措施。基于此，对整体桩基施工对地铁隧道的影响及保护措施进行总结，得到保护地铁隧道、减小桩基影响作用的措施。（1）桩基施工采用格构式深层搅拌桩加固，不易发生塌孔等现象，避免采用大功率机械设备施工，减缓钻进速度。（2）邀请专业人员进行地铁隧道结构监测，严格执行规范、监测方案。（3）严格执行施工管理程序和制度。从源头控制工程的施工速度、范围对地铁隧道的扰动风险。

参考文献

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