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软土富水地层中对紧邻深基坑的房屋保护

摘要：杭州地铁候潮路站位于杭州市老城区，周边老旧建筑物密集，建筑物均为浅基础且与基坑边缘仅有2-6米距离，该范围地质条件为软土富水地层，且平行于贴沙河和中河，地下水埋深仅1米，地质条件差周边房屋近是该工程的控制难点，本文从基坑变形、建筑物沉降的理论分析出发，研究各种围护结构变形机理，并介绍候潮路站所采用的各种有效的主动防护措施，最终监测数据表明，相关措施确保了周边临近房屋的变形不超过报警值，保证了建筑物的安全。对类似工程建设具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：软土富水地层；深基坑；基坑变形分析；紧邻建筑物保护；主动保护：建筑物变形控制

一、项目介绍

（1）工程概况

杭州地铁5号线候潮路站位于上城区江城路上，候潮路站总长295m，为地下二层岛式车站，标准段净宽19.9m，站台宽12.6m，车站基坑深度16.5～19.05米，顶板覆土厚度3.2m。车站共设有4个地面出入口和两个消防疏散口及两组风亭，出入口均沿江城路两侧布置。车站采用明挖顺做法和半盖挖顺做法施工。

（2）周边建筑物概况

车站周边现状：江城路道路红线宽为30米，江城路两侧为多层底商住宅。围护结构外缘线距江城路243号5层居民楼仅4.4m，大里程端头井处围护结构外缘线距凤山花苑4#居民楼3.9m，距凤山花苑2#居民楼4.0m，距候潮公寓2#、3#居民楼仅2.3m。

候潮路站平面布置图

周边在建筑物情况见表1.2-1。车站与周边建筑物位置关系见图1.2-1。

表1.2-1车站周边建筑物概况表

（3）地质条件

本工程车站基坑范围地质是典型的软土富水地层，以粉砂土和粉质粘土为主，且距离河道近，地下水补给充足，地下水位常年保持在地面以下1-2米。

地层情况从上到下主要为：杂填土、③2砂质粉土、③3砂质粉土夹粉砂、③5砂质粉土、③6粉砂夹砂质粉土、③7砂质粉土。

场地地下水类型主要为孔隙潜水、孔隙承压水、基岩裂隙水和岩溶水四大类。孔隙潜水水位一般为1.50～2.20m，承压水水头埋深3.21m。

二、该工程主要困难分析

候潮路站基坑位于主城区并且是老城区，两侧房屋排布密集，距离基坑边缘仅有2-6米的距离，且房屋多为70、80年代的老旧建筑，全部是浅基础房屋，部分房屋高层和低层连为一体，极宜引起不均匀沉降。而该范围为典型的杭州软土地质，以粉土和淤泥质土为主，地下水丰富，水位常年在1-2米，与基坑平行方向东西侧分布有两条河流，距离基坑仅30-90米距离，地下水补给充足。

该项目是一个典型的近距离密集浅基础建筑物的深基坑开挖工程，难以建造。基坑变形的控制和基坑的施工是施工控制的关键。如何确保基坑稳定、确保建筑物变形在允许范围是本工程的重中之重。

三、基坑开挖 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 及受力分析

候潮路站主体基坑采用明挖顺做法施工，围护结构完成后首先通过临时支撑系统替换土压力，基坑开挖至基底后进行主体结构施工，再通过主体结构墙板替换临时支撑系统受力。基坑稳定即确保围护墙体的稳定，确保围护墙体的位移和变形在允许的范围，确保围护墙体外部土压力和附加压力与坑内支撑系统形成平衡力，而开挖和支护及拆撑和结构施工过程的相互转化存在时空效应，平衡系统的建立是在围护墙体的变形过程形成的，所以在整个基坑施工过程围护墙体必将产生一定的变形，从而造成墙后影响范围土体结构的变形，造成土体上方地面及建构筑物的沉降。

四、各种围护墙体变形及地表沉降情况分析

围护墙体变形及坑外水土流失是地面沉降、房屋沉降的主要原因，以下就各种情况进行具体分析：

（一）主要因围护墙体刚度不足引起的变形

（1）在开挖下一层土方过程和上层支撑架设完成后，支撑与土体之间一定距离范围墙体发生曲线变形：

变形特征：①开挖面以下被动区土体随深度增加而增大，因被动土压力增大速率大于墙后主动土压力增速，在开挖面以下一定深度主动区和被动区压力达到平衡，而在上部支撑到该有效刚度范围会形成一定的曲线变形；②变形位置在上一道支撑至开挖面以下约10米左右位置（根据土体性质而定）。③整体向基坑内弯曲变形，变形最大位置一般位于开挖面以下2-6米。

减小变形措施：①提高围护墙体刚度；②减小开挖分层高度；③增大被动区土体弹性模量；④快速架设支撑，减小无撑暴露时间；⑤开挖至基底后快速进行垫层和结构底板施工；⑥增加垫层厚度以起到临时支撑作用。

（2）支撑架设完成后，在上下两层支撑之间墙体向坑内曲线变形：

变形特征：①变形最大值位于两层支撑的中部。②变形呈曲线弯曲，变形值较小。

减小变形措施：①提高围护墙体刚度；②减小支撑的层间距；③加快施工进度，快速封底减小基坑累计暴露时间。

（3）结构板体完成并达设计强度后，在拆除上部支撑过程围护墙体发生变形：

变形特征：①变形最大值位于被拆支撑平面；②拆撑过程突变值较大，一般24小时后趋于稳定。

减小变形措施：①提高围护墙体刚度；②减少一次拆撑层数，减小拆撑段长度，采用分段拆除法拆撑。

（二）因消除支撑体系弹性、非弹性变形引起

（1）基坑开挖至底，钢支撑体系墙体整体发生变形：

变形特征：①该变形主要由钢支撑受力发生弹性变性引起。②变形大小与钢支撑施工架设质量密切相关，包括钢支撑自身材料钢度、接头数量、垂直度、长细比、端头接触面密贴情况等等。

减小变形措施：①增加混凝土支撑数量；②采用轴力自动补偿系统；③增加钢支撑刚度；④提高钢支撑预加轴力，被动受力变主动受力，从而减小墙体变形；⑤提高钢支撑施工质量。

（2）基坑长度方向围护墙体发生整体曲线变形。

变形特征：①沿基坑长度方向围护墙体发生曲线变形，中部变形最大两侧减小。②钢支撑系统变形较为明显；③基坑长度方向跨度越长变形越大。

减小变形措施：①通过增加中隔墙措施缩短基坑跨度；②增加混凝土支撑的使用，增加支撑体系刚度；③提高钢支撑预加轴力，被动受力变为主动受力，从而减小墙体变形；④钢支撑采用应力自动补偿系统。

（三）因围护墙体插入深度不足引起的变形

（1）开挖到一定深度范围，最底层支撑以下墙体整体向坑内弯曲变形：

变形特征：①该变形因围护墙体插入深度不足，墙体外侧主动土压力远远大于墙体内侧被动土压力引起。②该变形往往伴随着坑内土体的严重隆起，坑外地面沉降非常大；③墙体变形随插入深度逐渐加大，最大值位于墙趾位置；④围护墙体变形量较大。

减小变形措施：①加大围护墙体插入深度；②采用注浆方式提高被动区土体工程性质，以提高被动土压力；③采取地中壁等设计措施；④增加垫层厚度以起到临时支撑作用。

（2）围护墙体整体沉降严重，坑内土体大幅隆起，坑内出现涌沙涌水：

变形特征：①该变形是因坑外水土由围护墙底绕流至坑内所致。②该变形往往伴随着坑内涌水涌沙，坑外地面迅速沿降；③围护墙底很快出现空洞，造成围护墙体大幅下沉；④基坑失稳风险非常大。

减小变形措施：①加大围护墙体插入深度；②采用注浆方式提高被动区土体工程性质，以提高被动土压力；③如有条件，可采取坑外降水措施。

（四）因坑外降水、土体固结引起的地面沉降

地面沉降特征：①该变形是因坑外降水土体固结而引起地面沉降。②地面沿降量的大小主要根据土质压缩模量而定，如承压水层埋深浅且降水严重会引起地面较大的沉降值；③降水引起的地面沿降变形一般较为缓慢和均匀。

减小变形措施：①加深止水墙深度，隔断承压水层；②尽量采用坑内降水，坑外不做降水；③在坑外或重要建构筑物周边设置回灌井。

（五）因基坑围护墙出现漏水涌沙，坑外水土流失造成地面大幅沉降。

地面沉降特征：①该变形是因地面下局部位置水土流失产生。②地面沉降迅速，沉降量大，情况严重会出现坍塌。

减小变形措施：①采用止水效果好、工艺成熟的围护体系；②增加地下连续墙H型钢接头刚度，增加翼板宽度以增加渗水绕流线；③加强围护墙体施工质量控制，对施工接缝等薄弱环节采取有效措施；④做好应急措施，有渗漏能及时处理；⑤提前预防、勤于观察，有问题做提前预防加固处理。

（六）因施工不当、超挖作业引起围护墙体变形

变形特征：①无撑暴露段围护墙体呈明显向内弯曲变形，变形量较大。②相邻位置钢支撑轴力快速增加。

减小变形措施：规范施工，及时架设支撑，减少无撑暴露时间。

五、针对以上变形因素候潮路站所采取的控制措施

（一）围护墙体设计、施工措施：

（1）围护墙体类型、刚度和深