地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究上报文档格式.docx
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YCK11+458.3～YCK11+547.4，车站总长87.1m。
具体详见图1。
基坑南侧的骑楼按所在位置划分为三个区域，分别称为万福路侧骑楼、北京路侧骑楼、麦栏街骑楼，详见图2所示。
上述骑楼均为地铁施工需拆迁的骑楼，但由于拆迁工作推进困难，为了保证地铁工期要求，在骑楼还未拆除的情况下，需先进行主体结构施工。
图2基坑与骑楼位置关系图（单位m）
车站基坑与万福路侧的骑楼距离：
基坑西南侧最小仅1.4m，东侧最小仅2.3m，其他位置约3.0m。
车站基坑与北京路侧的骑楼距离：
基坑西端最小约5.0m。
车站基坑与麦栏街骑楼距离：
基坑南侧最小约13.0m。
摸查及鉴定情况显示，基坑南侧的骑楼房屋均建于解放前，现处于超龄阶段。
房屋基础均为天然基础或木桩基础，上部结构形式主要有混合结构、框架结构、砖木结构，结构层数为2～5层，绝大部分房屋的安全性不符合鉴定标准对Asu级的要求，影响结构承载力，房屋应作维修加固处理。
房屋功能主要为一层作为商铺、其他楼层作住宅使用。
房屋的部分承重构件存在较严重老化及损伤现象，瓦面局部风化、破损，东北及西北角骑楼柱的垂直度偏差率最大为2.4％和1.45％，均已超过规范限值要求的2倍。
为了确保骑楼安全，需要采取措施对其进行加固保护。
车站地貌主要为珠江冲洪积及海积平原，地形平坦开阔，地面标高7~9m左右。
本站上覆第四系地层，下伏基岩为白垩系泥质粉沙岩、粗沙岩。
岩土分层及其特征自上而下有：
人工填土层〈1〉、淤泥质土层〈2-1B〉、冲~洪积粉细砂层〈3-1〉、冲~洪积中粗沙层〈3-2〉、冲~洪积淤泥质土层〈4-2〉、残积粉质粘土层〈5-2〉、红层全风化带〈6〉、红层强风化带〈7〉、红层中风化带〈8〉、红层微风化带〈9〉。
第四系孔隙水水位埋深2~3.5m，主要赋存于海相沉积粉细砂层〈3-1〉，分布较广泛，具有一定厚度，渗水性强，地下水较丰富；
基岩裂隙水主要赋存在红层碎屑岩类强风化带和中风化带，富水性及透水性弱。
地下水对混凝土结构无侵蚀性，对钢结构有弱-中等腐蚀性。
3、基坑施工期间对骑楼影响的数值模拟计算
3.1模型建立
根据实际工程资料,综合考虑现场实际地质条件,采用有限元程序ADINA对本工程进行数值模拟分析。
如图3所示，模型长取为72m,高取为30m。
在模型的左右两边施加水平位移约束，在模型的底边施加竖向位移约束，模型计算采用2D模型，四节点单元，上部土体采用Mohr-Coulomb材料模型，下部风化岩、连续墙、钢支撑、混凝土支撑均采用Elastic-Isotropic单元模拟，利用ADINA的单元生死功能模拟基坑开挖和支护的过程。
骑楼一侧地表加50KN均布荷载，其它部分加20KN均布荷载，同时考虑土体和支撑的自重作用。
模拟实际工程具体的实现步骤为：
①建立模型，施加重力，设置边界条件及荷载，运行后提取模型的初始地应力数据；
②在原模型中删除连续墙位置的单元土体，加入连续墙结构，并建立内支撑，施加均布荷载，导入土体模型提取的初始地应力参数；
③以基坑开挖的实际过程来设置开挖土体和内支撑的单元时间；
④运行程序，提取后处理结果。
图3基坑开挖的数值模拟模型
3.2参数取值表
各种土体按照不同材料分为七层，土体和构件参数取值如表1。
表1土体和构件参数取值
土体及构件
E（MPa）
泊松比
密度（kg/m3）
粘聚力（kPa）
内摩擦角
杂填土
10
0.35
1800
20
15
淤泥质土
5
0.45
1670
8
中粗砂
18
0.25
1950
35
全风化泥质粉砂岩
60
0.2
1970
36
22
强风化含砾砂岩
100
2150
55
26
中风化泥质粉砂岩
15000
2500
微风化泥质粉砂岩
20000
2550
混凝土支撑
30000
钢管
2.06E+05
0.1
3.3计算结果及分析
用有限元程序ADINA进行计算，结果如图4~图6。
图4基坑开挖后总位移
图5基坑开挖后竖向位移
图6基坑开挖后水平向位移
基坑的开挖使骑楼侧的土体产生的最大沉降量为58.7mm，最大水平位移为15.1mm。
4、施工措施
4.1对骑楼进行鉴定
施工前，对万福路侧的部分骑楼和万福楼进行了房屋安全鉴定，出具了17份鉴定书，共鉴定26个门牌号的房屋（万福楼10个，万福路侧16个）。
北京路侧、麦栏街及万福路侧的部分骑楼因无人居住或无法进入而未进行鉴定。
4.2对骑楼进行加固
骑楼加固有二种方案：
方案一是将骑楼住户临迁，进入房屋，对其构件进行补强加固；
方案二是不进入房屋，对骑楼地基、基础进行加固。
由于骑楼建筑年代久远，其基础、结构现状很差，加固保护方案应该立足于可操作性。
经比选，方案一不具备可实施性，应立足于不进入房屋内部进行地基、基础加固。
4.2.1采用深层水泥搅拌桩进行加固
由于骑楼靠近基坑太近，且处于超龄使用阶段，房屋基础均为天然基础或木桩基础，部分承重构件存在较严重老化及损伤现象，瓦面局部风化、破损，东北及西北角骑楼柱的垂直度偏差率均已超过规范限值。
设计单位考虑到以上因素，在南侧基坑围护结构外侧设置了一排Ф600@400深层水泥搅拌桩进行加固保护，成桩深度基本在14.0m，进入不透水层约1.5m，其主要作用是：
（1）在相邻两建筑物基础间形成一道止水帷幕（并不是完全止水,只是设置了一道渗透系数很小的帷幕）。
使帷幕两侧的地下水位浸润线高程形成一个“断层”,减小了建筑物地基土的下沉量；
（2）有效地阻止原有建筑物地基土颗粒的流失；
（3）增强了原有建筑物基础下地基土的压缩模量，从而减小了沉降值；
（4）防止因地下连续墙施工引起槽壁坍塌对骑楼基础造成影响。
在围护结构施工之前,施工单位即先在连续墙和骑楼之间作双排搅拌桩，不具备条件的地段作单排旋喷桩。
采用深层水泥搅拌桩，其施工方法为通过深层单轴搅拌机将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，最终形成桩体。
搅拌桩所用水泥强度不低于32.5级，水泥掺量不小于15％，水泥浆水灰比为0.45～0.55，并按要求的量掺加早强剂,浆液出口压力0.4~0.6MPa,主机提升速度0.47~1.47m/min,旋转速度为28~93r/min。
4.2.2对骑楼局部构件进行简单的加固
（1）骑楼走廊顶部的纵向主梁的加固
在靠近基坑边的21根立柱之间以及走廊距离立柱1000mm范围内布置2000×
1000mm的方木网格，底部用可调节高度的底座支承在方木上，顶部用可调节高度的顶托支撑方木顶住走廊顶部的纵向主梁，底座与顶托之间用钢管连接；
（2）骑楼走廊顶部的横向主梁的加固
在不影响人行通道通行和铺面营业的情况下，对骑楼走廊顶部的横向主梁用工字型钢进行加固。
加固方法如下：
紧贴梁底用工字型钢梁承托，工字型钢梁靠近基坑一端底部支承与纵向主梁支承方法一致，靠近商铺一端用工字型钢柱支承在人行道地面上。
4.3有效抑制骑楼沉降的施工控制措施
地下连续墙成槽时，应对泥浆配合比、槽段划分进行优化。
基坑开挖时按照设计要求做好支撑，先撑后挖，预加轴力适当加大。
基坑开挖过程中要严格控制爆破，必要时，可用机械挖槽，形成背离骑楼的临空面，采用松动弱爆破施工，并加强监测。
4.3.1地下连续墙施工过程的控制
在地下连续墙施工阶段，重点对设备选型、数量安排，导向墙制作、成槽施工、泥浆护壁、钢筋网片制作安装、水下混凝土浇筑等方面严格控制。
如安排适量的设备，采取低锤密击的方式，确保将施工机械的操作振动影响降低到最小；
严格控制护壁泥浆的质量，确保不失水和槽壁坍塌；
严把钢筋网片制作安装和混凝土浇筑关，确保连续墙成墙质量。
从施工过程和开挖外露的情况看，围护结构施工阶段对骑楼安全产生的影响较小，未发生异常突发事件。
施工质量显示地下连续墙墙身混凝土密实、均匀、连续，无孔洞、蜂窝。
墙体接缝质量良好，无明显渗水、漏水现象。
4.3.2土石方开挖阶段施工过程的控制
基坑开挖采用分段分层放坡开挖，分段长度结合主体结构施工段划分，共分5段；
分层按支撑安装位置为控制标准，共分6层。
4.3.3岩石爆破的控制
由于车站基坑南侧距骑楼仅4m（含连续墙厚度），应采取措施减少爆破震动对骑楼造成损害，距建筑物12m范围以内采用静态破碎法施工。
爆破开挖自东向西，先采用静态爆破施工南侧基坑，南侧基坑施工完成后，北侧基坑爆破区与骑楼之间形成一条减震带，可大大降低北侧基坑爆破时对骑楼的震动破坏。
基坑内人工挖孔桩采用有声爆破。
4.3.4基坑钢支撑阶段施工
车站主体围护结构设5道水平支撑，其中第一道支撑为钢筋混凝土梁支撑，其位置为地面以下1.25m处；
第2～5道支撑为钢支撑，地面以下6.35m处设第二道，地面以下10.15m、13.95m、17.95m处分别设第三、四、五道支撑。
支撑平面布置如图3-8、3-9所示例。
第一道钢筋混凝土支撑当基坑表层土方开挖后，按常规方法进行钢筋、模板安装并与冠梁整体浇筑混凝土，第2～5道钢支撑拟用1台50t汽车吊进行安装，其施工进度结合基坑土方开挖进行。
4.3.5钢支撑安装质量保证措施
钢支撑安装质量对保证基坑安全尤为关键。
钢支撑的拼装与安装除应按设计要求选材并及时安装，做到不超挖外，还应从以下方面严格控制。
4.3.6控制基坑降排水
北京路站离珠江较近，地下水位较高。
据地质详勘资料反映，该站场地初见地下水位埋深0.70~3.60m，稳定水位埋深1.30~5.50m。
当基坑开挖时，会产生地下水位的降低。
地下水位的降低使土的有效重度增大，从而使地面产生沉降，在降水漏斗范围内的建筑物会产生一定的沉降变形。
尤其是降水漏斗范围内的土质较差，建筑物为天然地基时，更易使建筑物产生沉降，甚至产生不良影响，这也是基坑易产生对周边环境影响的重要因素。
因此必须严格控制基坑降排水。
4.3.7采用动态设计和信息化施工
动态设计是在空域和时域内对工程目标进行设计,不仅包括在常规设计期间内进行的预测分析,而且包括随施工过程进行信息反馈处理,即将设计、施工、监测合为一体,根据施工信息反馈,完善设计,指导施工的设计方法。
信息化施工就是根据施工现场的地质情况和监测数据,对地质结论、设计参数进行再验
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