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某地铁深基坑施工邻近建筑地面裂缝处理与控制

文档作者：覃亚伟1，杨新2，吕成龙1 司海燕3 文档来源： 1．华中科技大学5-程管理研究所 2．武汉市政集团轨道分公司 3．郑州市轨道交通有限公司		点击数：	更新时间： 2025年05月10日
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上一篇：某地铁站深基坑坍塌事故原因分析与建议

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2012年4月L
第41卷第362期
施lJ 技术
CONS’FRUCTION TECHNOI．OGY 49
某地铁深基坑施工邻近建筑地面裂缝处理与控制
覃亚伟1，杨新2，吕成龙1，司海燕3
(1．华中科技大学5-程管理研究所，湖北武汉430074；2．武汉市政集团轨道分公司，湖北武汉430000；
3．郑州市轨道交通有限公司，河南郑州450046)
[摘要]结合T：程地质环境及施工状况，分析了某地铁深基坑开挖过程中，邻近建筑地面开裂的主要原因，针对这
些原因在施jr中采取了立即停止开挖并对开挖面进行防护、加大钢支撑轴力等应急措施。通过对酒店与围护结构
间的土层进行袖阀管注浆加固、对污水与地表水进行引流、在后期的开挖中严格按照开挖要求、加快主体结构施工
进度快速通过影响区域、加强监控量测等措施，有效控制了酒店的沉降，取得了良好效果。
[关键词]地铁；深基坑；邻近建筑；裂缝；沉降；袖阀管注浆；监测
[中图分类号]TU753 [文献标识码]A [文章编号]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工程概况
武汉地铁2号线光谷广场站主体结构的施工采
用明挖顺作法，基坑全长278．7m，采用排桩加内撑
的支护方式。车站结构形式为现浇钢筋混凝土双
层双跨箱形框架结构，结构标准段宽18．7m，深
16．65m；东端扩大端宽18．7～24．42m，深17．15m。
车站底板埋深约17m，顶板覆土厚度约为2m。总体
建筑面积13 021．41 m2。车站基坑围护结构采用
4,1 000ram@1 400mm人工挖孔桩，桩问采用
qb800mm的高压旋喷桩止水帷幕，基坑内由上而下
设3道钢支撑。
[收稿日期]2011-06．16
[作者简介]覃亚伟，华中科技大学工程管理研究所讲师，湖北省武
汉市洪山区珞喻路1037号430074，电话：(027)87556945，E-mail：
qinyawei@mail．hust．edu．cn
2 裂缝产生情况与分析
唐韵轩酒店位于光谷广场站基坑第3～6段右
侧基坑南侧(DK27+518一DK27+568)，与基坑的
最近距离仅不到6m，受基坑开挖影响较大，如图1
所示。该建筑物分为3部分：①邻近基坑部分地上
为9层框架结构，地下1层，该结构基础为整板基
础；②远离基坑部分为2层框架结构，该结构基础为
独立基础；③酒店的西边为第3部分，该部分结构基
础为独立基础，基础埋深5～6m，相邻基础之间设
有变形缝(沉降缝)。酒店坐落位置以前为一鱼塘，
其基础底部位于老黏土层上，老黏土是一种超固结
土。在天然埋藏条件下，承受着很高的前期固结压
力，若保护不当，受水浸泡土体强度将迅速下降，造
成地基下沉。
万方数据
50 施T技术第41卷
冈降丽蕊1
奎
设
起
里
图1 车站基坑与周边建筑物位置关系
Fig．1 Position relationship of station foundation
excavation and surrounding buildings
2010年6月28日，车站深基坑第5～6段进行
土方开挖施工时，唐韵轩酒店内部地面突然发现不
同程度的裂缝。裂缝主要呈平行和垂直基坑分布，
局部有少量地砖翘起。监测数据显示酒店门前地
表点沉降速率大且超限，此时开挖面位于唐韵轩酒
店门口偏东lOm左右，车站底板完成4段，第2，3
段中板已完成。唐韵轩酒店内部突然出现裂缝，实
质是该建筑物在短时间内沉降过大且发生了不均
匀沉降造成的，其原因主要有如下几个方面。
1)基坑在开挖过程中钢支撑架设不及时，基坑
暴露时间较长，坑外土体出现侧向位移，主动土压
力致使两侧围护桩受压而出现变形，从而造成酒店
沉降。
2)由于酒店基础处于本场地黏土层上，黏土作
为中等膨胀土具有失水干裂、遇水膨胀的特性，在
基坑施工过程中，污水和雨水由于抽排不力渗入地
下，浸泡土体，使基础所在的黏土层承载力大幅度
降低，从而导致酒店下沉。
3)唐韵轩酒店自身基础结构属于整板基础和
独立基础相结合的混合基础，由于酒店不同部分的
沉降不同产生不均匀沉降，从而导致裂缝的产生。
实际中裂缝正出现在不同基础结合的沉降缝处。
3 处理措施
3．1应急处理措施
事故发生后，采取了一系列应急措施。立即停
止开挖并对开挖面进行封闭，同时将开挖面附近钢
支撑间距缩小0．5m加密钢支撑，并将钢支撑的预
加力增加10％，第1道撑增加150kN，第2道增加
250kN，有效约束了围护结构向坑内变形，以减小对
围护结构及周边环境的影响。
加强对酒店建筑物、基坑本体的监测。监测频
率增加到2次／d，并在唐韵轩酒店建筑物内增加监
测点，观察建筑物结构沉降情况，确保准确、及时了
解变形情况，为后期制订处理方案提供依据。
3．2后期处理控制措施
1)袖阀管注浆
采用袖阀管注浆对唐韵轩酒店门口加固土体，
以减小酒店沉降。在酒店门口台阶向西面钻孑L 2
个，向东面注浆钻孔为孔径110ram，孔距1tn，孔深5
～10m，离酒店墙面1．5～2m，如图2所示。注浆采
用水泥浆液，浆液比例为0．6：1，采用32．5级水泥，
注浆压力控制在0．15～0．2MPa。注浆结束后，采用
0．5：1水泥浆液对注浆孔进行压力封孔，防止建筑物
进一步沉降。
西
施工区域
图2袖阀管注浆示意
Fig．2 Sleeve valve barrel grouting
2)雨水、污水引流与截流
对从基坑旁边双塘小区流出的雨水与污水合
流的管道进行处理。施作明沟将流入建筑物基础
附近的污水引流到市政排污管道，同时对地表水进
行有效收集，减少污水、雨水渗入到基坑周边土体
和建筑物地基，从而减少建筑物沉降。
3)土方开挖控制措施
在后期基坑开挖中，严格按照“时空效应”理
论，严格遵循“竖向分层、纵向分区分段、先支后挖”
的施工原则进行分段、分层均衡开挖，有效控制基
坑本体变形及地表沉降。
在影响唐韵轩酒店基坑开挖范围的区域内，钢
支撑预加轴力控制均比原设计控制值增加10％，同
时严格做到了“先撑后挖”，及时对坑壁进行网喷，
减少坑壁变形。加快开挖速度与主体施工进度，快
速通过影响范围，减少基坑暴露时间。
4)加强监控量测，做到信息化施工
事故发生后，为及时准确掌握该建筑物进一步
变形情况，在唐韵轩酒店内部加设沉降监测点
TYX01～TYXl5，如图3所示，加强对酒店的监测。
同时监测单位加大对周边环境及基坑本体的监测
频率，确保及时掌握基坑本体及建筑物的变形情况。
4效果分析
4．1事故发生前数据分析
唐韵轩酒店大厅地面出现裂缝前，建筑物沉降
最大的点JZlO累计沉降量较大，达13mm左右，但
沉降速率较小，且酒店差异沉降在4mm内，基本较
稳定；而桩体测斜点水平最大偏移量6mm，也没有
超限。通过以上分析，事故发生前并没有很明显的
征兆，具有一定的突发性。
万方数据
覃亚伟等：某地铁深基坑施工邻近建筑地面裂缝处理与控制
TY
TY 螺讫10 J29讫8
品s晶a需蓠书
o o o O
DB9 DB8DB7 DB6
旖工区域
图3监测点布置示意
Fig．3 Monitoring points layout
4．2事故发生后数据分析
桩体测斜点CXll布设于车站基坑第4施工段
左侧，从6月28日至7月1日偏移量较大，偏移最
大处(冠梁以下9m处)3d变化约15mm。CXll—8～
CXll—12偏移量较大，已达20～26ram，偏移速率已
显橙色超限，累计偏移量黄色超限，如图4所示。这
期间正好是事发时间段，说明开挖中没有严格遵循
“竖向分层、纵向分区分段、先支后挖”的施工原则，
导致由桩体变形引起围护结构外侧发生地层损失，
从而发生建筑物不均匀沉降。
g
魁
涨
·2010-07一01-_2010-06—28-2010．06．24
“+”表示向基坑内，“一”表示向基坑外
图4 CXll测点时序曲线
Fig．4 Time-sequence curve on
measuring point CXll
唐韵轩酒店各沉降监测点变化并没有超限。
但酒店不同基础部分的差异沉降较大，如位于整板
基础上的沉降点JZl0和JZll分别下沉了18．72ram
和10．68ram，而对应于位于独立基础上部结构的沉
降点JZl3．1和JZl3—2却分别隆起0．92mm和
1．44mm，产生明显的差异沉降，从而造成裂缝的
产生。
4．3处理后数据分析
1)酒店内部地面监测点数据分析
施工方于2010年7月2日开始对唐韵轩酒店
地面沉降展开监测工作。截至2010年7月22日，
基坑第1～6段土方已开挖完成。唐韵轩酒店内部
地面沉降监测数据较小，无异常变化，如图5所示。
量
g
逝
蜉七
Ⅲ氍
监测日期／(月．日)
·TYX01·TYX04+TYXl5·TYX05一TYXll
TYX07一TYX08 ·TYXl2 ·TYX06 ·TYXl3
·TYX02·TYX09+TYX03+TYXl4·TYXl0
图5唐韵轩酒店内部沉降监测点时序曲线
Fig．5 Time·sequence curve on monitoring points
of settlement in Tangyunxuan Hotel
2)酒店门前地表沉降监测数据分析
地表沉降监测点DB03～DB09位于基坑右侧，
对应唐韵轩酒店门口，当事故发生时，地表测点
DB04～DB09较小且稳定，而测点DB03沉降量在6
月29日、30日2天急剧加大接近30ram，在7月2
日后趋于平稳。截至7月27日该点地表沉降已趋
于稳定。
通过监测数据分析可知，在事件发生后施工方
采取的立即停止开挖并对开挖面进行防护、加大钢
支撑轴力等应急措施，以及对酒店与围护结构间的
土层进行袖阀管注浆加固、对污水与地表水进行引
流、在后期的开挖中严格按照开挖要求并加强主体
结构施工进度快速通过影响区域等措施，有效控制
了酒店的沉降。
同时参建各方加强了同唐韵轩酒店相关人员
的沟通，并建立相应的联系机制，方便监测及相关
人员进入酒店内部开展监测与巡查工作。唐韵轩
酒店上层的住户正常生活，其西侧的房管局也正常
办公。因此，事故发生后所采取的各种技术措施和
管理措施都取得了良好的效果。
5 结语
光谷广场站基坑施工的实际状况及各项监测
指标说明，在唐韵轩酒店建筑物突发室内地面开裂
控制过程中，方案、措施的制定科学有效。唐韵轩
酒店的保护取得了良好效果，这主要归功于参建各
方在处理过程中采取了有效的沉降控制措施，这些
控制措施总结如下。
1)建筑物周边注浆加固。袖阀管注浆加固能
改善建筑物基础的稳定性，减小建筑物沉降，加固
效果可靠。
2)武汉地区高阶地(Ⅱ，Ⅲ级阶地)广泛分布着
(下转第84页)
唐大o，煳 瓣。P oⅨ 予 鬻嘴
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M
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似似似似似
万方数据
84 施T技术第41卷
节段浮运
预制厂‘ 拼装浅坞池出运深坞池航道匠三b工丑活动坞门Lj
a在厂内预制节段，预制好一段并拉移，
匹配前一段浇注后一段
节段浮运
预制厂．．迸装浅坞池出运深坞池航道
F邛障霉辑二；车二==弹勋颤耵]
b 8段节段在浅坞池内用预应力连接成长
管段，关闭活动闸门注水
节段浮运
预匡制厂箍拼墅装浅坚坞池三三出E运三深坞盂池航磊道
C管段起浮，绞拖至深坞池并锚泊固定
节段浮运
预制厂拼装浅坞池出运深坞池航道
匡E二二二≤三=三呈
d坞内水位降低与海平面水位平，打开
坞门，将长管段浮运到现场
图5 全断面浇注施工流程
Fig．5 Construction process of full-section pouring
消除了施工缝及变形约束条件，同时浇注节段的前
端直接与已预制节段后端匹配，实现高精度连接
面。③浅坞池及节段拼装在预制工厂前方修建
浅坞池(可容纳2节管段)，通过活动的隔墙与工厂
相隔；预制好的节段通过轨道平移系统拉移到浅坞
池，用预应力钢索等连接技术将节段拼装成176m
的完整管段，注水试漏后，浮出浅坞池，进入出运深
坞池。④出运在拼装浅坞池前面修建与浅坞池
相通的深坞池(可容纳2节管段)，深坞池与浮运航
道相通，通过可开启关闭的坞门相隔。管段进入出
运深坞池后，将两个坞内的水位降低至与海平面水
位一致，打开坞门浮运到安装现场水域。
2．3．3优势和不足
在封闭控制环境下，采用节段全断面浇注工
艺，不仅可以消除施工缝及早期温度裂缝，制造自
防水性能更强的高品质混凝土沉管，又可以节省冷
却混凝土和增加外防水的费用；由全天候预制工
厂、深浅两级干坞组成的高效率流程化施工系统(2
条生产线)，节段预制周期仅7d，管段(2节)的预制
及沉放周期仅2个月，使超大规模的沉管隧道建设
投资与工期更合理。与传统技术相比，Oresund海
峡隧道采用的施工系统工艺更复杂、一次性建造成
本更高，更适合用于跨海的超大规模沉管隧道。
3 结语
以上介绍的3种预制新技术，虽各具特点，各有
侧重，但都是在具体工程中，针对传统预制技术的
局限或不足，开发并成功运用的典型代表。这些新
技术的成功运用，进一步发展和丰富了沉管隧道的
设计和施工技术，具有重大意义，标志着沉管隧道
进入了一个全新的发展阶段。特别是Oresund海峡
隧道采用的工厂化、节段全断面浇注、深浅两级干
坞流程化施工系统，其高效率能充分满足现代超大
规模隧道工程的建设工期要求，其高质量能承受更
高水压而不渗漏和满足100年以上的耐久性要求，
展示和代表了现代沉管隧道工程的技术发展方向，
为后续工程包括在建的韩国釜山跨海隧道(全长3
240m，最大水深50m)以及港珠澳桥隧工程中的海
底隧道(全长5 960m，最大水深45m)的设计和施
工，提供了极具参考价值的工程设计和施工实例。
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(上接第5l页)
硬塑～坚硬状态的老黏性土，埋深1．0～15m。由于
老黏土遇水易呈不良地质，因此在此土质分布区域
进行施工，要控制好地下及地表水不能渗入到此土
层，否则会使土层承载力急剧下降，导致建筑物
沉降。
3)加强监控量测。在基坑施工中，坚持监控量
测，加强信息化施工，及时反馈施工信息，加强监测
对工程施工的指导作用，同时利用监控量测结果为
设计提供参考依据。
参考文献：
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