摘要：在軟土基坑施工過(guò)程中，由于地鐵盾構進(jìn)出洞以及為了保護基坑周?chē)?a href="http://project.obspoint.com" target="_blank" title="園林工程">建筑物等原因，常常會(huì )進(jìn)行坑外加固�？油饧庸虝�(huì )提高土體強度，也會(huì )對基坑變形產(chǎn)生影響。本文結合上海地鐵某車(chē)站端頭井加固的工程實(shí)例，分析了坑外攪拌樁加固對基坑變形造成的不利影響，并在此基礎上提出了一些減少坑外加固影響的控制措施，希望對以后的類(lèi)似工程提供借鑒。

    關(guān)鍵詞：攪拌樁加固；擠土效應；基坑位移；施工工藝

    

    引言：

    攪拌樁加固以其布置靈活、加固效果顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，在軟土地區地下工程中得到了廣泛應用[1].但是其負面影響卻一直未引起關(guān)注，盾構進(jìn)出洞區域采用攪拌樁加固，在施工過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生側向擠土效應，對基坑地下墻圍護位移變形有顯著(zhù)影響。尤其當攪拌樁加固與基坑同時(shí)施工時(shí)，由于施工工藝順序、施工周期等不合理因素造成的影響則更為明顯，甚至會(huì )危及基坑安全。因此，協(xié)調好盾構進(jìn)出洞或基坑內部攪拌樁加固施工的工序及流程非常重要，應充分考慮攪拌樁加固施工對車(chē)站地下墻圍護位移變形的影響，必要時(shí)采取更為安全合理的加固施工工藝。

    本文結合實(shí)際工程，根據實(shí)測數據，著(zhù)重分析了合理安排施工工藝的重要性。

    1、工程概況

    上海某地鐵車(chē)站，呈南北走向，為淺埋地下二層雙柱島式車(chē)站。主體結構外包尺寸為468.2m×19.20m，站臺中心處底板埋深為14.52m.車(chē)站兩頭設有兩個(gè)端頭井（即為盾構工作井），北端頭井外包尺寸為14.9m×30.36m，底板埋深為16.989m；南端頭井外包尺寸為14.9m×24m，底板埋深為16.058m.圍護結構采用800mm厚的地下連續墻，支撐體系采用Φ609鋼管支撐，標準段設置四道，端頭井設置五道。本車(chē)站基坑變形控制保護等級為二級[2]，車(chē)站基坑地下連續墻最大水平位移≤3%H（H為基坑深度）。車(chē)站基坑工程各土層的分布情況見(jiàn)表1. 

    

                   
          

    在地鐵車(chē)站盾構進(jìn)出洞附近，為了保證盾構安全進(jìn)出洞，往往需要對盾構進(jìn)出洞附近土體進(jìn)行加固，常用的方法是攪拌樁加固。車(chē)站南北端頭井墻外側為盾構進(jìn)出洞加固區域，均為攪拌樁加固，平面位置如圖1所示，盾構進(jìn)出洞加固區寬6m，加固深度范圍為盾構洞圈上下左右各3m范圍。

    2、車(chē)站端頭井實(shí)際施工情況

    本站對測斜、地面沉降、支撐軸力等進(jìn)行嚴密的監測控制，并利用遠程監控管理系統，實(shí)現監測數據的實(shí)時(shí)采集、傳輸和分析，結合工況指導施工，確保施工區鄰近已有建筑物、地下管線(xiàn)的安全和圍護體系自身的穩定，為設計、施工提供依據。本文針對盾構出入洞加固區的變形進(jìn)行分析。

    車(chē)站南端頭井由于施工工期緊迫，攪拌樁加固在10月20日開(kāi)始施工，于11月5日結束，而基坑開(kāi)挖于10月28日開(kāi)始施工，11月18日開(kāi)挖施工結束澆筑砼墊層。這樣使端頭井在開(kāi)挖階段，坑外正在進(jìn)行盾構進(jìn)出洞攪拌樁加固，開(kāi)挖施工與攪拌樁加固有長(cháng)達一周的施工重疊期。端頭井地下墻測點(diǎn)布置圖如圖1所示。

    3、實(shí)測數據分析

    由圖2中可以看出，該點(diǎn)變形較大，到墊層澆筑完成后，該測點(diǎn)累計變形已達101.90mm，嚴重危及基坑安全。在攪拌樁加固開(kāi)始施工后，基坑開(kāi)挖之前，地下墻位移已經(jīng)有較為明顯的變化，CX23測點(diǎn)位移最大值已經(jīng)高達34.39mm，占總變形量的33.7%.由于此時(shí)基坑還未開(kāi)挖，所以基坑變形是由于攪拌樁加固引起的。

    可見(jiàn)，水泥與土攪拌成樁過(guò)程中存在側向擠土效應，即攪拌樁加固施工時(shí)有擠土效應，對基坑變形有很明顯的影響。

    從基坑開(kāi)始開(kāi)挖到攪拌樁施工結束，地下墻變形量為52.77mm，已占總變形量的51.8%，這一階段地下墻位移驟然變化，日均變化量非常大，已遠遠超過(guò)正常的基坑位移速率。這是由于攪拌樁加固和基坑開(kāi)挖同時(shí)施工長(cháng)達一個(gè)星期。一方面攪拌樁加固有側向擠土效應，會(huì )導致基坑向坑內變形；另一方面基坑開(kāi)挖卸載，被動(dòng)區土壓力減弱，從而釋放了攪拌樁的側向擠壓力，兩者共同作用致使基坑變形迅速，造成對基坑變形的不利影響�？梢�(jiàn)，如果施工工序安排不合理，坑外攪拌樁加固施工和基坑開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行會(huì )對基坑變形造成極為不利的影響，甚至會(huì )危及基坑安全。

    攪拌樁施工結束后，基坑位移變化速率有所緩和，基坑變形趨于正常，從攪拌樁加固結束到基坑墊層澆筑完成，地下墻變形只有14.74mm，僅占總變形量的14.5%。這是由于該階段攪拌樁施工已結束，攪拌樁經(jīng)過(guò)初凝，由此產(chǎn)生的膨脹擠土效應減弱，對基坑圍護結構位移影響逐漸消失，該階段基坑變形基本全部由基坑開(kāi)挖引起�？梢�(jiàn)，攪拌樁加固結束后對基坑變形的影響就很小。

    由此可得，南端頭井的總位移主要是由攪拌樁加固和基坑開(kāi)挖兩方面導致。在盾構進(jìn)出洞攪拌樁加固施工時(shí)，由于水泥與土攪拌成樁過(guò)程中側向擠土效應比較明顯，因此對車(chē)站基坑變形影響就很顯著(zhù)。

    圖3給出了CX24、CX23測點(diǎn)變形情況的對比。南端頭井測點(diǎn)CX23的位移由基坑開(kāi)挖和攪拌樁加固引起，而測點(diǎn)CX24的位移主要是由車(chē)站基坑開(kāi)挖引起。從圖中可以看出，CX24測點(diǎn)的總變形量為32.76mm，占CX23測點(diǎn)總變形量的32.1%。北端頭井墻外側也為盾構進(jìn)出洞攪拌樁加固，只是北端頭井在基坑開(kāi)挖之前，攪拌樁加固施工已經(jīng)完成了20d了�？梢�(jiàn)攪拌樁加固施工完成并達到養護期限后再進(jìn)行基坑開(kāi)挖，可以減少對基坑變形的影響。 

              
          
    由此可見(jiàn)，攪拌樁加固對基坑變形的影響很大，特別是在同時(shí)施工的情況下其影響尤為明顯。南端頭井地下墻位移過(guò)于偏大，不僅危及基坑安全，而且對今后的內部結構施工帶來(lái)了困難。因此，考慮到攪拌樁加固時(shí)的擠土效應，會(huì )對基坑的變形產(chǎn)生影響，所以盾構進(jìn)出洞加固最好安排在圍護結構完成后（達到混凝土養護要求），端頭井開(kāi)挖前完成。

    4、采取的控制措施

    由于坑外攪拌樁加固會(huì )對基坑變形產(chǎn)生影響，為了盡可能地減小坑外攪拌樁加固對基坑變形的影響，可以采取如下措施：

    （1）合理安排施工順序，應將盾構進(jìn)出洞加固時(shí)間安排在車(chē)站圍護結構完成并達到混凝土養護要求后，而且要在端頭井開(kāi)挖前進(jìn)行，從而可以避免盾構進(jìn)出洞攪拌樁加固對基坑變形造成過(guò)大的影響。嚴禁攪拌樁加固施工與基坑開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行。

    （2）合理規劃攪拌樁的施工流程和次序，選擇合理的位置允許釋放攪拌樁產(chǎn)生的擠壓應力，使應力有所釋放，減少對基坑變形的影響。

    （3）如果因為工期或其他施工要求，必須進(jìn)行不合理施工交叉時(shí)，應考慮用其他對周邊環(huán)境影響較小的加固施工方法，例如采用取土置換的SMW工法進(jìn)行。

    5、結論

    （1）南北端頭井攪拌樁加固施工影響比較發(fā)現，由于施工工序安排不合理，南端頭井地下墻位移過(guò)于偏大，不僅危及基坑安全，而且對今后的內部結構施工帶來(lái)了困難�；�坑外側攪拌樁加固施工時(shí)，基坑開(kāi)挖卸載，釋放了攪拌樁的側向擠壓應力，導致地下墻位移變形驟然加大。即使不進(jìn)行基坑開(kāi)挖，攪拌樁的側向擠壓力對地下墻的影響也很大，因此應提高重視。

    （2）攪拌樁加固對基坑變形的影響跟施工工序和工期有很大關(guān)系。如果施工工期安排不當就會(huì )對基坑變形產(chǎn)生不良影響。

    （3）攪拌樁加固施工時(shí)，為了減小攪拌樁施工對基坑變形的影響，應將盾構進(jìn)出洞加固時(shí)間安排在圍護結構完成并達到砼養護要求后，而且要在端頭井開(kāi)挖前進(jìn)行。嚴禁攪拌樁加固施工與基坑開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行。