上海地铁保护区内桩基施工的实践_周茂森

'研究与探索周茂森：上海地铁保护区内桩基施工的实践ＹＡＮＪＩＵＹＵＴＡＮＳＵＯ上海地铁保护区内桩基施工的实践周茂森（上海建科工程咨询有限公司，上海２０００３２）摘要：文章介绍了国内地铁关于地铁保护区内施工的有关界定，并根据中国博览会会展综合体（北段）桩基工程实践，对上海地铁保护区范围内的施工活动，从组织管理、行政许可、地铁监护及保护性施工措施等４个方面进行分析，最后提出项目选址论证、风险预先发掘及地铁修复研究。关键词：地铁保护区；桩基；监测；地铁修复中图分类号：ＴＵ４７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－５７８１（２０１３）０４－０４３３－０４目前国内城市地铁建设繁荣发展，为了确保地铁上海市运输管理处同意，并在采取相应安全防护措施［２］运营安全，很多城市制定地铁管理办法，针对地铁周的前提下方可实施。边特别保护区、安全保护区内的建设施工活动进行限本文以上海地铁２号线徐泾东路站附近的中国定，其总体原则是“地铁建设优先、地面服从地下”，即博览会会展综合体项目（北块）桩基工程为例，介绍地地铁建设规划控制区及特别保护区内的各项建设活铁保护区内开展桩基作业的项目实践过程。动，应当服从和配合地铁建设。表１所列为部分城市［１］１项目概况地铁安全保护限定范围。表１各城市地铁安全保护区范围ｍ如图１所示，中国博览会会展综合体项目（北块）城市安全保护区特别保护区位于上海市西部，北至崧泽高架路南侧红线，南至盈上海５０３港东路北侧红线，西至诸光路东侧红线，东至涞港路南京５０５西侧红线。用地面积８５．６ｈｍ２。总建筑面积约杭州５０５２，其中地上建筑面积为１２４．４５万ｍ２，广州５０５１４２．２５万ｍ大连５０／地下建筑面积为１７．８万ｍ２，建筑高度为４３ｍ。深圳５０／天津５０／沈阳５０／重庆５０／上海市关于地铁安全保护区内的施工作业规定如下：（１）地铁安全保护区范围。地下车站与隧道外边线外侧５０ｍ内；地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧３０ｍ内；出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧１０ｍ内。图１项目位置示意图（２）地铁安全保护区内施工。对于地铁保护区根据初步设计方案统计，复合桩基为２３２７２根，的作业，如建造或者拆除建筑物、构筑物；打桩、挖掘、桩基为４９４９３根。桩基桩型主要采用ＰＨＣ管桩和地下顶进、爆破、架设、降水、地基加固等施工；其他大钻孔灌注桩，其中钻孔灌注桩主要在地铁２号线徐泾面积增加或者减少载荷的活动，其作业方案应当征得东站（地下站厅和隧道外边线５０ｍ范围内）安全保收稿日期：２０１３－０６－０９；修改日期：２０１３－０６－１８基金项目：“十二五”国家科技支撑计划资助项目（２０１２ＢＡＪ０３Ｂ０７）作者简介：周茂森（１９８０－），男，河北吴桥人，硕士，上海建科工程咨询有限公司工程师．《工程与建设》２０１３年第２７卷第４期４３３ 研究与探索ＹＡＮＪＩＵＹＵＴＡＮＳＵＯ周茂森：上海地铁保护区内桩基施工的实践护区内采用。桩基设计方案中，在地铁车站及隧道的施工，应高度重视对地铁的影响，从组织管理到施工结构边界外１０ｍ范围内采用直径８００钻孔灌注桩，行政许可，从对地铁的动态监护到主动保护措施的实桩端进入土层９－１层；在结构边界１０～５０ｍ范围内施，都要合理、合法、有效地进行施工。采用直径８００钻孔灌注桩，桩端进入土层７－２层。２项目实施桩基工程主要以ＰＨＣ管桩和钻孔灌注桩为主，其中部分桩基施工为钻孔灌注桩，在地铁２号线徐泾２．１组织管理东站地下站厅和隧道外边线５０ｍ范围内的安全保针对本项目桩基工程体量大的特点，将整个桩基护区内开展作业。地铁车站及隧道的结构边界外工程划分３个标段，其中地铁保护区范围内的桩基属１０ｍ范围内采用直径８００的钻孔灌注桩，桩端进入第ＩＩ标段，为确保该标段桩基施工的客观条件，并能土层９－１层；结构边界１０～５０ｍ范围内采用直径８００满足苛刻的地铁保护要求，在工程现场推行了由决策的钻孔灌注桩，桩端进入土层７－２层。桩基与地铁车层、管理层及作业层３个层级的组织架构体系，见表站结构边线的位置关系如图２所示。２所列。表２项目组织结构决策层管理层作业层施工管理组工程部技术质量组安全管理组设计总包设计单位专业分包建设单位监理团队监理咨询项目管理团队勘查单位地质勘查组施工监测组施工单位专业分包图２地铁车站与桩基位置关系示意图质检部门质检总站区质监站由于本工程的部分桩基位于地铁站既有附属结地铁维保现场监护构的位置上，因此将涉及到基坑工程与地铁结构改造申通公司运营公司现场巡检的同步实施，如图３所示。对于桩基与地铁车站出入车站改造专业分包口等附属结构，存在如下位置关系的情况：建设单位通过落实勘查、设计、监理及施工等参（１）地铁车站的中风井位置上有新建项目的承建单位后，同步开展桩基方案与施工图的地铁监护技台中的２根桩。术审查和施工许可手续的申请，在此基础上向工程质（２）３号出入口结构边界处有工程桩。检部门落实报监手续。在项目实施过程中，做到手续（３）北外挂风井位置有项目承台；２号出入口的合法、程序合理、技术方案科学及管理到位。地面平台上有４根桩。２．２行政许可（４）车站冷却塔位置有１８根桩。该桩基工程施工从２０１２年８月下旬开始申请，２０１２年１０月下旬获得行政许可。具体工作路线是：桩基方案与图纸审核→审核后的方案向审查中心提交资料→获得受理通知→申通地铁开展技术审查→出具书面意见并编制地铁维保方案→签订维保协议→布设地铁监测点→监护工作交底会→审查意见反馈给审查中心→获准保护区内桩基施工。图３车站附属结构附近的桩基分布上海市地铁保护区内桩基作业施工许可申办的由此可见，本项目桩基工程在地铁保护区范围内主要流程，如图４所示。４３４《工程与建设》２０１３年第２７卷第４期 研究与探索周茂森：上海地铁保护区内桩基施工的实践ＹＡＮＪＩＵＹＵＴＡＮＳＵＯ最大隆起累计值发生在上行线中部位置为４．８ｍｍ左右，最大沉降发生在下行线的端头－５．５ｍｍ处，从而直观地反映出桩基施工引起的道床沉降变形远未达到影响列车安全运营的程度。图５上行线道床垂直位移图４保护区作业审批流程图６下行线道床垂直位移２．３地铁监护２．４保护性施工措施在本桩基工程正式实施之初，项目建设单位与申（１）地铁保护区外的桩基施工。在制定桩基施通地铁公司成立联合指挥部和工作小组，协调现场桩工计划时，对地铁保护区范围以外的ＰＨＣ桩施工，基工程施工的准备工作，包括场地内的交通、雨水和安排在地铁保护区内桩施工之前实施，施工线路是由污水排放、设施搬迁、地铁安全运营保障等。近地铁侧向远离地铁方向逐步实施，施工速度先缓后地铁保护区内桩基工程开工前，应在地铁车站及快，这样可以极大地避免和防止大数量的ＰＨＣ桩施区间内，委托地铁监护部门布设监测点，以监测桩基工所产生的挤土效应［５－６］。在ＰＨＣ桩施工过程中同［３－４］施工过程中对地铁的影响。①地铁上、下行线隧步开展地面环境监测、土层的地应力及孔隙水压力的道管径收敛变形。②地铁上、下行线道床垂直位移。监测；在桩基施工过程中采取打设应力释放孔的措③地铁车站附属设施（出入口、风井、站台立柱）垂直施，及时减轻和释放打桩挤土效应所引起的高地应力位移。④地铁上、下行线水平位移。及超孔隙水压力。以地铁上、下行线道床垂直位移的监测数据为（２）地铁保护区内桩基施工控制。桩基施工单例，说明桩基施工的影响情况，在受桩基施工影响范位按照距离地铁的远近划分区域，对地铁结构边界外围内的地铁上、下行线各布设１５５个测点，相邻两测１０ｍ范围内的桩，施工前，需要先制定计划并上报审点间距为６ｍ。批后再实施；对于地铁结构边界外３ｍ范围内的桩，２０１２年１１月２７日，ＩＩ标段桩基工程桩施工完须对每根桩的施工制定专项实施方案，并要求在审批成９７９根，占ＩＩ标桩基总工程量（３１１７根）的后再组织实施。３１．４１％。当时工况下，监测数据所反映的地铁上、下（３）严禁重载。对地铁车站和隧道区间的结构行线道床垂直位移的情况，如图５、图６所示。边界轮廓线进行地面上的投影标记，施工场地内，严通过两图数据看出，上、下行线道床垂直位移累禁在地铁车站及隧道的正上方堆载，严禁重型车辆在计量的趋势基本一致，呈现两端下沉，中间段隆起。隧道上方通行。《工程与建设》２０１３年第２７卷第４期４３５ 研究与探索ＹＡＮＪＩＵＹＵＴＡＮＳＵＯ周茂森：上海地铁保护区内桩基施工的实践（４）专项方案与新材料工艺。由于地铁上方有工程施工对地铁产生重大影响。河道和桥梁，需进行拆除和改造，受地铁上方严禁增加荷载的安全限制，在技术方案上采取了架空板〔参考文献〕专项设计方案。该项目建成后，包括地铁上方在内［１］罗跟东，浅议地铁保护区内施工的安全控制［Ｊ］．中国水运，的周边地面均需整体抬高３０ｃｍ，考虑到地铁上方２０１１，１１（６）：２６７－２６８．［２］杨晓东．上海市城市轨道交通安全应急管理研究［Ｄ］．上海：复覆土会对地铁结构增加较大荷载，影响地铁运营安旦大学，２０１１．全，应研究采用轻质混凝土材料充填的工艺［３］王如路，于斌．东方路下立交工程施工期间的地铁监护［Ｊ］．地［７－８］方案。下工程与隧道，２００４（４）：３３－３５，３９．［４］王如路，刘建航．上海地铁监护实践［Ｊ］．地下工程与隧道，２００４３结论（１）：２７－３２，３５．［５］刘鹤冰，何达．小净距桩基施工对既有地铁线路影响的设计和（１）在工程项目前期选址时，要对地铁保护区充研究［Ｊ］．铁道标准设计，２０１１（３）：７０－７２．分认识和论证，重点考虑因项目选在地铁保护区内而［６］王新义．静压桩挤土效应及防治方法研究［Ｄ］．合肥：合肥工业对项目工期、措施费用的影响。大学，２０１１．（２）预先发现问题与风险，并实现过程控制。就［７］陈友建．盾构穿越厂房切削钢筋混凝土桩基施工技术［Ｊ］．项目本项目而言，地铁保护区内的桩基施工仅是开始阶管理技术，２００９（Ｓ１）：５０２－５０４．［８］蒋小军．泡沫轻质土在地铁保护区工程中的应用［Ｊ］．科技创新段，后续的基坑开挖、地下及地上的结构施工等仍需与应用，２０１２（２３）：２０５．考虑对地铁安全的影响，各项保护性施工措施的研究［９］宋青君．考虑地铁影响的基坑工程设计［Ｊ］．地下空间与工程学［９－１０］制定非常关键。报，２００９，５（Ｓ１）：１６３３－１６３６，１６４２．（３）开展有关地铁车站结构及盾构区间管片的［１０］王春辉．地下工程临近既有地铁施工安全性影响评价研究预加固技术研究非常重要，以防地铁保护区范围内的［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１１．欢迎订阅２０１４年《工程与建设》《工程与建设》是安徽省工程勘察设计协会和安徽省档案学会主办的建筑科学类工程技术性期刊，面向城乡规划、建筑、建材、道路桥梁、水利水电、交通、市政、港航、环保及矿山工程等专业，竭诚为工程建设界的科研、技术、管理人员服务，为高校相关专业师生服务，本刊属大土木类专业期刊，专业性强，内容丰富。本刊创刊于１９８７年，双月刊，在工程建设界有一定影响。本刊为中国核心期刊（遴选）、《中国学术期刊（光盘版）全文收录期刊》、《万方数据—数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》来源期刊和《书生数字期刊》入编期刊。本刊近年期刊评价指标进步迅速，２０１１、２０１２年影响因子在全国１４９种土木建筑类期刊中分别排３８位和３２位。本刊设有研究与探索、建筑与规划、勘察与测量、工程设计、抗震研究、试验与检测、建筑材料、建筑节能、智能建筑、地基与基础、建造技术、工程管理、城建档案等多个专栏，覆盖面宽，针对性强，既服务于当前工程建设领域工程实践，又涉及工程建设领域前沿动向，对工程建设界的科研人员、技术人员、管理人员具有较高参考价值，是广大工程技术人员、管理人员的良师益友。本刊逢双月８日出版，国内外公开发行（发行多个国家和地区），２０１４年每期定价２０元，全年定价１２０元。欢迎各地图书馆，城建档案馆，科研、设计、施工单位、高校院系资料室及广大读者订阅。本刊自办发行，订阅可直接与本刊联系。本刊从事广告经营业务，欢迎有关勘察设计单位、施工企业、高校院系、科研院所及生产厂家惠顾。广告采用铜版纸彩色印刷，价格优惠。广告经营许可证：３４０１００４００１５０１。通讯地址：合肥市屯溪路１９３号合肥工业大学１２５信箱发行部联系人：王澄霍婷婷办公地址：合肥工业大学建筑技术研发中心１１Ｆ邮政编码：２３０００９联系电话（传真）：发行部０５５１－６２９０３８３２编辑部０５５１－６２９０３９５３电子信箱：ｇｃｙｊｓ０６＠１６３．ｃｏｍ《工程与建设》杂志社４３６《工程与建设》２０１３年第２７卷第４期'