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1、上海地铁基坑工程施工规程（试行）,Specification for Excavation in ShanghaiMetro ConstructionSZ-08-2000,上海市市政工程管理局2000 上海,1 总 则,为确保上海地铁基坑工程的质量和安全，根据安全可靠、经济合理、技术先进 的原则，特制定本规程。基坑工程安全应包括：1)基坑本体安全；2)主体结构地基及桩基安全；3)环境安全，包括相邻地面道路和建（构）筑物、地下管线等设施的安全。上海软土地层中的地铁基坑工程及在地铁安全保护区范围内的基坑工程必须执行本规程。上海地铁基坑工程应按坑周不同环境条件分段划分基坑等级，如表1.1所示，但相邻
2、段的等级最多相差1级。基坑工程施工前必须按照设计要求、环境和地质条件以及施工条件优选基坑的具体开挖方式、步序、施工参数以及地基加固方法和加固施工参数，编制施工组织设计。地铁基坑工程施工中必须严格进行施工监控，实行信息化施工。,本规程中未作规定的内容，应按国家和上海市相关规程执行。基坑等级标准 表1.1,注：H为基坑开挖深度，Ks为抗隆起安全系数，按圆弧滑动公式计算。,2开挖前的准备工作,2.1编制施工组织设计2.2基坑围护结构施工2.3土体加固2.4坑内井点降水2.5支撑体系2.6基坑排水2.7承压水处理2.8出土、运输和弃土,2.1编制施工组织设计,应按照设计规定的基坑等级编制施工组织设计，
3、其主要内容应包括降水及地基加固的施工设计、挖土与支撑施工工艺、安全质量技术保证措施、进度计划、机械劳力组织等，应明确提出围护结构、地基加固、土方开挖、支撑的施工步序和施工参数及其实施措施。对一级和二级基坑，应在施工组织设计中明确施工阶段对邻近管线及周围建（构）筑物的监护措施。,2.2基坑围护结构施工,围护结构应采用地下连续墙、加筋水泥土搅拌墙或钻孔灌注桩，按上海市有关规程进行施工和验收。一级或二级基坑在围护结构施工期间应进行施工监测，采取以优化施工参数为主的施工措施，控制由围护结构施工所引起的地层位移对周围环境产生的影响。,2.3土体加固,基坑开挖前应按设计要求和环境条件确定土体加固的项目、方
4、法和要求。主要的加固项目应包括：地下连续墙墙底注浆加固；土坡稳定加固。被动区加固；基坑防水帷幕；基坑挡墙转角处外侧因斜撑作用而形成的大抗力被动区的土体加固；以及在砂性地层中为确保成槽过程中的槽壁稳定而在槽壁两侧进行的土体加固等。土体加固方法可采用：水泥搅拌桩、旋喷注浆、单液或双液分层注浆或超前降水等。在开挖前必须进行加固效果检测，达到设计要求后方可开挖。对一级或二级基坑，在采用水泥搅拌桩、注浆等加固方法时，应制定相应的监控措施，以控制地层位移，达到环境保护要求。,2.4坑内井点降水,坑内井点降水应在开挖前20天进行，降水深度应达到设计要求，并不得少于坑底以下1m。降水期间应按设计要求布置水位观
5、测孔，对基坑内外的地下水位变化及邻近的建（构）筑物、地下管线的沉降进行监控，当建（构）筑物、地下管线的变形速率或变形量超过警戒值时，可用回灌水法或隔水法来控制降水对周围环境的有害影响。对一级基坑，应在降水期间监测由于土体固结所引起的基坑挡墙向坑内的位移及相应的坑外地面沉降，必要时可根据监测反馈资料沿挡墙内侧进行适量的双液注浆，以控制挡墙向基坑内的移动。,2.5支撑体系,开挖前必须备齐经检验合格的钢支撑、围檩、预应力设备、支撑配件以及支撑轴力量测组件等所需的器材和设备，对一级基坑，必须准备好复加预应力的装置。必须按设计要求打设稳定支撑的立柱桩，立柱的垂直度偏差应小于1/300。立柱与支撑的连接构
6、造应对支撑有三维约束作用而又不影响施加支撑预应力。,2.6基坑排水,必须在开挖前准备好排水设备，以保证开挖后开挖面不浸水，基坑周边必须有防止地面水流入的措施。必须查明并排除基坑开挖范围的贮水体、废旧水管等内的积水。,2.7承压水处理,当坑底以下有承压水时，必须采取坑底地基加固或降低承压水头等必要的治理措施。,2.8出土、运输和弃土,为满足挖土进度，必须备好：垂直吊运设备、各层支撑下的挖土机具及劳动力、运土车辆、运土路线、弃土场地及卸土机具和劳动力。,3基坑开挖,3.1 基坑开挖程序3.2 支撑3.3 基坑纵向放坡3.4基坑挡墙封堵3.5坑底开挖与底板施工3.6拆除支撑及井点,3.1基坑开挖程序
7、,对撑的长条形深基坑：必须按设计要求分段开挖和浇筑底板，每段开挖中又分层、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。,开挖参数应由设计规定，通常取值范围为：分段长度:L25m每小段宽度:Bi=36m每层厚度:hi=34m每小段开挖支撑时限：Tr=824hL、Bi、hi、Tr在施工时可根据监测数据进行适当调整，但必须经过设计同意。,大宽度、不规则基坑：应分层开挖，每层的开挖步骤应符合如下图的顺序：,1)在有保护对象侧预留土堤，挖除中间部分无保护对象侧的土方，并及时安装其间支撑。2)当支撑一侧有保护对象时，应将预留土堤限时分段开挖并架设支撑；当支撑两侧有保护对象时，应依次将每根支撑两端的土堤限时、对称
8、挖除并架设支撑。3)将该层剩余土方挖除。,车站端头井：如图所示，首先撑好标准段内的2根对撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。对长度大于20m的斜撑，应先挖中间再挖两端。逆筑法施工的地铁车站基坑：在顶板和中楼板之间、中楼板和底板之间的土层开挖中，可将上道支撑随下面土层逐段开挖而拆下并安装于下道支撑位置，每段开挖和支撑施工必须按设计要求限时完成（图）。,严禁超挖，分层开挖中每一层开挖底面标高不得低于下一道支撑的顶面或设计基坑底标高。,3.2 支撑,钢支撑安装必须确保支撑端头与地下连续墙或围檩均匀接
9、触，并设防止钢支撑端部移动脱落的构造措施，支撑的安装允许偏差应符合以下规定：1)钢支撑轴线竖向偏差：30mm 2)支撑轴线水平向偏差：30mm 3)支撑两端的标高差和水平面偏差：不大于20mm和支撑长度的1/600 4)支撑的挠曲度：不大于1/1000 5)支撑与立柱的偏差：50mm支撑就位后应及时准确地施加预应力。斜支撑和地下连续墙（或围檩）的连接构造必须满足抗剪要求。,对一级基坑，尚应按以下要求复加支撑预应力：1）在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值。2）当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，应立即在当天低温时段复加预应力至设计值。3）墙体水平位移速
10、率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度要求；4）当采用被动区注浆控制挡墙位移时，应在注浆后12h内在注浆范围复加预应力至设计值，以减少挡墙外移所造成的预应力损失。在开挖过程中应按监测方案定时测量立柱的回弹，并及时调节立柱与支撑拉紧装置上的木楔，以释放桩回弹后作用于支撑的向上顶力。钢筋混凝土支撑应按设计要求分段、限时施工，其余施工要点可按建筑基坑工程技术规范（YB 9258-97）第11.511.6条执行。,3.4基坑挡墙封堵,开挖过程中应及时封堵地下连续墙接缝或墙体上的渗漏点。采用地下连续墙作为支护结构的基坑，遇地下障碍物而局部以灌注桩或树
11、根桩加注浆施工时，应在该局部挡墙内侧限时施加密封钢板，以利在发生水土流失时能快速而可靠地进行封堵。,3.5坑底开挖与底板施工,对设计坑底标高以上30cm的土方，应采用人工开挖，局部洼坑应用砾 石砂填实至设计标高。应设集水坑以及时排除坑底积水。集水坑距基坑挡墙内侧应大于1/4基坑宽度。挖至设计坑底标高后，应立即定时量测坑底的土体回弹情况，并确定为保证浇筑底板达到设计标高所需额外开挖的土方量。在开挖到底后，必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层（包括砼垫层以下的砾石砂垫层或倒滤层）。垫层所用混凝土的强度以及达到强度的时间必须满足设计要求。必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板。,3.6拆除支撑及井点
12、,在底板、中楼板和顶板的施工过程中，应按设计规定的步序和时间拆除各道支撑。基坑井点降水必须在结构满足设计抗浮要求后才能停止，井点管拆除后的封口必须满足底板防水要求。,4信息化施工,4.1施工监测4.2地下管线监护4.3 建（构）筑物监护,4.1施工监测,基坑监测应按基坑等级、开挖步序和参数等确定监测项目、监测仪器及精度、测点布置、监测频率及变形速率为主的报警值等。监测项目选择原则见表4.1，测点布置原则见表4.2，监测频率制定原则见表4.3。,各级基坑工程的监测项目选择表 表 4.1,注：为必测项目，为选测项目，可按设计要求选择。,监测点位布置表 表4.2,现场监测时间间隔表 表4.3,注：1
13、)“d”表示“天”。2)本表宜用于制定坑周建（构）筑物变形、邻近管线变形、坑周地表沉降以及基坑挡墙水平位移的监测频率。对其余监测项目的监测频率，尚应根据设计要求和现场实际情况选定。3)若施工中出现变形速率超过警戒值的情况，应进一步加强监测，缩短监测时间间隔，为改进施工参数和实施变形控制措施提供必要的实测数据。,应根据监测方案在施工前布置好各监测点，必须落实监测点的保护工作，重要测点破坏后应及时修复。必须紧跟每步工况进行监测，并建立迅速有效的信息反馈制度。应及时整理当天监测数据，发现观测值超过警戒值时，应及时改进施工参数或实施备用的变形控制措施。,4.2地下管线监护,应根据基坑挡墙外侧地下管线的
14、功能、管材、接头型式、埋深等条件，在开挖前布设好管线的沉降观测点。对于重点保护的管线，应在开挖前设计并敷设好跟踪注浆管及注浆设备，备好所有注浆材料，以根据监测数据跟踪注浆，调整管线变形曲率。应对地铁车站两端附近的地下管线加强监测和跟踪注浆。,4.3建（构）筑物监护,在基坑开挖前必须按设计要求对坑周需保护的建（构）筑物设置水平位移、垂直位移和倾斜的观测点。应根据设计提出的环境保护措施，切实制定跟踪注浆等监护方法的施工组织设计，并在开挖前完成敷设注浆管、隔离桩等必要的施工措施，并备足相应的设备、材料，以便在变形观测值大于警戒值时，及时采取措施以将坑周建（构）筑物的变形控制在允许范围内。,5 工程实
15、例,5.1 坑内井点降水 5.2 基坑开挖程序5.3 基坑挡墙封堵 5.4 信息化施工监测 5.5 地下管线监护5.6 建（构）筑物监护,5.1 坑内井点降水,工程实例 延安东路隧道工程盾构进2#工作井时，在邻近工厂建筑物边线外10m设喷射井点，而在建筑边线外2m处设一排1.5m间距的回灌水管，用水泵加压灌水，并在距建筑边线外4m处打设水泥搅拌桩止水帷幕，最终达到了预期的保护效果（图）。,工程实例 地铁二号线河南路车站4#出入口（157#地块），紧靠该基坑的东海商都的地面超载为7t/m2，基坑开挖前降水近5个月，东海商都沉降约78mm（图）。,5.2 基坑开挖程序,工程实例一 地铁二号线某车站
16、深基坑 原设计采用如图3.1.1(a)所示的分层、分小段开挖方案；后经设计同意改进了施工参数，如图3.1.1(b)所示，并精心按此方案施工，结果不但达到了和原设计方案同样的变形控制标准，还节省了地基加固费100多万元，且加快施工进度近2个月。,(a)原设计开挖支撑方案一、Ii、IIi、IIIi、IVi和Vi表示第1、2、3、4、5各层开挖及支撑施工中每一步的施工范围。二、Ii、IIi、IIIi和IVi所表示的每步开挖小段为6m宽33.5m深，每步开挖后安装好两根支撑并加预应力，这一步的开挖和支撑工作在24小时内完成。三、Vi表示第5层开挖中的每步工作要求，每步开挖12m宽2m厚土方，并立即浇好
17、混凝土垫层支撑，每步工作在24小时内完成。,(b)优化后的开挖支撑方案一、Ii、IIi、IIIi、IVi表示第1、2、3、4各层开挖及支撑施工中每一步的施工范围。二、Ii-用小型反铲机挖3m宽5m深的斜条土方，每步开挖后立即安装好两根支撑并加预应力，这一步的开挖和支撑工作在8小时内完成。三、IIi和IIIi-用小型反铲机及抓斗结合挖土，每步开挖3m宽约3m深的斜条土方，挖后立即安装好一根支撑并加预应力，每步工作在12小时内完成。四、IVi-每步开挖6m宽2m厚土方，并立即浇好混凝土垫层支撑，每步工作在12小时内完成。,工程实例二 淮海路香港广场北块基坑工程1、工程概况 香港广场北块位于淮海路，
18、嵩山路、黄陂路、金陵路之间，基坑面积约5800m2。基坑平面形状为近似正方形，基坑靠近淮海路一侧，距正在运行的地铁一号线下行线区间隧道约89m，基坑四周距地下管线710m，基坑深度在电梯井部分为17m，其余部分为12.55m。按基坑周围环境条件，基坑挡墙的最大水平位移应控制在40mm以内，以保证地铁轴线在开挖施工阶段的位移小于10mm，变形曲线的曲率115000。2、围护结构及支撑结构体系 按地质条件及控制挡墙变形要求，围护墙采用80cm厚23.6m深的地下连续墙，每幅地下墙宽6m，插入坑底10.3m约为0.8倍开挖深度。支撑体系为3道钢管支撑，为便于挖土，将支撑平面间距及每道钢支撑竖向间距布
19、置如图。每根钢支撑为双钢管（60916钢管），接头为双十字节钢构件，支撑端部八字撑与直管撑同样施加预应力以减少支撑点之间围檩跨中挠度。在控制坑周变形要求很严格的地方还装有复加预应力装置。,3、基坑开挖、支撑施工工艺及施工参数 基坑开挖和支撑分四层进行。每层均采用“盆式”开挖，先将基坑中间部分开挖至该层支撑底面标高、安装好该开挖范围内的钢支撑。基坑周边预留的阻止地墙变形的土堤则按图所示的顺序，分块，对称地开挖和支撑。每块土的开挖控制在钢支撑顶面，钢支撑接围檩处的土体用人工开挖，在开挖下一层土体时挖土机始终在钢支撑两侧的原状土上行驶。每2块对称的土堤开挖后，即在暴露的两处地下墙上装上两幅钢围檩和带
20、八字撑的支撑，与基坑中间已安装好的一根支撑连接成一根可加预应力的支撑。对称的2块土堤的开挖及支撑工作要在24小时内完成。开挖第三道支撑以下的土体时，先挖基坑中间的盆状土体，挖至标高后立即浇筑快硬混凝土垫层，而后将坑周内侧土堤分段对称地开挖并限时浇筑其间的混凝土垫层，及时发挥支撑作用。4、施工进行跟踪监测，有效地控制了开挖范围内复加预应力的时间和量值，使邻近地铁隧道及其他建筑物的设施可正常安全的使用。,工程实例三 地铁二号线某车站东端头井 在该基坑开挖第二层土时东端墙最大水平位移增大至6mm超过了警戒值。经研究将第三层土开挖程序由图3.1.3(a)所示的程序调整为图3.1.3(b)所示程序。这个
21、调整措施将靠近已运行地铁隧道的东端墙在每步开挖中的暴露宽度减少50%，并将每步开挖的无支撑暴露时间由24小时减至16小时，因此第三层土方开挖中的变形增量减至3mm。采用此调整的开挖施工参数进行第4、5、6层的开挖，最终按预计要求控制了基坑挡墙的位移，达到了保护邻近地铁隧道的要求。,工程实例四 上海地铁一号线某车站深基坑 该车站位于淮海路商业街，采用逆作法施工，施工顺序为：临时支承桩地下连续墙施工地下连续墙墙趾注浆加固、地基与基坑底土体加固第一道钢支撑抽槽设置第一层土方开挖第二道钢支撑安装车站顶板立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土顶板覆土、埋管、路面恢复第二层开挖（暗挖）第二道钢支撑逐根下移至第三道安装
22、第四道钢支撑安装中楼板立模、绑扎钢筋和混凝土浇筑第三层土方分小段开挖（暗挖）第四道钢支撑逐根下移至第五道安装底板混凝土浇筑。车站顶板混凝土浇筑完毕后，车站基坑转入暗挖逆作法。挖土顺序先从出入口和东西端头井入口开始，挖土采用分层、分小段的开挖方法，随挖随撑。在顶板以下和中楼板以下的两层土的开挖和支撑是按照考虑时空效应的施工原则确定的，如图所示：每一小段土开挖后，及时将土层以上两根支撑斜移至下一层开挖出的一小段内，这样既可以将无支撑暴露时间限制在24小时内，又可做到一撑两用,节省两道支撑。,横剖面 纵剖面工况一,横剖面 纵剖面工况二,5.3 基坑挡墙封堵,工程实例 上海地铁二号线某车站4出入口基坑
23、。深约10m，坑周围保护建筑与基坑挡墙净距仅2m。因存在地下障碍物而无法施工地下连续墙，因此在该局部采用树根桩作为围护结构，并在桩间注浆以防水土流失。但是注浆不能保证完全密封，仍有水土流失的危险，所以决定在该局部土体按1m一层开挖，每层挖至树根桩暴露后就立即用钢板密封，并用细石混凝土填实钢板和树根桩之间的空隙（图）。挖至7m以下后，虽两次出现漏水漏泥现象，均用混凝土或化学浆液在密封钢板后堵住，使邻近保护建筑未因水土流失受到更大的有害影响。,5.4 信息化施工监测,工程实例一 地铁二号线某车站。挖至最下一层（-15.5m）时，从当天的监测资料中发现一侧地下墙一天中位移了2mm，最大位移达35mm
24、。而此处挡墙外的建筑物基础下的锚杆静压桩，其接头为承插式接头，可能因基坑挡墙位移引起桩身挠曲，导致接头在偏心受压的集中应力作用下破坏。在这种情况下将坑内支撑按图所示下移1m，结果有效地控制了墙体位移，保证了建筑物桩基的安全。,工程实例二 上海地铁二号线某车站东端头井。挖深24m，邻近正在运行的地铁一号线隧道。为实时量测列车经过时隧道振陷的情况，预先在该段隧道内埋设了电子遥测器。当遥测器显示出列车经过时的震陷速率为0.07mm/hr（见图）时，为控制隧道振陷保证列车正常运行，实施了水平注浆来控制长约30m的隧道的纵向变形，达到了预期目的。基坑封底后，在隧道内进行垂直向双液注浆，加固隧道软弱下卧层
25、，使隧道得以长期稳定。,振陷曲线,隧道变形控制注浆,5.5 地下管线监护,工程实例 上海地铁一号线某车站基坑。长232.2m，宽22m，底板埋深15m，平行于车站纵向两侧有众多管线，紧靠基坑的有：东侧有500、700铸铁煤气管各一根，距离端头井地下墙边线分别为1.7m和1.3m，西侧有30孔国际通信电缆，距离基坑仅1.1m（如图）。基坑开挖采用分段明挖。在历时一年多的基坑施工中，为保护地下管线的安全，采用了跟踪监测和跟踪注浆方法，最后测得开挖阶段的最大累计沉降和沉降曲线斜率分别为：西侧700上水管：52.3mm、0.79；西侧30孔通信电缆：51.3mm、1.53；东侧500煤气管：26.4m
26、m、0.141；东侧700煤气管：27.0mm、0.031。,5.6 建（构）筑物监护,工程实例 地铁二号线某车站深基坑 该车站基坑标准段深16m，基坑南侧地下墙外边线平行于有68年历史的（8m长的木桩）七层商业大楼（如图4.8），该商业大楼基础形式为短桩（8米长木桩）独立基础，因此其北排15根独立基础边与车站地下墙净距仅2m，按一般深基坑最小扰动区范围估计，该大楼约有60个独立基础在基坑施工中会发生不均匀沉降，并且由于短桩周围土体一旦受扰，独立基础要发生较长时间的固结沉降。该大楼要求车站施工期间不能停业进行基础托换加固，因此从地墙挖槽到基坑开挖全过程，采用了一系列以运用时空效应规律优化施工参
27、数为主的控制绝对沉降和差异沉降的措施。,根据原计划，开挖应从七层楼的中间挖起，以减小大楼的差异沉降。但由于施工中的多方面原因，改动了原先合理的开挖步序，而先将西端井挖至-17m并浇注底板，这就导致了大楼西北角处的被动区土体卸荷，从而被动抗力降低，造成了大楼北排靠近西端头井的56根柱子沉降量和不均匀沉降量都超过了警戒值。,施工单位精心实施了如下控制沉降和差异沉降的措施：1）调整施工步序和参数 这是主要的控制方法。首先将暗挖法的每层运土通道移到地面超载较小的北侧地下墙边（图22），将西标准段每步的挖土宽度由6m减至3m，每步开挖的无支撑暴露时间减少到16小时。东标准段沉降较小，仍维持原来每步开挖宽
28、度6m、无支撑暴露时间为24小时的施工参数（如图）。跟踪测试资料表明，这一措施有效地控制了不均匀沉降（见图）。2）被动区注浆 优化施工参数的同时，在坑内靠近地墙处辅以双液分层注浆。一方面利用被动区注浆时的压力控制墙体水平位移；另一方面，在被动区土体得到加固后，会使后继开挖中被动区抗力显著提高。（如图4.3.1(c)）3）主动区控制注浆 在地墙预设的拱形排列的隔离桩之间进行注浆，可以有效地减少桩周土体卸荷扰动，同时减少短桩独立基础的固结沉降。（如图4.3.1(d)）由于采用合理的监控策略和有效的控制措施，并结合量测精心施工，到基坑施工完成后，七层商业楼西面的沉降及相应的差异沉降得以有效的控制，如图所示。,
