土体加固技术在跨地铁基坑施工中的应用

在基坑开挖中，经常采用土体加固技术加固被动土压力区。土体加固有利于控制基坑变形、漏水、回弹、沉降等环境效应。主要方法有[1]:坑内降水、水泥搅拌桩、高压喷射灌浆、压力灌浆、人工挖孔桩、化学加固法。由于水泥搅拌法更经济，加固质量也容易控制，所以被普遍采用。其原理是通过不同的手段改善土壤的物理力学指标。在一些特殊的基坑工程中，各种土体加固技术的综合应用有利于基坑开挖和周边环境安全。
1工程概况
南京火车站站前广场地下停车场西口基坑跨越地铁1号线盾构复线隧道。基坑底部至盾构管片顶部的最小距离为1.67m，跨座盾构隧道段长度约为76.5m，盾构隧道跨座处基坑围护采用1200 @ 1150挖孔咬合桩，桩长8.2m ~ 16.0m，在坑内盾构隧道外3m处设置4排800钻孔抗拔桩(每排5根)，加固盾构隧道周围土体，防止上浮。挖孔桩(桩长16m)外侧采用800 @ 500双管高压旋喷桩作为止水帷幕，全长39.5m，基坑采用双管旋喷桩加固，加固区(从D1轴算起)长36.4 m，盾构隧道外加固深度在开挖面以下8.95 m，盾构隧道逐一缩短。基坑开挖面以下水泥含量由现场试喷确定，开挖面以上水泥含量减半。基坑采用609× 11 mm钢支撑，间距4.8 m，设置两个钢支撑。基坑降水采用管井和轻型井点，盾构隧道两侧对称降水，地下水位降至3.0m标高。
地铁盾构的防护要求很高，主要是隧道位移、错台、纵缝的开设。如果这些情况发生并超过允许量，可能导致隧道渗漏、管片损坏等情况，甚至导致隧道外的泥沙从管片间隙流入隧道，造成更严重的后果。因此，隧道设计院和地铁指挥部提出了盾构隧道的保护要求:盾构隧道绝对沉降不超过15mm，隆起变形不超过10mm，变形曲率半径大于15km，相对变形小于1/2500，施工引起的振动引起的盾构隧道峰值速度不超过2.5cm/s，考虑到这些因素，采取了以下加固措施。
2盾构隧道顶部压密注浆
2.1施工组织
盾构隧道管片与旋喷桩、挖咬桩桩底间隙采用压密注浆封闭，浆液为水泥和水玻璃浆液，32镀锌钢管为注浆管。注浆参数:水泥水灰比w ∶ c = 1.33 ~ 1.5 ∶ 1，水玻璃浓度35be′，缓凝剂1.5%，水泥∶水玻璃=1∶1(体积比)，注浆压力0.6 MPa ~ 1.0 MPa，注浆孔间距50 cm，梅花型布置。
为确保盾构隧道结构的安全，注浆孔底部标高应控制在距离盾构隧道结构外侧15cm处。每条隧道使用两台灌浆机，分两次对称灌浆。
2.2注意事项
1)施工时，必须严格对称施工，加强洞内监控量测。
2)灌浆过程中密切注意灌浆压力，防止爆管伤人。
3)当灌浆压力突然升高时，应立即暂停灌浆，待查明原因后再继续施工。
4)施工过程中，派技术人员全程旁站，对灌浆孔的位置、浆液配合比、灌浆压力、每孔灌浆量等进行跟踪。会被记录下来。
5)严格控制注浆的加载时间，以3min为宜，不宜过长，以免引起隧道变形和位移。