摘要：随着中国经济的快速发展，城市化水平不断提高，对城市交通的要求也越来越高。地面有限空间的发展已逐渐转向地下空间的发展，已成为城市交通发展的趋势。目前，某市交通地下空间建设主要采用盾构掘进法。在屏蔽结构中，其结构工作良好，起到屏蔽机械设备安装调试的作用。其结构的安全性与屏蔽设备是否可以按压有关，预期实施的关键。我国普通盾构工作井的建设日趋成熟，大盾构（直径14米以上）的实施相对较短，技术人员也在不断探索和完善工作井的结构施工。
关键词：半逆作法施工；围护墙体测斜；支撑轴力
1、基坑概况
该工程井采用1200 mm厚的地下连续墙作为挡土结构，墙体深度为47.5 m，平面外包尺寸为26.8 m×55 m，基坑开挖深度为26.32 m，基坑底部标高-21.395米。工作井采用钢筋混凝土倾斜支撑系统，沿基坑垂直方向布置共五个钢筋混凝土支撑。第一和第二钢筋混凝土支撑与井中的顶框架和中框架结合。工作井平面布置见图1。
图1 工作井平面布置图（单位：mm）
由于该工程是某市的重点工程，施工工期节点受到各方关注。为确保工作井结构施工进度能与上盾构隧道安装时间节点相匹配，施工过程能满足工期要求，工艺调整原施工过程，确保盾牌可以按原计划时间安装而不影响结构施工质量，工作井于2016年7月开始施工，结构施工于2017年1月初完成。盾构机按计划安装。
2、监测概况
作为一个大型复杂的地下工程，由于地质条件复杂，施工周期长，时间跨度大，施工难度大，设计计算理论不完善，施工过程中难以保证工程质量。难以掌握进度，工程风险难以控制。监测工作的有效实施是确保施工安全的重要环节。通过对监测数据的统计分析，从中提取出有价值的内容和信息，及时反馈给相关的工程建设单位，确保工程质量和基坑安全施工。
盾构工作井的监测内容主要包括基坑支护系统的内力和变形、基坑外土的变形、地表的变形以及坑外的水位。本文以地下墙的变形和支撑力为研究对象。通过各工况节点的统计数据和施工特点，分析了支护结构的受力和变形特性。根据规范要求和现场的实际情况，盾构工作井的监测内容见表1.监测内容分为六个方面，即围墙变形监测，监测周围的斜坡，监测坑外的地下水位，监测坑外表面的位移，监测支撑轴力，并监测柱的垂直位移。
表1 监测内容统计表
3、监测数据分析
由于监测期间的大量数据和监测内容，本文主要分析了建涧施工节点下墙体的变形和受力数据以及支撑轴力，并分析了施工过程中变化规律的变化趋势—半逆方法。有关项目实施的经验。
3.1墙壁倾斜度
每个支撑（内衬墙）完工后的统计工作井壁边坡监测点的最大变形量和相应深度以及支护拆除的完成情况见表2（分六个工况：地下一层结构完成，地下二层结构完成，地下三层结构完成，第五道支撑完成，地下四层结构完成，拆撑完成）
从测点所在区域，工作井壁北侧的数据略小，东西两侧墙体的整体变形值相互接近；不同区域变形数据的差异主要是由于环境的不同，北侧墙体被屏蔽。在突出区域，基础土壤采用三轴搅拌桩加固措施，东西两侧基础土壤为正常沉积土层，不同基础土性质引起的变形不一致。
表2 墙体测斜最大变形及对应深度表
在各工况节点下墙体的变形主要遵循以下特征：
（1）在地下地板结构施工期间，墙体的位移在挖掘面下方约4m处达到最大值。墙的曲线是突出到坑内的“鼓肚”，整个墙壁顶部和底部的位移相对稳定。
（2）在地下二层结构施工过程中，墙体最大位移在开挖面下方6 m附近，周围墙体与地下墙体叠加面没有明显位移，但是曲线在地下结构下面是明显的。它伸入坑中；墙顶的位移趋于稳定，墙的底部略微移动到坑内。
（3）在地下三层结构施工过程中，墙体最大位移距离开挖面约5 m。在上两层的重叠结构中，壁的变形相对稳定；在重叠表面下方的壁的位移逐渐增加。在挖掘表面下5米的最大高度之后，位移逐渐减小，并且到墙壁底部的位移约为7毫米。
（4）在第五支撑施工过程中，三层结构重叠墙的墙体位移相对较小，重叠部分下方墙体的位移曲线明显分散，达到最大值。在挖掘面下方5米处。位移达到最大值后，随着深度的增加逐渐减小，地壁底部的变形约为20mm。
（5）在地下四层结构施工过程中，随着基坑的施工，地下墙第三层墙体位移相对较小，重叠墙下方的变形进一步发展在先前工作条件的累积变形的基础上。凹坑底部最大值约为5 m，相对位移随深度的增加逐渐减小，向墙底部的位移约为30 mm。
（6）在拆除期间，整个墙壁稍微移入坑内，拆除部分没有明显的移动。由于墙壁和内衬墙的重叠，主要建筑物刚度大大增加，这可以抑制坑外的土压力。此外，拆除的持续时间较长，下层土壤扰动后的重新固结不稳定。同时，上部结构在温度下降时表现出小的收缩，并且特征表明在测量点处凹坑的小移动。
墙的位移主要是由于坑内土方挖掘造成的坑外土壤的位移造成的。位移取决于周围物体和周围岩石的约束程度以及施工方式。在设计结构未经调整的前提下，施工过程得到合理调整。已经改变了壁的变形特性和传统方法的变形特性。层压壁的早期构造是坑外土壤的位移。发展有明显的制约因素。整个施工期间墙体的变形在设计控制值范围内，优于预期。
3.2 支撑轴力
在基坑施工中，钢筋混凝土支撑用作临时组件设施。与保持系统的有机结合将有效地抑制外部载荷对保持结构的影响。支撑的安全性评估主要通过支撑轴向力的大小来测量。在监测实施过程中采用不同施工方法支撑轴力的发展规律和趋势也不完整。统计本工程各轴力监测点在不同工况下的累计受力值见表3（共10个轴力监测点：Z C1-1，Z C1-2，Z C2-1，Z C2-2，Z C3-1，Z C3-2，Z C4-1，Z C4-2，Z C5-1，Z C5-2）。
从数据统计结果及日常测量数据分析，各道支撑轴力在各不同工况下大致存在以下特征：
（1）第二层土方开挖过程中第一支撑的轴力明显受压，第三层土层下方的开挖支护轴力呈下降趋势。在移除下支撑件期间，支撑件的轴向力仍然很小。减少；改变了支护的受力特性和基坑开挖支护的一般受力特性。在下层压墙完工后，下部土方开挖和支撑移除不会导致上部支撑轴向力增加，支撑轴力的逐渐减小主要取决于温度降低引起的结构收缩，以及支持的内力相应地改变。
（2）第二支撑轴力的力基本上与第一支撑的力相同。
（3）第四层土方开挖过程中第三支撑轴力的轴力显着增大，第五层土方在开挖过程中略有增加。在拆卸过程中轴向力没有增加；支撑的轴向力主要取决于坑外土压力的大小和支撑结构本身的刚度，支撑的力特性与上支撑的力特性略有不同，主要是由于深度的加深。随着挖掘加深，土压力降低，复合壁阻力减小，外力效应减小，发生局部位移，导致支撑轴力增大，温度的影响也导致轴向力增大。
（4）第五层土的开挖过程中第四支撑的轴力最大。在下部土体挖掘到底板的过程中，支撑轴向力也增加到一定程度；第四个支持是在地下三层结构中。在下端，上部为反向施工方法，下部仅为地面墙，对土压力的抑制作用明显较低，下部土方的轴力继续挖掘，轴向力继续增加；支撑轴向力没有增加，并且受支撑件移除的影响较小。
（5）第五支撑轴力临时支撑时间相对较短，在挖掘到底板时轴力达到最大值，轴力随着基坑和第四结构的完成而略有减小。
从支撑轴力的绝对数值分析来看，第一支撑和第五支撑轴力相对接近控制值范围，第二到第四支撑相对远离控制值范围；以上特征主要由地下结构产生。在原始设计中，只有地面墙用于平衡坑外的土压力，而反向构造改变了原始的结构应力模式。衬砌墙和地面墙在局部区域的重叠大大增加了周围的身体。刚度限制了相当大部分的土壤位移，这又改变了支撑杆的力。
4、结论
支撑系统的受力和变形幅度是基坑安全评价的重要措施。工作井施工过程的调整改变了原有结构的受力方式，包络结构的力发生了变化。从监控数据中可视化表示。通过对箱体工程支撑体受力变形趋势的分析，可以看出结构的刚度决定了受力和变形数据的大小；在工作井的半反向构造中，地壁和衬砌墙的预覆盖层增加。保持体的刚度缩短了土体在土体位移过程中的塑性变形周期，有效地抑制了力的发展和变形。
一般来说，工作井半反向施工的优点是缩短了施工周期，减少了围护系统的应力变形值，进一步提高了基坑施工过程的安全度。但是，半逆向施工的建设存在一些潜在的风险。尽管叠加结构有效地抑制了部分位移和力的发展，但是凹坑外的土压力不会通过一定的变形释放，并且附着在层压壁上的应力也更大。在结构强度不足的情况下，可能发生局部变形，并且产生诸如渗水和裂缝的二次灾害。为了有效地解决半逆向施工的潜在风险，在监测过程中可以加强承压墙的内力和变形监测，并可以更好地调整盾构施工井的相关施工技术和安全保障措施。
参考文献：
[1]董林青.城市地下空间开发与利用研究[J].现代商贸工业，2010，22（20）：286-287.
[2]孙家鑫.对基坑监测工作关键环节的认识[J].河南科技，2013（11X）：167.
论文作者:林宏钊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：位移论文; 结构论文; 基坑论文; 墙体论文; 盾构论文; 过程中论文; 地下论文; 《基层建设》2019年第4期论文;