江苏南京地质工程勘察院 江苏省 210041
摘要：为降低复杂环境下地铁车站深基坑的施工风险，在施工过程中施工动态监测是非常重要的。随着近年来城市轨道的飞速发展，目前在建的轨道工程很多，尤其是在发达城市更是处于建设的高潮期。对于复杂地质条件下的基坑开挖，具有技术难度高、工程周期长、隐蔽性、造价高、外界环境影响大等特点，无论对于设计还是施工都是一个艰难的挑战，所以采取设计、施工、监测的动态反馈是一个很好的解决方式。目前，对于深基坑变形的现场监测已经成为确保地铁深基坑施工工程安全可靠的必要和有效手段。通过应用动态监测系统，对某现场实际施工进行了动态监测和分析，满足深基坑施工的需要，降低施工风险，该技术对相类似工程具有一定的借鉴作用。
关键词：复杂环境；地铁；深基坑；动态监测
引文：目前，随着地铁建设的不断发展以及施工环境的复杂化，地铁工程的施工技术也在不断成熟。但在地铁深基坑的施工过程中很容易被各种因素所影响，从而造而成安全事故，因此，地铁车站必须采用信息化施工。要使信息化施工实现，首要任务是将动态监测工作做好，它可以为信息化施工提供依据。本文结合某车站深基坑的常规监测+自动化监测组合的动态监测进行介绍。
1地下车站深基坑的施工技术
1．1考虑时空效应原理的基坑开挖与支撑施工方法
基坑开挖坑内土体的应力释放是不可避免地要引起的，基坑开挖土体的空间尺寸的大小直接决定了每步开挖土体释放的应力大小。在地铁车站深基坑施工中，时间和空间因素会较大的影响深基坑施工。时间因素主要是施工周期较短，施工期限内必须使预定的施工内容完成。空间因素主要是地铁车站的深基坑施工空间相对固定。在具体的施工中容易受到空间和时间的制约。除此之外，还应当考虑到深基坑施工的基坑开挖以及基坑支护等因素的影响，合理地确定基坑开挖与支护施工方法。
1.2施工监测与控制
环境岩土工程监控技术是通过结合常规手段与高精度连续自动监测手段，监测工程自身强度和变形以及周围环境。因为城市复杂环境下地铁车站深基坑施工的影响因素较多，在具体的施工过程中，应当对岩土进行监测加强并监测地质条件。通过监测这些影响因素，能够对岩土和地质条件的变化情况掌握，并根据施工的实际需要选择有针对性的施工方法，保证深基坑施工能够在安全性和质量性方面达到预期目标，确保深基坑施工能够取得积极效果。
2工程概况
工程为地下3层15m岛式站台车站。车站总长189.5m，标准段宽23.9m，车站有效站台长120m。车站总建筑面积为15458m2，采用半盖挖法施工。2号线设置4个出入口、2个风亭组。基坑支护结构采用全套管咬合桩＋内支撑的支护形式。基坑共设4道支撑，其中第1道支撑采用钢筋混凝土支撑，中间设临时钢筋混凝土立柱，第2~4道支撑采用准609mm，t=16mm（t为钢管的壁厚）的钢管支撑。
3监测工作的目的及原则
3.1监测工作的目的
地下工程施工基坑安全靠围护，围护安全靠支护，支护安全靠监测。因此，在基坑工程施工期间，应变形监测基坑围护体系、基坑周边保护对象、地下管线、建筑物，以便为施工提供及时有效的监测信息，以有效地指导施工，采取必要的措施，确保施工安全并减少对环境的影响。
3.2监测的精度要求
根据现场施工情况，拟定监测项目需满足现场施工需求，同时监测精度需要达到保障深基坑施工安全的标准。
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4地铁深基坑动态监测实施
4.1常规监测
4.1.1支护结构水平位移监测
桩顶水平位移采用全站仪或高精度经纬仪测量。测量原理是应用水平角全圆方向观测法，测出各点的水平角，然后计算各点的水平位移。每次观测应由同一台仪器和相同的工作人员进行，并检测基准点的可靠性。围护桩顶部水平位移测点设在围护桩的中轴线上，在浇筑围护桩的冠梁时埋在混凝土中。
4.1.2支护结构侧向位移的监测
本项监测要深入到基坑支护结构中，以了解基坑开挖施工过程中支护结构在不同深度方向上的水平位移。监测设备采用测斜仪，观测精度为0.02mm，测斜管应在测试前5天装设完毕，在3～5天内重复测量不少于3次，确定处于稳定状态后取其均值作为初始值，然后进行测试工作。
4.1.3建筑物沉降、倾斜、裂缝监测方法
周边需保护建筑物沉降监测点布置要考虑建筑物的重要性，密度一般按施工监测布置点的10%～20％布设。沉降监测各类测点埋设时应注意保证方便观测，避开有碍立尺的障碍物，一般应高于地表0.2～0.5m，测点埋设完毕后，要在其端头的立尺部位涂上防腐剂。
4.2自动化监测
在复杂环境中进行特殊段落的施工时，为了保证地下工程施工安全及周边环境的安全，必须进行24h不间断测量并保证测量数据的准确性，根据现场实际情况，在深基坑施工过程中，采用自动化监测技术来满足高风险地下工程施工监测的要求。
4.2.1建筑物的监测
采用自动化监测设备对重要建筑加强监测，常用的设备为静力水准仪和智能化测斜仪。由于场地限制，基坑周边建筑最下几层为商业店铺，没有结构承重墙柱的裸露，并受人流、车流等影响，故根据实际条件选择在建筑物商铺广告牌上方的裸露墙壁或平台布置监测点。
4.2.2水位的监测
在车站开挖基坑周边，分别布设地下水位监测点共计16个，有13个监测点采用自动化设备进行监测，对基坑周边地下水位进行实时监测。
4.2.3临时立柱的监测
临时立柱容易发生上抬、下沉和倾覆风险，造成基坑整体失稳。因此，需要采用自动化监测设备对临时立柱加强监测。根据现场实际情况和施工需求，在临时立柱上安装静力水准仪，每隔1根立柱安装1个，进行24h全自动监测，实时掌握临时立柱的上抬或下沉，指导现场施工。
4.2.4监测频率及预警
在施工期间，应根据设计要求和现场具体施工工况及监测变形情况合理安排好各施工工况下的监测频率，以合理地为工程施工提供有力的信息支持。一般正常情况下安装完毕后即开启监测，数据采集频率如下：1~30d：30min/次；1~3个月：60min/次；3~9个月：90min/次；9个月后：120min/次。
5工程应用及效果
某施工环境复杂，风险极高，在地铁深基坑施工过程中，利用自动化监测技术辅以人工常规监测，2组数据进行对比校核，组合成的动态监测技术对施工过程实施动态监控，有效地提高了监测效率和精度，及时反馈数据为施工决策提供依据，避免重大灾害的发生，保证了车站基坑及周边高层建筑物的安全稳定，充分发挥了新技术的优势并取得不错的效果。
6结语
地铁基坑工程的监测对基坑工程的设计与施工非常重要，也是实现信息化施工所必须具备的。根据监测数据的分析结果能够很好地把握基坑支护结构的变形规律以及受力特点，为安全生产提供更有效的保证。深基坑工程施工的风险很大，施工过程中的有效控制信息的获取十分重要。采用常规人工监测与智能化的自动监测技术相结合，并应用到复杂环境的深基坑施工当中，为施工过程提供了高质量、高可靠性的监测条件，有效地提高了监测效率和精度，大大降低了施工风险和环境压力，环境效益和经济效益均得到了大幅提升。
参考文献
[1]JGJ120—2012建筑基坑支护技术规程[S].
[2]GB50497—2009建筑基坑工程监测技术规范[S].
[3]GB50299—1999地下铁道工程施工及验收规范[S].
[4]陈忠汉，黄书秩，程丽萍． 深基坑工程［M］.北京：机械工业出版社，2003
[5]夏才初，李永盛．地下工程测试理论与监测技术［M］．上海：同济大学出版社，1999
论文作者:时丕昌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/23
标签：基坑论文; 深基坑论文; 地铁论文; 车站论文; 环境论文; 工程论文; 立柱论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;