关键词：地铁基坑；墙体；围护结构；水平位移；自动化监测
引言：地铁基坑项目开挖施工环节，使用测斜管，利用测斜仪对围护墙体展开水平位移监测，可高效测量出位移量，为施工安全奠定基础。使用自动化信息监测平台，对测点位移量和曲线形态展开监测，效益良好。
一、项目介绍
该项目为某市地铁车站土建施工基坑项目，施工区域存在砂土、软土和风化层、水化层等不良地质，地下水量丰富，地下1~3m为水位埋深，基坑墙体使用钢结构作为支护体系，开挖环节需要使用斜测仪对不同深度墙体的水平位移展开监测。
二、地铁基坑围护墙体深层水平位移自动化监测分析
（一）平台组成
该项目自动化监测平台分为3个层次：第一，采集层，主要负责对工程资料、数据和人工等进行自动化采集和上传；第二，中心层，具备工点设计、权限管理、参数修改、数据分析和计算、生产报表等功能；第三，用户层，能够实现预警监测数据，为用户提供查询当前监测数据、图形曲线、历史数据、施工进度、数据提示各项功能，图1为自动化监测系统框架图。
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图1自动化监测系统框架图
该项目利用此平台对地铁基坑围护墙体的位移情况展开实时监测，使用数据查询这一功能，监测基坑数据，找出墙体水平位移的规律，展开分析，便于管理部、施工方掌握墙体实际的位移情况，一旦超出标准，系统可立即报警。
（二）监测要求
第一，使用该平台监测环节，在围护墙体间隔20~30m位置设置测斜管，将其设置在位移量较大位置，设计环节注意各个控制点的畅通连接，确保埋深合理、孔底深入地层，设置标识保护。第二，监测周期≤7d,当基坑处于开挖施工阶段，监测周期≤3d，保证每天监测，按照基坑围护墙体位移情况确定观测次数，直到主体结构结束，回填完土体即可。第三，在报警值的设置方面，当墙体的累计位移量处于25~30mm之间，速度＞2mm/d时发出报警。
（三）数据统计
统计10各个基坑共计179个测斜孔，重点统计各个测斜孔累计位移、位移速率和预警孔个数等数据信息。
表 1 为围护墙体水平位移数据统计表
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通过上表可以看出，参与调查的基坑最大累计位移为74.4mm，日最高位移值达到9.1mm，产生预警的测斜孔数量为70个，占据总数39%，每个基坑内都有达到预警值的测斜孔，因此说明基坑存在累计位移、移动速率值较高。所有的基坑施工到特定深度之后，围护墙体的水平位移通常处于挖深中下方位置，虽然基坑项目当前处于安全施工状态，但是出现的累计位移、位移速率值均较大，因此处于报警状态孔的数量也较多。在施工环节，应强化施工质量控制，保证将位置量、移动速率等控制在合理范围之内，防止出现安全事故。此项目以自动化监测平台的应用，根据测量反映出不同基坑实时安全状态，进而展开动态设计和施工等控制工作[1]。
（四）墙体曲线形态
利用信息化监测平台中的曲线查询，深入研究围护墙体水平位移状态曲线，图2为墙体的曲线形状图。
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图2墙体的曲线形状图
产生喇叭形状的主要原因为，围护结构没有增设首层支撑，对此，可根据顶部墙体位移变化情况，合理设置首层支撑；产生中鼓形状曲线属于支撑施工常见情况，此时可结合基坑开挖进度、设计参数等展开对比，判断出墙体位移量是否在合理范围之内；产生底鼓形状曲线时，主要原因为纵向的支撑间距设置过大，出现超挖问题、，没有在内部及时设置支撑，或者支撑的刚度不足，此时可提醒现场控制挖深，设置支撑，控制位移量，并对围护墙体展开观察，看是否存在水平裂缝；产生不规则曲线时，主要原因为围护墙体的刚度不足，支撑出现少量相对位移，或者地层结构的影响，此时可对墙体展开复测，确认问题原因，综合支撑位置以及土层结构分析；产生错动形状的裂缝主要原因为测斜管产生错动，此时应进行复测并找出原因；产生底部转动曲线时，主要是测斜管深度不足，管底产生位移，此时可修正围护墙体的水平位移；产生始齿形状曲线时，可能是传感器静止时间较短，状态没有平稳就进行测试，此时需规范测试操作流程。
（五）结果分析
通过自动化监测系统，分析地铁基坑项目施工环节围护墙体的水平位移影响因素，得出如下几点结论：
1.支护方式
车站基坑墙体使用“围护桩”、“连续墙”2种形式，其中使用连续墙施工方式，防水性能优良、适应能力强、整体完整度较高，利于控制施工环节的安全性，但是其造价相对较高。使用围护桩方式施工，在“桩间止水”方面存在较高难度。
2.地质条件
地质条件对基坑墙体的位移影响力较大，该项目中软土层厚度大，部分基坑开挖之初就存在明显位移，通过系统观察，在基坑挖深到4m位置，水平位移量较大，采取控制措施之后，有效将其控制在合理范围之内。
3.施工过程
地铁基坑项目设计之后，对围护墙体产生位移影响的主要因素为施工。通过监测平台，可以发现施工环节出现了多次的“超挖”现象，导致墙体的水平位移量增加，在系统发出报警信息之后，按照墙体的曲线变化形态，找出原因，采取对应的解决措施，合理控制墙体位移量。严格控制项目施工环节“超挖”问题，当超挖次数过多，产生墙体结构以及位移速率变化过大时，可能对结构造成损伤，导致墙体出现裂缝。钢结构围护墙体的拆除施工环节也可能导致墙体产生不同程度位移，因此好应对拆除支撑环节进行监测。结果显示，使用爆破施工方式在同一监测点产生＞1mm的位移量，造成围护墙体位移增加，因此，应对此工序采取控制措施，防止破坏支撑结构的稳定性[2]。
4.监测管理
使用自动化监测系统监测地铁基坑围护墙体的水平位移，管理环节的完善性可及时发现位移存在的异常，迅速制定应急方案，阻止位移持续发展。如：对监测数据的确认过程应全面检验仪器的工作状态，落实各项计算、测量和记录工作，检验工况和位移最大允许标准是否吻合，将监测信息向上级部门反馈，联合各个参建主体分析位移产生原因，制定控制措施。此外，需要注意的是，水平位移属于基坑墙体安全管理的重要监测指标，在监测的同时还应对围护桩、桩间涌水等信息展开检测，确保基坑整体的施工安全。
结束语：总之，针对地铁基坑施工项目，建立自动化监测平台，利用平台信息监测功能，统计围护墙体产生的水平位移，统计数据，结合墙体位移的各种曲线形态，确认位移产生原因，进而制定出解决措施，结合项目支护方式、地质条件和施工过程展开监测管理，保证施工质量。
参考文献：
[1]刘全海,谢友鹏,赵尘衍.地铁基坑墙体深层水平位移自动化监测应用[J].测绘地理信息,2019,44(06):114-116.
[2]赵尘衍,刘全海,谢友鹏.自动化监测技术在地铁基坑工程监测中的应用[J].城市勘测,2019(01):196-200.
论文作者:陈彪
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：位移论文; 墙体论文; 基坑论文; 水平论文; 曲线论文; 环节论文; 地铁论文; 《城镇建设》2020年第4期论文;