摘要：现代化城市的规模持续发展扩大，城市人口及交通流量急速增加，出行问题已成为制约发展的瓶颈。为改善城市拥堵状况，公共轨道交通建设蓬勃发展，尤其是地铁工程建设迎来了高峰期。在地铁建设过程中，由于深基坑施工地质情况多变，周边环境复杂，地铁施工的安全存在隐患。为确保深基坑施工的安全，深基坑监测是必要的手段和措施。
关键词：软土地质；地铁；监测管理技术
1引言
随着城市化进程的加快，人口密度不断增加，生存空间不断拓展，使得城市向地下空间发展的机会越来越多，因此城市轨道交通建设得以迅速发展，截止到2016年，我国轨道交通线路总长已近2400 km。在国家“十三五”规划中，高速铁路建设和城市轨道交通建设占了很大比重。自从加大地铁投资以来，越来越多的城市修建地铁，而地铁深基坑事故也是频发。地铁车站一般修建于城市交通中心，若基坑变形控制不当，不仅危及工程自身及周边环境安全，而且还会造成巨大的经济损失和社会影响。以某地铁车站的深基坑为背景，结合地铁工程的具体情况，阐述了地铁车站的深基坑监测技术的要点，对整个基坑监测技术进行了分析与总结，研究了深基坑监测体系的管理经验。以某地地下水量丰富且水位偏高，存在较厚粉砂层。在富水砂层的沿海软土地质条件下进行基坑开挖是一个十分棘手的问题深基坑在施工过程中含有诸多的不稳定因素，往往会造成较大的安全隐患，对基坑的围护结构变形和周围环境变化都有要求严格，因此深基坑监测是地铁施工的重要工序。深基坑施工监测指的是在地铁基坑开挖过程中，对基坑的支护结构、内力变化、基坑内外水位波动等情况进行动态地实时监控，以便于指导基坑施工通过对监测数据进行研究分析，从中发现变化规律，预判发展趋势，从而控制和规避安全风险。
2 深基坑监测技术概述
2.1 深基坑监测意义
基坑的开挖打破了土体原有平衡状态，基坑内外土压力产生变化，引起地层和围护结构变形。受这种影响，围护结构刚度、基坑的土质、开挖方案、周边环境这些影响因素，都在不断变化过程中。基坑开挖会引发地面不同程度沉降，离基坑越近，沉降越明显。严重的基坑变形会造成周边建筑物、地下管线、支护体系的破坏，只有通过监测技术，预测到围护结构是否安全，发现在基坑工程发生重大事故的前兆，及时采取应急处理预案，防止重大安全事故发生。为加强地铁工程监控量测管理，明确参建各方职责，保障地铁建设工程安全，该工程的监控量测管理应分为三级：监控中心、监控分中心、施工现场管理。
2.2 监测信息反馈系统
监测信息反馈系统包括多个环节，从施工现场监测数据的收集、监测数据的分析处理到监测成果的信息反馈，以及监测预警的应对措施和处理方案等。监测信息反馈形式主要包括监测日报、周报、月报，具体报送形式为：
（1）日报。于当日17：00前通过信息管理平台及书面形式上报，必要时以电话、短信等形式报送驻地监理、施工、业主和设计。
（2）周报、月报。分别于每周四17：00前和每28号前以书面报告形式和通过网络的信息管理平台上报监控管理分中心。
3 地铁深基坑监测实例
3.1工程概况
某地地铁4号线某站位于河北区，车站小里程端头井距离河堤岸最近距离69 m。车站为地下三层站，采用明挖顺筑法施工。车站标准段基坑开挖深度约为24 m，坑底位于粉砂层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆围护结构均采用1.0 m厚地下连续墙，地下连续墙长42.5 m。车站端头井基坑最大开挖深度约为26 m，坑底位于粉砂层。围护结构均采用1.2m厚地下连续墙，地下连续墙长44 m。车站沿基坑深度方向共设2道钢筋混凝土支撑+3道钢支撑及2道换撑。该车站基坑工程范围内为海相沉积层软土地质，地下水量丰富且水位偏高，岩性主要为杂填土、淤泥质黏土、粉土、粉质黏土及粉砂层。浅层地下水埋藏较浅且水量丰富，埋藏相对较深的砂层多为微承压地下水。
3.2 监测项目及重点分析
地铁车站选址常位于城市中心地段，在基坑施工过程中若产生较大的变形，对周围环境和市政设施造成影响，因此地铁深基坑的安全标准和稳定性要求比一般工程更加严格.根据地铁基坑的特点、地质情况、设计参数和周边环境等，按照确保安全、科学合理、便于施工的原则，拟在2倍基坑开挖深度范围布设监测点基坑开挖设置的主要监测项目包括：（1）地表沉降监测；（2）围护结构顶部沉降监测、水平位移监测；（3）围护结构深层侧向位移监测（测斜）；（4）钢支撑轴力和混凝土支撑轴力监测；（5）基坑外潜水、承压水水位监测；（6）基坑外侧土体分层沉降监测；（7）中间柱沉降监测；（8）管线沉降监测。根据围护结构特点、施工方法、工程地质及环境条件，应重点关注基坑围护结构的变形，地连墙深层水平位移、支撑轴力及基坑内外水位等监测项目。
3.4 支撑轴力监测分析
本工程监测数据较多，故选择重点监测项目的部分数据来进行分析和研究。下面重点介绍车站的支撑体系受力情况。1、5道混凝土支撑和第2、3、4道钢支撑的轴力变化受开挖情况影响较大，选择了有代表性的ZCL-01支撑轴力进行了分析，轴力变化曲线。基坑开始正式进行第1层土方开挖，第1道混凝土支撑轴力随着开挖的进度而增加；第2、3层土方开挖，第1道混凝土支撑轴力减小，第2、3道钢支撑轴力增加明显；第4层土方开挖，初期第2、3道钢支撑轴力增加，随着第4道混凝土支撑施工完成，第2、3道钢支撑轴力不再变化；第5层土方开挖至结构底板施工，第4道混凝土支撑轴力增加，其余各道支撑轴力无明显变化。支撑体系的轴力监测是地铁基坑工程监测的重要组成部分。分析支撑的轴力变化情况，及时对比设计轴力值和监测数据的差别。预测下一阶段施工中的新动态，对可能出现的险情及时进行预警，从而保证围护结构的稳定性。基坑开挖与支撑体系的施工必须密切相连，“先撑后挖”是基坑开挖的最基本的原则。支撑及时施工是保证基坑安全、控制基坑变形和地面沉降的有效措施。必须严格按照“时空效应”，分层分段挖土的同时，及时安装该施工段的支撑并施加预应力。支撑轴力随着开挖深度而逐步增加，其轴力变化与工程地质、施工方案、开挖效率、主体结构施工进度等因素有关。
3.5 水位变化监测分析
车站基坑距离北运河较近，地下水丰富是工程第一特点，施工时涉及3层承压水，施工期间需密切关注地下水位变化，保证基坑开挖安全。承压水由于水量充沛，补给迅速且具有一定压力，一旦发生渗漏水会造成不可估量的安全事故，所以承压水的变化也是监测中的重点。随时观测基坑内外的地下水位变化情况，必须高度关注水位下降与基坑内降水的关系，以指导现场土方开挖，保证基坑施工过程中的安全。
4 结语
软土地铁深基坑施工变形对地铁工程的安全有着非常重要的影响，在城市地铁工程数量和规模日益增加的形势下，为了能够确保深基坑工程在规定工期内顺利进行，严格控制深基坑变形，就要采取有效措施。在软土地铁深基坑开挖过程中，要对施工过程实行实时监测，采取施工数据并进行分析，以便能够对深基坑运行状况有充分的了解，并预测深基坑的变形规律，在施工技术方面采取相应的调整措施，将变形量降低到最低限，确保软土地铁深基坑的施工安全。
参考文献：
[1]李铁军．郑州地铁车站地下连续墙支护基坑的变形分析［J］．铁道建筑技术，2015（4）：75－77．
[2]丁进选．地铁监测系统的设计与实现［J］．勘察科学技术，2013（2）：15－17．
论文作者:仝胜楠,黄艳
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/11
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