摘要：随着科技的发展和社会的不断进步，我国各个大中型城市开始兴建地铁，这给城市的交通提供了便利。在地铁修建过程中，明挖基坑技术被广泛应用，并且取得了良好的效果。本文对某地铁工程概况进行分析，阐述了地铁明挖基坑施工的相关检测内容和检测方案，希望对地铁的修建提供参考。
关键词：地铁车站；明挖施工基坑；检测技术
随着城市化的发展，人们对交通的需求也越来越高，地铁的修建可以有效缓解城市交通的压力，因此国内各大城市都在积极修建地铁。明挖基坑在地铁车站修建中有着广泛的应用，这种施工方法对基坑的开挖深度较大，当基坑土体被挖出后，基坑附近土层的应力性明显发生变化，很容易因施工而引发地面沉降等状况，给地铁的顺利修建带来了严重影响，也威胁了施工的安全。为此需要对明挖基坑过程采取监测，掌握基坑周边地表建筑、地下水位等的实时动态，及时发现问题并采取有效处理。
一、工程概况
成都某地铁车站位于道路交叉口西侧地下，沿着道路横向布置。车站的北侧是普通底层居民区，南侧则是较高的办公建筑，车站附近车流量较大，地下管线较多。车站的外轮廓长度为164.8m，最宽处25.1m，站台宽度14m，站台长为122m。在修建地铁车站时，采用的施工方法为明挖基坑顺作法。车站主体标高36.32~37.43m，顶板覆土厚度为3~3.73m，底板埋深25.45m，基坑围护采用0.8m的地下连续墙。在明挖基坑施工时，从车站的东侧向西侧竖向分层、分段开挖土方，采用四道混凝土支撑联合支护。
二、深基坑施工监测内容
在地铁车站施工中采用明挖基坑施工，为了保护基坑自身结构和周围建筑安全，需要采取有效的监测。监测内容包括建筑物沉降、地表沉降、地下水位沉降、地下管线沉降、混凝土支撑周礼、围护墙水平位移等。对深基坑施工的支护结构和周边环境实行全面监测，设置合理监测点，确保整个基坑施工的顺利开展。
三、深基坑施工监测方案
1.围护墙顶水平位移监测
根据地铁基坑施工技术的相关规范和基坑设计要求，需要对基坑的围护墙顶水平位移进行有效监测和测量。在明挖基坑的地下连续维护结构墙上布置18个监控点，并在东西南北四个位置各选择一个点作为监测分析的对象。监测点用数字显示测斜仪和测斜管进行监控，测量墙体深度和水平位移情况。测量时，将测斜仪的探头插入测斜管内，让滚轮有效卡在导槽内，通过从上而下的测量方式每个一段测量一次。测量完毕后，将探头对向旋转，重复上述测量操作，连续多次测量后取平均数值。在《城市轨道交通工程监测技术规范》规定，围护墙顶水平位移的最大累计变化量应在30mm以内，最大位移速度不可超出3mm/d。通过监控和测量结果表明，连续围护结构墙定水平位移会随着时间的增加而出现些许下降趋势。数据显示，位移的最大变化量为-4.3mm/月，最大累积位移为-3.3mm/月，最大变化速度为-0.1mm/d。经过监测，数据结果并没有超过相关技术规范所规定的的界限值，因此，明挖基坑的施工中，连续围护结构墙顶是安全的。
2.混凝土支撑轴力监测
在混凝土支持表面安设变面应变计或轴力计，然后取多个测点监测支撑轴力。通过测量结果表明，混凝土支持轴力会随着时间的增加而有下降趋势。在施工中，多种因素参杂在一起，导致情况更加复杂，混凝土支撑会因为外界因素的影响而随着时间的延长而发生形变，支撑轴力也逐渐减弱。设计规定，混凝土支撑轴力的最大变化值不可超过1994kN。数据显示，支撑轴力的最大变化值为1188.6kN，最大变化速度为42.6kN/d。造成混凝土支撑轴力如此变化的因素是因为测试点位于基坑的最中心区域，所受影响最大。不过最大变化数值依然没有超过规定的界限值，因此混凝土支撑可保证明挖基坑施工的安全性。
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3.周围建筑物沉降监测
在地铁车站附近地表下沉的影响范围内选择合适的建筑物进行沉降监测，监测工具选择精密水准仪。在建筑物基础或墙上用钻头转出孔洞，埋入长0.25m的膨胀螺栓，埋设的高度要方便测量。利用一定的防护措施对观测点进行保护，防止施工中对测点造成破坏。观测建筑可选择4~6个测点，并做好标号，方便记录。在开挖基坑之前，先用精密水准仪对建筑初始沉降值进行测量，经过3~5次测量后取平均值作为起始数据。基坑开挖过程中，对各测点进行闭合测量，也取平均值最后得出检测的沉降量。设计时，要求周围建筑物沉降的累计沉降量不可超过10mm，沉降最大速度不可超过2mm/d。监测结果表明，基坑周围地表沉降量和沉降速度随着时间的增加没有明显变化规律。测量数据显示，建筑物沉降的最大累计-6.58mm，最大变化量为-3.68mm，最大变化数度为-0.15mm/d。但最大变化量和变化速度都没有超过规范的警戒值，因此明挖基坑施工并不会对周围建筑物构成危害。
4.地表沉降监测
对地表沉降进行监测，普通的土质地段直接挖0.5m深的栋，埋入钢筋并回填土，外侧留出5mm的钢筋头以作观测；砼路面地段则需要用钻头钻孔，将砼路面钻透，然后埋入钢筋，留出5mm钢筋头，填好土。选择合适的测点，做好标记，方便观察记录。在基坑开挖前对测点进行测量，记录原始数据。即可开挖后，再次对各观测点进行测量，最后得出地表沉降数值。在设计中，地表沉降的标准规定，累计沉降值不可超过30mm，陈家爱过你的速度也要低于3mm/d。通过测量数据表明，基坑周围地表沉降量和沉降速度同时间的增长没有明显变化趋势，同周围建筑沉降相一致。测量数据显示，地表沉降的最大沉降量为-6.35mm，最大变化量为-6.46mm，最大变化速度为-0.27mm/d。但地表沉降的最大变化量和变化速度军在规定的警戒值以下，因此基坑周围的地表处于安全状态。
5.地下水位监测
对地下水位监测，需要布设水位观测井。在基坑外20m处挖出水位观测井，把水位管埋在观测井中。通过电子水位计测量出出原始水位标高，并进行记录。基坑开完施工后，对水位标高进行多次测量，并记录测量值。经过观测结果表明，地下水位的变化量和变化数度基本保存稳定状态，没有随着时间的增加而发生剧烈变化。最大水位变化量的警戒值为1000mm，一旦有观测点数据超出这一数值，则说明出现问题，需要进行处理。检查基坑内是否有渗水、漏水的点，如果有则需要进行补救。采取回灌措施保存地下水位的稳定。
6.管线沉降监测
对基坑周围的管线路线进行监测，选择合适的观测点。不同的管线，其规定的沉降标准不同。煤气管道的沉降或水平位移不可超出10mm，每天的变化量不可高于2mm；自来水管道的沉降或水平位移不可超出30mm，每天的变化量不能高过5mm。测量数据应该形成光滑的变化曲线，如果出现明显的变化，则说明某些位置存在问题，需要开展维护处理。通过监测多个监测点获得累计沉降量和沉降速度，数据表明，沉降量和沉降速度随着时间的推移而保存平稳状态。监测数据显示，最大累计沉降量为-6.33mm，最大变化量为-5.24mm，最大变化速度为-0.18mm/d。最大累计沉降量和最大变化速度都符合标准，因此基坑施工对周围管线的影响较低。
7.围护桩体内力监测
桩体内力变化最大的部位通常为两支撑的中间部位、开挖深度最大、水土压力最大的地方。因此在监测时，可选择支撑的中间位置。在监测位置的钢筋笼安设钢筋计，并用导线向外连接到频率接收仪上。导线应留出足够的长度，以方便仪器的测量。基坑开挖前15~30天，先用频率接收仪对钢筋计进行测量，记录初始频率。开始基坑开挖施工后，继续利用频率接收仪进行测量，同时记录获得数据。经过监测和计算结果表明，围护桩所受拉应力远小于钢筋的抗拉强度，状体弯矩也小雨设计弯矩，因此围护桩内力在施工中小于设计值。
四、结束语
地铁车站的明挖基坑施工，因为多种因素的影响而容易导致地面沉降、周围建筑沉降等问题，威胁着施工的顺利进展和人员的安全。但如果做好施工中的监测，及时对监测的数据进行处理分析，就可以避免各种问题的产生，让地铁车站的建设顺利开展。
参考文献：
[1]陈刚，黄庆伟.简述地铁车站明挖基坑施工监测技术[J].黑龙江交通科技，2017，40（08）：166-167.
论文作者:冯铭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
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