摘要：本文结合以往城市轨道深基坑工程项目的施工经验，浅谈地铁车站深基坑工程监测数据的分析与应用。
关键词：数据分析；应用
Analysis and application of monitoring data for deep foundation pit of subway station
Abstract：Based on the past experience of urban rail deep foundation pit construction，this paper discusses the analysis and application of monitoring data for deep foundation pit of subway station.
Key word：Data analysis application
前言
目前，我国有40个城市先后开展城市轨道工程建设，建设规模不断扩大，城市轨道深大、复杂基坑越来越多。由于地下岩土性质、荷载条件的多样性，施工环境的复杂性，仅根据地质勘察报告来确定设计、施工方案，往往导致技术方案可操作性差，甚至出现无法实施的情况。为解决影响深基坑工程安全施工的诸多不利因素，对施工环境、临近构筑物及市政设施进行监测就必不可少，也是指导深基坑工程安全施工的眼睛。
1 监测的意义
多年的工程实践证明，深基坑工程安全施工在理论、经验的基础上，必须与施工监测相结合。由于施工环境的多样性，岩土性质的不均匀性以及岩土在试验中定量定性分析的不稳定性等因素，设计、施工方案均无法完全解决深基坑工程中可能出现突发性、偶然性影响因素，必须依赖施工现场监测提供动态数据采集、分析、反馈等手段指导施工全工程。
因此，施工监测的意义在于：一是监测数据可以如实反映施工给周边环境、构筑物及市政设备的影响程度，发现和预防险情的发生，及时采取预防及补救措施；二是检验、印证设计方案是否合理、可靠，评估设计方案的适应性、经济性；三是作为施工技术方案优化的依据，提高工效、降低施工成本。
2 监测数据分析及运用
分项数据对比分析
目前，我国大多数城市轨道深基坑监测采用人工进行数据采集、整理，生成变形曲线进行对比分析，通过对比预警值判定基坑是否处于安全可控状态。少数工程项目采取数据自动采集，进行单项对比分析、综合判定基坑安全状态，但费用高，推广难。
分项数据对比主要用于围护顶部位移及结构变形、周边建筑物沉降及倾斜、支撑轴力、周边地表沉降及裂缝等。对比时，一是对比变形累计量是否接近或超出预警值；二是对比变形速率是否超出规定值。这种对比能满足大多数深基坑安全监控需要，但对于施工环境复杂，地质情况多变，特别是存在不良水文地质的基坑，分项数据对比分析是不够的。
数据变形趋势分析、预测及运用
数据变形趋势分析、预测是复杂施工环境下深基坑施工的重点，也是监测指导基坑工程施工的关键。
①建筑物沉降监测分析、预测及运用
某市轨道交通一号线4标某车站位于市中心，邻近小区6号楼距离车站围护结构3.45m。6号楼为6层砖混结构，1995年7月建成，筏板基础。地下连续墙施工前进行槽壁搅拌桩加固，但在2014年3月24日成槽时仍发生局部（粉细砂层）坍方（地下12m～16.7m），采用槽壁超声波检测仪测量，坍腔处长约6m（开槽段长7m），高约4.7m（粉细砂层厚4.5m），最深处3.2m（上口）。经每间隔2小时观测一次，连续6次，建筑物沉降无异常，继续施工完成该槽段连续墙。但在半月内，6号楼逐步发生不均匀沉降，导致房屋开裂。
某车站建筑物沉降监测数据统计（6号楼） 表1
从上表可以看出，通过简单数值比较来看：各点累计沉降值均距离预警值较远，无需预警。
但通过趋势分析发现，距离槽段坍方较近的5#观测点，3月28日沉降速率明显大于其它点位，但由于未及时分析、预测，至4月7日最终与相邻观测点产生不均匀沉降12-15mm之多，导致6号楼局部开裂。
6号楼开裂发生后，根据地基加固施工经验，项目部制定了旋喷注浆处置措施。首先在地连墙与6号楼中间、间距5m施工两根三重管旋喷桩加固，阻止不均匀沉降加大，加固后每4小时监测地面上拱及6号楼沉降情况。一周后，5#点地面及楼基础附近整体上升约8mm，不均匀沉降减小为4～7mm，6号楼裂缝减小密合。而后，在5号点两侧间距5m处增加斜打两根注浆管，对基础底注浆进行稳固。处置22天后，监测发现，6号楼5号点处不均匀沉降降低约为3mm，6号楼恢复正常。
②围护支撑体系数据分析、预测及运用
某市轨道交通4号线3标某车站位于市中心步行街，车站基坑南端头井东面是一栋23层酒店，距离围护结构7.5m，桩台基础+砼框架结构。2015年12月17日，车站南端头井开挖至地面以下15m，准备第四道钢支撑安装时，靠酒店侧一幅连续墙（N45）在地下11m处变形异常，曲线弯折（如下图2）。查阅12月14-17日此处钢支撑轴力监测发现，第三道钢支撑（地下10m）轴力在连续明显大幅增加，17日达到设计轴力的180%，变化异常。
综合分析判断，地下连续墙可能出现开裂甚至折断，严重影响基坑安全，如发生基坑塌陷，后果不堪设想。项目部立即停止作业并启动应急预案，组织人员现场勘查地下连续墙，发现11m处出现裂纹、湿泽。项目部立即启动应急预案，采取如下应急措施：①撤离坑内人员，回填南端头井基坑至第二道混凝土支撑（地下5m）处；②监测该处地连墙无继续变形、稳定后，对N45连续墙外侧长6m+3m+3m、宽3m范围进行搅拌桩加固，搅拌桩深度为地面至开挖设计基底以下2m；③搅拌桩与地下连续墙间施工三重管咬合旋喷桩一排；④一个月后逐步开挖，第二、三道支撑间增设一道临时钢支撑；⑤原第三道钢支撑变更为双拼钢支撑，撤除临时钢支撑；⑥探槽至11m开裂处，进行注浆防渗漏处理，并在12m处增设钢支撑一道；⑦后续加强监测，正常施工完成该基坑工程。
在整个处置过程中，均严格实施监测、数据分析，指导现场施工。①实施过程中，每小时监测一次；②、③实施过程中，每12小时监测一次；④、⑤、⑥实施过程中，每4小时监测一次，并派专人不间断巡查；⑦实施过程中，每12小时监测一次。
3 结论
如果说监测是指导基坑工程安全施工的眼睛，监测数据趋势分析、预测就是擦亮双眼，练就火眼金睛。从本文中列举的两个实例发现：仅通过监测数据与预警值的对比来评判基坑工程是否安全可控是远远不够的，对监测数据进行趋势分析及预测是预防事故的关键。因此，通过监测数据分析，进行趋势判断，指导现场施工，发现异常或遇险才能及时制定处置措施，消除基坑安全隐患。
参考文献：
[1]刘海燕，深基坑监测数据分析与变形预测研究，《北京交通大学》，2012；
[2]沙原亭，地铁深基坑变形预测与监测数据分析，《城市建设理论研究：电子版》，2015（22）；
[3]孙天烁，深基坑支护监测数据分析及后期变形预测研究，《桂林理工大学》，2015；
[4]建筑深基坑工程施工安全技术规范（JGJ311-2013）。
论文作者:肖灿云
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
标签：基坑论文; 数据论文; 深基坑论文; 工程论文; 地下论文; 车站论文; 发现论文; 《建筑模拟》2018年第2期论文;