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摘要：以某地铁车站深基坑为背景，对施工期间的围护结构水平位移、沉降、地下水位、钢支撑轴力和立柱隆沉等监测数据进行分析。根据深基坑工程施工监测的基本方法和基本原理，结合该深基坑工程的开挖围护方案对其进行了包括围护结构变形、支撑轴力、地下水位等内容的监测系统设计，给出了监测数据的整理及分析方法。
关键词：地铁车站；深基坑；监测；设计；施工
前言：
随着我国经济发展和城市建设现代化的不断提高，人口密度不断增加和交通迅速发展，部分大城市的现有空间已不能满足人们的需求，使得人们开始越来越多地对高空与地下空间进行规划和利用，各大城市逐渐开始兴建地下铁路轨道等设施。地铁工程的建设面临车站深基坑工程的设计、施工及监测等问题，对车站基坑工程的安全、稳定性等要求较高，还要考虑对邻近建筑物及地下管线等环境因素的影响，在车站基坑工程施工过程中，需要对围护体系及地表变形实时监测并及时采取相应措施，因此，有必要对地铁车站基坑工程施工过程中围护体系的受力、变形和地表位移进行研究。本文结合某地铁车站明挖深基坑工程采用地下连续墙加内支撑的支护体系进行现场监测，通过对支撑轴力等监测数据进行分析，以期能对同类基坑工程的设计、施工及监测起到指导作用。
1.工程概况及周边环境条件
地铁车站为地下二层车站，车站顶板覆土厚度约为2.7m，底板埋深约18m，车站标准段外包宽度为21.6m，外包总长度为193.0m。车站地面高程介于89.6至91.9m，地貌单元属黄河泛滥冲积平原。车站周边管线主要分布在主干路及支路下，车站主体结构施工不涉及重要管线改迁。
1.1地质条件
本场地地层情况如图1所示。地下水位高程介于80.30至82.59m。承压水主要赋存于粉砂和细砂层含水土层中，含水层顶板埋深16.3至19.7m，底板埋深28.0～32.5m，承压水静止水位埋深14m左右，承压水头5.0m左右。
图1 试验场地地质情况
1.2基坑支护结构方案
车站平面形状主要为矩形，车站一般段开挖深度约15至16m。施工前对车站基底地基采用600高压旋喷桩进行抽条及裙边加固，加固宽度均为3m，抽条中心间距8m，深度为基底下3m。根据工程特性、场地环境条件和设计原则及标准［1］，主体结构采取明挖顺作法施工基坑，采用“地下连续墙（止水帷幕)和内支撑（混凝土撑加钢支撑)”的围护方案。地下连续墙厚80cm，采用分段配筋，基坑基底以下8（10)m至地面下40m深度范围采用C30素混凝土，达到止水目的。3道内支撑体系，第1道支撑采用钢筋混凝土米字撑断面混凝土为C30，位于地面下1.3m，支撑水平间距12m。第2、3道支撑采用609mm（壁厚16mm)的钢管支撑，支撑水平间距3m，第2、3道支撑距离第1道支撑的竖向距离分别为5.6m和11.2m。
2.监测方案设计
本工程监测的目的主要有：通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；通过监测时发现围护施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对建（构)筑物影响的目的；通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范围内；将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；通过跟踪监测，在换撑和支撑拆除阶段，施工科学有序，保障基坑始终处于安全稳定的状态。
2.1监测项目及控制标准
2.1.1监测项目本工程施工监测
根据设计图纸和规范要求，采用多种监测方法对基坑变形进行监测。主要有基坑顶面位移观测、周边建筑物及管线沉降观测、土体测斜观测，水位观测等。
2.1.2控制警戒值
监测报警指标一般以累计变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。当出现监测数据达到累计值的报警情况时，马上进行危险报警，并应对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。
2.2监测方法
车站周边的地下管线较多，需加强施工监控测量工作，确保基坑稳定及周围建筑物和各类地下管线的安全。通过施工监测，及时反馈信息来指导施工和优化、修改设计，做到信息化施工与管理。本次监测的主要内容有：地表沉降及位移、墙体深层位移测斜、支撑轴力等。基坑支护监测点布置（如表1所示。）
2.3地下连续墙的变形监测
1）围护结构侧向位移监测：在基坑围护结构钢筋笼内侧绑扎埋设带导槽的PVC塑料管，以监测围护墙体侧向变形。选择在可能产生较大变形的部位，根据施工现场情况，共计布置15个，编号Zi（i为点编号)，孔深基本同地下连续墙深度。
2）周边土体侧向位移监测：在基坑周边土体中埋设带导槽的PVC塑料管，以监测周边土体侧向变形。选择在可能产生较大变形的部位，根据施工现场情况，共计布置2个，孔深基本同地下连续墙深度。
3）围护结构顶部垂直位移、水平位移监测：拟在围护结构顶部布设垂直位移及水平位移监测点，按照设计图纸结合《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009），垂直位移及水平位移监各15个点，共计30个点，编号Si（i为点编号)，测点间距15m。
4）支撑轴力监测：通过在混凝土支撑结构内安装钢筋应力计来测定支撑的轴向受力，应力计安装在混凝土支撑1/3处，以便能准确确定轴力数值。重点在一、二层支撑上布设18组轴力测点，36只钢筋应力计。
2.4资料整理、提交及流程
在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。监测成果当天提交给业主、监理、总包及其它有关单位。现场监测人员分析监测数据及累计数据的变化规律，并经监测组负责人审核无误后提交正式报告。如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。
3.施工方法与维护方案
3.1施工方法
根据基坑规模和周边的环境，参考《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-1997）和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012），基坑变形控制等定为一级。
3.2支护方案
结束语：
地铁工程监测方案的设计是一项非常复杂，以及重要的工作，不同环境下的地铁车站深基坑监测方案有着很大的不同，针对不同的地质条件，要制定不同的方案。准确及时的监测结果，可以对现场施工进行指导，选择更优的施工方案，实现信息化施工，及时改进施工工艺、优化参数设置，降低事故发生的可能性。
参考文献：
[1]李涛.城市地铁车站深基坑施工监测方案设计[J].地下空间与工程学报，2016（9).
[2]王海飙.深基坑工程施工安全监测与预警[J].建筑技术，2010（3).
[3]李冰.长沙地铁深基坑施工监测方案设计[J].城市轨道设计，2010（9).
论文作者:张朝伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/7
标签：基坑论文; 车站论文; 位移论文; 地下论文; 工程论文; 结构论文; 深基坑论文; 《基层建设》2017年第13期论文;