3.浙江华东工程安全技术有限公司；
摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，人们生活质量不断提升的背景下，为了实现最大限度节约城市土地资源目的，相关行业开始全面致力于地下建筑开发拓展研究工作之中，致使城市地下地铁工程项目建设数量及规模越来越大。但同时在此期间也存在着较多问题，如地下建筑地质较为复杂、涵盖土壤结构等，都会对深基坑土方开挖顺利落实产生较大难度，为有效解决这一现状，就需要相关行业工作人员能够针对地铁车站建设开展全面化监理管理手段，不断加大自身管理力度和水平，从而实现地铁车站深基坑开挖最佳成效。
关键词：地铁车站；深基坑；开挖过程模拟；地铁工程监测
1地铁工程简介及数值模型建立
1.1地铁工程概况
以某省地铁车站建设地铁工程为例。该地铁车站建设场所主要位于当地黄埔东路南侧，车站两侧均为密集性民房建筑结构，车站类型属于地下两层11m岛式站台车站，共设置4个出入口，3个紧急疏通道及6个物业开发空间紧急疏散口等。同时该地铁车站基坑深度为16～18m，主要采用地连墙（厚度为800mm，入土深度33m）+内支撑支护形式，从上到下采用4道支撑+1道倒撑，其中第1道支撑为混凝土支撑，其余3道支撑采用钢管撑;混凝土支撑截面为800mm×1000mm，标准间距为8m，钢管撑尺寸为800×16，标准间距为3m。
1.2模型建立
选取有代表性的ZQTYDK21+739.9这个点的桩体数据加以研究，图1给出了监测点的桩体水平位移随着桩体深度的变化曲线，其正值表示偏移的方向是指向基坑的内部，负值则代表着偏移的方向是指向基坑的外侧。由图1可见，本地铁车站深基坑监测点的桩体水平位移随着桩体深度和时间的变化曲线，从其中可以得出基坑桩体水平位移具有以下特点: 1)本地铁车站深基坑在整个开挖的过程中，桩体在水平方向上的变形移动速度是比较迟缓的，而且位移没有出现明显的突变，是一直保持着逐步增大的趋势，所以本地铁车站深基坑的开挖处在一个可以安全控制的状态下。2)随着基坑开挖深度在逐渐加大，可以发现桩体的累计水平位移值也在不断增大，两者成正比关系。监测点ZQTYDK21+739.9反馈的最大水平位移是18.1mm，这个数值远远小于0.005 H值，而且也小于规定的报警值24 mm。从而可以看出，本地铁车站深基坑支护设计是安全可靠的。(3)从变化曲线来看，当本地铁车站深基坑开挖到后期时，钻孔灌注桩的桩顶水平位移值相比于前期的数值来说，总体上是偏小的。经过现场的仔细勘察和分析，发现在基坑周边的空地上堆放了一定数量的钢支撑，这些钢支撑还未拼装，说明堆放的钢支撑产生了超载。 从分析图形的初期变化情况可以看出，桩体水平位移呈现出一个近似前倾的形状，这是由于当第一道钢支撑还没有被安装时，在外荷载作用下，钻孔灌注桩的上端部分显现出较为特殊的悬臂状态，故而造成了桩顶位移比较大但是桩体变形小的现象。
图1 桩体累计位移图
为减小边界效应的影响，数值模型的左、右边界距离取５倍的基坑开挖深度，下边界距离取３倍的开挖深度。因此，数值模型的三维尺寸取为372ｍ×202ｍ×70ｍ。数值试验中国，首先，采用FLAC3D有限元软件建立三维网格模型，三维网格模型土体采用８节点六面体的实体单元建模，模型共计76680个单元体、81900个网格节点。模型的侧向边界仅约束水平方向的位移，模型底部约束X，Y，ｚ方向位移，模型顶部为自由边界约束。
2地铁车站深基坑开挖过程数值模拟与围护结构方案优化
2.1本基坑围护结构确定及初步设计方案
本地铁车站深基坑的总体长度是218. 6 m，标准段的宽度为21. 7 m，主体基坑的深度为17. 38 m，再根据本站的结构形式、场地地质及周围环境特征，结合深基坑施工设计经验，经计算分析主体围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑体系。 在基坑工程施工过程中对地下水采取封堵、降排为主的方式，在围护结构内侧采用锚网喷混凝土进行止水，开挖过程中对围护结构排桩之间进行喷射混凝土，施工前对基坑内侧渗水点进行封堵。基坑采用管井降水，基坑周边设置排水沟和集水井，管井降水的每次降深控制在开挖面1 m以下。保持基坑无水状态作业，若出现管涌现象，立即采取注浆止水措施。 根据受力分析，本基坑设计三种钻孔灌注桩方案，具体参数如下: 方案一:钻孔灌注桩直径为X800 mm，桩间距为@900 mm; 方案二:钻孔灌注桩直径为} 1000 mm，桩间距为@1_500 mm; 方案三:钻孔灌注桩直径为} 1200 mm，桩间距为@2100 mm。
2.3基坑周围建筑物沉降监测数据分析
在基坑的周边存在很多的建筑物和构筑物需要加以注意，由于基坑的钻孔灌注桩的变形会导致基坑周围地表的沉降，这样就会引起这些建筑物和构筑物的沉降，过大的沉降使得正常的建筑物产生不利于稳定的裂缝，甚至发生倒塌等事故。 从2017年11月1日开始对本地铁车站深基坑周边的建筑物和构筑物的沉降J情况进行监测，选取了LDSJC26JGC-1至LDSJC26JGC-5这5个点进行数据统计，根据实际现场监测出来的数据可以绘制出这5个监测点随着时间变化的曲线图形。从图1可以看出:LDSJC26JGC-5的沉降量最大，数值为1.7 mm，而本基坑周边建筑物和构筑物沉降的报警值为30 mm，进行对比发现，实际测得的沉降值远远小于报警值，所以周边建筑物和构筑物的沉降量处于安全的范围内。在2017年11月1日到2017年12月26日这个时间段内，在开始一段时间，沉降是处于稳定的状态，在后期又会出现较小量的沉降。根据反馈的数据可以对本车站深基坑的开挖过程进行分析，起到一定的指导作用。
结语
本文依托某地铁某深基坑地铁工程，对地铁工程监测数据进行分析处理得到以下结论：①整个基坑开挖过程中墙体水平位移随着基坑的不断开挖，变形不断加大。开挖至坑底的时候，最大水平位移位置在第二道支撑和第三道支撑之间，施工期间应加强此处支护强度。②地表最大沉降发生在距离基坑边缘处，距离坑边越远，地表沉降逐渐变小，沉降曲线也逐渐趋于平缓，不会对周边建筑物的安全构成威胁。③数值模拟对基坑开挖变形研究是可取的，同时也为后期同类基坑地铁工程信息化施工提供指导。
参考文献
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论文作者:赵文海1,王瑞忠2,柏双全3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
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