中铁一局集团第三工程公司 陕西宝鸡 721000
摘要：本文介绍了乌鲁木齐市地铁工程地表沉降监测工作的监测范围、测点埋设工作、监测周期及频率。然后，分析了在乌鲁木齐地区特有的卵石地质条件下地铁车站深基坑周边地表的变形规律。结果表明：卵石地区深基坑施工对周边环境影响较小，如果深基坑周围无重要建筑物，可以适当的优化基坑的支护结构；地表最大沉降点均出现在距基坑边缘一定距离并与边缘平行的直线上；地下管线与地表的沉降变形类似，呈半葫芦形或勺形。
关键词：深基坑；卵石地区；地铁车站；沉降监测；变形
0 引言
二十一世纪以来中国经济飞速增长大量的农村人口涌入城市，在我国城市建设步伐加快的同时地铁也得到了大力发展。但是地铁在施工过程中会面临工程建设规模大、埋深浅、地质条件复杂多样、周边环境对象众多和环境条件复杂等问题[1]可能会对重要的城市地下管线和周边环境[2-4]造成损伤为社会带来巨大的经济损失。乌鲁木齐地区地质条件复杂、特殊且地铁施工的相关经验缺乏。因此，有必要对乌鲁木齐市地铁施工过程进行沉降监测、分析沉降监测结果、建立预测模型为后续地铁工作的开展提供一定的借鉴作用。
1 工程概况
乌鲁木齐市地铁1号线11标段工程位于乌鲁木齐市的北京南路、河南东路及河南西路交口处，其车站基坑长166.4m，基坑标准段宽度23.3m，扩大段最宽处30.06m，深18.12～20.02m。换乘节点及其南侧1号主体部分围护结构基坑长115.8m，其中换乘节点处基坑宽度41.5m，深27.94～28.10m。南段基坑坑内基坑长41.5m，宽度23.9m，换乘节点南侧1号线主体部分围护结构基坑宽度23.5m，深20.66～21.58m。
2 地质情况
根据地质勘察报告，地表广布分布杂填土，场地内主要地层为由冲积、洪积河床堆积形成的第四系上更新统粉土、细砂、卵石，下伏侏罗系上统喀拉扎组泥岩。
3 监测方案
根据基坑设计环境安全控制等级、周边环境以及地质复杂程度，按照相关规范[5-6]要求综合考虑，本基坑按变形监测Ⅲ级技术要求进行监测。
3.1 监测范围
在本标段基坑的施工过程中，为确保周边建筑物和施工人员的安全，按照国家相关规范在基坑周围布设多个地表、给水管道、污水管道的沉降监测点，开展基坑的沉降监测工作。
3.2 测点埋设
根据本区间的土质情况及规范制定观测点的埋置身度，观测点位于基坑周围。每个监测点安设完毕后，砌置保护井并加盖保护。在实际监测过程中，对观测点进行常规的稳定性检查，以确保其稳定性。如测点遭到破坏，施工单位应及时通知第三方监测单位并按相关要求进行补设，以保证数据的连续性。
3.3 监测周期与频率
监测周期从土方开挖到地下结构施工结束。监测频率（具体以实际工程需求为准）结合基坑土方开挖专项施工方案，该基坑目前采用坡道开挖法进行基坑开挖，该开挖方案在实际实施过程中，由于开挖机械的缘故，导致部分支护结构由于受到开挖坡道的影响，临近的开挖区域内的支护结构相对滞后，不能及时跟上。针对该施工特点，我们在实际施工监测时需要对由于坡道开挖受到影响无法及时支护的结构区域内包括周边地表、周边建筑、管线等各项监测指标进行监测。
4 监测结果及分析
由于篇幅原因本文选取最具有代表性基坑中线位置DB-09系列地表点中沉降值较大的做为分析对象。从图1可以看出监测点的沉降曲线变化规律基本一致均为平躺的“L”型。前20天曲线的变化速率较快、斜率较大，后140天累计沉降值较小。
DB-09系列地表点最终沉降量均小于3mm，基坑开挖工作结束以后沉降量约为2.5mm，说明该基坑所处位置的地质情况较好，土体压缩模量较大，最终沉降量较小。地面沉降主要发生在基坑开挖过程，土体固结时沉降量已比较稳定。
图1监测点沉降量与时间关系图
Fig. 1 Relationship between monitoring points settlement and time
下面以基坑中线处12个地表点（左右两侧各6个）为研究对象，重点分析地表点沉降值与基坑距离间的变化关系。根据表1和图2可以看出，随着地铁车站开挖时间的推移开挖深度的不断扩大，地表的竖向沉降也不断增大[7]基坑两侧地表点均出现了不同程度的沉降且沉降量分布的不均匀程度随着时间测推移逐渐扩大。当基坑开挖时间较短深度较浅时，地表沉降较小，随着地表监测点与基坑距离的不断加大，在基坑的左侧地表的变形程度先是由大变小，然后地表凹陷值不断加大最后沉降值出现变小的趋势。基坑右侧的沉降量经历了由小变大再变小的过程。对于不同的开挖深度，基坑中线截面的地表监测点的变化规律一致，随着开挖深度的不断加大沉降值不断变大，地表凹凸不平的程度也越来越明显，最后趋于稳定。
表1基坑长边中线监测点布置情况表
Table 2 layout of monitoring points in the centre line of long side of foundation pit
图2基坑长边中线地表点沉降曲线图
Fig. 2 Surface settlement curve in the centre line of long side of foundation pit
5 结语
1）卵石地区地铁车站深基坑施工引起的地表沉降值较小，在周边没有重要建筑物时，可以适当的简化支护结构。
2）基坑两侧附近的地表变形趋势基本相同，均在距基坑长边9m处出现沉降的最大值4m处出现沉降的最小值。地表沉降形状类似于半葫芦状或勺状，最终沉降值控制在要求范围内，并未对周边环境造成威胁。
3）基坑长边中线截面处整个纵向地表沉降值并未随着地表点不断地远离基坑边缘而出现明显的下降。说明基坑开挖在长边中线截面处的引起的地表沉降范围要大于此处监测点的布置范围。因此，可以适当扩大此处及附近几条纵向监测点的布置范围；沿基坑长边方向3个不同位置的地表沉降值处于同一范围地表沉降曲线趋势基本一致。因此可以适当的增加基坑长边附近监测点之间的横向间距。
4）布置于地下管线上的监测点与地表监测点的沉降值十分接近，两者的沉降规律也基本一致。由此可以得出沉降点布置于地下管线之上对监测结果的准确性并无明显影响，在此次监测点的埋设工作中遇到特殊情况将监测点布设于地下管线之上的做法是完全可行的。
参考文献：
[1]吴锋波.北京市轨道交通矿山法隧道工程地表沉降控制标准[J].施工技术,2014（9）:57-60,123.
[2]刘国彬,刘登攀.基坑施工对周围建筑物沉降的影响分析[J].建筑结构,2007(11):79-83.
[3]郭建强,龚洪祥,李俊才,等.地铁车站深基坑施工对临近建筑物影响的控制[J].建筑科学,2008,24(9).
[4]刘智勇.地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究[J].广东土木与建筑,2009(10):51-53.
[5]GB50308-2008 城市轨道交通测量规范[S].
[6]GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].
[7]姜伟.某地铁车站深基坑施工期周围土体地表沉降监测与数值分析[J].建筑科学,2011,07:90-92+110.
论文作者:贺琪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/2
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