摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，地铁站的建设也十分迅速。明挖法施工时先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上地对主体结构进行施工，最后回填土并恢复路面。地铁车站明挖法施工具有施工作业面多、速度快、工期短易保证工程质量、工程造价低等特点，因此，在地面交通和环境条件允许的地方，建议多采用此方法施工。
关键词：地铁车站；明挖施工基坑；监测方法
引言
明挖法广泛运用于地铁车站深基坑施工中，随着基坑深度的增加，基坑开挖风险逐渐增大。在基坑的施工过程中，对其进行长期跟踪监测是保证周边建筑物、管线、人员和基坑施工等安全的前提。基坑周围环境复杂，存在众多不可预见因素，随时可能使深基坑处于危险状态。因此，必须在基坑开挖和支护过程中加强监测，掌握周边建筑物、地表沉降、管线、地下水位等实时动态，对可能出现的危险进行预报并及时采取处理措施。某地铁明挖车站深基坑土建工程，工程对基坑进行长期跟踪监测分析，并对地下水位监测值远超红色警戒值的情况及时采取处理措施，以确保施工安全顺利进行。
1监测技术现状及监测目的
目前我国深基坑工程技术尚处于发展阶段，深基坑监测技术也处于待完善的阶段，目前使用的监测技术和方法大多数是引进与之相关的变相测量、岩土工程等领域的技术。因此，在工程实际应用中不断总结优化，进一步提高监测方法、技术，为施工安全提供强有力的保障。基坑开挖过程中，为保证支护结构的稳定性，确保施工安全，从而不危及基坑周边建（构）筑物和地下管线。因此，施工过程中必须采取相应的监控保护措施，加强施工期间地表沉降等监测，及时反馈监测信息，并做相应修改实施。监测的目的主要是：（1）了解围护结构的受力﹑变形及基坑地表的沉降情况，对围护结构的稳定性进行评价。（2）监视围岩应力和变形情况，验证支护衬砌的设计效果，保证地表建筑和地下管线的安全。（3）通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息，进行施工的日常管理，对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。（4）积累资料，为类似工程提供参考。
2地铁车站明挖施工基坑的监测方法研究
2.1围护结构变形监测
在车站主体围护结构围护桩施工时预先在桩体钢筋笼上绑扎埋设测斜管，管径为Φ70mm，长度基本同孔深，每相邻节测斜管应紧密对接，保持导槽顺畅，测斜管与钻孔之间空隙应填充密实。测斜管内壁有二组互成180°的纵向导槽，导槽控制了测试方位。埋设时，应保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温稳定10～15min后，自下而上以0．5m为间隔，逐段测出方向上的位移，每测点均应进行正、反两次量测。用滑动测斜仪基坑开挖过程中应按每天1次测定。开挖过程中的监测为值减去初始值得当次时间段位移变形值。根据监测结果绘制时程曲线。“+”值表示向基坑内位移，“－”值表示向基坑外位移。仪器采用国产XB338－2型测斜仪进行测试计算公式：Xi=∑ij=0Lsinαj=C∑ij=0（Aj－Bj）ΔXi=Xi－Xi0式中：ΔXi为i深度的累计位移（计算结果精确至0．1mm）；Xi为i深度的本次坐标，mm；Xi0为i深度的初始坐标，mm；Aj为仪器在0°方向的读数；Bj为仪器在180°方向上的读数；C为探头标定系数；L为探头长度，mm；αj为倾角。
2.2测点埋设与保护
在冠顶梁上埋设工作基点和观测点时，首先布设工作基点墩，在建立好工作基点墩后，将仪器架设在工作基点墩上，沿基坑边布设观测点墩，观测点位置选择在通视处，避开基坑边的安全栏杆，离基坑约300mm。在基坑支护结构的冠顶梁上布设监测点，监测点采用埋设观测墩的形式，埋设监测点观测墩的方法应首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，在孔内埋设Φ25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩顶部埋设强制对中螺栓。为减少测量误差，缩短设备的架设、对中时间，提高工作效率，应采用如下方法：根据所采用的反射棱镜，定制了如图1所示的对中螺栓代替普通的棱镜对中螺栓，该螺栓的顶部加工成半球形，直接把棱镜套在该螺栓上，并可自由转动棱镜。安装该螺栓时必须保证垂直。
图1支护桩顶水平位移测点实景
2.3基坑外土体分层垂直位移监测
采用钻孔方式埋设时可用Φ108钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直径为Φ70的专用监测PVC管，为了使管子顺利地放到底，一般都需比安装深度深一些，它的原则是10m+0.5m，20m+1m，以次类推。沉降管放到设计要求后，盖上盖子就可以回填。回填原料为中粗砂，回填速度不能太快，以免堵塞后回填料下不去，从而形成空隙，做好时隔一两天后再去检查一下，回填料下沉后在回填满之后即可，管子周围加上保护措施，方可放心待后测量。
2.4管线变形监测
测点布置与埋设在基坑开挖前，根据管线迁改情况，对位于海昌路站基坑施工影响范围内管线进行重点监测。地下管线测点布置与埋设应满足以下要求。直接法布点。首先开挖至管道深度，将钢筋焊接于管线的顶部并引至地表，周围用砖砌筑成阴井，见图2。对于埋深较浅的煤气管道，则考虑采用抱箍法，即根据管道的外径、特制两个对开的箍，环抱管道，用钢筋引出地面。对于埋深较大的管道，可钻孔至管道顶部，孔中放入保护管，管中放入钢筋，钢筋底部须适当扩大，以测量管道顶部或底部的土体位移。测量仪器地下管线沉降监测使用精密水准仪。地下管线沉降监测最小精度要求达到0.1mm。观测方法地下管线沉降监测采用城市一等水准测量。沉降计算通过监测固定测点在不同时间的高程值，求出两次监控量测的差值，得出该点的变化量。设H0为初始高程，Hn为第n个观测周期的高程，则累计沉降变化量ΔH=Hn－H0，正值表示上升，负值表示下沉。
图2地下管线观测点埋设示意
2.5地下水位监测
埋设方法根据设计图纸要求，结合现场实际情况，测点位于基坑周边1。5～2m。用地质钻机钻直径Φ89mm孔，水位孔的深度在最低设计水位以下（坑外孔深同基底，坑内孔深达到基坑底以下3～5m），成孔完成后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填至离地表0．5m处，再用黏土进行封填，以防地表水流入。水位管用Φ55mm的PVC塑料管作滤管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中，下部留出0.5～1．0m深的沉淀管（不打孔），用来沉积滤水段带入的少量泥砂，中部管壁周围钻4列Φ6mm左右的孔，纵向间距10～15cm，相邻两列的孔交错排列，呈梅花形布置。管壁外包扎上滤网或土工布作为过滤层，上部再留出0．5～1．0m，作为管口段（不打孔），以保证封口质量监测方法通过水准测量测出孔口标高H，将探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂鸣器响，读取测尺读数ai，则地下水位标高HWi=H－ai。则两次观测地下水位标高之差ΔHW=HWi－HWi－1），即水位的升降数值。根据管口高程可得坑内外地下水位高程。
结语
深基坑工程施工过程中往往会引起基坑周边一定范围内地层应力发生变化，从而造成地表沉降，桩体位移，过大的位移会危及基坑安全及周边建（构）筑物的稳定性。通过施工监测对得到的信息进行分析，可以及时发现问题，制定相关的安全措施，指导施工，保证基坑开挖及结构施工的安全。
参考文献：
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[2]李岩岩．地铁车站明挖施工基坑监测技术与分析[J]．青岛大学学报，2018．
[3]赵国强．关于地铁基坑开挖施工监测方法的讨论[J]．城市建设理论研究（电子版），2018（24）．
论文作者:赵云彪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
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