摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，地铁工程建设越来越多。本文介绍了基于固定式测斜仪的地铁基坑墙体深层水平位移自动化监测系统组成，详细阐述了系统应用于某轨道交通2号线一期工程某车站主体基坑监测实施情况。在自动化监测点位旁布设人工监测点位，并比较两种方法的结果。结果表明，该系统实现了监测数据的自动采集、传输及处理，实时提供监测成果并绘制变形曲线。并且自动化监测成果精度可满足施工监测的需求，成果可真实反映基坑墙体在水平方向上的变形情况。
关键词：地铁基坑；墙体深层水平位移；固定式测斜仪；自动化监测系统
引言
伴随着城市化水平的不断提高，城市居民的数量也迅速增长，与此同时，城市交通压力也逐渐增加，为了缓解城市交通拥堵的问题，许多城市开始建设地铁站。通过修建地铁，可以加快城市各区域的交通速度，实现交通分流。但是仍需要注意的是，地铁所处作业位置非常特殊，为了确保地铁运行效果，需要重点关注地铁车站深基坑施工变形监测，减少安全问题的发生概率。
1工程影响分析
基坑开挖对临近隧道区间影响的分析方法主要有三类:1)经验法;2)整体数值分析法;3)位移控制有限元法。其中，整体数值分析法是把基坑开挖施工过程和临近建(构)筑物作为一个相互作用的整体来分析，可以用来分析基坑开挖各阶段临近建(构)筑物的反映性状，通常借助于大型商业有限元软件，采用整体数值分析方法进行分析计算，其能够比较合理地模拟基坑开挖复杂的施工过程，以及基坑开挖引起周围土体介质的位移特性和隧道与基坑的相互作用。
2基坑外水位沉降监测
（1）测点布设原则。①监测点应与周围桩、角、相邻建筑物（构筑物）、较密实的地下管线等相邻，并应布置在止水幕外约2m处；②潜水水监测点之间的距离应为20~50m，复杂的水文地质条件应适当加密。（2）测点埋设方法。①在垂直围护桩2m处打孔下水位管，基坑（坑外）潜水水位观测孔应在基坑降水之前完成；②水位管过滤器部分和孔壁必须打磨，其余部分用有效的阻水材料密封在孔中，水位管口必须盖好以防止地表水和废弃物的进入；③封闭的含水层中的承压水位深度应不小于2m，孔的底部应填上沙子，水位管的直径可以为50~70mm，过滤管的截面不应小于1m，孔壁应填满沙子，必须采取有效措施在被测含水层和其他含水层之间分配水；④水位监控管（水管的底部）的深度应低于地下水位3~5m。对于必须降低加压水位的基坑工程，水位监测管的深度必须符合设计要求。
3基坑监测的监理控制要点
1)审核施工单位编制的监测方案中对施工区域地表沉降、支撑轴力、桩体位移、建(构)筑物沉降的监测内容和保护措施。2)要求施工单位必须严格按设计及有关规范的要求进行施工，并同时加强对基坑和周围建(构)筑物的监控量测，及时反馈量测信息指导设计和施工。3)监测监理工程师依据监测数据及现场情况，每日对监测资料进行对比分析，出现监测预警时，及时按预警处理办法的要求，通知总监理工程师，组织相关单位分析预警原因，制定处理措施，以确保现场施工的安全。
4地下连续墙墙体水平位移监测
（1）测点布设原则。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆①深层水平位移监测孔布置在基坑围护桩周边的中心处及代表性的部位，监测点的间距应为20~30m，监测点应布置在中间；②倾斜管应该在基坑开挖前一周埋入；③放置前，应检查测斜管的质量，连接倾斜管时，要确保管的上部和下部的导向孔相互连接，并要注意保证管口的封盖，接头处还应该密封处理；④倾斜管的长度应与围护墙的深度一致或不小于被监测土层的深度；以管底边为位移参考点时，必须设置倾斜管进入稳定土层2~3m；⑤埋设时测斜管应保持竖直无扭转，其中一组导槽方向应与所需测量的方向一致；⑥为防止倾斜管在吊起钢笼或桩的过程中掉落或漂浮，连接器必须牢固。在打桩过程中，导管的方向必须与基坑的边缘相切，在灌注混凝土的过程中，应特别注意导管不能与倾斜管发生碰撞，浇筑完成后，必须保护倾斜管的顶部位置。（2）测点埋设方法。①采用绑扎法将测斜管选择一根主筋进行绑扎固定；②将钢笼升起并分成两部分或三部分时，下部钢笼中的倾斜管已完全固定。上钢筋中量管的连接部分固定到另一个连接部分，以确保量管可以旋转，升高钢笼时，将倾斜管的两个部分连接起来，然后降低钢笼，将测斜管连接到钢筋上以防止旋转。
5自动化监测与传统监测方法结果比较
为了考察自动化监测成果的精度和可靠性，在自动化监测数据采集的同一时间，使用传统测斜仪在自动化监测点旁的人工监测点进行数据采集工作，每天各采集一次数据，共计监测了20天。各监测点处对应的基坑位置最浅处深度开挖至4ｍ，最深处开挖至15ｍ。将各深度位置处传感器水平位移量自动化监测成果与人工监测成果进行对比，计算得到两者差值，可以看出，在6个监测点每点10个监测深度，共２０天的监测成果中，自动化监测成果与人工监测成果差值在1ｍｍ内的数据条数占82.1％，差值在1-2ｍｍ范围内的数据条数占17.9％，无差值超过2ｍｍ的数据自动化监测成果与人工监测成果基本相符。对自动化监测各深度水平位移量进行累加计算并进行修正，得到的变形过程线与人工监测成果趋势一致，监测成果可以真实地反映基坑墙体在水平方向上的变形情况。
6结论及建议
根据有限元模拟计算，按照目前的设计，基坑开挖引起地铁隧道的竖向及水平位移均在控制值范围之内，隧道内力变化满足隧道管片承载力的要求。为了严格控制基坑的变形，保证地铁隧道的安全，并对临近基坑开挖、围护结构施工提出如下建议:1)基坑锚索端部位于隧道轮廓周围3m范围之外，锚索施工过程中务必保证锚索端部不侵入隧道轮廓周围3m范围;2)建议基坑开挖到锚索施工位置时，应及时施作锚索结构，减少靠近地铁隧道一侧基坑土体暴露时间，从而降低基坑开挖对地铁隧道结构的影响;3)基坑施工过程中在地铁区间隧道两侧10m范围的场地内材料、渣土堆载高度不超过1m，桩基成孔过程中应采取措施确保不塌孔，加强施工中现场施工管理，及时高效的向相关单位传递相关监测数据;4)对基坑施工区域范围内地铁区间隧道管片、轨道进行监测，对周边建构筑物和路面按要求布置监测点，监测地面变形情况，加强施工中现场施工管理，及时高效的向相关单位传递相关监测数据，并应在基坑施工时，对基坑附近区间结构加强现场巡查;5)合理布置施工现场，不得将轨道交通隧道结构边线外5m范围内的地面作为运输车道或材料堆场，确保轨道交通结构及结构外5m施工附加荷载不大于20kPa。
结语
综上所述，固定式测斜仪具有高精度、高灵敏度等特点，结合数据自动化采集与传输技术构成的自动化监测系统，能够克服传统监测工作效率低下等，实现数据的实时采集。经过数据完整性分析、可靠性分析、水平位移量计算、数据内插以及水平位移量修正等一系列的数据自动化处理，可实时提供监测成果，并绘制出基坑墙体变形过程线，动态掌握基坑墙体的稳定性情况，保障地铁基坑建设的安全。
参考文献
［1］李志业，曾艳华．地下结构设计原理与方法［M］．成都:西南交通出版社，2003．
［2］衡朝阳，滕延京，陈希泉．地铁盾构隧道周边建筑物地基基础变形控制研究［J］．地下空间与工程学报，2006(12):1336-1340．
［3］丁前进，崔江余．基坑开挖对临近建筑物基础影响分析［J］．施工技术，2012，41(24):55．
论文作者:张银华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
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