中铁二局第四工程有限公司
摘要：信息化施工已成为地铁基坑的关键环节，对保障施工安全及提升施工质量发挥了重要的作用。鉴于此，笔者选取北京地铁8号线为例，在明细整体工程概况及基坑设计方案的前提下，从桩体水平位移、基坑轴向力、地表沉降量等多个角度展开信息化监测，通过监测结果及时对设计方案进行优化调整，最终为基坑施工提供了科学性的建议。
关键词：信息化；基坑施工；地铁
1引言
地铁已成为一种便捷的交通工具，在城市发展中发挥着重要的作用。互联网时代下，随着信息化科技水平的不断提升，地铁基坑中的信息化水平也逐步提升。为充分确保地铁基坑的施工安全，除了需要对基坑周围搭建支撑体系或对施工方案进行完全论证后，同时需要引入信息化手段，将相邻建筑物、基坑周围管线等连接至一体，构建系统化的监测网络，通过系统反馈的实时监测数据(环境、土体状况、形变量等)来为施工提供科学的指导依据。当前，在地铁基坑的质量保障层面，信息化施工已成为关键性因素，不容忽视。
2 工程概况
2.1 工程简介
笔者选取北京地铁8号线例展开分析。该车站总长度约为190米，整体采用了岛式三层站台的设计方案，结构上选取了两柱三拱的曲面墙体。该车站施工所在的区域人流量及车流量较大，周围建筑物较多，在一定程度上给施工增加了难度，因此引入信息化进行施工势在必行[1]。
2.2 设计方案
在进行深基坑设计时，围护结构采用了直径为1000mm的灌注桩为支撑，标准桩体间距设置为1500mm，其中盾构井处的桩体间距设置为1200mm，支撑系统采用了槽钢及钢管进行构成，槽钢选用壁厚为14mm的40C型号，钢管选用壁厚为12mm，直径为600mm的无缝钢管。钢管预施加轴向力，按照设计的50%至80%进行，采用循序渐进的方式，充分考虑基坑施工现场的受力分布、施工变形等依次进行施加，四个支撑轴力的设计轴向力分别为390kN，137kN，2175kN及1885kN。
3 基坑信息化监测
构建基坑监测的核心宗旨在于为信息化施工必要循环动态的现场实时信息，为施工设计提供必要的优化建议，并对发生不利的作用位置展开强化，为后续基坑施工设计方案提供可靠的数据支撑，保障施工的安全及质量[2]。
3.1 监测围护桩体水平位移
本次基坑监测的施工包含八大工序。为了充分保障基坑施工中的整体安全，采用了预警极限值及测量基准值进行分析，对整个基坑施工展开提供信息化的辅助。具体数值如下：
桩顶位移：报警值为30mm，允许值在基坑开挖深度的0.0025倍至30mm区间；
桩体水平位移：报警值为30mm，允许值在基坑开挖深度的0.001倍至30mm区间；
地表有效沉降量：报警值为20mm，允许值在基坑开挖深度的0.0025倍至60mm区间[3]。
基坑施工的逐步开展，其中支护结构也变得日趋复杂。根据现场信息反馈数据，当挖距首道支撑为2m时，水平位移量的变化趋势由曲线变为线性，随着开挖深度的逐步扩增，其中侧面土体的压力也逐步增强，当挖距深度为11m时，桩体位移量显著增大，达到8.6mm；当挖距至目标距离22.6米时，其中产生的桩体位移量增加值25mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而根据反馈的数据发现，在当挖距距离为18m时，位移发生较大的形变，产生的主要根源在于施工过程中产生了超挖土方[4]。因此在此之后，对支撑间距进行了有效调整。虽然该桩体的水平位移量整体较大，超过了预先设定的基准值，但是没有超过要求的警戒线，因此结构整体稳定。
3.2 监测基坑轴向力
笔者选取了位于基坑中间位置的支撑轴向力进行监测。
随着基坑开挖深度的不断增强，其轴向力也呈现出明显的上升态势。其中在初始阶段增长量较为迟缓[5]。但是当开挖距离达到第二道支撑位置时，支撑轴向力发生了显著的变化，首道轴向力发生明显的下降，这说明第二道支撑的设计在很大程度上降低了首道支撑的承受压力。由于基坑开挖采用了全自动机械化方式，整体进度较快，在施加至第三道支撑位时，原有第二道的轴向力增长幅度达到50%，随着施工进度的继续，第二道轴向力数值趋于相对平稳，但整体数值仍相对较高，因此可知第二道支撑结构是重要的承载位置。此后，随着混凝土在基础底板上的浇筑完成，轴向力在各个支撑部位趋于平缓。当施工进展至13周时，受降雨的影响，位于底部位置发生了渗水现象，各个支撑位置的轴向力显著上升，但第四道上升显著。随着对侧墙渗水的逐步排放，支撑轴向力呈现显著下降的态势，其中第四道支撑的轴向力下降最为显著，幅度约为40%。
除此之外，发现当第四道支撑拆卸后，其余三道支撑轴向力均有所增强，最大不超过15%，第一道增长幅度最小。地铁基坑施工的全过程中，受施工工序的特殊性影响，需要对基坑中部间距位置进行有效调整，由于施工设计轴向力大于实际测量的轴向力，为此可利用有效控制围护桩的有效位移，来对支撑的施加轴向力进行有效调整，使得第三道、第二道的土压力显著降低，从而更好发挥材料的功效，控制整体桩体的形变，更好的发挥信息化在施工中的作用[6]。
3.3 监测地表沉降量
选取基坑中部沉降点N5， N6， N7进行沉降分析，当基坑开挖至第二道支撑之前，大约在第四周左右，基坑周边土体沉降曲线先由向下位移变化为向上位移，但总体竖向位移仍为负值。这主要是由于此时基坑较浅，加之第了道钢支撑预加轴力的施加使得基坑周边土体呈现相对隆起趋势，随着基坑深度的逐渐增加，基坑周边土体逐渐由向上变化变为向下位移。在施工进行到第9周前后，在第二道支撑支护完成预加轴力加载后，基坑周边土体位移又呈现向上位移状态，主要是由于预加轴力的影响。随着开挖深度的增加，由图4可以看出在第三道、第四道支撑预加轴力施加后基坑周边土体呈现规律性的相对隆起一沉降，而且离基坑越近这种变化越明显。
沉降点N5沉降变化较沉降点N6、 N7更为明显。之所以出现基坑周边土体的沉降一相对隆起一再沉降一再相对隆起状态，主要是由于在对钢支撑施加预加轴力后，桩后土体受到向基坑外方向的挤压而发生相对隆起。在基坑开挖过程中，随着基坑深度的增加围护桩发生向基坑内部的位移，基坑周边土体随之变化，转为沉降变化，之后再次对支撑进行预加载，桩后土体受到向外的压力作用，土体随之发生向上位移，但这种向上位移持续时间不长，大约为两周左右。就整个观测过程来看，基坑中部沉降点N5、N6、N7周边土体竖向位移最大沉降值为2.59 mm，未超过上述所设计的预警值。
4结束语
地铁基坑施工是一项错综复杂的工程，需要依据施工现场的地质条件来确定相应的支撑防护类型，在设计阶段通过信息化软件来进行模拟，提升建筑物的设计安全等级；在施工阶段引入监测工具，来对支护结构的整体形变量进行有效调整，通过监测反馈的实时数据来及时优化施工方案，使得基坑施工的整个过程处于安全可控的运维状态。在地铁基坑的过程中，需要对监测的结构进行精确、高效的分析，从而提升整个防护的安全系数，对原有设计方案进行整体优化评价，保障施工的安全，提升施工的质量。
参考文献
[1]杨军，郭文周，解祥成.某工程基坑工程汛期施工对堤防影响分析[J].江西建材.2015(01)：26-29.
[2]李爱军.监测技术在水利工程基坑施工中的应用[J].中国水能及电气化.2016(11)：75-78.
[3]安关峰，高峻岳.广州地铁公园前地下空间深基坑综合支护监测分析[J].岩土工程学报.2007(06)：25-31.
[4]张燕清.复杂地质条件下隧道综合施工技术研究与应用[J].科技与企业.2016(03)：99-103.
[5]张少飞.信息化技术在公路工程施工中的应用[J].交通世界(运输.车辆). 2015(10)：66-70.
[6]张伟.建筑工程施工管理中信息技术的应用分析[J].科技风. 2014(02)：15-18.
作者简介：简讯，性别：男，出生年月：1991年10月，籍贯：四川眉山，学历：本科，研究方向：隧道工程，职称：助理工程师，工作单位：中铁二局工程有限公司。
论文作者:简讯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/27
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