摘要：随着城市化建设进程的不断加快，地铁已经成位现代化大都市人们出行的主要交通工具之一，地铁车站深基坑工程持续不断增多逐渐增多。深基坑工程是一项涉及多学科的复杂岩土工程问题，在基坑开挖过程中由于原有土体应力平衡的改变，从而引起周边土体沉降造成不利影响。目前，在地铁车站基坑施工中为避免其不利影响，最常用、最有效的方法是在基坑开挖过程中对坑底土体变形、围护墙体变形、周边建筑物沉降等实施动态监测，并对施工全过程进行信息化管理。
关键词：地铁车站；深基坑施工；围护结构；周边环境；监测
1 工程概况
某地铁车站位于丁字路口南侧，采用三层岛式站台，车站中心底板埋深23．2m，车站净长134．43m，净宽20．3m，结构顶板覆土3．1m～3．3m。周边临近居民住宅及大学建筑位于基坑变形主要影响区域内，地下管线密集，场地内地下水位较高且含水量丰富，这些因素为现场施工带来一定难度，因此采用信息化施工和现场监测十分必要。
2 地表沉降测点布设
2.1 测点埋设要求
对于硬化地面，测点布设时采用开孔机钻孔埋设，在设计位置处钻孔至下卧原状土，钻孔中央打入不小于Ф16的螺纹钢筋至下卧层，保证钢筋与地表硬化地面脱离，用细砂回填并保护；对于土质地面可采用浇筑、预埋水泥桩的形式进行布设，埋设示意图见图1。结合车站的安全等级和周边环境的重要性等必要时对基点及监测点加固加密布设。
2.2 测点布置要求
地表沉降测点宜按基坑剖面垂直于基坑边布置，各剖面间距一般为18m，每个剖面按照3H范围内布点，测点由内向外先密后疏布置，各剖面线上布置8个测点，测点与围护结构外边线的间距分别为2m，6m，10m，14m，20m，30m，50m，75m。该车站基坑平面布置图及部分地表沉降测点位置图如图2所示。
3 监测项目与目的
基坑从南端头至北端头采用“中拉槽、后退式”分层开挖，测点布置主要选择在2倍以上基坑开挖深度范围内布设，监测项目主要包括围护结构和周边环境监测，主要有围护桩顶水平位移及沉降监测、支撑轴力监测、基坑外地下水位监测、周边地下管线沉降监测、周边建筑物沉降监测等。
地铁车站结构复杂、工法多、规模大、地质条件差，在施工及监测的过程中应及时处理监测数据，及时反映工程施工所造成的影响，判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化进一步的施工参数，做好信息化施工，达到安全、经济的目的。
4 监测结果及分析
图3周边建筑物沉降变化曲线
4.1 周边建筑物沉降监测结果分析
周边建筑物测点按从大到小自车站北端头起依次分布，其沉降变化曲线如图3所示。图3中，裙楼沉降大致分为3个阶段，第1阶段为均匀沉降阶段，各测点沉降量较小且基本一致，由开挖准备阶段基坑扰动所致；第2阶段为差异沉降阶段，该阶段沉降量迅速增大，离端头井最远的Jc27测点的沉降最大，顺着基坑开挖方向最大沉降量逐渐减小；第3阶段为稳定沉降阶段，各测点沉降速率逐渐减缓并趋于稳定，沿建筑物方向各测点间的差异沉降在1．2mm～4．33mm之间，在差异沉降控制范围内，未引起该建筑物出现裂缝的现象。
4.2 围护结构支撑轴力监测结果分析
支撑轴力测点Zg7-3，Zg6-2，Zg5-3自车站北端头起依次分布，其轴力变化曲线如图4所示。图4中，基坑处于底板浇筑及地下室结构施工期间，各支撑轴力的变化存在一定的波动并基本保持稳定，是受温度变化、外部荷载以及施工技术等的影响。从测点Zg5-3到测点Zg7-3，其支撑轴力逐渐减小，正是由于长条形深基坑分层、分段施工过程中所呈现的时空效应。在基坑开挖过程中，坑壁土体侧压力迅速传递给支撑，为保证基坑稳定在土体卸荷过程中及时支护，尽量减少无支撑暴露时间，防止产生过大侧向位移。
图4 Zg7-3，Zg6-2，Zg5-3测点轴力变化曲线
4.3 基坑外地下水位监测结果分析
地下水位测点SW23，SW15，SW14，SW12自车站北端头起依次分布，其水位变化曲线如图5所示。在施工准备阶段水位明显上升，是因为遇到了降雨；基坑开挖初期，各观测井水位均有不同程度的下降且下降速率很大；在地下结构施工阶段地下水位基本稳定，观测井SW14的水位最高，可能与该处围护结构的密封效果有关。本车站基坑承压水被地下连续墙围护结构隔断，采用坑内疏干、降压的方式，不会降低坑外承压水头，亦不会出现因坑内抽排承压水而导致坑外地面沉陷的情况，降水对周边环境影响非常小。
图5各观测井水位变化曲线
结束语
总而言之，通过监测对地铁深基坑进行信息化施工可以达到经济性和安全性的统一。地铁车站施工过程中，周边地表沉降最大点始终在离基坑一定距离处发生，在稳定沉降阶段，周边地表沉降介于0．05%H～0．07%H，满足地表沉降控制标准。
参考文献：
[1]龚毅.地铁车站施工下穿高压塔变形影响及控制研究[D].北京交通大学，2017.
[2]陈刚，黄庆伟.简述地铁车站明挖基坑施工监测技术[J].黑龙江交通科技，2017，40（08）：166-167.
[3]吴迎雷，王志超，陈超.地铁车站监测与数据预测分析[J].工程与建设，2017，31（03）：341-343.
[4]吴昌矞.地铁车站深基坑围护结构变形监测与数据曲线回归分析[J].价值工程，2017，36（19）：126-128.
论文作者:王琨鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/7
标签：基坑论文; 车站论文; 地铁论文; 阶段论文; 结构论文; 地表论文; 建筑物论文; 《基层建设》2019年第11期论文;