某地铁车站深基坑施工地表沉降监测分析

周志强

(1.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安 710054;2.中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133)

某地铁车站深基坑施工地表沉降监测分析

周志强1,2

(1.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安 710054;2.中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133)

近年来,随着我国铁道建设技术的不断发展,各个城市之间逐渐建成了铁道运输网络。而且在城市之中也慢慢的建成了地铁运输网,在此建设过程中由于地址原因,在施工过程中面对各种的地基影响需要对地铁车站的深基坑施工的沉降情况进行监测研究,为确保施工的安全提供有效的保障。本文主要针对某个铁路车站的深基坑施工过程中的沉降监测问题进行探索,为确保地铁的安全运行提供保障。

地铁 深基坑 表面沉降 监测

地铁逐渐为我们日常生活提供了便捷的运行方式，尤其是近年来快速的生活方式使得我们在对地铁深基坑处理的时候采取何种监测手段将会决定其监测的准确性。本文选取某项地铁的深基坑进行监测研究，为探测深基坑地表沉降监测分析提供指导，实现对其进行监测准确性分析，切实有效的为实现深基坑处进行监测提供有力的帮助。在地铁深基坑施工过程中需要对周围的防护体系以及地表的变形情况进行实时监测，并根据监测的结果采取相应的措施，以防止地铁深基坑工程施工过程中出现地表位移情况。地铁的安全监测有益于我们整个城市运输网络的安全建设，为建设社会主义快速的交通运输体制贡献力量。

1 深基坑施工研究现状

图1

近年来，随着工程建设施工的不断发展，我国对于深基坑的施工工作得到了快速的发展，但是目前的技术水平仍然停留在人工施工阶段之上。虽然不时的采用先进的科学技术进行监测、测定，但是还未形成一个统一的监测体系，完善的监测方案。人工监测通常是经过一定得频率对深基坑工程进行现场施工数据采集，然后在进行数据处理，同时采用电子报告和纸质报告。对于深基坑工作的数据采集是一项非常庞大的工程，因此对于深基坑工程进行数据采集以及信息储存非常重要。尤其是近年来监测市场中经常会出现一些编造数据、谎报结果的问题，难以实现实时指导整个深基坑工作的安全施工[1]。

随着我国科学技术的快速发展，越来越多的企业或者监测单位正在努力的尝试自动化监测设备、数据采集设备以及数据查询平台等。整个系统实现了数据自动化监测，并且在一定程度上还是先了数据自动收集，远程传输以及远程监控等。由于近年来的信息技术，应用编程语言搭建起深基坑的监测平台，并且集成了多种数据传感器和数据传输设备，不断利用信息技术建立起一个完善的监测系统，在此系统中实现数据采集、处理、传输、分析以及监测显示等功能[2]。

2 深基坑施工概况分析

2.1 地铁站的工程概况

某地铁站总体结构为地下二层岛式结构，车站为东西方布置，东向西顺坡的坡率约为0.2%，站台位于地面标高的绝对高程399.30m处，有效的站台中心里程位于底板底面绝对高程382.11m。对车站外表尺寸设计长度约为211.0m，高度为13.60m，标准段的宽度为19.50m，对车站的底板埋深设计深度为17.20m，车站的顶板最大埋深设计为4.00m，顶板面的覆土厚度约为3.6m。该地铁站是一个明挖式的地铁站，无论是车站的站台、站厅还是车站的出入口都是明挖式施工，只有一小部分工程采用的是暗挖方式。

2.2 地铁站的地层条件

该地铁站的特征主要有以下几个方面：一是人工杂填土层，该层的厚度约为2.00m～3.40m，层底高程约为395.33m～396.03m;二是人工索填土层，该层的厚度约为0.30m～3.60m，层底高程约为394.22m～398.55m，层底的深度为0.3m～4.5m;三是新黄土湿陷层，该层具有湿陷性，厚度为1.30m～6.30m，层底高程约为390.66m～393.23m，层底深度约为5.30m～7.30m;四是新黄土饱和层，该层的厚度约为4.60m～6.70m，层底高程为386.23m～387.60m，深度约为0.80m～12.40m;五是古土壤层，该层厚度约为2.20m～3.60m，层底高程约为383.27m～385.12m，层底深度约为13.00m～15.30m;六是粉质粘土层，该层的层底深度约为25.30m～28.50m，层底高层约为383.55m～373.35m;七是粉土层，该层的厚度约为0.20m～4.50m，埋深最浅处的深度为4.00m，标高约为384.73m;八是细砂层，该层的层厚约为0.50m～4.30m，埋深最浅处的深度为15.30m，标高约为383.80m，九是中砂层，该层的层厚约为0.50m～5.30m，埋深最浅处的深度为14.90m，标高约为384.55m;十是粗砂层，该层的层厚约为0.60m～2.90m，埋深最浅处的深度为157.40m，标高约为381.94m;十一是粉质粘土层，该层没有完全揭穿，最大揭穿度为5.40m，地下潜水位高程约为389.92m～391.80m，埋深约6.70m～8.80m[4]。

2.3 车站的钢支撑与围护结构

车站的基坑围护桩在南北两侧采用的是φ1200@1600钻孔桩锚索，其余地方采用的是φ1000@1300的钻孔桩和钢管结合的支撑形式;围护桩主要采用的是C30混凝土浇筑桩，具体规格为A、B型桩φ1000@1400，G型桩φ1200@1600，余型桩φ1000@1300。基坑的侧壁采用100厚挂钢筋网喷射砼，F型桩嵌入深度9m，其余类型的桩深度为7m。

2.4 车站检测点的布置

为了保证车站的基坑顺利施工并保证基坑周围建筑物、地下管线的安全，在基坑的周围设置了4排监测点，用于日常的监测工作。在基坑的南北侧各设置两排，北侧靠近基坑点的监测为A1，远离基坑点的为A2，在南侧靠近基坑点的监测为B1，远离基坑点的为B2，每排监测点又分为14个监测小点，如图1所示。

3 检测数据的分析

对某车站的基坑周围地表进行沉降分析，以下为某车站的监测时间，6月～12月。南侧第一排监测点和北侧第一排监测点对称，第二排监测点也为对称的。通过长达半年时间的监测，南侧第一排沉降位移最大的是下沉8.8mm，记为-8.8mm，最大隆起为3.4mm，记为3.4mm，最大的倾斜率为0.093%，基坑的纵向沿线的中部发生了最大不均匀的沉降，如图2所示。

图2

基坑南侧的第二排监测点监测的最大沉降为-10.2mm，位置在基坑的起始端，最大的隆起是2.55mm，在基坑的终端位置，最大倾斜率0.0448%，如图3所示。

图3

基坑北侧的第一排监测点的最大隆起是1.94mm，位置在监测点的A10-1，而最大的沉降在监测点A3-1处，为-15.4mm，最大倾斜率是0.2128%，如图4所示。

图4

基坑北侧第二排监测点监测的数据如下，在A10-2监测点出有最大的沉降，为-12.6mm，在监测点A9-2处有最大的隆起，为1.9mm，最大的倾斜率是0.1501%，如图5所示。

图5

经过监测对比，和基坑第一排监测点的沉降量相比，第二排监测点的隆起量相对较小，而积淀的沉降量相对较大。从监测发现，呈现的是越靠近基坑连续墙的隆起程度越明显，而沉降量也越小，监测到的最大的沉降量和基坑都相距了一定的距离[5]。

随着基坑挖掘工程进度的深入以及加撑施工工程的开展，地面沉降量会出现一定的波动，但是整体上还是呈现出了一定的规律，如在基坑尚未挖掘时没有出现沉降的情况，随着基坑工程开挖，慢慢出现沉降的情况，随后又由于支撑工程的进行，为其提供了一定的横向轴力，使得沉降量减小，甚至有的地方还由于支撑工程的存在而出现一定的隆起，在基坑开挖的后期，地表的沉降量逐渐趋于稳定。

通过监测点的总体观测，基坑南北两侧的地面累计沉降曲线是不对称的，累积量曲线也有所不同，但是基本趋势都比较一致，也呈现出了一定的规律性，如南侧最大的沉降量出现在基坑的中部，北侧最大的沉降量出现在中部偏西的位置。南北两侧的倾斜率差别比较大，导致的沉降量也有所不同，南侧的倾斜率为0.093%，最大的沉降量是-10.2mm，北侧的倾斜率是0.213%，最大的沉降量是-15.4mm。

从本次选取的研究案例来看，地铁的深基坑南北走向的地面出现累积曲线呈现出不对称态势。虽然南北的深基坑走向曲线不对称，但是却依然走向平缓基本一致，就最大的南侧沉降段来看，其最深的位置在深基坑的中部，而北侧的深基坑的沉降却偏西位置，且其倾斜度很大[6]。据数据计算，北侧的最大倾斜率为0.213%，南侧最大倾斜率为0.093%，相应的北侧最大沉降量为-15.4mm，南侧为-10.2mm。

4 结语

地铁作为我们日常生活的基本交通方式，为我们生活提供了很多便利。针对地铁深基坑施工中不断进行监测有利于周围建筑项目的开展，本文重点分析了深基坑周围的地表沉降情况，针对所选取工程的基本概况进行介绍，并且根据深基坑沉降方法对该工程项目进行研究，并且提出了相应的深基坑沉降监测方法。为我们日后开展地铁深基坑沉降监测提供有效的借鉴方案，从而实现提升地铁运输的安全有效性。

[1]宋梦.郑州某地铁车站深基坑数值模拟及现场实测分析[D].西安建筑科技大学,2012.

[2]张婷.西安地铁韦曲南站深基坑变形规律现场监测研究[D].西安科技大学,2013.

[3]刘耀凯.某软土场地地铁车站深基坑明挖法施工性状研究[D].哈尔滨工业大学,2013.

[4]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.

[5]秦玉宾.富水软弱地层地铁车站深基坑监测与仿真分析[D].大连交通大学,2013.

[6]杨伟,宋建虎,宋洪锐.成都地铁车站深基坑施工紧邻建筑群的变形监测[J].山西建筑,2014,08：79-80.