深基坑锚索力突变的原因分析与应对措施探讨

陈宗国 CHEN Zong-guo

（中铁二十五局集团有限公司，广州 510000）

0 引言

随着我国城市建设的飞速发展，城市地铁的施工也逐渐增多。由于施工环境周边居民密集且地理位置重要，更体现出安全施工的重要性，而对于地下工程来说监控量测就显现出重要的作用。本文以一座明挖车站的监测数据与现场遇到的安全隐患问题进行分析讨论，总结出问题的原因及处理措施。

1 工程概况

崂山科技城站为青岛地铁4号线与青岛地铁15号线换乘车站，车站为三层岛式车站，采用明挖法施工，车站全长165.8m，标准段宽23.1m，顶板覆土约3.76～4.52m，基坑深约29.31～32.91m。车站分为两期实施，一期施工车站主体，二期施工车站附属。

本工点结构底板主要位于微风化花岗岩中，岩体完整性为较完整～完整，节理，裂隙稍发育，均匀性好，部发育煌斑岩、细粒花岗岩岩脉、花岗岩（砂土状碎裂岩）、花岗岩（块状碎裂岩）、微风化花岗岩（碎裂状）及微风化细粒花岗岩（碎裂状），但均属良好的天然地基持力层和低压缩性地基，且压缩性差别较低，由于地基压缩性造成的沉降微小，因此，场地地基均匀性好。

本站局部基坑需采用爆破开挖，故本站除满足相对岩层基坑变形控制保护等级外，还需满足下列要求：

①爆破对科苑经七路及车站调流路附近的振动速度应控制在15mm/s以内。

②爆破桩脚附近的岩体应采用爆背以减少对围护桩的影响。

③爆破作业遵循浅孔密布的原则：少装药，短进尺，多循环、分台阶开挖，稳扎稳打，确保安全及减小对周边环境的影响。

2 警情过程研讨

2.1 监测参数

在基坑开挖过程中实时监测锚索受力数据现场锚索设计为3ΦS15.2，锚索计选用振弦式频率仪。在监测过程中我们发现锚索测力计与千斤顶油压表读数存在误差的问题，经过查阅相关论文及咨询相关专家得知锚索测力计与千斤顶测值相差较大原因在于锚索张拉时锚具从限位板凹槽脱离、千斤顶和锚索计的读书误差、锚索锚具安装偏心及锚具夹片摩擦的能量损耗等因素造成[4]。就此问题建议在张拉完成封锚时除安装锚索计的钢绞线外相邻两束锚索在不影响施工的情况下也要保留，防止因不确定因素导致测力锚索损坏有相同位置的锚索可替换监测，保证监测的连续性稳定性。因本文研究是同一锚索的相对变化量可不考虑此问题。

在经过一段时间的开挖施工，局部监测数据发生报警情况，接下来我们就此事件进行探讨研究。2017年09月04日，崂山科技城站锚索内力MS01-05、MS02-05实测值达到报警值。

具体监测数据如表1（以下数据均为现场实时数据）。

表1 报警近期监测数据

达到锚索力报警时现场已停止的爆破施工。

2.2 警情分析与处理措施

①报警信息发出后，项目部积极做出相应，通过仪器观测，基坑侧壁存在斜向裂纹，并对基坑其他锚索监测点周边进行了观测暂无裂缝；

处理措施：现场对基坑侧壁存在的斜向裂纹进行砂浆修补，观察后续是否开裂以证明裂缝的增长，并布设反观片观测此处的水平位移。见图1。

图1 安装反射片

②报警处地面存在垂直和平行于基坑的裂缝，裂缝体现为不同的新旧程度，能看出有近期新增裂缝。

处理措施：对报警处附近地面的裂缝做水泥填缝处理，以此来观察裂缝的发展趋势。见图2。

图2 水泥填缝处理

③报警处为作业通道（砼罐车通行），可能会影响该部位受力状况；

处理措施：现场指挥车辆机械避让此处作业，减少基坑周边荷载。

④分层爆破作业对该部位产生疲劳震动；

处理措施：监测数值触发报警时已停止此处爆破作业，核查近期爆破振速监测数值最大值为0.63cm/s，小于设计要求的1.5cm/s的控制值，为减少对岩体的扰动，待锚索力监测数据稳定后再进行下一步施工。

⑤桩顶水平位移及测斜监测数据变化速率及累计值均在控制范围内但也都有小幅度的变化，报警处应加强监测，如有异常及时上报。

处理措施：①该处增加桩顶沉降及桩顶水平位移监测点（见图3、图4），并及时采集数据，目前监测数据无明显变化。

图3 JMZQC01

图4 JMZQS01

②在该处基坑侧壁增加一排竖向反射片，以反映基坑侧壁水平位移（代替测斜）情况见图5、图6。

图5 白天观测

图6 夜间观测

经过一段时间的加强监测，监测数据平稳无异常，说明现场险情已稳定，具体监测数据参见表2、图7。

图7 监测数据变化曲线图

表2 监测实时数据

2.3 后期研讨总结

目前崂山科技城站基坑开挖已经结束，并无险情发生。经过根据长期的监测数据和现场施工节点我们取MS01-05的监测数据（图8、图9）和崂山科技城站现场开挖施工台账（表3）来看，我们可以发现在锚索力监测曲线图表中2017年7月10日和2017年9月3日号有突变而再根据现场近期的施工状态发现正好为此处的开挖节点。本站土石方是分层分段开挖，车站钢管桩的围护形式为吊脚桩，当开挖到下层桩后上层的锚索力已趋于稳定状态。有此可知爆破及开挖施工对临近的基坑围护体系的影响是比较大的。

图8 MS01-05监测数据（一）

图9 MS01-05监测数据（二）

表3 基坑开挖施工台帐

3 结论

经过对锚索力监测位置的施工状态、施工环境、岩体的变化与实时的监测数据对比分析，可知影响基坑受力的因素有基坑周边的荷载过大；爆破、开挖对基坑受力影响；以及未进行讨论的环境温度天气等因素。这里需要我们对可人为控制的因素加强管理：①基坑周边不能堆载过大；②爆破桩脚附近的岩体应采用爆背以减少对围护桩的影响及炮眼不能离桩体太近,减少对围护体系的扰动，确保基坑安全。