地铁主体基坑施工监测方案设计与研究

地铁主体基坑施工监测方案设计与研究

邢艳如

中铁第六勘察设计院集团有限公司 陕西西安 710000

摘要：随着社会经济的不断发展，城市规模不断扩大，地铁成功解决大城市交通拥挤问题，有效的保障了市民快速方便出行。地铁的建设位置一般都要穿过城市发达的商业区域、主要旅游景点等客流量多的繁华地段，如若工程本身的安全稳定存在问题，则会造成周边建筑物开裂倾斜、变形，地下管网断裂等，引发严重事故。因此，必须对地铁基坑进行有效的施工监测，保证其结构的安全稳定性。

关键词：地铁工程；深基坑；监测方案

引言

地铁施工监测工作是以动态描述地铁土建施工期间结构自身、地下管线及周围建筑物的稳定性，确保基坑施工期间工程的安全稳定而进行的一项重要工作。通过对工程施工期间监测得到的数据、信息进行采集与分析，为优化设计和施工方案提供依据，使城市轨道交通建设更加安全、可靠。

1地铁站深基坑施工监测的重要意义

根据以往的理念，通常，会将地铁站深基坑的挖出土体工作当作一项较为简便的土方作业项目，并不认为其同深基坑工程的经济、安全相关。在以往的计算经验以及理论方面，同样也更加重视深基坑的稳定性能，但是，对于稳定丧失以前，由于挖土而造成的土中应变场、应力场改变，造成地层位移的状况，尤其是软土地层较大流变性的位移而言，缺乏更加细致的分析、研究以及治理方法。由此可见，由于地铁站深基坑工程的快速发展，对深基坑开挖期间的位移状况展开研究分析与处理解决具有非常重要的价值。而对于深基坑施工监测系统而言，最为核心的功能便是实时报警以及现场数据、信息的收集与整合，特别是对于城市建筑物众多的地区，对地铁站施工展开更加高效的监测工作具有不可忽视的重要意义，因此监测设计方法的选取变得十分重要。地铁站深基坑工程项目在作业施工的过程当中，通常，地下连续墙配合内支撑的支护方式运用最为广泛。将设计规划的相关需求作为依据，为了能够对深基坑开挖以及结构作业施工安全带来保障，需要确保深基坑的施工作业能够同施工现场的监测工作相结合，将现场所获取的数据、信息作为依据，从而展开分析，并且将结果向相关人员及时反馈，确保施工方法、设计图纸能够得到及时地调整，将信息化、动态化设计、施工目标达成。对于深基坑的监测内容来讲，主要包含观测深基坑侧壁，即地下连续墙的深层水平位移（测斜）相关数据信息；监测地下连续墙顶部的水平位移及沉降相关数据信息；监测混凝土支撑梁轴力或钢管支撑梁轴力的相关数据信息；监测支护结构外侧地面及建筑物沉降的相关数据信息；监测支护结构外侧地下水压力的相关数据信息等。通过对以上监测数据信息的分析，能够对深基坑的稳定状况有更加全面的了解与掌控。

2地铁主体基坑施工监测方案设计与研究

2.1沉降监测

沉降观测包括地表、周边建（构）筑物、地下管线、围护墙顶、立柱等沉降监测，监测点埋设时应注意确保测点能够准确的反应结结构物变形。沉降观测方法采用精密水准测量方法，工作基点和附近基准点联测取得初始高程，各监测点高程初始值在监测工程前期三次测定(三次取平均)。观测时使用电子水准仪按二等水准要求进行观测，每次测量时各测站位置尽量固定，各项限差宜严格控制，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜过多，否则应重读后视点读数，以作核对。沉降点的沉降值△Ht等于沉降点与基点间高差△h在时刻t时的改变值。即：△Ht()i,i-1=△ht()i-△ht()i-1单位以毫米计式中：△Ht（i,i-1）-本次沉降点的沉降值(m)△ht(i)-本次测量监测点在t时刻的高差变化值(m)△ht(i-1)-本次测量基准点在t时刻的高差变化值(m)误差处理：水准路线一般分闭合水准路线和附合水准路线两种。由于观测时存在误差实测的总高差并不完全等于理论的总高差，两者之差称为高差闭合差。附和水准路线中，高差闭合差的计算为：fh=∑h－（H终－H始）闭合路线中，由于起止点为同一点，因此理论总高差等于零，高差闭合差为：fh=∑h当高差闭合差在允许的范围内，则可将闭合差反符号正比例分配到各段高差上进行平差处理。

2.2深层水平位移监测

监测仪器主要为测斜管、测斜仪、测读仪等。测斜管可直接埋设在桩身砼中，埋设时，检查测斜管内的一对导槽，其指向应与欲测位移方向一致。项目开始前，所用测斜仪应按规定进行严格标定，以后定期校正。量测时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后，测斜管的挠曲值瞬时反映在测读仪上，本次采用的是CX-08A型钻孔测斜仪。

2.3深基坑变形的控制措施

为了减小基坑施工对建筑物所带来的影响，应当注意以下几点内容。（1）在施工前根据工程的特点以及周边环境水文等条件内容进行具体的分析研究，选择适合该工程的支护方式和开挖方式进行施工。（2）另外对施工的支护结构进行安全性检验，在不影响工程造价的同时提高支护结构的安全稳定性和强度，这样才能够保障整体施工的稳定进行，提高施工质量。（3）在施工的过程中，要做到开槽就支撑、先支撑后开挖、分层进行开挖、严禁超挖的现象发生。（4）在开挖过程中要架设钢支撑，并且钢支撑的架设时间要及时。（5）对维护墙围护桩等支护结构的入土深度进行严格的控制，尽量避免对底部的影响。（6）对工序和工期进行合理的安排和规划。

2.4支护结构测斜监测

监测支护结构的深层水平位移（测斜）来讲，通常需要将测斜仪设施加以运用。将支护结构的受力主要特征、深基坑四周的环境条件作为依据，从而在核心的部位进行钻孔，并且将测斜管埋设其中，通过具备高精度的测斜仪来实施监测，从而将支护结构的深层水平位移变化作为依据，将支护结构沿着深度方向的水平位移通过时间的改变曲线来及时提供数据。在监测工作中，需要将滑移式测斜仪运用，并且将孔壁同支护结构之间的孔隙利用中细砂或膨胀土来回填 。在土体开挖前，必须要多次观测，并且选取稳定值将其作为最初的读数。在土体开挖及地铁站施工期间，需要按照相关规范要求及时展开监测。数据的整合工作，需要由具备专业经验的工程师承担，每隔一阵时间便需要对深度变形、变化曲线进行绘制。如果支护结构变形数据出现异常，必须要及时上报设计、监理、甲方等企业，并且及时选用相应的处理对策。

结语

除以上监测内容以外，还应进行支撑轴力监测、坑外水位监测、周边建筑物倾斜及裂缝监测等，因此在基坑开挖和围护结构施工过程中，制定详细的监测方案，对围护结构、支撑和地下管线进行跟踪监测，利用计算好的监测数据绘制出工程围护结构及建(构)筑物“沉降（变形）历时曲线图”、“支撑轴力历时曲线图”及“桩（墙）体水平位移曲线图”等，可以进一步掌握基坑工程施工过程中基坑及周围环境的安全状态，总结施工对工程结构、周围地层及周边环境影响的情况和变化规律、发展趋势，提出安全施工和优化设计的建议，以便指导下一阶段的安全施工。

参考文献

[1]施有志，李秀芳，林树枝.城市中心地带地铁深基坑开挖对周边环境影响实测分析[J].防震减灾工程学报.2017,37（6）:900-909.

[2]GB50308-2017城市轨道交通工程测量规范[S].2017.