绍兴地区轨道交通基坑工程本体及周边环境变形规律研究

绍兴地区轨道交通基坑工程本体及周边环境变形规律研究

陈云飞 1 戴学武 2 舒云 2

1. 绍兴市柯桥区轨道交通集团有限公司，浙江 绍兴 312000 2.上海同是科技股份有限公司，上海 200120

摘要：目前，绍兴地区轨道交通工程已大规模建设，车站主体深基坑工程也已有多座相继完成，但针对车站基坑工程的变形规律分析尚且不多。本文以杭绍城际铁路5座地下车站基坑工程实际监测数据为研究对象，通过数理统计和数据分析，总结得出基坑本体和周边环境的变形规律，以期对未来绍兴地区轨道交通基坑工程设计、施工、监测等方面提供切实的技术依据。

关键词：软土基坑 监测监控 数据分析 变形规律

1、工程概况

1.1、总体描述

杭州至绍兴城际铁路工程北起香樟路站，南至笛扬路站，是连接杭州市萧山区与绍兴市柯桥区及沿线城镇间的快速联系通道。线路全长20.3km，设站9座，其中5座地下车站，4座高架站。本文以5座地下车站监测数据为研究对象，进行数据分析。

1.2、基坑结构概况

车站主体围护结构采用0.8m厚地下连续墙+内支撑，明挖顺作法施工，结构底板基本处于3-1层淤泥质黏土、3-2层淤泥质粉质黏土。各站施工工法及围护结构形式见表1

1.3、基坑地基加固及降水情况

本工程坑底加固方案采用Ø850@600三轴水泥土搅拌桩裙边加抽条形式。坑内搅拌桩加固体与地下墙之间400mm范围内需采用双重管φ800@600旋喷桩填充，坑底以上土层无需采取弱加固措施。坑外阳角采用双重管旋喷桩φ800@600加固，并在连续墙接缝外侧设旋喷桩止水。

本工程采用真空+管井的方式进行降排水，基坑开挖前，在基坑内布置管井，对开挖范围内的淤泥质粉质粘土层进行疏干，在基坑开挖前20~30天进行真空抽水，同时在基坑开挖至基底附近时，借助明排辅助降水。

1.4、地质概况

本工程属典型的软土地区，广泛分布厚层软土，其具有“天然含水量高，压缩性高，灵敏度高、触变性高、流变性、强度低，透水性低”等特点。拟建场地软土层由1-4层灰色淤泥质粉质黏土、3层灰色淤泥质土组成，其特点见表2。

表2 拟建场地软土特征一览表

注：1.表中物理力学指标为统计平均值。

2、基坑变形监测数据分析

综合5座车站监测数据，分别对测斜最大值与基坑深度比值、测斜最大值发生位置、地表沉降断面、阶段变形比等四个方面进行分析。

2.1、测斜最大值与基坑深度比值分布

将测斜最大值与基坑深度做比，将测斜进行无量纲化处理，再对数据进行频次统计，得到表3。

表3测斜最大值与基坑深度比值（δm/H）统计表

δm/H（‰）范围（上限）	频率	累积 %
1.5	15	16.30%
2	8	25.00%
2.5	17	43.48%
3	23	68.48%
4	12	81.52%
5	7	89.13%
5.7	7	95.31%
7	3	100.00%

上述统计，测斜变化最大值与基坑深度的比值范围在2.0‰~7‰之间，比值平均值为4.13‰，90%的数据可控制在5‰以内，95%的数据可控制在5.7‰以内。通过以上数理统计，可以得出绍兴地区轨道交通基坑工程一般基坑本体变形经验范围，从而作为制定预警、报警控制指标的依据。

2.2、测斜最大值发生位置分布

本文统计范围内，基坑开挖深度为16.8m~20.3m。对每个测斜最大值的发生位置进行统计，并将其与基坑深度作比进行无量纲化处理，从而消除基坑深度不同的影响，结果如图1所示。基坑发生最大变形位置主要发生在基坑深度0.95~1.2倍之间，且大于1.0倍的频率大于70%，即最大测斜位置大概率位于基底下方0~3m左右。结合基底土层多为③1层淤泥质粘土层的情况和本节统计，本文认为：当对基坑变形控制需要提高时，可考虑在基底一定范围内加强坑内加固来达到更好的控制效果。

图1测斜最大变形位置与基坑深度比值散点图

2.3、地表沉降断面分析

图2地表沉降断面沉降曲线图

现场地表监测断面由5点组成，测点以坑边为基准，间距基本统一为2m、6m、8m、8m、10m，形成大致0.25H、0.5H、1.0H、1.5H、2.0H的监测断面以便统一分析。随机选取12个地表断面进行统计，地表沉降最大值：发生在距离基坑边0.5H~1.0H范围内，平均值为9.9米，无量纲化比值均值为0.6H。根据上述统计，建议距离基坑1.0H作为基坑周边环境重大风险源起始标准，0.6H作为基坑周边环境特别重大风险源起始标准。

2.4、阶段变形比分布

本文对各测斜点进行分阶段变形统计，分阶段分布为：开挖阶段占比58.74%，收底阶段占比18.09%，结构回筑阶段占比23.17%。根据现场施工记录统计，一般开挖时间约为6-8周，收底阶段时间为1周，回筑阶段时间为6-8周。由此可见，基坑收底阶段基坑变形速率最大，是基坑安全风险的高危期，是安全风险控制的关键时期，开挖后尽快完成封底工作。

3、结论

本文通过数理统计得出绍兴地区轨道交通基坑工程一般基坑本体变形经验范围，从而作为制定预警、报警控制指标的依据。当对基坑变形控制需要提高时，可考虑在基底一定范围内加强坑内加固来达到更好的控制效果。本文通过测斜变形分阶段统计，基坑收底阶段是基坑安全风险的高危期，是安全风险控制的关键时期。

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