关于地铁深基坑施工变形监测的分析

关于地铁深基坑施工变形监测的分析

裴昭

中煤中原（天津）建设监理咨询有限公司  300000

摘要：地铁车站的深基坑施工和普通建筑工程的深基坑施工有很大的差别，在进行地铁车站的深基坑施工时，由于其地质条件十分复杂，加上地铁车站位于人群和建筑比较集中的区域，导致地铁深基坑开挖的环境也十分复杂，其施工对周围建筑的影响也比较大。本文主要探究了地铁深基坑施工变形监测的原则及其要点。

关键词：地铁工程；深基坑；变形监测

引言：基坑分为深基坑和浅基坑，深度超过5m的称为深基坑。目前，我国地铁工程建设多以深基坑为主。基坑深度增加，在一定程度上增加了基坑内部的受力，为了满足这些地铁的建设，基坑的深度也要相应提升，这更增加了深基坑受力变形的风险。所以，在深基坑施工的过程中，要严格做好变形监测工作。

一、地铁深基坑施工变形监测的目的

第一，地铁深基坑施工变形监测可以为施工顺利开展提供及时的信息反馈。由于土层性质的多样性和离散性，从地质调查资料获得的数据难以准确、全面地反映地层的整体状况。通过施工现场的实时监测可以随时掌握土层、支护结构及邻近建筑物等的变化情况，将监测结果与方案设计时的预估值比较，可以判断施工方案是否和预期相符，为后续工作的进一步开展提供及时有效的信息反馈。由于地质条件的不同、施工工艺和周围环境的差异，通过现场监测结果还可以分析和研究设计计算中未考虑的各种复杂因素，为基坑工程后期设计提供重要的基础数据。第二，为周边环境的保护提供依据。通过对邻近构筑物、市政管线、周边道路的现场监测，还可以对方案初期的环境保护方案是否准确、全面给予合理的验证分析，对出现的问题采取及时有效的处理措施，有效保护周边生态环境。

二、地铁深基坑施工变形监测的原则

深基坑的施工过程中使用变形监测技术需要遵循一定的原则：①多次测量原则。基坑若发生变形，就需要对其变形量进行测量。基坑的变形量是基坑施工过程中需要控制的一个重要参数，它可以反映基坑围护结构与外部土体相互作用的结果，所以在变形监控技术中需要对变形量进行重点监控，并且在测量过程中需要多次测量以保证测量结果的准确性。②可靠性原则。此项原则也是监测技术中的一项重要内容，它的监测需要利用专业、可靠的监测仪器，并且在监测过程中需要保证监测点不受其它因素的影响。③重点监测关键区域的原则。在深基坑的施工过程中，不同的区域可能采取不同的支护结构，所以每个区域的安全性能和稳定也会有一定的差别，所以在监测过程中需要对那些稳定性和安全性差的区域进行重点监测。④方便实用性原则。在监测工作中，为了保证监测结果的准确性，同时尽可能减少与建筑工程正常施工的冲突，监测系统的安装和使用必须尽可能的做到方便简单。

三、地铁深基坑施工变形监测的要点

1、水平位移监测

水平位移监测是目前应用较为广泛的深基坑监测技术。其主要是利用现代化的观测仪器及监测设备，对深基坑内部的测量点进行的水平方向上位移的计量、观测。通过这一技术手段，可以有效了解深基坑开挖过程中的荷载、岩土变形等是否处于正常状态。在测量方法上可以通过基准点的设置，针对特定的方向，采用视准线法、小角度法、投点法等进行水平位移的测量。针对测定监测点，也可以根据任意方向的水平位移，采用自由设站法或者极坐标法等。当然，以上的深基坑监测是在保证基准点在可控范围内的测量。当基准点较远，超出测量范围，可以利用GPS定位测量法或利用几何学原理（如三边、三角、边角测量等），通过结合测量基准线，最终实现可控状态下的综合测量。利用水平位移监测需做好基准点的埋设，通常基准点的设置应保证不受正常施工过程的影响，因为基准点一旦发生变动，其整个测量结果也需要根据基准点的重新设置而发生调整。正常情况下，基准点应设置在基坑开挖深度3倍范围以外，并严格按照测量规范、测量规程执行。若施工中具有较为稳定的施工控制点，同样可以加以利用。此外，测量基准点同样需要远离低洼、积水等。日常中，对于观测要求精度较高的，还可以采用微变形测量雷达技术，以实现自动化全天候实时监测。

2、竖向位移监测

竖向位移监测与水平位移监测技术一样，都需要根据基准点设置进行操作。根据竖向位移监测，需要针对深基坑的具体情况设置有效的观测点及永久性的固定水准点。在整个施工过程中，需要定期或者按照施工进度计划进行观测及记录，这一过程需持续至工程竣工。同时，通过观察这些沉降数据，可以为深基坑在回填前及回填中的整体稳定性做出有效评估，这对于防止建筑物施工过程中的不均匀沉降、防止深基处带来的建筑主体及功能破坏具有重要意义。

竖向位移监测可以采用水准仪，在测量时，可以采用闭合的线路，或者也可以采用往返测量法进行测量。在观测前，首先设置好基准点，观测点则可以选择在深基坑周围的路面或者是基坑附近建筑物上。例如，基准点的实际标高为±0.5m，则可以在基准点及观测点选择好后，测量出观测点处的初始标高并做好观测时间、观测读数的记录。在后期的观察中，通过读取相应的实际观测数据与初始数据进行对比分析，确定深基坑的沉降变化。在进行竖向位移监测时，同样需要遵循一定的技术要求，应该针对基准点进行多次测量，同时，基准点需要与观测点形成闭合的线路，在出现无法闭合的情况时，需要采取往返测量的方法。

3、裂缝监测

对于基坑的裂缝检测，要把握住裂缝的数量、长度、深度、宽度等，对深基坑施工的部分进行全方位的检测，将基坑裂缝对工程的影响控制在一定范围之内，即为裂缝监测。裂缝监测是重要的基坑监测环节，在裂缝两边标出平行线的手段，通过一些测量工具测量出裂缝的宽度。通常可以借助凿出法以及超声波检测法对基坑裂缝进行监测，得出检测数据并有效的提高检测质量。一般标准包括：（1）石膏标志。这种方法需要在裂缝的两端涂抹石膏，待石膏干固后，用颜色明显的漆料横跨石膏喷一条直线，如果监测处的裂缝发生变化，石膏就会裂开，并且可以通过油漆处裂缝的宽度来反映建筑物裂缝的变化情况。如果建筑面积较大且不便于人工测量，此时就需要近景测量的方法。（2）金属标志。此时需要在裂缝的两侧埋设金属标志点，然后每隔一段时间来测定两个标志点之间的距离变化，这样就可以间接测得裂缝的变化情况。

4、地下水位监测

对于水位动态变化的量测，每次采用几何水准方法测量出水位孔孔口高程，采用SWJ90钢尺水位仪量测观测孔内水面到孔口的高度，求得孔内水面高程。历次比较水面高程的变化即为地下水位的变化量。采用钢尺水位计测量，钢尺水位计由测头、钢尺电缆、接收系统以及绕线盘组成。实际对地下水位的测量，应对螺丝进行松开支紧处理，以使绕线盘能够自动进行转动。电源按钮按下后，就可将测头放置于水管内部，并用手将钢尺电缆使测头能够以缓慢状态完成向下移动操作。当测头与水面接触时，接收系统音响器就会发出蜂鸣声。此时对钢尺电缆所处管口位置的尺寸深度进行读数，就是地下水位与管口的距离。管口高程用精密水准仪定期与高程基准点联测，电测水位仪读数精度为±1mm。

四、结束语

由于地下土体性质、荷载条件和施工环境的复杂性，对在地铁深基坑开挖施工中，由开挖引发的土体性能、周边环境及建筑物、周边重要道路及地下设施变化的动态监测已经成为深基坑施工中不可缺少的组成部分。在实际的深基坑施工作业中，应及时对基坑支护结构的内力和变形、周边建筑、周边管线及设施、周边的重要道路进行实时监测，保证基坑在施工过程中的稳定性，避免由于基坑失稳而引发一系列的安全事故。

参考文献

[1]李辉.地铁车站深基坑施工中的变形监测方法及应用[J].四川建材，2016，05：124-125.

[2]赵赵远,辛建丽.地铁车站深基坑变形监测分析[J].温州职业技术学院学报，2015，01：62-65+88.