地铁车站深基坑施工中的变形监测解析

地铁车站深基坑施工中的变形监测解析

王情谢万寅

天津市建联工程勘测有限公司 天津 300380

摘要：地铁车站建设中，深基坑施工是核心环节。由于深基坑开挖深度大，会受到基坑周围土壤应力和地下水影响产生边坡位移，为了确保深基坑施工质量、施工安全，必须做好深基坑施工变形监测工作，及时发现问题及时解决问题。基于此，本文首先分析地铁车站深基坑施工特点，提出深基坑变形监测要求，最后探究深基坑施工变形监测对策。

关键词：地铁车站；深基坑；变形；监测

引言

近些年，为了能够丰富城市功能、提高人民生活质量，各大城市陆续开展地铁工程建设，为人民出行提供更多的选择。地铁工程由于是在地下空间建设，工程量巨大，需要投入大量的人力、物力、财力，再加上地铁工程建设风险多，一旦安全管理不当很容易造成安全事故。地铁车站是地铁工程的重要组成部分，相比普通建筑工程，地铁车站施工地质条件更加复杂，再加上车站通常设置在建筑密集区，基坑开挖环境复杂、施工难度大，施工时会对周围建筑造成扰动，在土层应力作用下，基坑可能产生形变，严重时会造成安全事故问题。这就需要重点加强深基坑施工中的变形监测工作，保证地铁车站深基坑顺利完工。

1. 地铁车站深基坑施工特点

地铁车站工程对开挖深度有较高要求，这也决定了深基坑施工环境的复杂性。其主要特点有：

（1）地铁车站深基坑开挖深度大、工程量大、土质条件复杂，增加了施工难度和管理难度。由于地铁车站有乘客换乘的功能，因此要根据设计方案设置相应的通道口，改变了土层应力，对深基坑支护施工提出了更高的要求[1]。

（2）为了丰富地铁车站功能，通常会设置相应的功能管道（地下管道），管道需要穿越土层连接给排水管和电气系统，增加了施工中的不确定因素。再加上地铁车站通常建设在建筑密集区，地下有很多的既有管道，如燃气管道、电气管道等可能与地铁车站管道冲突。这就需要加强与有关部门的联系，根据既有管道布设情况设计施工方案。

（3）深基坑施工中，随着挖掘不断深入，土层应力情况也会发生变化，对周围建筑造成不同程度影响。施工中应做好周围建筑保护工作，避免出现土层不均匀沉降问题。

2. 地铁车站深基坑变形监测的基本要求

2.1做好前期计划

应根据深基坑施工设计方案，分析深基坑可能出现的变形情况，并以此作为编制监测计划的基础，确保变形监测满足相关技术文件规范要求。监测计划应包含监测技术方案、监测仪器选择、监测精度标准、监测点布设、监测频率等。做好前期计划工作是顺利开展变形监测的基础。

2.2提升监测精度

确保监测设备精度达到使用要求，日常做好监测设备的检查和养护，根据监测计划方案开展人员培训工作，确保监测人员熟练操作监测设备、及时发现数据异常情况，确保监测数据真实可靠。由于深基坑开挖是一个动态过程，开挖不断深入其变形情况也会产生变化，这就需要及时发现变形情况，并采取有效的支护强化手段消除变形隐患，提高施工安全性。

2.3设定变形阈值

结合地铁车站深基坑工程特点和地质条件，设定深基坑变形阈值（警报值），包括变形系数、内应力系数、变形速率系数等，一旦监测中数据变化超过设定阈值，应采取相应的防护措施，避免变形进一步扩大。

2.4做好监测数据记录

对整个变形监测流程进行完整记录，生成观测报告。制定专业的记录表格负责记录监测数据信息，做好原始资料保存工作，为后续复核环节提供精准信息。按照监测对象的不同、监测方法的不同，分别记录监测信息数据，定期对监测设备进行检查，校核监测数据，确保监测设备信息采集精准度。每次监测到的原始数据应及时记录、反馈、处理、存档，还要统计偶尔出现的监测数据误差，及时调整数据参数。根据监测数据信息可以判定深基坑施工时对周围建筑的影响程度以及深基坑支护效果，预测后续施工中可能出现的问题，并提前制定好应急预案。

3. 地铁车站深基坑变形监测方法

3.1坑底土体隆起变形监测

深基坑开发过程中，会导致土方垂直荷载随之产生变化，打破土层原有的应力平衡，四周土壤受到应力影响会向中心转移出现坑底土壤隆起现象。特别是土方开挖初期，隆起现象十分明显，后续开挖中随着采用注浆加固技术强化坑壁，隆起现象会得到遏制，但也会受到土层应力影响导致坑壁护墙抬高。完成基坑开挖工作后，土层应力再次平衡，坑底隆起情况也会停止[2]。虽然基坑开挖前期坑底隆起不会对周围坑壁造成较大影响，但基坑达到一定深度后应力增加，此时就要监测护墙移动情况。坑底隆起变形应采用水准仪、钢瓦标尺进行监测，根据行业提出的观测精度规范标准（一级、二级精度），设置闭合水准线进行变形监测。同一观测点应定点监测并记录监测数据，根据监测数值变化计算高程变化量、沉降值。

3.2围护墙变形监测

围护墙（地下连续墙）变形监测分为横向变形、纵向变形两种。横向变形是由于随着开挖工作深入，坑壁外侧土壤对围护墙压力增加，坑壁内侧支护与外侧应力失衡，从而造成围护墙倾斜或位移，由于压力失衡导致土层压力分布不均，通常围护墙底部土层压力小、变形度小，围护墙上部土层压力大、变形度大。围护墙变形监测采用基准线法、导线测量法，需在围护墙上选择观测点，在具有代表性位置布置水平位移监测仪器，监测点间距为30cm左右。测斜管埋设中应保持垂直度，确保导槽与测量方向保持一致

[3]。检查连接器安装是否牢固，避免倾斜管吊装时掉落。灌注混凝土时应保持倾斜管和导向管一定距离，以免发生碰撞，完成浇筑后做好倾斜管顶部防护工作。定期对围护墙横纵变形方向进行监测，通过分析对比前后监测数据，判定围护墙整体的变形情况，并制定后续施工的防护策略。

3.3建筑物沉降监测

在深基坑施工前布设建筑物沉降点，提前对沉降点设备做好调试，确保投入使用时监测数据足够精准。建筑物沉降点设置间距为20cm，如果周围建筑物与深基坑施工位置距离较近，可以适当提高沉降点设置密度。埋设沉降点时使用冲击钻在浇筑墙体四角位置钻孔，向孔洞中放入“L”形沉降标，用植筋胶填充孔洞，保持沉降标稳定性[4]。如果因建筑结构等因素限制无法在建筑内部设置沉降标，则可以使用钢瓦标尺测定沉降标设定间距，并在建筑表面上张贴沉降标观测。

3.4周边管线沉降监测

由于地铁车站尤为管线数量较多，应合理设计管道线路位置。在管道连接点位置设置监测点，也可以在沉降变化明显位置设置监测点。结合行业规范标准，有特殊功能的管道应在结构顶层位置设置监测点，一般管道在上层地表设置监测点即可。如果管道设有检查井，可以直接在检查井中设置监测仪记录管道沉降数据；管道没有检查井但具备挖掘条件，可以通过挖掘将监测点设置在管道上测量沉降数据；管道没有检查井且无挖掘条件，则应在地表设置间接监测点，并安装监测仪。

结束语

综上所述，加强地铁车站深基坑变形监测对保证工程整体施工质量、施工安全有着重要意义。因此，在地铁车站深基坑施工中，应结合设计方案、现场地质情况制定变形监测方案，针对不同变形主体特点采取有效监测措施，做好监测数据记录，一旦发生严重变形情况及时采取应对措施，确保深基坑施工安全。

参考文献

[1] 刘加宝.关于地铁车站深基坑施工变形监测探讨[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术, 2022(2):433-434.

[2] 王凯弘.地铁车站深基坑施工变形监测探讨[J].居舍, 2020(25):183-184.

[3] 赵大龙.地铁车站深基坑施工变形监测探讨[J].百科论坛电子杂志, 2020(14):146-147.

[4] 陈带兵.合肥地铁祁门路站深基坑变形监测与分析[J].建筑·建材·装饰, 2020(6):322-323.