地铁车站明挖深基坑施工监测分析

地铁车站明挖深基坑施工监测分析

薛俊友

中国水利水电第六工程局有限公司

摘要：在城市化运行进程加快的背景下，地铁建设是十分重要的一项措施，既可以对城市交通环境有效改变，解决日益增多的人口问题，同时还有利于城市经济良好发展。地铁车站是地铁建设中十分重要的一方面。建设期间，需要对多方面因素重点考虑，具体表现为施工成本、工期和安全，而明挖施工作为地铁车站建设中普遍采取的一种方式，怎样确保施工过程的安全性和稳定性是需要解决的主要问题。文章中全面论述了地铁车站明挖施工基坑的检测方式应用情况，进而提升地铁车站事故的安全性和稳定性。

关键词：地铁车站明挖；深基坑施工；监测要点

基于城市化建设进程的加快，地铁建设从城市中得到了快速发展。其中，建设地铁车站是一项工艺精细且细节严密的阶段。在地铁车站建设过程中，明挖施工得到了普遍应用，这是因为明挖施工操作简单、有着灵活性、速度快的特征。在地铁车站施工深基坑明挖施工过程中，必须重点对人员和设备安全有效考虑，动态性的监测施工中的土体变化情况，从而提升稳定性。文章中主要探究了地铁车站明挖施工深基坑的监测方式，以此为地铁车站施工安全开展提供良好的依据。

1、工程案例

在本篇文章中以成都地铁19号线举例说明，成都地铁19号线二期牧华路站为地下二层 15.6m 岛式站台明挖车站,车站采用三柱四跨箱形框架结构，基坑深 22.5m，中心覆土厚度3.00m。主体围护结构采用放坡开挖、钻孔桩+内支撑，明挖法施工。车站总长为867.809m，标准段宽度 27.6m，有效站台长度 186m，本站采用明挖顺筑法，围护段基坑深度20.5m，放坡段基坑深度19~35m，基坑安全保护等级为一级。在深基坑开挖施工作业开展过程中，基坑内外的土体从原有的静止土压力状态转变为了被动和主动，土压力应力状态的改变时，土体发生了变形现象，即便落实了相应的支护方式，但是变形现象也无法避免，这种变形表现为深基坑坑体土体逐渐隆起，发生了侧向位移。不管是哪一种类型的位移量超出某项范围，都会危害到基坑支护结构。一般情况下，是在相对繁华的市中心开展深基坑开挖工程施工，场地周围有建筑物和地下管线，基坑开挖引起的土体变形，对于建筑物和地下管线的正常状态有着直接性的影响。当土体变形程度非常大的时候，临近的结构和设施受到了严重破坏，基坑周围的管线也会造成地表水渗漏，导致土体变形加剧。对此，就需要全面的了解基坑支护结构，基坑周围土体和构筑物的实际情况，从而确保工程顺利开展。第一，有利于及时预防不稳定性因素。通过施工监测，可以实时获取基坑及其周边环境的动态信息，及时发现并预警可能的不稳定因素。施工监测能够全面反映基坑及其周边环境的变形和受力情况。通过布置测点、安装传感器等手段，可以实时监测基坑的位移、沉降、应力变化等参数。这些参数的变化可以直接反映基坑的稳定性状况，一旦发现异常，就可以及时采取措施进行处理，避免事故的发生，为后续的施工提供科学的决策依据。第二，为信息化施工提供良好的依据。施工监测可以实时获取基坑及其周边环境的动态信息。采取布置测点、安装传感器等手段，监测基坑的位移、沉降、应力变化等关键参数。这些实时数据能够直接反映基坑的稳定性状况，预测基坑进一步施工后可能发生的变形及稳定状态的发展，确保施工安全和稳定，为施工管理提供决策依据，并积累宝贵的工程经验。

2、地铁车站明挖深基坑施工监测方式

2.1测斜方式

测斜法作为一种有效的监测手段，能够实时掌握基坑变形情况，为施工安全和质量控制提供重要依据。测斜法是一种通过测量倾斜角度变化来监测物体变形的方法。在地铁车站明挖深基坑施工中，测斜法主要用于监测基坑边坡的变形情况。其原理是利用测斜仪在测斜管内测量不同深度位置的倾斜角度，分析基坑边坡的变形趋势和稳定性。根据基坑尺寸和监测需求，确定测斜管的数量和位置。然后，在基坑边坡上开挖适当大小的孔洞，将测斜管插入孔洞中，并用砂浆或细土填实固定。安装过程中需确保测斜管与基坑边坡垂直，且各测斜管之间保持一定的间距，以便全面监测基坑变形情况。在测斜管安装完成后，利用测斜仪对初始倾斜角度进行测量，作为基准数据。在施工过程中，定期对测斜管进行监测，记录各测点的倾斜角度变化。根据监测数据，绘制基坑变形曲线图，分析变形趋势和速率，对原始监测数据进行整理，剔除异常值和错误数据。利用统计分析和数学模型等方法，对监测数据进行处理和分析，提取基坑变形的关键信息。通过对比不同时间段的监测数据，可以判断基坑变形的稳定性和发展趋势，为施工决策提供科学依据。按照监测数据分析结果，可以对基坑的稳定性进行评估，并预测可能出现的问题。一旦发现变形速率超出安全范围或存在不稳定因素，应立即采取相应的措施进行加固或调整施工方案，确保施工安全和质量。测斜管埋设时应确保其与基坑边坡垂直，并固定牢固，防止在监测过程中发生位移或变形。

2.2声波检测法

声波检测法利用声波在不同介质中的传播特性进行检测。在基坑监测中，通过在基坑边缘或关键位置布置声波发射器和接收器，发射声波并测量其在土体中的传播速度、衰减等参数，进而分析土体的密实度、力学性质以及潜在的缺陷和隐患。首先，根据基坑的形状、尺寸和监测需求，确定声波发射器和接收器的数量和位置。然后，在选定位置钻孔或安装固定装置，确保声波发射器和接收器与土体紧密接触，注意设备的防护和校准，确保其在恶劣环境下的稳定性和准确性。利用声波发射器向土体发射声波，并利用接收器接收声波信号。数据采集系统实时记录声波的传播时间、波形等参数。随后，利用专业软件对采集到的数据进行处理和分析，提取出有关土体密实度、力学性质等信息，明确声波传播速度和衰减参数，评估土体的密实度，根据声波参数与密实度的关系模型，可以定量评估土体的密实度水平，进而判断基坑的整体稳定性和承载能力。通过对比不同位置的声波检测结果，可以综合分析基坑的整体稳定性状况，为施工决策提供依据。当声波遇到空洞、裂缝等缺陷时，会发生反射、绕射等现象，导致声波参数发生变化。通过分析这些变化，可以识别出基坑中的缺陷位置和类型，为及时采取修复措施提供依据。

2.3钢管套管法

基坑开挖前，根据设计位置进行套管预埋。安装过程中，要确保套管垂直、水平度符合要求，与周围土体紧密结合，防止漏浆和塌方。根据基坑深度和宽度，确定所需的钢管长度和数量。使用专用连接件将钢管进行拼接，确保连接处紧密、牢固，防止渗漏和变形。在套管内安装钢管，注意控制钢管的垂直度和水平度。施工过程中，要采取必要的支护措施，防止钢管变形或倒塌。钢管安装完成后，进行回填灌浆施工。选择合适的灌浆材料，按照一定比例混合搅拌，通过注浆管将灌浆材料注入套管与土体之间的空隙中，确保套管与土体紧密结合，提高基坑的稳定性。套管的位置和长度应根据地质条件、基坑尺寸和支护要求等因素综合确定。在地质条件复杂的区域，应加密套管布置，以提高基坑的稳定性，套管的长度应满足基坑开挖深度的要求，确保基坑在开挖过程中不发生坍塌。为保证钢管套管的使用寿命和稳定性，应对其进行防腐和密封处理。在钢管表面涂刷防腐涂料，以防止锈蚀和腐蚀。同时，对套管与钢管之间的连接处进行密封处理，防止渗漏和水分进入。在钢管套管法的应用过程中，应确保接头连接紧密、牢固，无明显的松动和变形。定期对接头进行检查，如发现松动或变形等问题，应及时进行处理，以确保钢管套管法的有效性。通过科学合理地应用钢管套管法，可以有效提高基坑的稳定性和安全性，确保地铁车站建设的质量和安全。

3、结语：

从以上论述来看，加大对地铁车站明挖深基坑施工监测力度是非常重要的，该项作业能够提升施工过程的稳定性。通过动态性的监测施工中的土体变化情况，促使施工作业安全开展。

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