徐靜 何寧

(1．江蘇中和建筑設(shè)計有限公司，江蘇南京 210009; 2．南京地鐵建設(shè)有限責任公司，江蘇南京 210017)

鳳凰大街地鐵車站深基坑圍護墻變形監(jiān)測分析

徐靜1何寧2

(1．江蘇中和建筑設(shè)計有限公司，江蘇南京 210009; 2．南京地鐵建設(shè)有限責任公司，江蘇南京 210017)

給出了南京鳳凰大街地鐵車站深基坑支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測方案，制定了監(jiān)測項目、測點布置和監(jiān)測頻率。根據(jù)完成的監(jiān)測結(jié)果分析了圍護墻體的變形規(guī)律，結(jié)果表明：圍護墻的監(jiān)測方案是合理的;墻體的變形呈弓形向坑內(nèi)發(fā)展，變形量隨著開挖深度增加而加大;墻體的變形量與內(nèi)支撐的剛度和墻體自身長度等因素有關(guān)。

地鐵車站，深基坑，圍護墻，監(jiān)測，變形

0 引言

隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間的利用逐漸受到關(guān)注。為解決城市交通，地鐵建設(shè)成為重要的途徑。同時，地鐵的建設(shè)面臨著深基坑的開挖，因而在基坑開挖施工過程中，理論分析的指導，對基坑支護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測非常必要［1，2］。目前，及時監(jiān)測是基坑工程自身的安全性和基坑工程對周邊環(huán)境的影響的唯一手段，及早地發(fā)現(xiàn)工程事故的隱患，為調(diào)整設(shè)計、施工方案提供依據(jù)。本文通過對南京地鐵10號線鳳凰大街站基坑圍護體深層水平位移的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，研究其變化規(guī)律，能夠及時預(yù)警和提高設(shè)計以及施工水平，從而降低基坑施工過程中的風險。

1 項目概況

1．1 工程概況

南京地鐵10號線連接該市江北地區(qū)—河西—主城，途經(jīng)3個行政區(qū)，是連接江南和江北的一條主干線路。線路全長41．4 km，共有車站18座，鳳凰大街站位于珠江鎮(zhèn)中心地段，為地下兩層島式車站，車站沿文德路東西向設(shè)置在文德路與鳳凰大街交叉路口，呈一字形布置。車長全長199．6 m，標準段寬19．6 m，頂板覆土厚度3 m?；娱_挖深度約17．0 m～18．0 m，車站兩端區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，車站東端為盾構(gòu)到達接收端頭井，西端頭井為調(diào)頭井。

鳳凰大街站沿文德路兩側(cè)主要規(guī)劃用地為住宅、商業(yè)、公建及文化娛樂用地，車站土建工程由主體結(jié)構(gòu)和通道、風道等附屬結(jié)構(gòu)兩部分組成。鳳凰大街所處路段的文德路規(guī)劃紅線寬30 m，鳳凰大街規(guī)劃紅線寬45 m，路中設(shè)有寬約12 m的綠化帶。車站東北角為市民休閑廣場，西北側(cè)為鳳凰大廈和華聯(lián)商廈，西南側(cè)和南側(cè)為浦口區(qū)文化局、江浦電影院及其周邊沿街商鋪和數(shù)幢多層民用建筑，車站的東南角為浦口區(qū)衛(wèi)生監(jiān)督所的6層住宅樓。

1．2 工程地質(zhì)及水文情況

場地地形地貌屬于長江高漫灘地貌，地處漫灘與崗地交接部位，地形平坦。地面標高10．0 m～10．3 m，地勢平坦。車站范圍內(nèi)地層自上至下分布為①-1雜填土、①-2-2素填土、①-3淤泥、②-1b2-3粉質(zhì)粘土、②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～粉質(zhì)粘土、④-3b1-2粉質(zhì)粘土、④-4e-2粉質(zhì)粘土混卵礫石K2P-2強風化粉砂質(zhì)泥巖、K2P-3中風化泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等，鳳凰大街站底板位于中風化泥質(zhì)粉砂巖中，個別部分位于強風化泥質(zhì)粉砂巖中。

場地地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種。松散巖類孔隙水為本站內(nèi)主要地下水類型，根據(jù)其埋藏條件和水力性質(zhì)，孔隙潛水非常豐富，但地層透水性弱、給水性差;基巖裂隙水主要由白堊系浦口組的碎屑巖類組成，主要接受降水補給，泉或徑流排泄為主。

2 圍護及監(jiān)測方案

2．1 圍護結(jié)構(gòu)方案

本站考慮對基坑周邊密集建筑物的保護等特殊要求，設(shè)計采用工藝成熟的地下連續(xù)墻，墻厚800 mm，并采用H字鋼板接頭以有效防止連續(xù)墻接頭滲漏水，盡可能地防止由于基坑滲漏水對周邊建筑物造成沉降或變形［3］。出入口附屬結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合樁支護結(jié)構(gòu)。由于基坑內(nèi)支撐經(jīng)濟性能優(yōu)、技術(shù)成熟，設(shè)計采用內(nèi)支撐方式，豎向設(shè)置三道支撐，其中第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，縱向間距7 m左右。第二、三道采用φ609 mm(壁厚16 mm)鋼管支撐，縱向間距3 m，本站采用明挖法施工。

2．2 監(jiān)測方案

2．2．1 監(jiān)測項目

為確?；邮┕さ捻樌M行和基坑周圍環(huán)境安全，綜合考慮相關(guān)規(guī)范及設(shè)計文件監(jiān)測要求，結(jié)合本工程監(jiān)測對象，車站主體基坑及附屬結(jié)構(gòu)監(jiān)測點布置具體情況見表1，各監(jiān)測項目按照斷面綜合布置。

表1 主體結(jié)構(gòu)基坑監(jiān)測內(nèi)容匯總表

2．2．2 測點布置

基坑開挖是坑內(nèi)土體卸荷的過程，由于卸荷會引起坑底土體產(chǎn)生以向上為主的位移，同時也會引起圍護體在兩側(cè)壓力差的作用下而產(chǎn)生水平方向位移、墻外側(cè)土體位移。基坑變形包括圍護體的變形、基底隆起及基坑周圍地層移動等。這種變形所產(chǎn)生的影響范圍一般在2倍～3倍基坑開挖深度內(nèi)［4］，該影響范圍內(nèi)的地下管線、建(構(gòu))筑物等變形控制是基坑施工中的重要環(huán)節(jié)。本工程基坑監(jiān)測布置了10個監(jiān)測斷面(見圖1)，每個斷面上均設(shè)置完整的監(jiān)測體系。

圖1 地鐵站綜合監(jiān)測斷面布置圖

系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)可以有效、合理地反映基坑施工時圍護體及坑外土體位移，在保證基坑安全施工的同時，達到保護環(huán)境的目的。

2．2．3 觀測時間和頻率

本工程中，現(xiàn)場監(jiān)測頻率如表2所示。當變形超過相關(guān)標準或者變形較快時，應(yīng)加密觀測;當有比較惡劣的自然氣候或者災(zāi)害時，應(yīng)根據(jù)施工進度適當調(diào)整監(jiān)測方案。

表2 監(jiān)測頻率表

本文為真實反映出鳳凰大街站基坑開挖過程中的變形監(jiān)測情況，選取深層水平位移為研究對象，分析基坑開挖過程中圍護墻體的監(jiān)測變形與基坑施工工況之間的關(guān)系。

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本地鐵站深基坑工程，本文研究段的基坑土方開挖的關(guān)鍵工況：2012年4月22日開始挖土;5月1日土方開挖一周，開挖深度達到－3．0 m左右;5月22日開挖深度達到－10．0 m;6月5日開挖至坑底。

3．1 不同階段開挖墻體變形速率

如圖2所示，在基坑施工的關(guān)鍵工況中，研究段監(jiān)測斷面⑨上的圍護墻體側(cè)向變形日變化量。在開挖初期，墻體的監(jiān)測變形日變化量較小，一周內(nèi)的日變化量平均值小于0．5 mm;隨著開挖深度加大，在開挖達到－10．0 m，一周內(nèi)的基坑累計變化量最大值達到2 mm左右;開挖至坑底標高附近，一周內(nèi)基坑累計變化量達到8 mm左右，日平均變化量在2 mm左右。

圖2 圍護墻體⑨斷面?zhèn)认蜃冃稳兆兓?/p>

3．2 墻體變形全過程分析

深層位移監(jiān)測能夠完整反映圍護墻體的變形，同時是支護結(jié)構(gòu)安全狀況的重要指標［5］。經(jīng)過對圖3中的曲線分析可知：1)基坑開挖后暴露時間越長，圍護體的變形量越大;2)不同時期，圍護墻底的變形量和變化量都比較小;3)在圍護墻頂，位移變形量最大，在5月22日，開挖深度在10 m左右時，墻頂變相為－4．8 mm，開挖至坑底時，變形量達到－24 mm，變形量主要是在后期基坑開挖中產(chǎn)生，反映了混凝土支撐抵抗變形的能力較強。因此，在基坑開挖到坑底位置時，應(yīng)該加強觀測。

圖3 圍護墻體累計側(cè)向變形曲線

3．3 不同位置處墻體變形分析

圍護墻體作為基坑變形控制的主要控制指標，對基坑的施工安全性控制起著重要的作用，對不同位置處的墻體側(cè)向變形進行分析具有重要的意義。圖4是基坑施工中兩個關(guān)鍵工況圍護墻體⑧，⑨，⑩三個斷面處的墻體側(cè)向變形量。

圖4 不同施工階段圍護墻體側(cè)向變形量

基坑圍護墻體變形向內(nèi)側(cè)呈弓形，隨著開挖深度加大，向內(nèi)變形量逐漸增加。雖然標準斷面處開挖深度相對端頭井開挖較淺，⑧斷面的變形量最大，⑨，⑩變形量逐漸減小。經(jīng)分析主要原因為端頭井各層支撐皆為混凝土支撐且端頭井段地連長度較短，抵抗變形能力較強，而標準段首道支撐采用混凝土支撐，其余支撐為鋼管支撐。

4 結(jié)語

以南京地鐵10號線鳳凰大街站深基坑為例，該基坑圍護結(jié)構(gòu)形式為地下連續(xù)墻組合內(nèi)支撐支護方式，通過現(xiàn)場監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析認為：

1)首道支撐采用混凝土支撐，使得基坑開挖初期變形速率較小，隨著開挖深度增加，開挖至坑底時變形量最大。圍護墻體的變形是基坑圍護結(jié)構(gòu)安全狀況的重要指標。2)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明：本基坑已經(jīng)順利施工完畢，現(xiàn)有圍護結(jié)構(gòu)是可靠的，說明圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工監(jiān)測方案設(shè)計是合理的。3)不同位置處墻體變形量的差異，主要原因是內(nèi)支撐的剛度以及墻體自身的長度，合理地分析基坑墻體的變形規(guī)律，對基坑的設(shè)計和施工具有指導意義。

［1］任建喜，張 琨．奧林匹克公園地鐵車站深基坑圍護結(jié)構(gòu)變形規(guī)律監(jiān)測研究［J］．巖土工程學報，2008(30)：456-460．

［2］張慧東，劉 鐘，李志毅．地鐵車站深基坑支護監(jiān)測與信息化施工［J］．巖土工程學報，2008(10)：441-446．

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］．

［4］DB 11/490-2007，地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程［S］．

［5］JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程［S］．

On analysis of deformation inspection at enclosure walls of deep foundation pits at subway station in Fenghuang Avenue

XU Jing1HE Ning2

(1．Jiangsu Zhonghe Architectural Design Co．，Ltd，Nanjing 210009，China; 2．Nanjing Subway Construction Co．，Ltd，Nanjing 210017，China)

The paper provides the inspection scheme for the support structure of the deep foundation pits at the subway station along Fenghuang Avenue，makes the inspection programs，the monitoring point arrangement，and the inspection frequency，analyzes the deformation law for the enclosure wall according to the completed inspection results，and proves by the result that the inspection scheme of the enclosure wall is reasonable the deformation of the wall tends to develop towards the inside of pits with the shape of bow，and the deformation volume increases along with the deepening excavation，and the deformation volume of the wall is related to the stiffness of the internal support and the length of the walls．

subway station，deep foundation pit，enclosure wall，inspection，deformation

TU473．2

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.038

1009-6825(2013)10-0081-03

2013-01-04

徐 靜(1979-)，女，工程師; 何 寧(1978-)，男，工程師