盧士華 （廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 511483）

1 概 述

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)現(xiàn)代化的不斷提高，人口密度不斷增加和交通迅速發(fā)展，部分大城市的現(xiàn)有空間已不能滿足人們的需求，使得人們開始越來越多地對高空與地下空間進(jìn)行規(guī)劃和利用，各大城市逐漸開始興建地下鐵路軌道等設(shè)施。

地鐵工程的建設(shè)面臨車站深基坑工程的設(shè)計、施工及監(jiān)測等問題，對車站基坑工程的安全、穩(wěn)定性等要求較高，還要考慮對鄰近建筑物及地下管線等環(huán)境因素的影響，在車站基坑工程施工過程中，需要對圍護(hù)體系及地表變形實時監(jiān)測并及時采取相應(yīng)措施，因此，有必要對地鐵車站基坑工程施工過程中圍護(hù)體系的受力、變形和地表位移進(jìn)行研究。

本文結(jié)合東莞地鐵深基坑具體情況對其基坑監(jiān)測方案進(jìn)行設(shè)計研究。

2 工程概況

本站基坑深約16.5m～19.6m，基坑周邊的地下管線較多，車站基坑周邊主要為市政道路。基坑安全等級為一級。車站主體結(jié)構(gòu)大部分位于全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化巖層和可塑、硬塑狀砂質(zhì)粘性土中，上覆第四系土層有素填土、粉質(zhì)粘性土、軟土、砂層。全風(fēng)化巖呈堅硬土或中密砂土狀；強(qiáng)風(fēng)化巖呈密實砂土夾少量碎石狀或角礫土狀，軟硬不均。

監(jiān)測項目 表1

檢測警戒值 表2

圖1 基坑支護(hù)監(jiān)測點布置示意圖

圖2 水位孔剖面示意圖

車站主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬度為21.7m（含圍護(hù)結(jié)構(gòu)為23.3m），圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻?；迂Q向設(shè)置3道支撐，基坑標(biāo)準(zhǔn)段第1道支撐采用800mm×1100mm鋼筋混凝土支撐（便橋處采用1200mm×1400mm鋼筋混凝土支撐），支撐在冠梁上，冠梁尺寸為800mm×1100mm；第2道支撐采用800mm×1200mm鋼筋混凝土支撐，支撐在混凝土腰梁上；第3道支撐標(biāo)準(zhǔn)段采用Φ600（t=16）鋼管支撐，支撐在2工45C鋼腰梁上，盾構(gòu)擴(kuò)大段采用800mm×1200mm鋼筋混凝土支撐,支撐在腰梁上。節(jié)點便橋處設(shè)置第1道、第3道支撐換撐，換撐采用Φ600（t=16）鋼管支撐，支撐在2工45C鋼腰梁上?；釉?0～11軸處設(shè)立連續(xù)墻中隔墻，將主體基坑分隔為南、北2個封閉基坑。

3 檢測方案設(shè)計

在基坑開挖過程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其它因素的復(fù)雜影響，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能遇到的問題，而且，理論預(yù)測值還不能全面而準(zhǔn)確地反映工程的各種變化。所以，在理論指導(dǎo)下有計劃地進(jìn)行現(xiàn)場工程監(jiān)測十分必要。特別是對于類似本工程復(fù)雜的、規(guī)模較大的工程，就必須在施工組織設(shè)計中制定和實施周密的監(jiān)測計劃。

本工程監(jiān)測的目的主要有：通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測值作比較，判斷上一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合或達(dá)到預(yù)期要求，同時實現(xiàn)對下一步的施工工藝和施工進(jìn)度控制，從而切實實現(xiàn)信息化施工；通過監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)圍護(hù)施工過程中的環(huán)境變形發(fā)展趨勢，及時反饋信息，達(dá)到有效控制施工對建(構(gòu))筑物影響的目的；通過監(jiān)測及時調(diào)整支撐系統(tǒng)的受力均衡問題，使得整個基坑開挖過程能始終處于安全、可控的范圍內(nèi)；將現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果反饋設(shè)計單位，使設(shè)計能根據(jù)現(xiàn)場工況發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化方案，達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的；通過跟蹤監(jiān)測，在換撐和支撐拆除階段，施工科學(xué)有序，保障基坑始終處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.1 檢測項目及控制標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 檢測項目

本工程施工監(jiān)測根據(jù)設(shè)計圖紙和規(guī)范要求，采用多種監(jiān)測方法對基坑變形進(jìn)行監(jiān)測。主要有基坑頂面位移觀測、周邊建筑物及管線沉降觀測、土體測斜觀測，水位觀測。各監(jiān)測項目和對象詳見表1。

3.1.2 控制警戒值

監(jiān)測報警指標(biāo)一般以總變化量和變化速率兩個量控制，累計變化量的報警指標(biāo)一般不宜超過設(shè)計限值。當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到報警值的累計值情況時，馬上進(jìn)行危險報警，并應(yīng)對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境中的保護(hù)對象采取應(yīng)急措施。本工程報警指標(biāo)如表2所示。

3.2 檢測方法

車站周邊的地下管線較多，需加強(qiáng)施工監(jiān)控測量工作，確?；臃€(wěn)定及周圍建筑物和各類地下管線的安全。通過施工監(jiān)測，及時反饋信息來指導(dǎo)施工和優(yōu)化、修改設(shè)計，做到信息化施工與管理。本次監(jiān)測的主要內(nèi)容有:地表沉降及位移、墻體深層位移測斜、支撐軸力等?；又ёo(hù)監(jiān)測點布置如圖1所示。

3.2.1 地下連續(xù)墻的變形檢測

3.2.1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測

在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋籠內(nèi)側(cè)綁扎埋設(shè)帶導(dǎo)槽的PVC塑料管，以監(jiān)測圍護(hù)墻體側(cè)向變形。選擇在可能產(chǎn)生較大變形的部位，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，共計布置15個，編號Zi(i為點編號)，孔深基本同地下深。

3.2.1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部垂直位移、水平位移監(jiān)測

擬在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部布設(shè)垂直位移及水平位移監(jiān)測點，按照設(shè)計圖紙結(jié)合《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009），垂直位移及水平位移監(jiān)各15個點，共計30個點，編號Si(i為點編號)，測點間距15m。測點具體布置見圖1。

3.2.2 周邊土體側(cè)向位移監(jiān)測

在基坑周邊土體中埋設(shè)帶導(dǎo)槽的PVC塑料管，以監(jiān)測周邊土體側(cè)向變形。選擇在可能產(chǎn)生較大變形的部位，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，共計布置2個，編號ZTi(i為點編號)，孔深基本同地下深，見圖1。

3.2.3 支撐軸力監(jiān)測

通過在混凝土支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝鋼筋應(yīng)力計來測定支撐的軸向受力，應(yīng)力計安裝在混凝土支撐1/3處，以便能準(zhǔn)確確定軸力數(shù)值。重點在一、二層支撐上布設(shè)18組軸力測點，36只鋼筋應(yīng)力計。測點具體布置見圖1。

對于鋼支撐，通過在鋼支撐端部安裝軸力計來測定支撐的軸向受力，軸力計安裝在鋼支撐端部，以便能準(zhǔn)確確定軸力數(shù)值。重點在第三層支撐上布設(shè)9組軸力計，測點具體布置見圖1。

3.2.4 地下水位監(jiān)測

在基坑開挖施工中，須在基坑內(nèi)進(jìn)行大面積疏干降水以保持基坑內(nèi)土體相對干燥，以便于土方開挖和土渣運(yùn)輸，如果止水帷幕的實際效果不夠理想，將勢必對周邊環(huán)境和建筑物造成危害性影響，嚴(yán)重將造成基坑管涌、塌方的危害。為了使淺層地下水位保持一適當(dāng)?shù)乃?，以使周邊環(huán)境處于相對穩(wěn)定可控狀態(tài)，加強(qiáng)對坑內(nèi)、外淺層水位和承壓水位的動態(tài)觀測和分析,對于了解和控制基坑降水深度、判定圍護(hù)體系的隔水性能,分析坑內(nèi)、外地下水的聯(lián)系程度具有十分重要的意義。

采用SWJ-8090電測水位計?；觾?nèi)水位變化觀測一般由降水單位實施，可采用降水井定時停抽后量測井內(nèi)水位的變化。在基坑周圍15m范圍內(nèi)及基坑周邊布置潛水水位觀測孔，共計布置坑外潛水水位觀測孔11孔，編號Wi(i為點編號)，孔深約10m，見圖1，具體位置可能會視地下障礙物分布情況適當(dāng)調(diào)整。用Φ89鉆頭成孔，鉆進(jìn)盡可能采用清水鉆進(jìn)，埋設(shè)直徑為Ф53的專用水位監(jiān)測PVC管，PVC管外使用特殊土工布進(jìn)行無縫包扎，下管后用中砂密實,孔頂附近再填充泥球，以防止地面水的滲入。埋設(shè)完成后，立即用清水洗孔，以保證水管與管外水土體系的暢通。

3.3 資料整理、提交及流程

在現(xiàn)場設(shè)立微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行實時處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無誤后送入微機(jī)，經(jīng)過專用軟件處理，自動生成報表。監(jiān)測成果當(dāng)天提交給業(yè)主、監(jiān)理、總包及其它有關(guān)單位。

現(xiàn)場監(jiān)測人員分析監(jiān)測數(shù)據(jù)及累計數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，并經(jīng)監(jiān)測組負(fù)責(zé)人審核無誤后提交正式報告。如果監(jiān)測結(jié)果超過設(shè)計的警戒值即向建設(shè)方、總包方、監(jiān)理方發(fā)出警報，提請有關(guān)部門關(guān)注，以便及時決策并采取措施。同時根據(jù)相關(guān)單位要求提供監(jiān)測階段報告，并附帶變化曲線匯總圖；監(jiān)測工程結(jié)束后1個月內(nèi)提供監(jiān)測總結(jié)報告。

4 結(jié)束語

在基坑開挖過程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其它因素的復(fù)雜影響，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能遇到的問題。所以，在理論指導(dǎo)下有計劃地進(jìn)行現(xiàn)場工程監(jiān)測十分必要。特別是對于（類似本工程）復(fù)雜的、規(guī)模較大的工程，就必須在施工組織設(shè)計中制定和實施周密的監(jiān)測計劃。

本文根據(jù)巖土工程監(jiān)測設(shè)計理論及監(jiān)測技術(shù)規(guī)范,按照東莞市城市快速軌道交通R2線工程的實際情況,完成了包括地鐵車站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻側(cè)向變形、地表變形、支撐軸力、地下水位等項目的監(jiān)測方案總體設(shè)計。闡述了每一項監(jiān)測項目的具體實施方法,給出了監(jiān)測數(shù)據(jù)用于信息化施工的方法。本工程已經(jīng)施工完畢,實踐證明本文給出的監(jiān)測方案是合理可行的。本文完成的監(jiān)測方案的設(shè)計方法，對廣東地區(qū)地鐵車站深基坑的信息化施工具有一定的參考價值。

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[2]李冰.長沙地鐵深基坑施工監(jiān)測方案設(shè)計研究[J].城市軌道設(shè)計，2010(9).

[3]王海飆.深基坑工程施工安全監(jiān)測與預(yù)警[J].建筑技術(shù)，2010(3).

[4]GB50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.