張 中 強

(濟南軌道交通集團工程研究咨詢有限公司，山東 濟南 250101)

0 引言

近些年來中國城市建設(shè)迅猛發(fā)展，軌道交通建設(shè)規(guī)模越來越大。地鐵深基坑工程因其結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜和施工周邊環(huán)境復(fù)雜等原因，深基坑工程施工安全仍然是一項高風險、高難度的技術(shù)性難題[1,2]。就目前情況，現(xiàn)場得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以很好的反映基坑施工變形的客觀情況。

眾多學(xué)者對深基坑的監(jiān)測展開了分析研究，總結(jié)了深基坑在開挖過程中基坑一系列監(jiān)測項目的變化規(guī)律。丁智、王杰光、張雪嬋等[3-5]對浙江杭州地區(qū)地鐵深基坑的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了研究，為施工和設(shè)計提供參考意義。劉斌[6]以太原地鐵2號線長風街站深基坑為工程對象，指出深基坑施工中應(yīng)及時重點關(guān)注周邊環(huán)境的變形，防止地表出現(xiàn)大面積下沉或者凸起。程荷蘭等[7]針對軟土地區(qū)的深基坑工程監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出基坑開挖地表沉降的最大值在0.25H～0.42H處，其中，H為基坑開挖深度。

筆者重點通過對濟南地鐵R2號線濟鋼新村站深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得出相關(guān)結(jié)論，以期為濟南地區(qū)后續(xù)基坑施工提供參考。

1 工程概況

1.1 車站情況

濟鋼新村站為地下單柱雙跨雙層島式車站，車站總建筑面積12 022.65 m2，主體結(jié)構(gòu)總長247.6 m，標準段寬度19.7 m，盾構(gòu)井段約為20.5 m。頂板覆土厚度為2.60 m～4.20 m，基坑開挖深度18.5 m～20.3 m。

工程與水文地質(zhì)條件由上至下依次為：①1素填土、①2雜填土、⑧1黃土狀粉質(zhì)黏土、⑩1,1粉質(zhì)黏土層、1碎石、-1強風化石灰?guī)r、-2中風化石灰?guī)r。車站底板位置：底板埋深17.1 m～20.9 m，位于1,4碎石層及1粉質(zhì)黏土層。

地下水情況：主要為碳酸鹽巖裂隙巖溶水，微具承壓性，埋藏較深，鉆水位標高約30.0 m～35.0 m，位于底板以下15 m～20 m。

1.2 基坑圍護設(shè)計和施工方案

車站主體采用明挖順作法施工，基坑開挖深度18.5 m～20.3 m，基坑圍護形式采用預(yù)制樁/鉆孔灌注樁、內(nèi)支撐和旋噴樁止水帷幕。

主體結(jié)構(gòu)標準段基坑設(shè)三道支撐，其中第一道支撐采用混凝土，第二道～第三道支撐及換撐采用鋼支撐，水平間距約3 m；鋼支撐采用φ609 mm×16 mm鋼管，鋼支撐中間底部縱向采用2Ⅰ40a鋼連系梁聯(lián)接，腰梁采用2根Ⅰ56C工字鋼雙拼組成。圍護結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本文主要研究內(nèi)容是樁體深層水平位移監(jiān)測、地表沉降以及支撐軸力監(jiān)測。本文選取標基坑標準段和端頭段的圍護樁深層水平位移、支撐內(nèi)力、地表沉降數(shù)據(jù)進行分析。

為了更好的反映基坑變形隨時間的變形規(guī)律，現(xiàn)將時間節(jié)點簡化成以下幾個工況：

工況1：第一道混凝土架設(shè)；

工況2：開挖完成土層1，架設(shè)第二道支撐；

工況3：開挖完成土層2，架設(shè)第三道支撐；

工況4：第三層土開挖，澆筑底板。

2.1 樁體深層水平位移

本節(jié)選取基坑端頭圍護樁編號ZQT03和標準段圍護樁編號ZQT09為研究對象，位移+表示樁體向基坑內(nèi)變形，-表示樁體向基坑外變形。從圖2,圖3可以看出，鉆孔灌注樁向基坑內(nèi)變形的水平位移隨著基坑開挖越深越大。工況2～工況3變形量最大，此時正好在第二道鋼支撐所在位置，所以第二道鋼支撐架設(shè)對基坑圍護樁變形尤為重要。由圖2,圖3可知，端頭處ZQT03最大水平位移為38.78 mm，標準段ZQT09最大水平位移為20.89 mm，由于基坑端頭開挖深度大于標準段處，所以位移端頭處的樁體深層水平大于標準段處的樁體深層水平位移。

2.2 地表沉降監(jiān)測結(jié)果分析

對基坑地表沉降的監(jiān)測著重考慮基坑端頭DBC02-1～5與標準段處DBC10-1～5的點，基坑監(jiān)測點在不同工況下的沉降曲線如圖4,圖5所示。從圖可知，距離基坑最近的監(jiān)測點沉降值不是最大的，最大沉降值出現(xiàn)在第2個斷面處，超過該斷面以后地表沉降隨著距離基坑越遠沉降值越小。地表沉降曲線呈拋物線狀。由圖可以看出，端頭井處的地表沉降量大于標準段處的地表沉降值，這是因為端頭井開挖深度比標準段開挖深度大。從工況2到工況3地表沉降值變化最大，由此可見第二道支撐的架設(shè)對地表沉降的影響也十分顯著。

2.3 內(nèi)支撐軸力監(jiān)測結(jié)果分析

圖6是支撐軸力隨時間變化的曲線，由圖6可以看出，在基

坑開挖工程中第二道支撐架設(shè)之前，第一道支撐軸力逐漸增大，待到第二道支撐架設(shè)上時其增幅明顯減小，這說明第二道支撐對第一道支撐的影響較為顯著。端頭處支撐軸力ZCL03比標準段處支撐軸力ZCL09大，這是由于端頭處開挖深度比標準段處深，支撐受到的土壓力比標準段處大。支撐軸力出現(xiàn)波動變化主要是受現(xiàn)場施工水平及天氣變化等因素的影響。

3 結(jié)語

通過對濟南地鐵R2線濟鋼新村站地鐵深基坑動態(tài)監(jiān)測，統(tǒng)計分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出以下規(guī)律，現(xiàn)總結(jié)如下：

1)本工程中第二道支撐的架設(shè)對圍護樁體深層水平位移，支撐軸力和地表沉降的影響較為顯著，施工中應(yīng)注意及時架設(shè)第二道支撐；

2)基坑施工過程中，地表沉降的最大值出現(xiàn)在第二個斷面位置處，之后隨著距離基坑越遠地表沉降越小。