陶茂枕

一、工程概況

本文以福州地鐵X號線XX站深基坑工程為背景，福州地鐵X號線XX站為地下三層雙柱三跨明挖島式站臺車站，車站總長168.00m，車站標(biāo)準(zhǔn)段開挖約23.10m，盾構(gòu)端頭井處開挖約25.48m。車站采用明挖順筑法施工，車站主體基坑采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系?；迂Q向設(shè)置五道支撐。

二、基坑開挖監(jiān)測方案

1.監(jiān)測范圍

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB 50911-2013）中的要求，本車站監(jiān)測范圍根據(jù)基坑設(shè)計深度、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等，綜合確定為3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的基坑主體結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境及建（構(gòu)）筑物，涵蓋了主要影響區(qū)和次要影響區(qū)，本站基坑影響范圍區(qū)見表1。

表1 基坑工程影響分區(qū)表

2.監(jiān)測內(nèi)容

本車站監(jiān)測對象分為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測與基坑周邊環(huán)境監(jiān)測?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測對象包括圍護(hù)墻（樁）、支撐等；周圍環(huán)境監(jiān)測對象主要為周圍地表土地、地下水、建（構(gòu)）筑物、地下管線、城市道路及其他市政基礎(chǔ)設(shè)施。

3.監(jiān)測等級

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》基坑工程的自身風(fēng)險等級劃分設(shè)計深度＞20m的基坑，車站主體基坑最深為25.185m，所以基坑自身風(fēng)險等級為一級。

依據(jù)上述規(guī)范中周邊環(huán)境風(fēng)險等級劃分，本基坑周邊存在重要建筑物及河流，所以環(huán)境風(fēng)險等級為一級。依據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度等級劃分，根據(jù)巖土工程勘查報告本基坑地質(zhì)條件為復(fù)雜。本車站主體結(jié)構(gòu)基坑按照規(guī)范綜合判定基坑工程監(jiān)測等級為一級。

4.監(jiān)測周期及監(jiān)測頻率

本工點監(jiān)測周期從工程施工前開始直至工程施工結(jié)束，貫穿工程施工全過程。施工監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)基坑類別、施工工法、施工進(jìn)度、地質(zhì)條件、監(jiān)測項目等情況和特點，結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗確定。本工程監(jiān)測頻率見表2。

表2 監(jiān)測頻率

三、基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

1.墻體水平位移（測斜）數(shù)據(jù)分析

以墻體水平位移累計變化量為橫坐標(biāo)，墻體深度為縱坐標(biāo)作出各測斜孔在不同時間段的曲線圖。墻體測斜QCX05的變化圖中，墻體測斜QCX05隨著時間（開挖深度）的增加，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形也隨之增加，最后形成大肚狀，最大變形位于開挖深度14m處，即第三道混凝土支撐設(shè)計位置處，最大變形量為54.0mm。

根據(jù)地質(zhì)情況顯示，該車站開挖面處于粗中砂層且本車站離閩江很近，車站坑外水位較大，基坑開挖過程中土方卸載及主動土壓力增大，導(dǎo)致砂層流動性較強，在支撐受力不及時及車輛重載碾壓情況下，地連墻變形趨勢較靈敏，故此處圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形最大。隨著基坑底板澆筑完成且達(dá)到設(shè)計強度后，整個基坑結(jié)構(gòu)屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個基坑周邊土體達(dá)到穩(wěn)定，基坑繼續(xù)變形量變小，墻體水平位移變化速率減小趨近于穩(wěn)定。其它墻體測斜孔的變化規(guī)律類似于墻體測斜QCX05。

2.墻頂豎向位移數(shù)據(jù)分析

選取ZQC11、ZQC22、ZQC01、ZQC21、ZQC06、ZQC16、ZQC04、ZQC18共8個區(qū)域墻頂豎向位移監(jiān)測點，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制隨時間變化的曲線圖，數(shù)據(jù)上抬為正、下沉為負(fù)。根據(jù)曲線圖顯示，基坑開挖過程中墻頂沉降數(shù)據(jù)變化量較小，均在±10mm內(nèi)，最大變化量為ZQC21下沉7.6mm?；娱_挖之前施工單位對所有地連墻實施坑外抽條加固，加上基坑開挖過程中嚴(yán)格采用“分層分段”開挖模式，地連墻深度較大，墻趾位于巖層，故開挖過程中土方卸載對地連墻豎向位移影響較小。

3.地表沉降數(shù)據(jù)分析

選取地表沉降01、21、04、18、06、16、11、22共8個監(jiān)測斷面繪制地表沉降數(shù)據(jù)時間變化曲線圖，每個監(jiān)測斷面4個監(jiān)測點，與基坑距離分別為2m、5m、10m、18m。監(jiān)測結(jié)果為：地表沉降01、21、06、16斷面沉降曲線均呈漏斗狀，即監(jiān)測點隨著與基坑距離的增加而先增大后減小，最大變化處在離基坑10m。

基坑開挖過程中，隨著開挖深度的不斷增加，墻體水平位移變化量不斷增大，坑外水位也不斷升高，坑外土體產(chǎn)生側(cè)移，向基坑內(nèi)一側(cè)移動，加之基坑開挖過程中大型機械施工對土體反復(fù)碾壓，導(dǎo)致地表沉降量數(shù)據(jù)較大。隨著基坑底板澆筑完成且達(dá)到設(shè)計強度后，整個基坑屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個基坑周邊土體達(dá)到穩(wěn)定，且施工過程中大型施工機械數(shù)量減小，地表繼續(xù)變化量減小，趨近于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.支撐軸力數(shù)據(jù)分析

本站基坑豎向設(shè)置五道支撐，標(biāo)準(zhǔn)段：設(shè)置第一、三道支撐采用鋼筋混凝土支撐，第二、四道支撐均采用φ800、t=16mm鋼管支撐，第五道采用φ609、t=16mm鋼管支撐；端頭井：第一至第四道支撐采用鋼筋混凝土支撐，第五道換撐采用φ609、t=16mm鋼管支撐。

根據(jù)支撐軸力數(shù)據(jù)時間變化曲線圖顯示，支撐軸力隨著基坑開挖深度的增加，主動土壓力持續(xù)增大，下道支撐未架設(shè)前，支撐軸力值持續(xù)增大；隨著下道支撐架設(shè)受力，上一道混凝土支撐軸力值趨于穩(wěn)定，上一道鋼支撐軸力值有所減小并逐漸趨于穩(wěn)定。

四、結(jié)語

基坑監(jiān)測工作在整個基坑開挖施工過程中至關(guān)重要，本文以福州X號線工程學(xué)習(xí)站車站基坑工程為背景，以基坑開挖過程中的實測監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得出如下結(jié)論：

1.本車站開挖面處于粗中砂層，車站離閩江較近，坑外水位較大，基坑開挖過程中隨著開挖面增大，土方卸載及主動土壓力增大，在支撐架設(shè)不及時及重型車輛碾壓情況下，土體易向基坑內(nèi)產(chǎn)生側(cè)移，導(dǎo)致地表沉降、墻體水平位移等監(jiān)測項目產(chǎn)生較大變形且變形反應(yīng)較靈敏，隨著基坑、底板澆筑完成且達(dá)到設(shè)計強度后，整個基坑屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個基坑周邊土體達(dá)到穩(wěn)定，各監(jiān)測項目變化量減小，變形趨勢趨于穩(wěn)定。

2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體水平位移（墻體測斜）呈“中部大、兩端小”的大肚狀，符合常見的基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律。墻體測斜的變化量隨著基坑開挖深度的增加，變形量增大，變形量最大一般在開挖面中部，即14m上下位置處。墻體測斜在底板澆筑后變化趨勢明顯改善，逐漸趨于平穩(wěn)狀態(tài)；

3.地表沉降數(shù)據(jù)呈“漏斗狀”，即地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)離基坑越遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)變化先增大后減小。

4.基坑開挖過程中必須嚴(yán)格按照開挖方案進(jìn)行基坑開挖，做到“隨挖隨撐”，嚴(yán)禁超挖，縮短支撐假設(shè)時間。支撐架設(shè)應(yīng)及時，減少基坑暴露時間，支撐架設(shè)不及時會導(dǎo)致墻體測斜、支撐軸力、地表沉降等數(shù)據(jù)的變化持續(xù)增大，使基坑的安全存在較大風(fēng)險。