王彥虎

（中鐵隧道局集團有限公司，杭州 310007）

1 引言

溫州作為典型的軟土地區(qū)之一，其軟土不僅具有高壓縮性、低強度、靈敏脆弱、流塑狀等軟土普遍特點，還具有較強的結構性，并且長期處于飽和流塑-軟塑狀態(tài)，使該地區(qū)的地質環(huán)境極為敏感、脆弱[1-4]。這種深厚軟土在工程建設過程中會導致在軟硬過渡段產生差異性沉降，深基坑施工期間稍有不慎，易引發(fā)基坑坍塌失穩(wěn)等工程事故。為了保證施工過程中的安全性，在基坑開挖過程中進行變形監(jiān)測極為重要。

本文通過現場實測數據分析的方法對溫州巨厚流塑狀淤泥質軟土地層中地鐵區(qū)間隧道深基坑開挖對周邊環(huán)境的影響進行了詳細分析，可以為類似地質條件下深基坑工程施工提供數據參考，從設計與施工兩方面對此種地質條件下采用何種結構的圍護形式，以及施工過程中各項監(jiān)測數據的變化趨勢提供可借鑒的經驗。

2 工程概況

溫州市市域鐵路S1線一期工程奧體中心站至永強站區(qū)間隧道工程，起止里程為DK34+448.0～DK36+083.11，路線全長1 635.11 m，區(qū)間隧道采用明挖順做法施工，線路沿龍灣區(qū)內圍墾路敷設，其間下穿3條河道，分別為遐福河、前房河及北洋河。深基坑施工位置如圖1所示。

圖1 深基坑施工位置示意圖（虛線區(qū)域）

工程所在地區(qū)的地質為人工填土、淤泥土、黏土等。從地質剖面可以看出，淤泥地層：標高主要集中在1.51～-31.25 m，厚度30.53～32.59 m；黏土地層：面層標高主要集中在-44.72～-43.56 m，厚度12.32～15.54 m；黏土地層：土面層標高主要集中在-44.72 m以下。施工深度區(qū)域主要位于淤泥地層，試驗獲得其液性指數和靈敏度都較高（液性指數IL=1.31屬于流塑狀態(tài)；靈敏度St=3.08屬于一般黏土）。

施工監(jiān)測點位布置示意圖如圖2所示，選取地表沉降觀測點32個，地連墻頂部沉降及水平位移點8個，地連墻深層水平位移監(jiān)測孔8個，地下水位監(jiān)測孔8個，混凝土支撐軸力監(jiān)測點共4個。

圖2 監(jiān)測點位置示意圖（部分）

3 監(jiān)測過程

本工程監(jiān)測點的布設與監(jiān)測工作緊隨工程施工進度分段逐步開展，周邊環(huán)境及圍護體監(jiān)測的實施一般在基坑圍護體開挖施工前1周采集初始值，監(jiān)測期6個月，即自2017年3月24日開始，至2017年10月24日止，根據現場施工工況和監(jiān)測頻次進行監(jiān)測。

4 結果分析

4.1 地表沉降

從圖3地表沉降曲線圖分析可知：隨著基坑開挖深度和暴露時間的增加，地表沉降量逐步增大，主要原因為坑內土體荷載卸除后坑外兩側土體向內擠壓，因地連墻阻擋土體側向壓力部分轉換為向下位移的力造成地表下沉。

4.2 地連墻頂部變形

圖3地表沉降變化趨勢圖

圖4 給出了部分地連墻頂部變形監(jiān)測點的實測數據變化情況。由圖4分析可知，施工前期，地連墻出現了局部隆起的現象，最大隆起點位于QC18處，數值約為+15.38 mm。但是地連墻頂部的水平位移變化不大，位移最大值位于QW26處，數值約為14.69 mm。分析其主要原因為：深基坑施工期間，由于基坑開挖，土體內部應力得到緩慢釋放的過程，基坑兩側土體向坑底擠壓造成基坑底部土體先會發(fā)生一定的隆起現象，從而帶動地連墻出現一定的隆起量，之后隨著時空效應的轉變，最終緩慢下沉，但是由于第一道鋼筋混凝土支撐的存在，有效限制了地連墻頂部的水平位移，減小了圍護體系變形，降低了施工風險。

圖4地連墻頂部變形趨勢圖

4.3 地連墻深層水平位移

圖5 給出了CX13、CX14地連墻墻體水平位移的變化情況。由圖可知，隨著基坑深度的增加，墻體向基坑內側水平位移量逐步增大，變化量最大的部位基本處于基坑底部位置。其主要原因是坑外土體的側向壓力對地下連續(xù)墻結構產生的壓力造成墻體向坑內變形，隨著基坑開挖深度的增加，對應位置產生的水平位移也逐步增大，最終變化量最大位置基本處于基坑底部位置。

圖5 地連墻水平位移變化趨勢圖(CX13、CX14)

4.4 混凝土支撐軸力

表1給出了該區(qū)段混凝土鋼筋計監(jiān)測數據，監(jiān)測期從2017年3月24日至4月24日。表中數據正值表示受壓，負值表示受拉。由表1可知，最大壓力變化發(fā)生在ZH4處，數值為989.6 kN，最大拉力變化發(fā)生在ZH5處，數值為-870.6 kN。其主要原因是基坑開挖引起周邊土體應力狀態(tài)改變，并逐步傳導至混凝土支撐梁上，從而引起混凝土支撐梁內力狀態(tài)的變化，可能存在受壓或者受拉的狀態(tài)。

表1 混凝土鋼筋計內力實測數據記錄表

4.5 坑外地下水位

圖6給出了部分坑外地下水位隨時間的變化曲線圖。從圖6可以看出，隨著時間的增大，地下水位不斷緩慢下降，最大的水位沉降約為-412.92 mm，對周邊環(huán)境的影響不大。分析其主要原因為：坑內進行降水會對坑外水位造成一定的影響，由于地下連續(xù)墻的隔水、止水效果較好，基坑開挖施工對周邊地下水的影響較小。具體表現地下水位下降不大。

圖6 基坑外部地下水位變化趨勢圖

5 結論

本文對溫州軟土地層地鐵區(qū)間隧道深基坑開挖對周邊環(huán)境的影響進行了詳細分析，主要包括：地表沉降分析，地連墻頂部變形分析，地連墻深層水平位移分析，混凝土支撐軸力分析，坑外地下水位分析等，總結如下：

1）由于基坑開挖卸載和暴露時間增加，周邊地表也出現了一定的沉降，最大累計沉降量約-23.60 mm。同時地下水位監(jiān)測表明，施工期間坑外地下水位出現了一定程度的下降，最大累計沉降量約-412.92 mm，各項監(jiān)測指標值均未超設計預警值。

2）地連墻深層水平位移監(jiān)測表明，施工期間地連墻水平位移最大累計值約34.62 mm，監(jiān)測指標未超設計預警值。

3）混凝土支撐軸力變化較小，均未超過設計的預警值。表明該區(qū)間隧道采取地下連續(xù)墻支擋圍護結構形式的設計可以使得基坑開挖處于安全可控狀態(tài)。