摘要:本文通過對北京某地鐵車站二期基坑工程在明挖施工過程中進行地表及管線沉降、樁頂位移、鋼支撐軸力等監測，并對監測得到的數據進行分析，闡明了采用鋼支撐—樁支護體系的深基坑監測過程中支護結構變形和鋼支撐軸力變化的一些特點和應注意的問題，對同類工程的設計及施工都有較好的參考價值。

　　關鍵詞：基坑監測,地表及管線沉降,樁頂位移,樁體位移,鋼支撐軸力

　　近年來，隨著科技的進步、經濟的發展以及城市軌道交通建設的需求，使得城市內存在大量的深基坑工程建設，這類工程的特點是：開挖深度大，施工空間狹小，而且周邊常常緊鄰重要建筑物、市政管線、道路等等。因此，在基坑的開挖施工過程中，對于此類深基坑支護工程的支護體系，需要有更加嚴格的要求，不但要保證施工過程中支護體系自身的穩定及安全，而且要嚴格控制支護體系的變形，保證對周邊環境不造成破壞。所以，在基坑的開挖過程中，對支護結構、支撐軸力、基坑鄰近建筑物、地下管線以及周圍土體等在理論分析指導下進行有計劃的監測，以此監測數據為依據，對基坑支護進行動態設計，是十分必要的。

　　1 工程概況

　　1.1 工程概況

　　本車站設計起止里程為YDK0+243.884～YDK0+518.484，車站包括A、B、C、D四個出入口：A出入口位于車站主體結構西北側，D出入口位于車站主體結構西南側，均采用明挖法施工;B、C出入口分別位于車站主體結構東北、東南側，主要采用明挖法施工，出入口通道局部下穿電力管溝段采用暗挖法施工。擬建車站主體結構基礎埋深約17m～18m，附屬出入口基礎埋深為10m左右。

　　車站出入口所在的路口四個象限中僅西北象限實現了規劃，為居民小區，小區東圍墻距離車站紅線40m，在小區圍墻和紅線之間為綠地;其它象限均為空地，其中東北象限沿車站紅線外側為40m寬綠化帶，內有高壓走廊穿過，需加強保護。

　　1.2 巖土工程條件

　　擬建場區總體地層土質情況較好，地層表層主要為2~3m的人工填土，土質包括粘性土素填土、爐灰、垃圾及房碴土等，壓縮性較高。其下為一薄層新近沉積層，再其下為一般第四紀沖洪積成因的粘性土、粉土、砂類土、碎石類土層的交互層，具有中~中低壓縮性。

　　擬建車站主體結構基礎埋深約17~18米，基底持力層主要為粉質粘土⑨層、粘土⑨1層、粉土⑨2層。附屬出入口基礎埋深為10米左右，基底持力層主要為粉質粘土⑤層、粉土⑤2層; 出入口基礎埋深為11米左右，基底持力層主要為粉質粘土⑤層、粉土⑤2層。

　　2 監測方案

　　2.1 監測項目

　　監控量測的項目主要根據工程的重要及難易程度、監測目的、工程地質和水文地質、施工方法、工程周邊環境等綜合而定，主要由周圍環境監測和支護結構變形監測兩大部分組成。本車站的監測項目除考慮上述因素外，還要根據設計的要求而定，具體監測項目見表1，主要監測點的布置見圖1。

　　2.2 監測周期和頻率：

　　1)監測周期為降水施工前取得初始值(應對所有的監測項目進行連續兩次獨立的觀測，取其平均值作為監測項目的初始值。針對共同的監測點，施工監測同第三方監測要在相同的時間段進行初始值測定)，至施工完成后2個月且監測對象變形趨于穩定時停止觀測。

　　2)監測頻率分為兩個部分：

　　基坑開挖過程中：基坑開挖深度H≤5m，1次/3天;基坑開挖深度5m15m,2次/天;出現情況異常時，增加監測頻率。

　　基坑開挖完成后：基坑開挖完成后1~7天，1次/天;基坑開挖完成后7~15天，1次/2天;基坑開挖完成后15~30天，1次/3天;基坑開挖完成30天以后，1次/周;基本穩定后，1次/月;出現情況異常時，增加監測頻率。

　　3 監測結果及分析

　　3.1 樁頂水平位移

　　由圖2，根據樁頂水平位移監測結果分析，隨著基坑的開挖的深度增加，樁頂水平位移也隨之增大;當基坑接近設計高程時，隨著基坑的支護，樁頂位移變化趨于平穩;當基坑完成開挖后，樁頂水平位移基本不變。至監測周期完成，所有支護樁頂水平位移量均小于25mm。基坑角部的4個樁頂最終水平位移累計值同其余樁頂測點水平位移累計值均符合在基坑拐角處變形較小、基坑中部變形較大的一般規律。部分點由于施工過程中加撐不及時，隨著周圍土體壓力加大，樁頂水平位移出現突變，及時采取施工措施后，樁頂位移又恢復正常變化，其位移時間曲線趨于平緩，說明基坑支護結構處于相對穩定狀態;同時，也為施工鋼支撐支護的安全性及加減力提供了依據。

　　3.2 樁體水平位移

　　車站圍護樁樁身水平位移根據基坑開挖結束及鋼支撐拆除的最后位移與初始位移進行對比，因為測點數量多，選取位移量較大的幾個測點。支護樁樁體水平位移基本向基坑內方向發展，但鋼支撐的施作對水平位移的發展起到了一定限制作用，且使其稍向基坑外回復。在基坑開挖過程中，圍護樁的最大水平位移與開挖深度和時間關系密切，在開挖到一定深度而未架設鋼支撐時，圍護樁呈向坑內變形的前傾型曲線，樁頂水平位移最大。隨著基坑的開挖和支撐的施加，圍護樁變形曲線由前傾型逐漸向弓形變化，最大水平位移發生的部位也隨之下降，基坑中部的水平位移發展最快，基坑底部樁身的水平位移影響較小。樁體水平位移最大值出現在距樁頂10m處，圍護樁變形最大、最危險的地方不在樁頂而出現在基坑中部位置。

　　3.3 地表及管線沉降

　　從地表及管線沉降的歷時曲線圖(圖3)可以看出，隨著基坑的開挖的深度增加，地表和管線的沉降隨之逐漸增大;當進行鋼支撐支護后，地表和管線的沉降變化趨勢明顯變小;隨著基坑封底，主體結構的逐步完成，沉降趨勢隨之平緩并逐漸達到穩定。

　　地表和管線的沉降很直觀的能看出在基坑開挖過程中的變化情況，隨著開挖的深度變化以及基坑支護沉降也隨之變化，對于掌握基坑周邊的土體變形情況和變化趨勢，基坑的支護及基坑本身的安全起到重要作用。

　　3.4地下水位變化分析

　　從地下水位的歷時曲線圖可以看出，基坑開挖初期，隨著坑內降水的進行，各觀測井的水位均不同程度的下降很快，隨后逐漸趨于穩定。隨著主體結構的完成，各孔水位變化量在-0.412～+0.336之間波動，在底板澆筑完成后各孔水位變化已基本穩定。

　　3.5 鋼支撐軸力變化分析

　　從鋼支撐軸力變化歷時曲線圖可以看出，隨著基坑的開挖的深度增加，鋼支撐軸力也隨之增大;隨著支護的時間，因基坑開挖引起的周圍土體變形得以穩定，所以鋼支撐軸力的變化趨勢變得平緩。

　　4 結論

　　(1)基坑開挖初期圍護樁體變形、鋼支撐軸力以及地下水位變化速率都較為明顯，隨著開挖深度的增加，這一趨勢開始減弱，當到達一定程度時趨于穩定。影響深基坑穩定性的因素包括工程環境、圍護結構方案和施工組織設計等。

　　(2)基坑施工過程中每層土開挖完畢到施加該層鋼支撐這段時間以及鋼支撐拆除過程是最不利時期，為保證基坑穩定，應盡量減少基坑無支撐暴露的時間。

　　(3)整個開挖過程周圍地表豎向沉降沿坑邊水平方向呈曲線分布，距坑邊一定距離的范圍內沉降最大，隨后沿遠離坑壁方向逐漸減小，距離坑壁越遠變化幅度越小，最終逐漸穩定，每開挖一步，坑后地表都有一定量沉降的增加，每步形成的沉降分布曲線形狀相似。

　　(4)監控量測是保證深基坑施工安全的關鍵。合理的監測方案、準確的監測數據以及及時的信息反饋是施工決策和信息化施工的重要保障。

　　參考文獻：

　　[1] 北京中鐵瑞威工程檢測有限責任公司.北京地鐵八號線二期工程回龍觀東大街站監測總結報告[R].北京，2011.

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