伏亞軍

中交第二公路工程局有限公司 陜西 西安 710000

正文：

1.引言

佛山地鐵2號線某車站，基坑長500m寬22m，長寬比為22.73，由于基坑狹長而且較深，周邊環(huán)境復(fù)雜管線多樣，建筑物和河道臨近基坑，為保證基坑安全和監(jiān)測效果，引入圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平變形的測斜管監(jiān)測，通過不斷的摸索、總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，歸納出了一套較測斜管安裝，數(shù)據(jù)分析的整體方案。

2.工程概況

車站總長度500m，車站主體為地下兩層雙柱三跨結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)段車站寬約22m，車站基坑深度約17.6～18.5m，屬深基坑工程，覆土厚度約3.5～4.5m。車站西北側(cè)為車輛交易所，并緊臨主干道，跨當(dāng)?shù)睾拥溃▽?1米深2.5米）的橋梁；車站西南側(cè)A出入口南側(cè)為某知名國際酒店，酒店為60層建筑，車站與其地下室邊線最近距離約27m；車站南側(cè)B出入口處有精品商務(wù)酒店（主體基坑與其距離約45m）、化工廠、鍛壓件廠、汽車保養(yǎng)店、超市等。車站所在處地層從上到下依次為：素填土、粉土、淤泥質(zhì)土、粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、中粗砂、可塑狀粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖和中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖。車站底板主要處于〈3-1〉淤泥質(zhì)粉細(xì)砂（地震液化，三軸攪拌加固）、〈3-2〉中粗砂；局部位于〈4-2B〉淤泥質(zhì)土（地基承載力不足（變形），三軸攪拌樁加固）、〈4N-2〉粉質(zhì)粘土地層中?？紤]淤泥層、砂層較厚，場地地層差，以及本站位于主干道公路正下方，主干道公路南側(cè)綠地及河道對面路面較寬有交通疏解條件，本站采用最常規(guī)的明挖順做法進(jìn)行施工。

3.測斜管的安裝與埋設(shè)

目前，在地鐵車站基坑建設(shè)過程中，通常將測斜管直接埋設(shè)在圍護(hù)墻體、圍護(hù)樁體內(nèi)，在下放鋼筋籠的時候一起完成，此方法具有安裝簡單，易于保護(hù)且測量精度高的優(yōu)點(diǎn)。

3.1 測斜管的驗(yàn)收與連接

測斜管進(jìn)場后，要對其外觀、尺寸、壁厚、內(nèi)槽、接頭和出廠合格證進(jìn)行驗(yàn)收，滿足要求才能使用。國內(nèi)常見測斜管大多為2m一節(jié)的硬質(zhì)PVC管，管節(jié)之間需用套管連接起來，然后用自攻螺絲固定，套管每側(cè)自攻螺絲不少于4個，且沿著四周均勻布設(shè)，自攻螺絲不得松動。

通常從最下端的一節(jié)測斜管開始連接，先在沒有套管的一端蓋上底蓋，再向另一端插入第二根測斜管，底蓋和套管之間不少于4顆自攻螺絲擰緊，注意自攻螺絲長度露出測斜管內(nèi)壁不得大于3mm，否則在后期采集數(shù)據(jù)的時容易造成測斜儀的探頭卡頓；依此連接到設(shè)計(jì)長度，節(jié)段之間用膠帶纏緊，以免泥沙和水泥漿進(jìn)入管中，造成堵管，影響測斜管的正常使用。

3.2 測斜管與鋼筋籠的綁扎固定

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定好測斜管所在圍護(hù)墻（樁）體的具體位置和幅號，測斜管通常安裝在鋼筋籠的迎土側(cè)，這樣可以保證在基坑開挖過程中施工支撐植筋時測斜管不被破壞，沿著一根縱向主筋先擺放測斜管，最低端距離鋼筋籠底部0.5-1m，可焊接一塊面積略大于測斜管截面的鋼板對測斜管保護(hù)，防止在下放過程中測斜管滑動和渣土對測斜管的擠壓破壞；擺放好后根據(jù)鋼筋籠的預(yù)放位置轉(zhuǎn)動測斜管，使測斜管內(nèi)槽的導(dǎo)軌一條平行于基坑測量面，一條垂直于基坑測量面，每隔2m用麻布包裹測斜管，并用抱箍或鐵絲進(jìn)行固定，綁扎過程中確保測斜管順直，保證成型后的垂直度。

3.3 混凝土澆筑過程的保護(hù)措施

鋼筋籠下放前檢查測斜管安裝是否牢固，滿足要求后下放鋼筋籠，下放過程中密切關(guān)注測斜管的垂直度，下放到設(shè)計(jì)位置后在測斜管中注滿清水，待管內(nèi)外平衡，加蓋頂蓋并用膠帶包裹。澆筑混凝土的導(dǎo)管安裝與測斜管保持一定的距離，以減小混凝土澆筑對測斜管的沖擊擠壓，現(xiàn)場標(biāo)識測斜管位置并采集測斜管中心的實(shí)際坐標(biāo)，以免施工過程中不慎破壞。

3.4 樁頭破除過程的保護(hù)措施

樁頭破除前，對測斜管的位置根據(jù)實(shí)際采集坐標(biāo)放樣，在現(xiàn)場重新做醒目標(biāo)識，并對現(xiàn)場技術(shù)管理人員和作業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行保護(hù)交底，簽訂保護(hù)協(xié)議和獎罰措施；樁頭破除后，對測斜管進(jìn)行接長，一般高出冠梁頂面10-20cm，在整個施工過程中確?？卓谑冀K封閉，防止雜物掉入管內(nèi)。

4.理論模型與實(shí)測數(shù)據(jù)的對比分析

本次采用MIDAS/GTS NX軟件對車站基坑開挖過程地連墻變形模擬，選取了典型的三個監(jiān)測斷面和三個施工工況變形數(shù)據(jù)，與基坑實(shí)際開挖過程監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確程度。其中工況一，開挖到第二道支撐以下0.5m；工況二 ，開挖到第三道支撐以下0.5m；工況三，開挖到設(shè)計(jì)深度，斷面一距離車站小里程端頭20m; 斷面二車站最中間; 斷面三距離車站大里程端頭20m;下圖是模擬和實(shí)測各斷面的墻體變形數(shù)據(jù)。

4.1 MIDAS/GTS NX模擬結(jié)果

4.2 現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果

4.3 特征數(shù)據(jù)表

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4.4 數(shù)據(jù)分析

4.4.1 測斜管在地連墻中的埋深為35m，地連墻在33m處均嵌入巖層，實(shí)測最深在28.2米處，墻體不發(fā)生變形。

4.4.2 孔口實(shí)測最大變形3.18mm，孔口模擬最大變形3.32mm，相差0.14mm

4.4.3 最大變形處孔深均為13米，實(shí)測最大變形27.56mm，模擬最大變形28.26mm，相差0.7mm

4.4.4 底部變形0點(diǎn)實(shí)測最大深度28.2m，模擬最大深度27.2m，相差1.0m

4.4.5 實(shí)測數(shù)據(jù)曲線和模擬數(shù)據(jù)曲線線型相近，吻合度好，不同工況下墻體變形最大較差在工況一的第二斷面，較差為1.45mm。

4.4.6 墻體模擬和實(shí)測最大變形28.26mm，滿足《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB 50911-2013》中一級基坑最大變形30mm要求。

5.結(jié)語

本工程基坑開挖前，端頭井采用三軸攪拌樁進(jìn)行滿堂加固，墻體內(nèi)外側(cè)采用三軸攪拌樁進(jìn)行裙邊加固，地連墻雌雄幅接縫處采用高壓旋噴樁止水處理，從開挖過程和墻體變形數(shù)據(jù)來看效果較好。

5.1 基坑墻體變形是基坑失穩(wěn)破壞前期最直接的反應(yīng)，在基坑開挖的過程中，實(shí)時進(jìn)行測斜監(jiān)測，及時反映監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行提前預(yù)判和趨勢分析，對基坑安全開挖起到至關(guān)重要作用。

5.2 本次主要選取狹長地鐵車站基坑實(shí)體進(jìn)行建模和實(shí)測分析，對比結(jié)果顯示，基坑開挖后，內(nèi)部土壓力消失，僅靠內(nèi)支撐的軸向力和墻體的剛度平衡外部土壓力，墻體呈現(xiàn)弓形向內(nèi)凸進(jìn)，隨著開挖深度增大，最大變形點(diǎn)也進(jìn)行下移，墻體實(shí)測最大變形為27.56mm，最大深度在13米處，約為基坑深度的0.722倍。

5.3 對于房建和其他市政基坑工程施工過程中，墻體（樁體）也可引入采用埋設(shè)測斜管進(jìn)行水平變形監(jiān)測，既精確又直觀，變形控制容許值要參考相應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求，確保基坑建設(shè)期安全。