陶茂枕

一、工程概況

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

二、基坑開(kāi)挖監(jiān)測(cè)方案

1.監(jiān)測(cè)范圍

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50911-2013）中的要求，本車(chē)站監(jiān)測(cè)范圍根據(jù)基坑設(shè)計(jì)深度、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等，綜合確定為3倍基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的基坑主體結(jié)構(gòu)、周?chē)h(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(jiàn)表1。

表1 基坑工程影響分區(qū)表

2.監(jiān)測(cè)內(nèi)容

本車(chē)站監(jiān)測(cè)對(duì)象分為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與基坑周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)對(duì)象包括圍護(hù)墻（樁）、支撐等；周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)象主要為周?chē)乇硗恋亍⒌叵滤?、建（?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(cè)等級(jí)

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》基坑工程的自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分設(shè)計(jì)深度＞20m的基坑，車(chē)站主體基坑最深為25.185m，所以基坑自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。

依據(jù)上述規(guī)范中周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)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(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。依據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度等級(jí)劃分，根據(jù)巖土工程勘查報(bào)告本基坑地質(zhì)條件為復(fù)雜。本車(chē)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(cè)等級(jí)為一級(jí)。

4.監(jiān)測(cè)周期及監(jiān)測(cè)頻率

本工點(diǎn)監(jiān)測(cè)周期從工程施工前開(kāi)始直至工程施工結(jié)束，貫穿工程施工全過(guò)程。施工監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)基坑類(lèi)別、施工工法、施工進(jìn)度、地質(zhì)條件、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等情況和特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)確定。本工程監(jiān)測(cè)頻率見(jiàn)表2。

表2 監(jiān)測(cè)頻率

三、基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

1.墻體水平位移（測(cè)斜）數(shù)據(jù)分析

以墻體水平位移累計(jì)變化量為橫坐標(biāo)，墻體深度為縱坐標(biāo)作出各測(cè)斜孔在不同時(shí)間段的曲線圖。墻體測(cè)斜QCX05的變化圖中，墻體測(cè)斜QCX05隨著時(shí)間（開(kāi)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(kāi)挖深度14m處，即第三道混凝土支撐設(shè)計(jì)位置處，最大變形量為54.0mm。

根據(jù)地質(zhì)情況顯示，該車(chē)站開(kāi)挖面處于粗中砂層且本車(chē)站離閩江很近，車(chē)站坑外水位較大，基坑開(kāi)挖過(guò)程中土方卸載及主動(dòng)土壓力增大，導(dǎo)致砂層流動(dòng)性較強(qiáng)，在支撐受力不及時(shí)及車(chē)輛重載碾壓情況下，地連墻變形趨勢(shì)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(jì)強(qiáng)度后，整個(gè)基坑結(jié)構(gòu)屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個(gè)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(cè)斜孔的變化規(guī)律類(lèi)似于墻體測(cè)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(gè)區(qū)域墻頂豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制隨時(shí)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(kāi)挖過(guò)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_(kāi)挖之前施工單位對(duì)所有地連墻實(shí)施坑外抽條加固，加上基坑開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格采用“分層分段”開(kāi)挖模式，地連墻深度較大，墻趾位于巖層，故開(kāi)挖過(guò)程中土方卸載對(duì)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(gè)監(jiān)測(cè)斷面繪制地表沉降數(shù)據(jù)時(shí)間變化曲線圖，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，與基坑距離分別為2m、5m、10m、18m。監(jiān)測(cè)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(cè)點(diǎn)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(kāi)挖過(guò)程中，隨著開(kāi)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(dòng)，加之基坑開(kāi)挖過(guò)程中大型機(jī)械施工對(duì)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(jì)強(qiáng)度后，整個(gè)基坑屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個(gè)基坑周邊土體達(dá)到穩(wěn)定，且施工過(guò)程中大型施工機(jī)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(shí)間變化曲線圖顯示，支撐軸力隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，主動(dòng)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(yǔ)

基坑監(jiān)測(cè)工作在整個(gè)基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中至關(guān)重要，本文以福州X號(hào)線工程學(xué)習(xí)站車(chē)站基坑工程為背景，以基坑開(kāi)挖過(guò)程中的實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得出如下結(jié)論：

1.本車(chē)站開(kāi)挖面處于粗中砂層，車(chē)站離閩江較近，坑外水位較大，基坑開(kāi)挖過(guò)程中隨著開(kāi)挖面增大，土方卸載及主動(dòng)土壓力增大，在支撐架設(shè)不及時(shí)及重型車(chē)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(cè)項(xiàng)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(jì)強(qiáng)度后，整個(gè)基坑屬于箱涵結(jié)構(gòu)，整個(gè)基坑周邊土體達(dá)到穩(wěn)定，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目變化量減小，變形趨勢(shì)趨于穩(wěn)定。

2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體水平位移（墻體測(cè)斜）呈“中部大、兩端小”的大肚狀，符合常見(jiàn)的基坑開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律。墻體測(cè)斜的變化量隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，變形量增大，變形量最大一般在開(kāi)挖面中部，即14m上下位置處。墻體測(cè)斜在底板澆筑后變化趨勢(shì)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(cè)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(kāi)挖過(guò)程中必須嚴(yán)格按照開(kāi)挖方案進(jìn)行基坑開(kāi)挖，做到“隨挖隨撐”，嚴(yán)禁超挖，縮短支撐假設(shè)時(shí)間。支撐架設(shè)應(yīng)及時(shí)，減少基坑暴露時(shí)間，支撐架設(shè)不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致墻體測(cè)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(xiǎn)。