孫占南（濱州市工程建設(shè)監(jiān)理公司，山東 濱州 256600）

0 引 言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及城市化的快速發(fā)展，城市人口激增，地下空間正在大規(guī)模地被開(kāi)發(fā)利用[1]。考慮到基坑越來(lái)越深，規(guī)模越來(lái)越大，離周邊建筑也越來(lái)越近，加上多數(shù)地鐵車站深基坑的施工采用明挖法，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性成為一個(gè)非常重要的研究課題。為了確保深基坑的穩(wěn)定性，開(kāi)展相關(guān)研究工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，而如何維護(hù)好深基坑工程施工過(guò)程中的基坑穩(wěn)定性是十分重要的工程問(wèn)題[2-3]。

1 工程概況及水文地質(zhì)條件

1.1 工程概況

江北大學(xué)城站為黑龍江省哈爾濱市軌道交通地鐵 2 號(hào)線一期工程的起點(diǎn)站，位于學(xué)院路與利民西三道街交叉路口，沿利民西三道街南北向設(shè)置。該站為地下 2 層島式站臺(tái)車站，采用明挖順作法施工。該區(qū)間上行線起訖點(diǎn)里程為CDK0＋000～CDK2＋654.645，區(qū)間全長(zhǎng)為 2 654.654 m。

1.2 工程地質(zhì)條件

哈爾濱位于松嫩平原的東南緣，地處松花江中游，東部靠近丘陵山地，其余為廣闊的沖洪積平原。平原波狀起伏，河谷地貌發(fā)育，階地清晰，漫灘開(kāi)闊。本工程位于哈爾濱松花江北岸，所處地貌單元為松花江漫灘，地面標(biāo)高為 115 m～119 m，場(chǎng)地地形較為平坦。場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為典型松花江漫灘相地貌單元特征，地基土分布不均勻，性質(zhì)變化較大，上部第四紀(jì)地層具有 2～3 個(gè)明顯沉積輪回特征，即從上到下顆粒由細(xì)到粗分布；表層由雜填土組成，上部地基土主要由粉細(xì)砂組成，中間主要由中粗砂夾厚薄不均的黏性土組成，下部基巖為白堊紀(jì)泥巖和粉砂巖。

1.3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)勘探揭示的地層結(jié)構(gòu)，勘探深度內(nèi)場(chǎng)地地下水可分為地表水、孔隙潛水和孔隙承壓水。哈爾濱市區(qū)內(nèi)主干河流松花江自西南向東北流經(jīng)市區(qū)北部，河道蜿蜒曲折，邊灘及江心洲發(fā)育。河床寬 293 m～1 000 m，水深 3.80 m～6.00 m；歷史最高水位為 120.89 m，25年一遇洪水位為 119.50 m；年徑流量為 153.0 億 m3～ 755.5 億 m3，最大流量為 12 200 m3/s；最大流速為 1.99 m/s，最小流速為 0.536 m/s；最大冰厚為 1.25 m。

2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)方案

2.1 車站主體簡(jiǎn)介和圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

江北大學(xué)城站總長(zhǎng) 284.00 m，設(shè)計(jì)里程為：DK2＋583.128～DK2＋867.220，有效站臺(tái)中心里程為：DK2＋792.818。該站為雙層三跨（局部單柱雙層雙跨、換乘節(jié)點(diǎn)段為三層三跨）島式車站，站臺(tái)寬 14.00 m～15.94 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為 22.9 m。有效站臺(tái)中心處頂板覆土厚度為3.6 m，其中現(xiàn)狀地面距頂板 2.1 m、后期廣場(chǎng)施工回填厚度為 1.5 m；軌面埋深為 15.50 m。車站主體及附屬結(jié)構(gòu)均采用明挖法施工。

車站主體標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度為 15.56 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用0.8 m 厚的地下連續(xù)墻（以下簡(jiǎn)稱“地連墻”）。地連墻入土深度為 16 m，入土比約為 1.03，設(shè)置 1 道混凝土撐＋2 道鋼支撐＋1 道換撐；盾構(gòu)井段基坑深度為 17.06 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 0.8 m 厚的地連墻，地連墻入土深度為 17 m，入土比約為 1.00，設(shè)置 1 道混凝土撐＋3 道鋼支撐＋1 道換撐；換乘段（三層主體結(jié)構(gòu)）基坑深度為 23.07 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 1.0 m 厚的地連墻，地連墻入土深度為 25 m，入土比約為 1.08，設(shè)置 1 道混凝土撐＋4 道鋼支撐＋2 道換撐。地連墻分幅寬度應(yīng)盡可能保證鋼支撐對(duì)中支撐于兩側(cè)連續(xù)墻上。其中，第一道支撐采用 700 mm×1 000 mm 混凝土支撐，水平間距 6 m，其余鋼支撐均采用 Q235Φ609、t＝16 mm 鋼管支撐，水平間距 3 m，基坑拐角處設(shè)有角撐。第一道支撐端部設(shè) 800 mm×1 000 mm混凝土冠梁；臨時(shí)立柱采用 460×460 型鋼格構(gòu)柱，柱下基礎(chǔ)采用 Φ1 000 鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)，立柱伸入底板 15 m～16 m（盾構(gòu)段立柱樁樁長(zhǎng)為 17 m）。

2.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)方法

按照表1 所列的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)方法及工具、監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查。在施工過(guò)程中，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)的數(shù)值達(dá)到一定范圍（即將產(chǎn)生不可接受的負(fù)面影響時(shí)）要進(jìn)行“預(yù)警”。監(jiān)測(cè)預(yù)警的等級(jí)分為 3 級(jí)，即橙色預(yù)警（變形監(jiān)測(cè)的絕對(duì)值和速率值雙控指標(biāo)均達(dá)到控制值的 85% 或雙控指標(biāo)之一達(dá)到控制值）、黃色預(yù)警（變形監(jiān)測(cè)的絕對(duì)值和速率值雙控指標(biāo)均達(dá)到控制值的 70% 或雙控指標(biāo)之一達(dá)到控制值的 85%）和紅色預(yù)警（變形監(jiān)測(cè)的絕對(duì)值和速率值雙控指標(biāo)均達(dá)到控制值）[4]。

表1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目及設(shè)計(jì)要求

2.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

圍護(hù)墻體的水平位移是深基坑工程監(jiān)測(cè)中必測(cè)的項(xiàng)目，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)周圍管線、建筑物及基坑本身的穩(wěn)定都具有非常重要的意義。在整個(gè)基坑施工中，應(yīng)確保最大位移值不超過(guò)工程的最大允許位移值。根據(jù)基坑開(kāi)挖施工階段的特點(diǎn)，將施工過(guò)程分成 5 個(gè)工況（見(jiàn)表2）。

選取有代表性的 ZQT-12 測(cè)點(diǎn)對(duì)墻體的變形曲線進(jìn)行分析。ZQT-12 為標(biāo)準(zhǔn)段測(cè)點(diǎn)，通過(guò)地連墻水平位移曲線圖能直觀地看到其變化規(guī)律。在監(jiān)測(cè)結(jié)果的墻體變形曲線圖中，正值為墻體向基坑內(nèi)變化，負(fù)值為墻體向基坑外變化。取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，繪制地下連續(xù)墻水平位移隨時(shí)間及深度的變化曲線圖（見(jiàn)圖1）。

表2 基坑開(kāi)挖施工工況

圖1 ZQT-12 測(cè)點(diǎn)墻體深層水平位移曲線圖

從圖1 中的數(shù)據(jù)可知，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形在施工過(guò)程各階段中的變化趨勢(shì)大體是相近的；隨著基坑開(kāi)挖深度的不斷增加，相應(yīng)的變形也在改變。圍護(hù)墻體的水平位移在基坑開(kāi)挖深度中部的變化值情況較為突出；在基坑底部的變形值變化相對(duì)較小，地連墻變形曲線豎向呈“弓”形分布；隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，負(fù)向位移逐漸被抵消。當(dāng)開(kāi)挖到第一層支撐的底部時(shí)，圍護(hù)墻的位移沿深度方向呈三角形分布；當(dāng)開(kāi)挖到第二道支撐底部時(shí)，由于墻頂架設(shè)鋼筋混凝土支撐，隨著基坑的開(kāi)挖施工，第一層支撐的約束作用使墻體的位移呈“弓”形分布；當(dāng)開(kāi)挖到第三道和第四道支撐底部時(shí)，鋼筋混凝土支撐和預(yù)加軸力的鋼支撐的共同作用，有效地抑制了地連墻向基坑內(nèi)的水平位移和最大位移值的下降；當(dāng)開(kāi)挖到坑底時(shí)，墻體兩端位移較小中部位移較大，最大位移均未超過(guò)警戒值。

3 深基坑支護(hù)工程施工監(jiān)理

3.1 基坑開(kāi)挖監(jiān)理

（1）基坑開(kāi)挖嚴(yán)格按編制的基坑開(kāi)挖方法組織施工，遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開(kāi)挖”的原則。

（2）基坑開(kāi)挖至支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須及時(shí)架設(shè)相應(yīng)的支撐，開(kāi)挖時(shí)機(jī)械避免碰撞鋼支撐。

（3）為了減少對(duì)立柱樁的影響，基坑內(nèi)靠近樁 0.5 m范圍內(nèi)的土方采用人工開(kāi)挖。

（4）開(kāi)挖過(guò)程中，周期性地對(duì)樁位點(diǎn)和埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)控制開(kāi)挖，減少基坑的變形。

（5）開(kāi)挖過(guò)程中按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑降排水，確?；拥恼w穩(wěn)定；開(kāi)挖時(shí)如發(fā)現(xiàn)樁間滲、漏水，采用注漿及時(shí)封堵，防止因基坑失水而對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

（6）根據(jù)監(jiān)測(cè)信息，必要時(shí)采取加密支撐等措施防止基坑圍護(hù)樁變形過(guò)大。

3.2 基坑監(jiān)測(cè)監(jiān)理

施工中進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)不利因素，從而采取應(yīng)對(duì)措施以減少對(duì)城市生活的影響，確保施工及周圍環(huán)境的安全。監(jiān)測(cè)單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范的規(guī)定編制監(jiān)測(cè)方案，內(nèi)容主要包括監(jiān)控目的、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法、精度要求、監(jiān)測(cè)周期和監(jiān)控報(bào)警值等[5]。通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，了解施工方法和施工手段的科學(xué)性和合理性，以及本工程條件下所表現(xiàn)出的一些地下工程規(guī)律和特點(diǎn)，用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果彌補(bǔ)理論分析過(guò)程中存在的不足，以便及時(shí)調(diào)整施工方法，確保施工安全，為今后類似工程的發(fā)展提供借鑒、指導(dǎo)作用。

監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目主要取決于工程的重要性、難易程度、監(jiān)測(cè)目的、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、施工方法和工程周邊環(huán)境等因素。本工程的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目除了考慮上述因素以外，主要根據(jù)設(shè)計(jì)的要求而定。本車站深基坑監(jiān)測(cè)的主要范圍是：施工結(jié)構(gòu)物兩側(cè)外延兩倍基坑深度范圍內(nèi)的地面建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測(cè)、管線、地面沉降監(jiān)測(cè)及盾構(gòu)隧道收斂和拱頂下沉。在基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)值應(yīng)控制在規(guī)范允許值之內(nèi)，一旦監(jiān)測(cè)到超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)立即停止施工并通知相關(guān)單位，采取必要的施工措施。每次量測(cè)后均應(yīng)對(duì)量測(cè)斷面內(nèi)的每個(gè)量測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行回歸分析，并進(jìn)行相關(guān)分析和預(yù)測(cè)，推算出最終變化值，掌握變化規(guī)律，并由此判斷基坑的穩(wěn)定性。

3.3 其他注意事項(xiàng)

（1）本工程車站主體施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 SMW 工法樁施工工藝，有一定的預(yù)防能力，從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來(lái)看，一般不會(huì)出現(xiàn)太大的涌水現(xiàn)象。雖然本工程采用基坑內(nèi)的降水措施，但對(duì)突發(fā)的漏水現(xiàn)象應(yīng)有足夠的重視。對(duì)此采取如下措施：配備足夠的降水和排水設(shè)備，設(shè)專人 24 h 不間斷觀察滲漏水情況，如遇險(xiǎn)情，立即停止施工作業(yè)，并且采取有效的排水、混凝土封堵和局部降水等措施。

（2）若發(fā)生不可抗力事件，應(yīng)立即通知總監(jiān)，在力所能及的條件下迅速采取措施，盡量減少損失?？偙O(jiān)認(rèn)為應(yīng)當(dāng)暫停施工的，應(yīng)暫停施工。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）圍護(hù)墻體水平位移與開(kāi)挖深度和時(shí)間關(guān)系密切，隨著基坑的開(kāi)挖和支撐的架設(shè)，墻體變形曲線由前傾型逐漸向“弓”形變化，最大水平位移發(fā)生的位置分布在墻體中間部位。

（2）基坑現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)成果顯示，本基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體變形，最大位移均未超過(guò)警戒值，表明現(xiàn)有的支護(hù)結(jié)構(gòu)是安全可靠的，有一定的安全儲(chǔ)備。

（3）根據(jù)監(jiān)理理論、設(shè)計(jì)文件、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，嚴(yán)格把關(guān)施工中的每道工序質(zhì)量，并對(duì)施工全過(guò)程實(shí)施監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)采取有效措施，確保工程順利完工。