鳳凰大街地鐵車站深基坑圍護墻變形監測分析

徐靜 何寧

(1．江蘇中和建筑設計有限公司，江蘇南京 210009; 2．南京地鐵建設有限責任公司，江蘇南京 210017)

鳳凰大街地鐵車站深基坑圍護墻變形監測分析

徐靜1何寧2

(1．江蘇中和建筑設計有限公司，江蘇南京 210009; 2．南京地鐵建設有限責任公司，江蘇南京 210017)

給出了南京鳳凰大街地鐵車站深基坑支護結構的監測方案，制定了監測項目、測點布置和監測頻率。根據完成的監測結果分析了圍護墻體的變形規律，結果表明：圍護墻的監測方案是合理的;墻體的變形呈弓形向坑內發展，變形量隨著開挖深度增加而加大;墻體的變形量與內支撐的剛度和墻體自身長度等因素有關。

地鐵車站，深基坑，圍護墻，監測，變形

0 引言

隨著我國城市建設的發展，地下空間的利用逐漸受到關注。為解決城市交通，地鐵建設成為重要的途徑。同時，地鐵的建設面臨著深基坑的開挖，因而在基坑開挖施工過程中，理論分析的指導，對基坑支護結構、周邊環境進行全面、系統的監測非常必要［1，2］。目前，及時監測是基坑工程自身的安全性和基坑工程對周邊環境的影響的唯一手段，及早地發現工程事故的隱患，為調整設計、施工方案提供依據。本文通過對南京地鐵10號線鳳凰大街站基坑圍護體深層水平位移的監測數據分析，研究其變化規律，能夠及時預警和提高設計以及施工水平，從而降低基坑施工過程中的風險。

1 項目概況

1．1 工程概況

南京地鐵10號線連接該市江北地區—河西—主城，途經3個行政區，是連接江南和江北的一條主干線路。線路全長41．4 km，共有車站18座，鳳凰大街站位于珠江鎮中心地段，為地下兩層島式車站，車站沿文德路東西向設置在文德路與鳳凰大街交叉路口，呈一字形布置。車長全長199．6 m，標準段寬19．6 m，頂板覆土厚度3 m。基坑開挖深度約17．0 m～18．0 m，車站兩端區間采用盾構法施工，車站東端為盾構到達接收端頭井，西端頭井為調頭井。

鳳凰大街站沿文德路兩側主要規劃用地為住宅、商業、公建及文化娛樂用地，車站土建工程由主體結構和通道、風道等附屬結構兩部分組成。鳳凰大街所處路段的文德路規劃紅線寬30 m，鳳凰大街規劃紅線寬45 m，路中設有寬約12 m的綠化帶。車站東北角為市民休閑廣場，西北側為鳳凰大廈和華聯商廈，西南側和南側為浦口區文化局、江浦電影院及其周邊沿街商鋪和數幢多層民用建筑，車站的東南角為浦口區衛生監督所的6層住宅樓。

1．2 工程地質及水文情況

場地地形地貌屬于長江高漫灘地貌，地處漫灘與崗地交接部位，地形平坦。地面標高10．0 m～10．3 m，地勢平坦。車站范圍內地層自上至下分布為①-1雜填土、①-2-2素填土、①-3淤泥、②-1b2-3粉質粘土、②-2b4淤泥質粉質粘土～粉質粘土、④-3b1-2粉質粘土、④-4e-2粉質粘土混卵礫石K2P-2強風化粉砂質泥巖、K2P-3中風化泥質粉砂巖、泥質粉砂巖等，鳳凰大街站底板位于中風化泥質粉砂巖中，個別部分位于強風化泥質粉砂巖中。

場地地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種。松散巖類孔隙水為本站內主要地下水類型，根據其埋藏條件和水力性質，孔隙潛水非常豐富，但地層透水性弱、給水性差;基巖裂隙水主要由白堊系浦口組的碎屑巖類組成，主要接受降水補給，泉或徑流排泄為主。

2 圍護及監測方案

2．1 圍護結構方案

本站考慮對基坑周邊密集建筑物的保護等特殊要求，設計采用工藝成熟的地下連續墻，墻厚800 mm，并采用H字鋼板接頭以有效防止連續墻接頭滲漏水，盡可能地防止由于基坑滲漏水對周邊建筑物造成沉降或變形［3］。出入口附屬結構采用鉆孔咬合樁支護結構。由于基坑內支撐經濟性能優、技術成熟，設計采用內支撐方式，豎向設置三道支撐，其中第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，縱向間距7 m左右。第二、三道采用φ609 mm(壁厚16 mm)鋼管支撐，縱向間距3 m，本站采用明挖法施工。

2．2 監測方案

2．2．1 監測項目

為確保基坑施工的順利進行和基坑周圍環境安全，綜合考慮相關規范及設計文件監測要求，結合本工程監測對象，車站主體基坑及附屬結構監測點布置具體情況見表1，各監測項目按照斷面綜合布置。

表1 主體結構基坑監測內容匯總表

2．2．2 測點布置

基坑開挖是坑內土體卸荷的過程，由于卸荷會引起坑底土體產生以向上為主的位移，同時也會引起圍護體在兩側壓力差的作用下而產生水平方向位移、墻外側土體位移。基坑變形包括圍護體的變形、基底隆起及基坑周圍地層移動等。這種變形所產生的影響范圍一般在2倍～3倍基坑開挖深度內［4］，該影響范圍內的地下管線、建(構)筑物等變形控制是基坑施工中的重要環節。本工程基坑監測布置了10個監測斷面(見圖1)，每個斷面上均設置完整的監測體系。

圖1 地鐵站綜合監測斷面布置圖

系統的監測系統可以有效、合理地反映基坑施工時圍護體及坑外土體位移，在保證基坑安全施工的同時，達到保護環境的目的。

2．2．3 觀測時間和頻率

本工程中，現場監測頻率如表2所示。當變形超過相關標準或者變形較快時，應加密觀測;當有比較惡劣的自然氣候或者災害時，應根據施工進度適當調整監測方案。

表2 監測頻率表

本文為真實反映出鳳凰大街站基坑開挖過程中的變形監測情況，選取深層水平位移為研究對象，分析基坑開挖過程中圍護墻體的監測變形與基坑施工工況之間的關系。

3 監測數據分析

本地鐵站深基坑工程，本文研究段的基坑土方開挖的關鍵工況：2012年4月22日開始挖土;5月1日土方開挖一周，開挖深度達到－3．0 m左右;5月22日開挖深度達到－10．0 m;6月5日開挖至坑底。

3．1 不同階段開挖墻體變形速率

如圖2所示，在基坑施工的關鍵工況中，研究段監測斷面⑨上的圍護墻體側向變形日變化量。在開挖初期，墻體的監測變形日變化量較小，一周內的日變化量平均值小于0．5 mm;隨著開挖深度加大，在開挖達到－10．0 m，一周內的基坑累計變化量最大值達到2 mm左右;開挖至坑底標高附近，一周內基坑累計變化量達到8 mm左右，日平均變化量在2 mm左右。

圖2 圍護墻體⑨斷面側向變形日變化量

3．2 墻體變形全過程分析

深層位移監測能夠完整反映圍護墻體的變形，同時是支護結構安全狀況的重要指標［5］。經過對圖3中的曲線分析可知：1)基坑開挖后暴露時間越長，圍護體的變形量越大;2)不同時期，圍護墻底的變形量和變化量都比較小;3)在圍護墻頂，位移變形量最大，在5月22日，開挖深度在10 m左右時，墻頂變相為－4．8 mm，開挖至坑底時，變形量達到－24 mm，變形量主要是在后期基坑開挖中產生，反映了混凝土支撐抵抗變形的能力較強。因此，在基坑開挖到坑底位置時，應該加強觀測。

圖3 圍護墻體累計側向變形曲線

3．3 不同位置處墻體變形分析

圍護墻體作為基坑變形控制的主要控制指標，對基坑的施工安全性控制起著重要的作用，對不同位置處的墻體側向變形進行分析具有重要的意義。圖4是基坑施工中兩個關鍵工況圍護墻體⑧，⑨，⑩三個斷面處的墻體側向變形量。

圖4 不同施工階段圍護墻體側向變形量

基坑圍護墻體變形向內側呈弓形，隨著開挖深度加大，向內變形量逐漸增加。雖然標準斷面處開挖深度相對端頭井開挖較淺，⑧斷面的變形量最大，⑨，⑩變形量逐漸減小。經分析主要原因為端頭井各層支撐皆為混凝土支撐且端頭井段地連長度較短，抵抗變形能力較強，而標準段首道支撐采用混凝土支撐，其余支撐為鋼管支撐。

4 結語

以南京地鐵10號線鳳凰大街站深基坑為例，該基坑圍護結構形式為地下連續墻組合內支撐支護方式，通過現場監測，對監測數據進行分析認為：

1)首道支撐采用混凝土支撐，使得基坑開挖初期變形速率較小，隨著開挖深度增加，開挖至坑底時變形量最大。圍護墻體的變形是基坑圍護結構安全狀況的重要指標。2)現場監測結果表明：本基坑已經順利施工完畢，現有圍護結構是可靠的，說明圍護結構設計及施工監測方案設計是合理的。3)不同位置處墻體變形量的差異，主要原因是內支撐的剛度以及墻體自身的長度，合理地分析基坑墻體的變形規律，對基坑的設計和施工具有指導意義。

［1］任建喜，張 琨．奧林匹克公園地鐵車站深基坑圍護結構變形規律監測研究［J］．巖土工程學報，2008(30)：456-460．

［2］張慧東，劉 鐘，李志毅．地鐵車站深基坑支護監測與信息化施工［J］．巖土工程學報，2008(10)：441-446．

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范［S］．

［4］DB 11/490-2007，地鐵工程監控量測技術規程［S］．

［5］JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程［S］．

On analysis of deformation inspection at enclosure walls of deep foundation pits at subway station in Fenghuang Avenue

XU Jing1HE Ning2

(1．Jiangsu Zhonghe Architectural Design Co．，Ltd，Nanjing 210009，China; 2．Nanjing Subway Construction Co．，Ltd，Nanjing 210017，China)

The paper provides the inspection scheme for the support structure of the deep foundation pits at the subway station along Fenghuang Avenue，makes the inspection programs，the monitoring point arrangement，and the inspection frequency，analyzes the deformation law for the enclosure wall according to the completed inspection results，and proves by the result that the inspection scheme of the enclosure wall is reasonable the deformation of the wall tends to develop towards the inside of pits with the shape of bow，and the deformation volume increases along with the deepening excavation，and the deformation volume of the wall is related to the stiffness of the internal support and the length of the walls．

subway station，deep foundation pit，enclosure wall，inspection，deformation

TU473．2

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.038

1009-6825(2013)10-0081-03

2013-01-04

徐 靜(1979-)，女，工程師; 何 寧(1978-)，男，工程師