復雜地質和周邊環境地鐵基坑工程施工監測

高占勇

摘 要：信息化施工對城市復雜地質和周邊環境進行地鐵深基坑施工支護施工和土方開挖具有預測和指導作用。基坑工程實例說明，信息化施工對施工和監測運用的標準、測點埋設、技術分析是有效的，對蘇州地區地鐵深基坑工程的設計、施工和監測有借鑒意義。

關鍵詞：深基坑；地下連續墻；監測；內支撐

中圖分類號：TU745.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0044-03

1 工程概況

養育巷站為蘇州地鐵1號線的第11座車站，地處蘇州古城平江區和滄浪區的交界處，沿干將路布置，由主體結構、3個出入口和風亭組成，主體結構為地下2層島式站臺，現澆鋼筋混凝土三跨箱形框架結構。車站主體結構外包尺寸長130 m，寬23.2 m，主體結構位于干將河下。

2 周圍環境概況

該站上方為蘇州著名的景觀河——干將河。車站主體結構的西南側為榮立大廈（6F）、永安保險（3F），西南側為娛樂大世界（6F）、蘇州人家（5F），西北側有通和新村、蘇州人才服務中心（6F），東北側為藍之天律師事務所（2F）等商辦建筑和居民區。其中，該站距娛樂大世界約17.0 m，距蘇州人才中心約21.0 m，距蘇州人家約15.0 m。

車站北側管線有：DN800給水管，距車站端頭井圍護結構最近處2.8 m；DN300煤氣管，距車站端頭井圍護結構最近處4.4 m；DN600污水管，距車站端頭井圍護結構最近處1.6 m；其余位于車站1倍基坑開挖深度范圍內的管線有DN300給水管、DN200燃氣管和改遷的電力電纜。

車站南側的管線有：改排的DN800給水管、DN1000雨水管和電信電纜，離車站基坑很近，車站主體施工第一階段受管線影響，主要分布在基坑南北兩側。

3 工程地質概況

該場地位于長江流域，場區設計地層為：①1素填土，①2素填土，①2a淤泥質填土，③1粉質黏土，③2粉質黏土，④1粉土，④2粉砂、粉土，⑤粉質黏土，⑥1粉質黏土，⑥2粉質粉土，⑦粉土、粉土，⑧粉質黏土。

地處江南水網區，屬長江流域太湖水系，區內地表水系豐富，常年水位（黃海標高）為1.10～1.30 m，其年變幅在1 m左右；由④1a層粉質黏土夾粉土、④1層粉土、④2層粉土—粉砂（賦水性、透水性較好，含水量較豐富，具微承壓性）、⑦層粉土—粉砂組成含水層。該含水層埋深大于30.0 m，在30.1～38.5 m范圍內，透水性不是很均勻，且厚度較大，含水較豐富，具有承壓性。

4 基坑圍護概況

本基坑開挖深度最深為20 m（局部21 m），為深基坑工程。對多種方案進行比較，主體選用地下連續墻做圍護結構，厚1 000 mm，深度為31.0～36.0 m，入土比為0.82∶0.84；第1，4道選用砼支撐，第2，6道選用Φ609鋼+立柱樁支撐，局部雙拼，局部換撐；坑內疏干降水，坑內外降承壓水，坑內外分塊三軸攪拌加固，連續墻接縫加固止水。出入口和風亭采用SMW工法樁做圍護結構，設計采用Φ850 mm三軸水泥土、內插700×300×13×24型鋼，隔一插一布置，插入比例為1∶1，最長攪拌樁樁長23 m，型鋼為22 m，最短攪拌樁樁長7 m，型鋼為6 m；支撐體系設計采用Φ609 mm鋼管，一般段設置3道鋼支撐，出入口接地段設置1～2道支撐，局部電梯井設4道鋼支撐。

5 監測內容

基坑周邊場地狹窄，南側和北側為交通要道，并在路旁建高層建筑，間距很近。場區在基坑開挖深度范圍內皆有微承壓水和承壓含水層，且地下水位很高。由于圍護結構施工和基坑開挖等引起的巖土工程問題會給工程周邊環境和基坑圍護本身帶來危害，因此，必須要采用先進的儀器進行現場監測，實行信息化施工，為保障工程安全提供和積累所需資料，使工程處于受控狀態。根據相關規范和基坑圍護設計方案可知，本工程設置了以下監測內容：鄰近建筑、道路的垂直位移監測、圍護墻壓頂垂直和水平位移監測、圍護墻深層水平位移監測（墻體測斜）、坑外土體深層水平位移監測（土體測斜）、基坑外地下水位監測、支撐軸力監測、立柱沉降監測、土壓力監測、鋼筋應力測試、坑底回彈監測等內容，各監測點分布位置詳見圖1.

6 監測結果與分析

該基坑地理位置特殊，開挖深，施工時間長，監測數據多，資料較豐富。本文重點介紹了施工過程中的圍護結構水平位移、支撐軸力、地下水位和周邊環境的監測結果。

6.1 圍護體測斜監測

該工程共設置了14個墻體測斜孔，在地表土開挖完畢、圈梁制作完成后，開始對其進行監測，各測斜孔的累計位移和在不同階段下的實測數據見表1.

在不同階段的位移和深度的典型曲線如圖2所示。由表2可以看出，整個基坑圍護體水平位移監測數據的變化規律，累計變化最大值都在30 mm范圍內，累計最大值達到58.41 mm。

當基坑開始挖第一層土時，局部深層水平位移量最大達到9.75 mm；第二層挖土結束時，最大深層水平位移量累計達到了14.15 mm，第三層挖土結束時，施工混凝土支撐工期較長，累計位移量達到了33.84 mm；第四層挖土調整步距，結束后及時支撐，最大水平位移量累計達到了35.89 mm。在墊層澆筑時，局部累計水平位移量達到了45.87 mm。底板澆筑結束時，最大累計水平位移量為41.17 mm。頂板澆筑和第一道砼支撐拆除，最終水平位移累計最大為57.75 mm。

做好主體基坑周圍地表沉降監測工作。隨著施工工況的變化，基坑周圍地表在圍護體變形、支撐軸力變化和地面動載荷靜載的共同作用下沉降，表3為監測過程中的沉降統計值，圖4是典型沉降特征曲線。

7 結論

本次監測得到的數據反映了基坑開挖過程中由于土體的卸載，基坑本身和周圍環境所產生的一系列變化。開挖卸載引起的基坑圍護結構變形會帶動基坑周圍土體、建筑和構筑物的變形，特別是圍護結構的不同所產生的變化和影響的范圍也不一樣。

由連續墻施工期間對周圍環境監測數據分析可知，在地下連續墻施工期間，地表沉降由近至遠逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質量、施工地面活荷載的影響，地表斷面沉降槽明顯，但最終值有所不同。

在地下連續墻施工結束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對周邊環境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對鄰近建（構）筑的影響一般不會造成地基應力的損失，尤其是在有圍護體的基坑內施工。

先期注漿預防地下連續墻接縫漏水，有利基坑的開挖。

第一道混凝土支撐受力和土方工程施工影響明顯，其突變值一般發生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對地下連續墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點。鋼管支撐軸力變化曲線呈現最大軸力發生在第4道支撐處。

參考文獻

[1]山東省建設廳.GB 50497—2009基坑工程監測技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The informatization construction of urban complex geological and surrounding environment of subway construction of deep foundation pit support construction and earth excavation has prediction and guidance. Foundation pit engineering examples， the informationization construction standards on the use of the construction and monitoring， measuring point embedment， technical analysis is effective， the subway deep foundation pit engineering in suzhou has reference significance to the design， construction and monitoring.

Key words： deep foundation pit； underground continuous wall； monitoring； inner support

由連續墻施工期間對周圍環境監測數據分析可知，在地下連續墻施工期間，地表沉降由近至遠逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質量、施工地面活荷載的影響，地表斷面沉降槽明顯，但最終值有所不同。

在地下連續墻施工結束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對周邊環境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對鄰近建（構）筑的影響一般不會造成地基應力的損失，尤其是在有圍護體的基坑內施工。

先期注漿預防地下連續墻接縫漏水，有利基坑的開挖。

第一道混凝土支撐受力和土方工程施工影響明顯，其突變值一般發生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對地下連續墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點。鋼管支撐軸力變化曲線呈現最大軸力發生在第4道支撐處。

參考文獻

[1]山東省建設廳.GB 50497—2009基坑工程監測技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The informatization construction of urban complex geological and surrounding environment of subway construction of deep foundation pit support construction and earth excavation has prediction and guidance. Foundation pit engineering examples， the informationization construction standards on the use of the construction and monitoring， measuring point embedment， technical analysis is effective， the subway deep foundation pit engineering in suzhou has reference significance to the design， construction and monitoring.

Key words： deep foundation pit； underground continuous wall； monitoring； inner support

由連續墻施工期間對周圍環境監測數據分析可知，在地下連續墻施工期間，地表沉降由近至遠逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質量、施工地面活荷載的影響，地表斷面沉降槽明顯，但最終值有所不同。

在地下連續墻施工結束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對周邊環境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對鄰近建（構）筑的影響一般不會造成地基應力的損失，尤其是在有圍護體的基坑內施工。

先期注漿預防地下連續墻接縫漏水，有利基坑的開挖。

第一道混凝土支撐受力和土方工程施工影響明顯，其突變值一般發生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對地下連續墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點。鋼管支撐軸力變化曲線呈現最大軸力發生在第4道支撐處。

參考文獻

[1]山東省建設廳.GB 50497—2009基坑工程監測技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The informatization construction of urban complex geological and surrounding environment of subway construction of deep foundation pit support construction and earth excavation has prediction and guidance. Foundation pit engineering examples， the informationization construction standards on the use of the construction and monitoring， measuring point embedment， technical analysis is effective， the subway deep foundation pit engineering in suzhou has reference significance to the design， construction and monitoring.

Key words： deep foundation pit； underground continuous wall； monitoring； inner support