廣場地下空間施工監測及數據分析

練蘭英， 徐振華， 劉加冬

(皖江工學院， 安徽 馬鞍山 243000)

1 工程概況

南京南站是鐵道部規劃的京滬高鐵5大始發站之一，它將匯集京滬高速鐵路、滬漢蓉城際鐵路、寧杭鐵路、寧安城際鐵路等4條國家以及區域鐵路干線，形成特大型鐵路交通樞紐。該樞紐位于南京市主城區的南部，地處江寧區與雨花區交匯處，位于重要的城市綠化帶上，是城市南擴的重要節點。

鐵路南京南站北廣場基坑工程位于主站房北側，為半橢圓形地下建筑。地下室面積為51 856 m2。北廣場一般開挖標高為5.786 m；下沉廣場開挖標高-2.70 m；北廣場中部地鐵1號線(已建)及地鐵3號線(未建)從其下部通過；擬建寧蕪鐵路(地下)從北廣場南側約22 m通過。

2 自然地理條件

2.1 地形、地貌及周邊環境

南京南站北廣場基坑工程位于南京市江寧區、鐵路南京南站主站區的北側。場區總體屬于崗地，局部為坳溝。勘察前場地大部分地段已經整平(局部地段仍為高崗)，地形高差稍有起伏，勘察期間，勘探孔孔口高程為12.12～16.94 m(吳淞高程)，最大高差為4.82 m。場地南側正在建設中的南京南站，無文物及保護性建筑。場地北側約35 m左右有一條通往機場的輸油管道。區域內有南京地鐵1號線南延線(已建設)通過,南邊為寧蕪地下鐵路(擬建設)通過。

2.2 場地工程地質條件

場地勘探深度范圍內的巖土體按其成因和時代的不同，劃分為4個工程地質層。各工程地質層根據巖性成分和物理力學性質的差異共分成11個亞層。

1層為近期人工填土;1-1：雜填土，松散，平均2.07 m;1-2：素填土，以軟塑～可塑狀粉質粘土為主，局部粘土，部分地段分布，厚度0.50～7.10 m，平均2.10 m。

2層為全新世沖淤積土;2-1：粉質粘土,軟塑～可塑,局部地段為粘土。分布于坳溝區及崗前洼地區上部，厚度0.80～5.00 m，平均2.44 m;2-2：粉質粘土,飽和,流塑,局部軟塑,分布于坳溝場區地段，厚度2.80～7.30 m，平均4.85 m;2-3：粉質粘土夾粉土,軟塑～可塑，主要分布于坳溝區地段，厚度：1.40～11.40 m，平均4.48 m。

3層為中、晚更新世粉質粘土;3-1:粉質粘土,可塑,分布于崗地區，厚度2.00～9.30 m，平均4.44 m；3-2:粉質粘土夾粉土,可塑。夾粉土薄層。分布于坳溝底部及崗地區，厚度4.00～10.60 m，平均7.85 m；3-3:粉質粘土硬塑，局部可塑,分布于坳溝底部及崗地區，厚度0.50～8.70 m，平均3.89 m。

5層為白堊系泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖;5-1: 強風化泥巖、粉砂巖,巖體基本質量等級為Ⅴ級。普遍分布，厚度0.40～6.90 m，平均2.17 m;5-2A:中風化泥巖,夾粉砂質泥巖,泥質粉砂巖,為極軟巖,巖體基本質量等級為Ⅴ級。局部分布，厚度1.40～7.10 m，平均3.52 m;5-2B:中風化粉砂巖,夾泥質粉砂巖,巖芯呈“短柱”狀～“柱”狀,為軟巖,巖體基本質量等級為Ⅳ級。普遍分布，未揭穿，揭示最大厚度10.00 m。

3 基坑監測及數據分析

3.1 監測方案

本工程的基坑開挖及地下結構施工期間必須加強對基坑的監測。根據相關要求，監測的主要項目有：

1)地表沉降監測；

2)圍護結構頂部水平位移監測；

3)圍護結構的深層位移監測。

地表沉降監測點布置如圖1所示。

圖1 地表沉降監測點布置圖

在南京市火車南站沿基坑周邊每隔20 m設一地面沉降觀測點，共布設了32個地表沉降觀測點。將基坑編號A處北側最近沉降觀測點編為1號，自1號沉降觀測點起沿基坑周邊順時針依次排列2～32號沉降觀測點，基坑開挖以及施工期間對地表沉降的觀測從未停止過，確保基坑動態時時處于掌握之中，為基坑安全竣工提供保障。在整個監測期間，所有沉降監測點的監測工作自監測開始之日堅持每點每天一測的頻率。

樁頂水平位移布置如圖2所示。

圖2 樁頂水平位移布置圖

圍護結構頂部水平位移監測點具體位置見圖中的1～11號點。沿基坑周圍布置樁頂水平位移觀測點11個，觀測點具體位置見圖中的1～11號點,圍護結構樁頂水平位移觀測從4月9號開始，主要觀測基坑施工對寧貨過線的影響，到5月15日，由于頂板的澆筑，現場回填土的進行，觀測點作廢，監測結束。整個監測期間每點監測頻率為每天一次。

測斜監測點布置如圖3所示。

圍護結構的深層位移監測具體測點分布見圖中的1～14號點。測點位置為沿廣場基坑外圍布置有14個深層位移監測孔，是鉆機所打，深度為15 m。

圖3 測斜監測點布置圖

廣場基坑周邊深層位移監測所有監測點自監測開始監測頻率為每點每天一次。

警戒值(控制指標)是監測工作在實施前為了確保監測對象的安全而設定的各個監測指標預估最大值。在監測過程中，如果發現量測的數據達到或超過警戒值的80%時，就應進行醒目提示，并進行報警。具體的水平位移設計值、警戒值和報警值見表1。

表1 水平位移設計值、警戒值和報警值

施工期間，地表沉降共32個點，累計監測次數2 292次。樁頂水平位移共11個點，累計監測次數407次。深層水平位移共14個點，累計次數966次。

3.2 監測數據分析

3.2.1 地表沉降監測

地表沉降監測根據監測數據，由于測點多，選取代表性的1、15、27、29號點繪制成圖，地表沉降監測點沉降量隨時間變化曲線如圖4所示。

圖4 地表沉降監測點沉降量隨時間變化曲線

由圖4可以看出，沉降量最大點為27號點，為7.642 mm，平均每日沉降小于1 mm/d，全部沉降監測點的累計變化量和變化速率在預警值之內。由于場地地質條件較好，所以基坑周邊變形量較小，沉降速率和累計沉降量都遠小于設計警戒值。

3.2.2 圍護結構頂部水平位

根據相關要求，沿基坑周圍布置樁頂水平位移觀測點11個，觀測點具體位置見圖2的1～11號點。支護結構的支撐軸力根據監測數據選取代表性的1、5、11號點繪制成圖，如圖5所示。

圖5 地鐵三號線支撐鋼筋應力曲線

支護結構頂部水平位移結果顯示，基坑開挖對寧蕪貨線支護結構影響較小，支護結構頂部最大水平位移基本在12 mm以下，支護結構較為穩定。

3.2.3 圍護結構的深層位移監測

圍護結構的深層位移監測根據監測數據選取有代表性的1、8、14號點繪制成圖，如圖6所示。

圖6 各監測點測斜圖

基坑周邊深層位移符合一般深基坑變形規律，最大變形量出現在測點上部。基坑周邊最大累計深層水平位移值在10 mm以下，遠小于設計警戒值，基坑周邊較為穩定。

綜合以上全部監測成果分析可知,南京市火車南站北廣場地鐵三號線基坑各項監測數據在開挖階段和后期基坑主體施工階段均較小，滿足設計要求。總體上，整個基坑附近地表沉降和圍護結構的水平位移較小，支承軸力在合理范圍內，測斜數據都比較合理。

4 結 語

1)從南京市火車南站北廣場地鐵三號線基坑工程的量測結果來看，各項量測數據始終較為穩定，隨著基坑的全部開挖工作及支護工作施工完畢，因基坑開挖帶來的基坑壁受力和偏移已基本穩定。但是，突然、集中的強降雨可能仍然會對基坑工程的安全穩定造成一定影響和威脅，還可能會引起基坑壁產生新的位移，從而影響整個基坑安全，各方需繼續關注。

2)總體而言，基坑工程各項監測數據已基本穩定。鑒于此，本監測組對未來基坑施工以及營運階段安全工作提出建議：在基坑回填完畢后，可以進行基坑安全穩定性的跟進監控，加強對基坑工程的結構物和周邊結構物的巡查。

3)基坑工程屬地下工程，復雜多變的地質情況和不可預見因素，即使作了詳細的地勘也很難準確預測出在施工期間可能出現的各種異常情況。因此，在基坑施工期間，必須進行嚴密的現場監測，獲取第一手監測資料，進行動態反饋和信息化決策管理施工，讓各方能及時根據監測數據發現問題,并進行工程決策解決問題，以保證工程的順利進行。