淺談地鐵車站基坑監測工程的優化

陳祥

摘 要：地鐵車站基坑監測工程質量極易受到現場水文條件影響而出現變動，故而對其加以優化很有必要，在此之上，本文簡要分析了地鐵車站基坑監測工程的內涵，并分別從合理布置監測點、明確監測控制值、優化基坑支護結構、注重位移監測效果等方面，論述了地鐵車站基坑監測工程的優化措施，以此保證施工安全。

關鍵詞：地鐵車站;基坑監測工程;支護樁

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0090-02

基坑監測工程涉及內容較為繁雜。而施工現場的監測人員在具體工作中可從基坑支護結構角度上對樁體穩定性、變形情況進行全面了解，并切實落實現場實時監測內容，保證基坑工程施工安全。另外，監測人員在基坑監測工作中還應當依據基坑工程監測技術規范應用多種監測技術，并選擇適合的監測儀器。同時，還需將儀器監測誤差控制在0.5mm范圍內，從而增加監測數據的準確性。

1地鐵車站基坑監測工程的內涵

雖然在對地鐵車站基坑工程加以監測時還未形成統一的安全等級劃分標準。但從部分監測工程項目的監測經驗中可知：在評判一個基坑工程安全等級時一方面可依據基坑本身深度來確定基坑工程遭受風險的程度，且受施工現場水文條件及環境分布特征的影響。另一方面，基坑工程安全等級與基坑支護結構的變形情況、穩定性、支護類型等因素有著緊密的聯系。

基于此，可將基坑工程監測等級分為三種階段，且每一個監測等級所對應的建筑安全系數都有所不同。其中影響基坑工程安全性最重要的兩個因素為樁頂水平位移與豎向位移。一旦監測人員在監測過程中發現樁頂位移發生較大變化，將造成圍護樁出現傾斜風險，由此對基坑工程的施工帶來一定安全威脅。通常情況下，在三個不同階段的基坑監測工程中都需要對樁頂位移加以嚴格監測。而在前兩個基坑等級中還需監測支護結構最大水平位移值。若在監測工程中錨桿支撐時間較長可加設立柱樁，以此為圍護樁對抗基坑外側壓力提供保障。因此，在監測基坑工程的安全性時還需適當監測錨桿應力，進而保證基坑工程擁有較強的安全性。

2 地鐵車站基坑監測工程的優化措施

2.1合理布置監測點

要想實現地鐵車站基坑監測工程的高效優化，就需要合理布置監測點，促使基坑工程具有良好的安全保障。雖然針對基坑監測工程有著具體的規范要求，但也需要與工程施工現場的地質環境緊密結合，以免出現不良后果。比如在西安某地鐵車站基坑工程中，因其屬于關中平原地區，且地下土層包括素填土、新黃土、中砂等物質，一旦在開挖作業施工階段未能對其地下結構進行密切監測，很容易出現基坑支護變形等風險，造成基坑工程質量有所下降[1]。

另外，還需布置對應的監測點數量。比如在一級、二級基坑監測工程中，需將其基坑監測間距控制在10m到20m范圍內，并且保證支撐結構檢測數量超過每層支撐結構數量的1/10，一般需≥3根，這樣才能起到最佳監測作用。同時，在布置監測點時還應選擇同一監測斷面，以免所監測的數值無法真實的表現出斷面變形程度。在基坑工程施工環節還需要實施開挖作業工作，若在極易發生坍塌的區域內布置監測點，將出現監測失效等現象。為了實現監測到位，應及時將施工現場開挖土方運輸至其它可放置地區，防止基坑樁頂位移監測不準確。

事實上，在布置監測點時還需著重考慮施工現場周邊環境對監測效果的影響，防止在預測基坑工程安全險情時出現失誤問題。在此基礎上，可保證基坑工程在合理的監測點布置情況下獲得良好的安全基礎。

2.2明確監測控制值

由于每個地區的地質環境有所差異，故而在設置監測控制值時需要結合地區特性，確保監測控制值具有更強的適應性，這樣才能保證基坑工程獲得最佳監測效果。實際上，在地鐵車站基坑工程中，需要精準計算圍護樁的抗浮能力，避免地面土體外側支撐結構出現脫落狀況。而在敷設地下管線時也應當注重圍護樁與地面之間距離的計算，防止在基坑工程中所設計擋土墻時高度過大，從而降低施工質量。擋土墻作為支撐基坑土體壓力的重要結構，應控制好擋土墻位移變化量，當其位移超過標準控制值時極易造成地表沉降，但并不表明基坑工程的施工現場一定存在問題，故而還需依據基坑圍護樁樁頂位移變化監測結果加以確定，以免誤判引發經濟損失。為了進一步提升監測工作的可靠性，還需重點監測圍護樁傾斜速率，并且從支護結構的穩定性及變形程度等角度出發，將基坑支護結構作為重點監測對象，進而為監測控制值的判斷提供重要依據，既能保證支護結構得到合理監測，又能提升基坑工程的施工安全性。

2.3優化基坑支護結構

2.3.1 優選方案

地鐵車站基坑監測工程中需針對支護結構優選出最適合的支護方案，以便監測工作更加有效。地鐵車站基坑工程常位于繁華地段，且開挖深度較大，一旦監測不到位，將導致基坑工程出現較大的安全風險，故而需結合具體的監測要求制定科學的支護方案。在選擇支護方案時需先行確定好基坑支護的支撐類型，常見的支撐形式包括鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼-混凝土結構等。

以合肥長寧大道站基坑工程為例，它在監測環節主要針對施工現場支撐結構的受力與地表沉降情況加以監測。而從監測結果中知曉，地表沉降量的最大值僅為17mm，與標準控制值相差甚遠，故而可在原有基礎上對其進行適當優化，以便支撐結構具有更強的穩定性。但基坑圍護樁位移量卻達到了28.5mm，即將超出標準范圍，由此最終認定七號線南邊區域無需優化支撐結構，可在站點換乘處的基坑支護結構中選擇最佳優化方案，促使該基坑項目監測工作處于合理狀態下。只有當監測人員意識到基坑工程監測的重要性時，才能實現精準監測。

2.3.2 數值模擬

在對地鐵車站基坑工程進行監測時，一是為了提升基坑工程施工的安全性;二是為了確保基坑支護結構保持穩定性良好。因此，在實際監測過程中可依據監測數據落實優化方案內容，由此滿足施工需求。

具體方法如下：

（1）模擬支撐結構受力情況。在建模期間主要所應用的是鋼支撐結構，且鋼管厚度可達到16mm，實際可承受200kN的壓力，為了防止鋼支撐結構出現連接失敗等現象，可依據模擬數據結果在實際施工階段對支撐結構進行強化處理。

（2）模擬沉降量，基坑地表沉降量的變化是監測工作中的重要內容。而從模型監測結果中可知：該基坑工程項目在優化前的施工方案所體現的沉降量最大值為7.51mm，照比優化方案小1.99mm，而在實際施工環節需在開挖施工處布置相應的監測點，從而科學掌握開挖地段所產生的沉降量，為后續采取優化措施提供理論依據。

（3）模擬圍護結構位移數據。從相關模擬仿真實驗結果中可知：在模擬位移數值中反映出來的位移變化量較大時，則表示支撐結構正處于斜撐狀態，應在具體施工期間圍護結構進行規范化處理，有助于保證基坑工程的施工安全[2]。

2.4注重位移監測效果

2.4.1 樁頂沉降

基坑圍護樁樁頂位移量的變化是判斷施工安全性的最重要因素，故而對其進行監測具有一定的實踐意義。比如在某地鐵車站基坑工程中，整體車站長約290.48m，且屬于長為90m、寬為30m的中坑型基坑，其中外基坑深度為10m、內基坑深度為9.1m。在該基坑工程的監測工作中，主要是對基坑內部39根支護樁變化情況進行監測，并根據監測結果繪制曲線圖，促使監測人員更直觀的掌握支護樁沉降趨勢。從39根支護樁沉降監測數據可得出：有部分支護樁存在斜撐風險，而大體上沉降量持續在0.1mm層面上。根據樁頂沉降量的監測結果可對基坑工程施工起到輔助作用，避免在突變情況下發生支護樁變形現象，影響基坑施工質量。因此，注重基坑樁頂位移監測效果較為重要[3]。

2.4.2樁體深層水平位移

在對基坑工程中的支護樁樁體深層水平位移進行監測時，應當按照0.5m的距離布置監測點，并以基坑中17個支護樁樁體作為監測對象。為了及時了解支護樁樁體深層水平位移的變化情況，可對其中所處地理位置較特殊的支護樁位移變化繪制曲線圖，保證基坑開挖施工順利。由于開挖作業會對支護樁樁身帶來干擾，造成沉降量呈現明顯遞增趨勢，故而在監測時需考慮到土體變化對監測結果的影響。在該項目中所得出的支護樁樁體水平位移最大值為10.15mm，并且是在支護樁距離地面1m時產生的最大位移。而在距離地面2m時，支護樁樁體水平位移為8.2mm，這表明支護樁樁體監測需要監測人員通過調整監測頻率的方式，確保樁體位移情況處于可控范圍內。

3結論

綜上所述，在優化地鐵車站基坑監測工程時可從監測點的布置、控制值的確定、支護方案的制定、位移監測等方面著手，這樣才能保證地鐵車站基坑工程具有較強的安全性。另外，在施工現場還應結合現場地質條件及地下結構分布情況進一步明確檢測項目的安全等級，以此避免所設計的監測點失去原有監測意義，造成基坑工程施工出現風險，進而實現基坑工程的全方位監測。

參考文獻

[1] 高升.蘭州地鐵車站基坑圍護選型及基坑地下水處理措施研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2019.

[2] 劉嘉，彭秋旺.佛山軟土地區地鐵車站深基坑工程監測與數值模擬[J].施工技術，2019，48（S1）：688-692.

[3] 王仕元.地鐵車站深基坑開挖過程施工監測及數值模擬分析[D].武漢：華中科技大學，2019.