徐州市軌道交通新臺子河站施工監測與數據分析

劉劉

摘要：在基坑施工中，現場施工的工作狀況往往與設計工作狀況有所不同，有時差距明顯?；庸こ痰脑O計預測和預估只能在正常施工條件下描述變形規律、圍護結構和相鄰環境的受力范圍。由于差異的存在和不確定性，有必要在開挖和支護施工基坑期間進行嚴格的定期監測工作，確保項目順利進行。通過監測基坑周圍的地表沉降、控制網穩定性等工作數據分析比較，決定是否采取措施保護，嚴格控制在有效范圍內。建立預警機制，避免結構性和環境安全事故造成的施工費用增加，對類似項目的信息積累有所幫助。

關鍵詞：深基坑;控制網分析;地表沉降

Abstract： In the construction of foundation pits， the working conditions of on-site construction are often different from the design working conditions， sometimes the gap is obvious. The design prediction and estimation of foundation pit engineering can only describe the deformation law， the force range of the surrounding structure and the adjacent environment under normal construction conditions. Due to differences and uncertainties， it is necessary to conduct strict regular monitoring during the excavation and support of the foundation pit to ensure the smooth progress of the project. Through the analysis and comparison of work data such as monitoring the ground settlement around the foundation pit and the stability of the control network， it is decided whether to take measures to protect and strictly control it within the effective range. The establishment of an early warning mechanism to avoid the increase in construction costs caused by structural and environmental safety accidents is helpful to the accumulation of information on similar projects.

1? 新臺子河站工程概況

徐州市軌道交通2號線新臺子河站位于新臺子河路與華潤路交叉口，車站位于華潤路西側，地勢較為平坦。周邊都是舊建筑，拆遷完畢后場地條件簡單，對交通影響較小。

車站為地下兩層島式站臺，車站頂部埋深2.5m，車站的總長度是340m，標準段寬19.5m，基坑深約16m，盾構端頭寬24m，坑深約18.4m。有效站臺寬度為11m有效站臺長度為118m。車站的北端按要求為交叉渡線，車站的南端按要求為單渡線。該站設置3個出入口、4組風亭和2個消防出入口，其中3號為頂管過街出入口。車站北端預留遠期盾構始發條件、南端設盾構始發井接丁萬河站。

車站采用明挖法施工，主體圍護結構形式采用鉆孔灌注柱+止水帷幕的形式。除3號出入口外，其他出入口均采用工法樁+內支撐，3號出入口過街段采用頂管施工、道路兩側段采用鉆孔樁+內支撐施工。

1.1 工程水文地質情況

根據區域水文地質資料、現場調查，場地水文地質條件一般。本車站施工范圍內未見地表水體，但場地東北側約200m處為新臺子河。地下水類型分為填土中的上層滯水、第四系土層中的孔隙水及基巖裂隙水。

根據本次勘察揭露，場區第四系地下水埋深約3.20～4.70m，水位標高約32.02～33.0m。由于裂隙發育不同，裂隙連通性相差較大，勘察期間未見巖溶裂隙水水位，部份鉆孔漏水，漏水水位一般在13～40m。

1.2 監測內容及項目

新臺子河站采用明挖法施工，基坑主體結構開挖深度約16.2～18.7m，施工區位于新臺子河站與華潤路交叉口，周邊都是低矮的舊建筑，地下管線密集，周邊將會給地鐵施工帶來一定影響。根據《建筑基坑支護技術規格》? （JGJ120-2012），工程主體明挖基坑風險等級為一級，周邊環境風險最高等級為一級，根據《城市軌道交通工程監測技術規范》，工程監測等級為一級。

新臺子河站基坑開挖深度為16～18m，根據現場情況設為0.7h內為主要影響區（12.6m內），0.7～3h（54m內）為次要影響區，根據基坑結構監測需求以及對周邊環境的監測要求，本文從中選擇地表沉降監測項目進行綜合分析。

2? 地表沉降監測分析

2.1 測點埋設

沿基坑縱向每15～25m設置基坑主測斷面，平行于基坑布設4排，第一排監測點距基坑邊緣1m，第二排距第一排5m，隨后每隔10～15m布設一排，（根據現場情況布點）每個點位埋設一根0.8m長ф20的光圓鋼筋，頂部略微隆起。埋設時在地面挖一直徑13cm深0.6m的柱狀孔。在孔中灌入砂漿插入鋼筋。砂漿只能與周圍土體固結在一起，但不能與地面砼硬化層粘結，之后標注點號。

2.2 監測方法及保護

①地表沉降的測量原理同水準測量。

由工作基點開始，線路按二等水準測量技術要求進行附合水準路線的往返觀測、分段觀測。

每測段往測與返測的測站數均為偶數，否則加入標尺零點差改正。所使用的儀器要固定、觀測人員要固定、在觀測過程選擇的路線要固定、觀測方向要固定。

②監測點保護。

1）測點布設盡量選擇易保護的部位;

2）測點設置必要的保護設施;

3）測點設置明顯標示。

2.3 監測數據分析

地表沉降觀測依然采用的是幾何水準測量方法，對于施測精度要求如表1。

水準尺誤差影響，一般觀測都是將兩把因瓦水準尺同時觀測，由于長時間使用會造成磨損，帶來誤差。為了更好地觀測精度，嚴格采用每個監測點每次固定用尺，此外還要定期進行檢查對比，確保觀測用尺的準確可靠。

對于有些情況就比較特殊，例如：吊車或運渣車長時間碾壓、模板或鋼支撐過長時間放置都會導致地表沉降相比稍大一點但不會超出控制值。觀測有可能會出現誤差：①觀測人員不小心碰撞觀測儀器;②外界環境（雨霧、大風天氣）;③水準尺損壞;④不規范的錯誤要規避等。出現上面幾種情況必須解決后再重新觀測保重數據的準確性。

數據平差我們采用的是天寶電子水準儀自帶的平差軟件更加方便及有效精度，避免出現錯誤;在基坑施工期間地表沉降監測周期是1次/天，也是保證基坑施工安全有效進行。

本文采用Excel回歸分析法選取地表沉降DBC-11-06點的觀測數據進行分析并進行預報，得到觀測數據（表2、表3）及變化圖（圖2）。

可以看出DBC-11-06監測點在2017一月份沉降趨勢相對穩定沒有過大的波動，符合要求，也是說明基坑開挖階段按照設計要求進行，也使施工安全得到保障;同時對比分析得到回歸方程式Y=-0.6742x+0.637。

利用Excel回歸分析得到的結果如表4～表6。

Multiple R：（復相關系數R）R2的平方根，用來表示自變量x與y之間的相關程度大小。表4中R=0.9表明它們之間的關系為高度正相關。

R Square：復測定系數，用來說明自變量解釋因變量y變差的程度，以測定因變量y的擬合效果。表4中為0.8表明用自變量可解釋因變量變差80%。

Adjusted R Square：調整后的復測定系數R2，該值是0.8說明自變量能說明因變量y的80%。

標準誤差：用來衡量擬合程度的大小，表4值0.8，說明擬合程度很好。

Significance F：F顯著性統計量的P值為0.002，小于顯著性水平0.05，所以說該回歸效果顯著。

根據回歸方程式可以得出下期預測值沉降量為1.92mm，而實測值為1.9mm，G差=G實-G預=0.02mm;8期預測值殘差的中誤差很小，得出趨勢線公式Y=-8E-15x+5E-10，顯現出沉降速率變化平穩;通過上述分析可以得出回歸分析在變形數據處理方面是行之有效的。

3? 結論

以徐州地鐵二號線新臺子河站的施工為例，進行了施工監測和監測數據的分析，得出了以下結論：

①通過對監測數據的分析，在基坑開挖初始階段圍護結構位移變化速率相對大一點，在基坑開挖到坑底以后，圍護結構位移雖然仍有增大的趨勢，但增大量很小。但總體來看都是在范圍之內。

②地表沉降的最大位置發生在基坑西側不是在基坑邊，出現這種情況的原因是因為基坑西側是規劃車站候車廳經常有挖土機和運土機經過，所以出現比其他沉降點沉降速度大。

③通過對新臺子河站地鐵施工過程的分析，可以得出新臺子河站的設計施工是安全的。本文的結論可以為徐州地鐵施工以及超大深基坑和明挖法的地鐵施工做參考。

參考文獻：

[1]鄭艷，麻鳳海，金鑫.地鐵車站深基坑施工中的變形監測研究[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2012，31（02）：149-154.

[2]張業勤，郭偉，莊其建.地鐵施工過程地面沉降預測研究[J].現代物業（上旬刊），2015，14（07）：30-32.

[3]朱紅坤.地鐵地表沉降監測數據分析與交互處理[D].西安建筑科技大學，2010.

[4]余新梅.論述地鐵車站深基坑施工中的變形監測[J].山西建筑，2013，39（11）：53-55.

[5]黃鐘暉，楊磊.廣西大學地鐵車站深基坑變形監測數據分析[J].工程地質學報，2013，21（03）：459-463.

[6]崔建.地鐵車站深基坑施工中的變形監測研究[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016，25（02）：28-29.

[7]陳雪豐，杜年春.城市軌道交通土建施工第三方監測的實踐[J].測繪信息與工程，2010，35（03）：31-33.