復(fù)雜地質(zhì)和周邊環(huán)境地鐵基坑工程施工監(jiān)測(cè)

高占勇

摘 要：信息化施工對(duì)城市復(fù)雜地質(zhì)和周邊環(huán)境進(jìn)行地鐵深基坑施工支護(hù)施工和土方開挖具有預(yù)測(cè)和指導(dǎo)作用?；庸こ虒?shí)例說明，信息化施工對(duì)施工和監(jiān)測(cè)運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)點(diǎn)埋設(shè)、技術(shù)分析是有效的，對(duì)蘇州地區(qū)地鐵深基坑工程的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：深基坑；地下連續(xù)墻；監(jiān)測(cè)；內(nèi)支撐

中圖分類號(hào)：TU745.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）04-0044-03

1 工程概況

養(yǎng)育巷站為蘇州地鐵1號(hào)線的第11座車站，地處蘇州古城平江區(qū)和滄浪區(qū)的交界處，沿干將路布置，由主體結(jié)構(gòu)、3個(gè)出入口和風(fēng)亭組成，主體結(jié)構(gòu)為地下2層島式站臺(tái)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土三跨箱形框架結(jié)構(gòu)。車站主體結(jié)構(gòu)外包尺寸長(zhǎng)130 m，寬23.2 m，主體結(jié)構(gòu)位于干將河下。

2 周圍環(huán)境概況

該站上方為蘇州著名的景觀河——干將河。車站主體結(jié)構(gòu)的西南側(cè)為榮立大廈（6F）、永安保險(xiǎn)（3F），西南側(cè)為娛樂大世界（6F）、蘇州人家（5F），西北側(cè)有通和新村、蘇州人才服務(wù)中心（6F），東北側(cè)為藍(lán)之天律師事務(wù)所（2F）等商辦建筑和居民區(qū)。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(cè)管線有：DN800給水管，距車站端頭井圍護(hù)結(jié)構(gòu)最近處2.8 m；DN300煤氣管，距車站端頭井圍護(hù)結(jié)構(gòu)最近處4.4 m；DN600污水管，距車站端頭井圍護(hù)結(jié)構(gòu)最近處1.6 m；其余位于車站1倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的管線有DN300給水管、DN200燃?xì)夤芎透倪w的電力電纜。

車站南側(cè)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(cè)。

3 工程地質(zhì)概況

該場(chǎng)地位于長(zhǎng)江流域，場(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)地層為：①1素填土，①2素填土，①2a淤泥質(zhì)填土，③1粉質(zhì)黏土，③2粉質(zhì)黏土，④1粉土，④2粉砂、粉土，⑤粉質(zhì)黏土，⑥1粉質(zhì)黏土，⑥2粉質(zhì)粉土，⑦粉土、粉土，⑧粉質(zhì)黏土。

地處江南水網(wǎng)區(qū)，屬長(zhǎng)江流域太湖水系，區(qū)內(nèi)地表水系豐富，常年水位（黃海標(biāo)高）為1.10～1.30 m，其年變幅在1 m左右；由④1a層粉質(zhì)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(nèi)，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(hù)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(duì)多種方案進(jìn)行比較，主體選用地下連續(xù)墻做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，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(nèi)疏干降水，坑內(nèi)外降承壓水，坑內(nèi)外分塊三軸攪拌加固，連續(xù)墻接縫加固止水。出入口和風(fēng)亭采用SMW工法樁做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用Φ850 mm三軸水泥土、內(nèi)插700×300×13×24型鋼，隔一插一布置，插入比例為1∶1，最長(zhǎng)攪拌樁樁長(zhǎng)23 m，型鋼為22 m，最短攪拌樁樁長(zhǎng)7 m，型鋼為6 m；支撐體系設(shè)計(jì)采用Φ609 mm鋼管，一般段設(shè)置3道鋼支撐，出入口接地段設(shè)置1～2道支撐，局部電梯井設(shè)4道鋼支撐。

5 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

基坑周邊場(chǎng)地狹窄，南側(cè)和北側(cè)為交通要道，并在路旁建高層建筑，間距很近。場(chǎng)區(qū)在基坑開挖深度范圍內(nèi)皆有微承壓水和承壓含水層，且地下水位很高。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工和基坑開挖等引起的巖土工程問題會(huì)給工程周邊環(huán)境和基坑圍護(hù)本身帶來危害，因此，必須要采用先進(jìn)的儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，實(shí)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(tài)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案可知，本工程設(shè)置了以下監(jiān)測(cè)內(nèi)容：鄰近建筑、道路的垂直位移監(jiān)測(cè)、圍護(hù)墻壓頂垂直和水平位移監(jiān)測(cè)、圍護(hù)墻深層水平位移監(jiān)測(cè)（墻體測(cè)斜）、坑外土體深層水平位移監(jiān)測(cè)（土體測(cè)斜）、基坑外地下水位監(jiān)測(cè)、支撐軸力監(jiān)測(cè)、立柱沉降監(jiān)測(cè)、土壓力監(jiān)測(cè)、鋼筋應(yīng)力測(cè)試、坑底回彈監(jiān)測(cè)等內(nèi)容，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布位置詳見圖1.

6 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

該基坑地理位置特殊，開挖深，施工時(shí)間長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多，資料較豐富。本文重點(diǎn)介紹了施工過程中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、支撐軸力、地下水位和周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

6.1 圍護(hù)體測(cè)斜監(jiān)測(cè)

該工程共設(shè)置了14個(gè)墻體測(cè)斜孔，在地表土開挖完畢、圈梁制作完成后，開始對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，各測(cè)斜孔的累計(jì)位移和在不同階段下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)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(gè)基坑圍護(hù)體水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，累計(jì)變化最大值都在30 mm范圍內(nèi)，累計(jì)最大值達(dá)到58.41 mm。

當(dāng)基坑開始挖第一層土?xí)r，局部深層水平位移量最大達(dá)到9.75 mm；第二層挖土結(jié)束時(shí)，最大深層水平位移量累計(jì)達(dá)到了14.15 mm，第三層挖土結(jié)束時(shí)，施工混凝土支撐工期較長(zhǎng)，累計(jì)位移量達(dá)到了33.84 mm；第四層挖土調(diào)整步距，結(jié)束后及時(shí)支撐，最大水平位移量累計(jì)達(dá)到了35.89 mm。在墊層澆筑時(shí)，局部累計(jì)水平位移量達(dá)到了45.87 mm。底板澆筑結(jié)束時(shí)，最大累計(jì)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(jì)最大為57.75 mm。

做好主體基坑周圍地表沉降監(jiān)測(cè)工作。隨著施工工況的變化，基坑周圍地表在圍護(hù)體變形、支撐軸力變化和地面動(dòng)載荷靜載的共同作用下沉降，表3為監(jiān)測(cè)過程中的沉降統(tǒng)計(jì)值，圖4是典型沉降特征曲線。

7 結(jié)論

本次監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)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(huán)境所產(chǎn)生的一系列變化。開挖卸載引起的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形會(huì)帶動(dòng)基坑周圍土體、建筑和構(gòu)筑物的變形，特別是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同所產(chǎn)生的變化和影響的范圍也不一樣。

由連續(xù)墻施工期間對(duì)周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，在地下連續(xù)墻施工期間，地表沉降由近至遠(yuǎn)逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質(zhì)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(xù)墻施工結(jié)束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對(duì)周邊環(huán)境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑的影響一般不會(huì)造成地基應(yīng)力的損失，尤其是在有圍護(hù)體的基坑內(nèi)施工。

先期注漿預(yù)防地下連續(xù)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(fā)生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對(duì)地下連續(xù)墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現(xiàn)出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點(diǎn)。鋼管支撐軸力變化曲線呈現(xiàn)最大軸力發(fā)生在第4道支撐處。

參考文獻(xiàn)

[1]山東省建設(shè)廳.GB 50497—2009基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)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(xù)墻施工期間對(duì)周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，在地下連續(xù)墻施工期間，地表沉降由近至遠(yuǎn)逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質(zhì)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(xù)墻施工結(jié)束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對(duì)周邊環(huán)境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑的影響一般不會(huì)造成地基應(yīng)力的損失，尤其是在有圍護(hù)體的基坑內(nèi)施工。

先期注漿預(yù)防地下連續(xù)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(fā)生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對(duì)地下連續(xù)墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現(xiàn)出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點(diǎn)。鋼管支撐軸力變化曲線呈現(xiàn)最大軸力發(fā)生在第4道支撐處。

參考文獻(xiàn)

[1]山東省建設(shè)廳.GB 50497—2009基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)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(xù)墻施工期間對(duì)周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，在地下連續(xù)墻施工期間，地表沉降由近至遠(yuǎn)逐漸減小，受巖土工程變形特征、施工各工序的施工質(zhì)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(xù)墻施工結(jié)束后，立柱樁施工和攪拌樁止水施工對(duì)周邊環(huán)境的影響依然存在，但此種施工工藝說明，對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑的影響一般不會(huì)造成地基應(yīng)力的損失，尤其是在有圍護(hù)體的基坑內(nèi)施工。

先期注漿預(yù)防地下連續(xù)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(fā)生在開挖深度10 m左右，第3道支撐對(duì)地下連續(xù)墻變形在空間上的抑制作用，使其變化呈現(xiàn)出徐變、溫變和施工工藝引起的漸變特點(diǎn)。鋼管支撐軸力變化曲線呈現(xiàn)最大軸力發(fā)生在第4道支撐處。

參考文獻(xiàn)

[1]山東省建設(shè)廳.GB 50497—2009基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)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