廣場地下空間施工監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析

練蘭英， 徐振華， 劉加冬

(皖江工學(xué)院， 安徽 馬鞍山 243000)

1 工程概況

南京南站是鐵道部規(guī)劃的京滬高鐵5大始發(fā)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(qū)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(qū)的南部，地處江寧區(qū)與雨花區(qū)交匯處，位于重要的城市綠化帶上，是城市南擴的重要節(jié)點。

鐵路南京南站北廣場基坑工程位于主站房北側(cè)，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(biāo)高為5.786 m；下沉廣場開挖標(biāo)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(cè)約22 m通過。

2 自然地理條件

2.1 地形、地貌及周邊環(huán)境

南京南站北廣場基坑工程位于南京市江寧區(qū)、鐵路南京南站主站區(qū)的北側(cè)。場區(qū)總體屬于崗地，局部為坳溝?？辈烨皥龅卮蟛糠值囟我呀?jīng)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(cè)正在建設(shè)中的南京南站，無文物及保護性建筑。場地北側(cè)約35 m左右有一條通往機場的輸油管道。區(qū)域內(nèi)有南京地鐵1號線南延線(已建設(shè))通過,南邊為寧蕪地下鐵路(擬建設(shè))通過。

2.2 場地工程地質(zhì)條件

場地勘探深度范圍內(nèi)的巖土體按其成因和時代的不同，劃分為4個工程地質(zhì)層。各工程地質(zhì)層根據(jù)巖性成分和物理力學(xué)性質(zhì)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(zhì)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(zhì)粘土,軟塑～可塑,局部地段為粘土。分布于坳溝區(qū)及崗前洼地區(qū)上部，厚度0.80～5.00 m，平均2.44 m;2-2：粉質(zhì)粘土,飽和,流塑,局部軟塑,分布于坳溝場區(qū)地段，厚度2.80～7.30 m，平均4.85 m;2-3：粉質(zhì)粘土夾粉土,軟塑～可塑，主要分布于坳溝區(qū)地段，厚度：1.40～11.40 m，平均4.48 m。

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

5層為白堊系泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖;5-1: 強風(fēng)化泥巖、粉砂巖,巖體基本質(zhì)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(fēng)化泥巖,夾粉砂質(zhì)泥巖,泥質(zhì)粉砂巖,為極軟巖,巖體基本質(zhì)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(fēng)化粉砂巖,夾泥質(zhì)粉砂巖,巖芯呈“短柱”狀～“柱”狀,為軟巖,巖體基本質(zhì)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(jiān)測及數(shù)據(jù)分析

3.1 監(jiān)測方案

本工程的基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工期間必須加強對基坑的監(jiān)測。根據(jù)相關(guān)要求，監(jiān)測的主要項目有：

1)地表沉降監(jiān)測；

2)圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測；

3)圍護結(jié)構(gòu)的深層位移監(jiān)測。

地表沉降監(jiān)測點布置如圖1所示。

圖1 地表沉降監(jiān)測點布置圖

在南京市火車南站沿基坑周邊每隔20 m設(shè)一地面沉降觀測點，共布設(shè)了32個地表沉降觀測點。將基坑編號A處北側(cè)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?；觿討B(tài)時時處于掌握之中，為基坑安全竣工提供保障。在整個監(jiān)測期間，所有沉降監(jiān)測點的監(jiān)測工作自監(jiān)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(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)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(jié)構(gòu)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(xiàn)場回填土的進行，觀測點作廢，監(jiān)測結(jié)束。整個監(jiān)測期間每點監(jiān)測頻率為每天一次。

測斜監(jiān)測點布置如圖3所示。

圍護結(jié)構(gòu)的深層位移監(jiān)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(jiān)測孔，是鉆機所打，深度為15 m。

圖3 測斜監(jiān)測點布置圖

廣場基坑周邊深層位移監(jiān)測所有監(jiān)測點自監(jiān)測開始監(jiān)測頻率為每點每天一次。

警戒值(控制指標(biāo))是監(jiān)測工作在實施前為了確保監(jiān)測對象的安全而設(shè)定的各個監(jiān)測指標(biāo)預(yù)估最大值。在監(jiān)測過程中，如果發(fā)現(xiàn)量測的數(shù)據(jù)達到或超過警戒值的80%時，就應(yīng)進行醒目提示，并進行報警。具體的水平位移設(shè)計值、警戒值和報警值見表1。

表1 水平位移設(shè)計值、警戒值和報警值

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

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

3.2.1 地表沉降監(jiān)測

地表沉降監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，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(jiān)測點沉降量隨時間變化曲線如圖4所示。

圖4 地表沉降監(jiān)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(jiān)測點的累計變化量和變化速率在預(yù)警值之內(nèi)。由于場地地質(zhì)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(shè)計警戒值。

3.2.2 圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位

根據(jù)相關(guān)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(jié)構(gòu)的支撐軸力根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)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(yīng)力曲線

支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移結(jié)果顯示，基坑開挖對寧蕪貨線支護結(jié)構(gòu)影響較小，支護結(jié)構(gòu)頂部最大水平位移基本在12 mm以下，支護結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

3.2.3 圍護結(jié)構(gòu)的深層位移監(jiān)測

圍護結(jié)構(gòu)的深層位移監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)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(jiān)測點測斜圖

基坑周邊深層位移符合一般深基坑變形規(guī)律，最大變形量出現(xiàn)在測點上部?；又苓呑畲罄塾嬌顚铀轿灰浦翟?0 mm以下，遠小于設(shè)計警戒值，基坑周邊較為穩(wěn)定。

綜合以上全部監(jiān)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(jiān)測數(shù)據(jù)在開挖階段和后期基坑主體施工階段均較小，滿足設(shè)計要求?？傮w上，整個基坑附近地表沉降和圍護結(jié)構(gòu)的水平位移較小，支承軸力在合理范圍內(nèi)，測斜數(shù)據(jù)都比較合理。

4 結(jié) 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(jié)果來看，各項量測數(shù)據(jù)始終較為穩(wěn)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(wěn)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(wěn)定造成一定影響和威脅，還可能會引起基坑壁產(chǎn)生新的位移，從而影響整個基坑安全，各方需繼續(xù)關(guān)注。

2)總體而言，基坑工程各項監(jiān)測數(shù)據(jù)已基本穩(wěn)定。鑒于此，本監(jiān)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(wěn)定性的跟進監(jiān)控，加強對基坑工程的結(jié)構(gòu)物和周邊結(jié)構(gòu)物的巡查。

3)基坑工程屬地下工程，復(fù)雜多變的地質(zhì)情況和不可預(yù)見因素，即使作了詳細的地勘也很難準確預(yù)測出在施工期間可能出現(xiàn)的各種異常情況。因此，在基坑施工期間，必須進行嚴密的現(xiàn)場監(jiān)測，獲取第一手監(jiān)測資料，進行動態(tài)反饋和信息化決策管理施工，讓各方能及時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題,并進行工程決策解決問題，以保證工程的順利進行。