复杂地质和周边环境地铁基坑工程施工监测

高占勇

摘 要：信息化施工对城市复杂地质和周边环境进行地铁深基坑施工支护施工和土方开挖具有预测和指导作用。基坑工程实例说明，信息化施工对施工和监测运用的标准、测点埋设、技术分析是有效的，对苏州地区地铁深基坑工程的设计、施工和监测有借鉴意义。

关键词：深基坑；地下连续墙；监测；内支撑

中图分类号：TU745.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）04-0044-03

1 工程概况

养育巷站为苏州地铁1号线的第11座车站，地处苏州古城平江区和沧浪区的交界处，沿干将路布置，由主体结构、3个出入口和风亭组成，主体结构为地下2层岛式站台，现浇钢筋混凝土三跨箱形框架结构。车站主体结构外包尺寸长130 m，宽23.2 m，主体结构位于干将河下。

2 周围环境概况

该站上方为苏州著名的景观河——干将河。车站主体结构的西南侧为荣立大厦（6F）、永安保险（3F），西南侧为娱乐大世界（6F）、苏州人家（5F），西北侧有通和新村、苏州人才服务中心（6F），东北侧为蓝之天律师事务所（2F）等商办建筑和居民区。其中，该站距娱乐大世界约17.0 m，距苏州人才中心约21.0 m，距苏州人家约15.0 m。

车站北侧管线有：DN800给水管，距车站端头井围护结构最近处2.8 m；DN300煤气管，距车站端头井围护结构最近处4.4 m；DN600污水管，距车站端头井围护结构最近处1.6 m；其余位于车站1倍基坑开挖深度范围内的管线有DN300给水管、DN200燃气管和改迁的电力电缆。

车站南侧的管线有：改排的DN800给水管、DN1000雨水管和电信电缆，离车站基坑很近，车站主体施工第一阶段受管线影响，主要分布在基坑南北两侧。

3 工程地质概况

该场地位于长江流域，场区设计地层为：①1素填土，①2素填土，①2a淤泥质填土，③1粉质黏土，③2粉质黏土，④1粉土，④2粉砂、粉土，⑤粉质黏土，⑥1粉质黏土，⑥2粉质粉土，⑦粉土、粉土，⑧粉质黏土。

地处江南水网区，属长江流域太湖水系，区内地表水系丰富，常年水位（黄海标高）为1.10～1.30 m，其年变幅在1 m左右；由④1a层粉质黏土夹粉土、④1层粉土、④2层粉土—粉砂（赋水性、透水性较好，含水量较丰富，具微承压性）、⑦层粉土—粉砂组成含水层。该含水层埋深大于30.0 m，在30.1～38.5 m范围内，透水性不是很均匀，且厚度较大，含水较丰富，具有承压性。

4 基坑围护概况

本基坑开挖深度最深为20 m（局部21 m），为深基坑工程。对多种方案进行比较，主体选用地下连续墙做围护结构，厚1 000 mm，深度为31.0～36.0 m，入土比为0.82∶0.84；第1，4道选用砼支撑，第2，6道选用Φ609钢+立柱桩支撑，局部双拼，局部换撑；坑内疏干降水，坑内外降承压水，坑内外分块三轴搅拌加固，连续墙接缝加固止水。出入口和风亭采用SMW工法桩做围护结构，设计采用Φ850 mm三轴水泥土、内插700×300×13×24型钢，隔一插一布置，插入比例为1∶1，最长搅拌桩桩长23 m，型钢为22 m，最短搅拌桩桩长7 m，型钢为6 m；支撑体系设计采用Φ609 mm钢管，一般段设置3道钢支撑，出入口接地段设置1～2道支撑，局部电梯井设4道钢支撑。

5 监测内容

基坑周边场地狭窄，南侧和北侧为交通要道，并在路旁建高层建筑，间距很近。场区在基坑开挖深度范围内皆有微承压水和承压含水层，且地下水位很高。由于围护结构施工和基坑开挖等引起的岩土工程问题会给工程周边环境和基坑围护本身带来危害，因此，必须要采用先进的仪器进行现场监测，实行信息化施工，为保障工程安全提供和积累所需资料，使工程处于受控状态。根据相关规范和基坑围护设计方案可知，本工程设置了以下监测内容：邻近建筑、道路的垂直位移监测、围护墙压顶垂直和水平位移监测、围护墙深层水平位移监测（墙体测斜）、坑外土体深层水平位移监测（土体测斜）、基坑外地下水位监测、支撑轴力监测、立柱沉降监测、土压力监测、钢筋应力测试、坑底回弹监测等内容，各监测点分布位置详见图1.

6 监测结果与分析

该基坑地理位置特殊，开挖深，施工时间长，监测数据多，资料较丰富。本文重点介绍了施工过程中的围护结构水平位移、支撑轴力、地下水位和周边环境的监测结果。

6.1 围护体测斜监测

该工程共设置了14个墙体测斜孔，在地表土开挖完毕、圈梁制作完成后，开始对其进行监测，各测斜孔的累计位移和在不同阶段下的实测数据见表1.

在不同阶段的位移和深度的典型曲线如图2所示。由表2可以看出，整个基坑围护体水平位移监测数据的变化规律，累计变化最大值都在30 mm范围内，累计最大值达到58.41 mm。

当基坑开始挖第一层土时，局部深层水平位移量最大达到9.75 mm；第二层挖土结束时，最大深层水平位移量累计达到了14.15 mm，第三层挖土结束时，施工混凝土支撑工期较长，累计位移量达到了33.84 mm；第四层挖土调整步距，结束后及时支撑，最大水平位移量累计达到了35.89 mm。在垫层浇筑时，局部累计水平位移量达到了45.87 mm。底板浇筑结束时，最大累计水平位移量为41.17 mm。顶板浇筑和第一道砼支撑拆除，最终水平位移累计最大为57.75 mm。

做好主体基坑周围地表沉降监测工作。随着施工工况的变化，基坑周围地表在围护体变形、支撑轴力变化和地面动载荷静载的共同作用下沉降，表3为监测过程中的沉降统计值，图4是典型沉降特征曲线。

7 结论

本次监测得到的数据反映了基坑开挖过程中由于土体的卸载，基坑本身和周围环境所产生的一系列变化。开挖卸载引起的基坑围护结构变形会带动基坑周围土体、建筑和构筑物的变形，特别是围护结构的不同所产生的变化和影响的范围也不一样。

由连续墙施工期间对周围环境监测数据分析可知，在地下连续墙施工期间，地表沉降由近至远逐渐减小，受岩土工程变形特征、施工各工序的施工质量、施工地面活荷载的影响，地表断面沉降槽明显，但最终值有所不同。

在地下连续墙施工结束后，立柱桩施工和搅拌桩止水施工对周边环境的影响依然存在，但此种施工工艺说明，对邻近建（构）筑的影响一般不会造成地基应力的损失，尤其是在有围护体的基坑内施工。

先期注浆预防地下连续墙接缝漏水，有利基坑的开挖。

第一道混凝土支撑受力和土方工程施工影响明显，其突变值一般发生在开挖深度10 m左右，第3道支撑对地下连续墙变形在空间上的抑制作用，使其变化呈现出徐变、温变和施工工艺引起的渐变特点。钢管支撑轴力变化曲线呈现最大轴力发生在第4道支撑处。

参考文献

[1]山东省建设厅.GB 50497—2009基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.

〔编辑：白洁〕

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

由连续墙施工期间对周围环境监测数据分析可知，在地下连续墙施工期间，地表沉降由近至远逐渐减小，受岩土工程变形特征、施工各工序的施工质量、施工地面活荷载的影响，地表断面沉降槽明显，但最终值有所不同。

在地下连续墙施工结束后，立柱桩施工和搅拌桩止水施工对周边环境的影响依然存在，但此种施工工艺说明，对邻近建（构）筑的影响一般不会造成地基应力的损失，尤其是在有围护体的基坑内施工。

先期注浆预防地下连续墙接缝漏水，有利基坑的开挖。

第一道混凝土支撑受力和土方工程施工影响明显，其突变值一般发生在开挖深度10 m左右，第3道支撑对地下连续墙变形在空间上的抑制作用，使其变化呈现出徐变、温变和施工工艺引起的渐变特点。钢管支撑轴力变化曲线呈现最大轴力发生在第4道支撑处。

参考文献

[1]山东省建设厅.GB 50497—2009基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.

〔编辑：白洁〕

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

由连续墙施工期间对周围环境监测数据分析可知，在地下连续墙施工期间，地表沉降由近至远逐渐减小，受岩土工程变形特征、施工各工序的施工质量、施工地面活荷载的影响，地表断面沉降槽明显，但最终值有所不同。

在地下连续墙施工结束后，立柱桩施工和搅拌桩止水施工对周边环境的影响依然存在，但此种施工工艺说明，对邻近建（构）筑的影响一般不会造成地基应力的损失，尤其是在有围护体的基坑内施工。

先期注浆预防地下连续墙接缝漏水，有利基坑的开挖。

第一道混凝土支撑受力和土方工程施工影响明显，其突变值一般发生在开挖深度10 m左右，第3道支撑对地下连续墙变形在空间上的抑制作用，使其变化呈现出徐变、温变和施工工艺引起的渐变特点。钢管支撑轴力变化曲线呈现最大轴力发生在第4道支撑处。

参考文献

[1]山东省建设厅.GB 50497—2009基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.

〔编辑：白洁〕

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