地鐵隧道施工對(duì)橋梁樁基沉降監(jiān)測(cè)分析

孫飛

摘 要：通過對(duì)大連地鐵促進(jìn)路～春光街站區(qū)間地鐵隧道施工對(duì)東聯(lián)路橋樁基影響的監(jiān)測(cè)分析，結(jié)合工程特點(diǎn)，探索高風(fēng)險(xiǎn)、高難度項(xiàng)目的施工技術(shù)控制，為類似復(fù)雜條件下城市地鐵隧道通過橋梁施工管理積累經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：地鐵；隧道施工；橋梁樁基；沉降監(jiān)測(cè)

一、工程概況

大連地鐵2號(hào)線春光街車站2號(hào)風(fēng)井施工隧道暗挖段為單洞隧道，隧道開挖高度平均13.2m，開挖寬度12m，采用礦山法分導(dǎo)洞施工。隧道自上而下分兩個(gè)臺(tái)階分部開挖，每個(gè)臺(tái)階高度分別約為4.65m、5.2m。設(shè)計(jì)為一、二臺(tái)階間設(shè)臨時(shí)仰拱支護(hù)的I18型鋼支撐。二次襯砌自下而上順筑施工。隧道距離橋墩的距離為2m。隧道經(jīng)過東聯(lián)路高架橋下，具體平面為下圖。

為了保證東聯(lián)路橋的長期穩(wěn)定性和使用安全，必須在隧道施工過程中，嚴(yán)格控制樁、柱的累計(jì)沉降和差異沉降。

二、控制指標(biāo)

隧道土體在開挖時(shí)其原始的應(yīng)力場會(huì)發(fā)生改變，內(nèi)部的應(yīng)力會(huì)發(fā)生二次分布，從而導(dǎo)致了隧道上方及周圍土體的橫向和縱向位移。而對(duì)于深入隧道影響范圍的橋墩而言，土體的運(yùn)動(dòng)會(huì)致使樁的摩擦阻力減小，最終使橋墩發(fā)生沉降和傾斜，從而危害高架橋的使用。因此在隧道開挖時(shí)應(yīng)采取必要的措施，使開挖引起的土層位移減小對(duì)橋墩沉降的影響。

（一）測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)量的頻率

橋墩沉降觀測(cè)點(diǎn)采用沖擊鉆鉆深約0.2m的孔，埋設(shè)0.3m長的?16鋼筋，鋼筋露出墩面約100mm。開挖面距離觀測(cè)斷面小于2B前后1次/d，開挖面距離觀測(cè)斷面小于5B前后1次/2d，開挖面距離觀測(cè)斷面大于5B前后1次/1周。

（二）橋墩的累計(jì)變形控制指標(biāo)

由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2002）可知樁的間距為11m，兩樁之間的傾斜差為控制在10mm為宜。如其中一橋墩的沉降很小，則另一橋墩的累計(jì)沉降最大值只能為10mm，因此我們將橋墩的累計(jì)沉降控制在10mm，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2002）中高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的允許沉降量200mm（H≤100m），因此將橋墩的沉降量控制在10mm以內(nèi)是偏于安全的。因此設(shè)計(jì)院給定的控制值為：橋墩沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)是10mm，其中變形到7mm視為警戒值。

三、主要監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

（一）監(jiān)測(cè)結(jié)果

1.隧道的施工進(jìn)度

春光街車站橫通道采用左右導(dǎo)洞法施工，施工進(jìn)度與橋墩測(cè)點(diǎn)的關(guān)系見圖1

所示。

2.橋墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷時(shí)沉降曲線

橋墩各測(cè)點(diǎn)自建立測(cè)站到達(dá)到穩(wěn)定時(shí)沉降狀態(tài)曲線見圖2所示，橋墩點(diǎn)02在為沉降最大，累計(jì)為-2.94mm。

3.橋墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷時(shí)沉降速度曲線

橋墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷時(shí)沉降速度曲線如圖2所示：在10月2日橋墩測(cè)點(diǎn)開始沉降，橋墩01速度為-0.03mm/d，橋墩02速度為-0.05mm/d；在10月7日橋墩測(cè)點(diǎn)沉降速度達(dá)到最大，橋墩01為：-0.07mm/d，橋墩02為：-0.17mm/d；在11月4日，橋墩測(cè)點(diǎn)的沉降發(fā)生小的突變：橋墩01和橋墩02均為：-0.03mm/d；在11月17日沉降達(dá)到穩(wěn)定。

（二）結(jié)果分析

1.施工引起地表整體性沉降分析

由圖1可以看出，橫通道隧道開挖引起橋墩下沉 ，由于橋墩02測(cè)點(diǎn)比橋墩01測(cè)點(diǎn)更靠近隧道，所以橋墩02測(cè)點(diǎn)的沉降量要大與橋墩01測(cè)點(diǎn)。

2.隧道掘進(jìn)對(duì)橋墩的影響范圍分析

在2010年10月3日，當(dāng)右洞第一層掌子面推進(jìn)至橋墩測(cè)點(diǎn)2m時(shí)，橋墩各個(gè)點(diǎn)沉降量出現(xiàn)了突變，其中橋墩02點(diǎn)由-0.22mm突變?yōu)?0.42mm，提高2倍，表明隧道施工對(duì)橋墩產(chǎn)生明顯影響。當(dāng)右洞掌子面推過橋墩測(cè)點(diǎn)斷面時(shí)，橋墩02點(diǎn)由-0.5mm變?yōu)?0.7mm，提高1.4倍。在2010年11月4日，當(dāng)右洞第二層掌子面推過橋墩監(jiān)測(cè)斷面時(shí)沉降量由-0.07mm變?yōu)?0.13mm，表明隧道施工對(duì)橋墩沉降影響結(jié)。由此得出：隧道施工對(duì)橋墩沉降有關(guān)鍵性的影響。地鐵施工監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)要求提前20m布點(diǎn)測(cè)量，監(jiān)測(cè)期限為3個(gè)月。由監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在春光街地質(zhì)條件下，監(jiān)測(cè)布點(diǎn)在掌子面前方10m，監(jiān)測(cè)期限為2個(gè)月，能夠滿足對(duì)橋墩監(jiān)測(cè)的要求。

3.隧道二次施工對(duì)橋墩沉降的影響

由圖1可看出，春光街橫通道右洞第二層CRD法施工的工期為2010年9月2日至11月18日。圖2的沉降曲線的不均勻性表明右洞二次施工對(duì)橋墩沉降有影響。圖2曲線可看出，11月4日橋墩02的沉降由-0.07mm到-0.12mm，隧道二次施工的橋墩沉降影響十分明顯。

四、結(jié)論

（一）人工素填土下淺埋暗橫通道隧道開挖引起的地表整體下沉，在隧道中沉降范圍內(nèi)的橋墩也會(huì)有影響

（二）在春光街橫通道人工素填土下淺埋條件下，當(dāng)隧道掌子面施工對(duì)橋墩產(chǎn)生明顯影響，影響范圍為前后5m。建議監(jiān)測(cè)開始的時(shí)間為掌子面距離橋墩10m，監(jiān)測(cè)期限為2個(gè)月，可滿足橋墩安全性要求。

（三）人工素填土下淺埋暗橫通道隧道CRD法施工對(duì)橋墩二次沉降影響明顯，二次沉降的量為第一次沉降量的1/5。