明挖地鐵車站周邊地表沉降監(jiān)測(cè)及分析

程荷蘭 明成銀 王燕芳 施燁濤

(1.江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 南京 210041； 2.南京坤拓土木工程科技有限公司，江蘇 南京 210041)

地鐵車站深基坑工程因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、施工工法多、工程規(guī)模大、地質(zhì)條件復(fù)雜、施工工期長等導(dǎo)致在實(shí)際工程中可能出現(xiàn)各種不確定性。在土體開挖卸荷過程中會(huì)引起周邊地表沉降，從而對(duì)周邊環(huán)境及居民生活造成影響。Ou等[1]通過統(tǒng)計(jì)我國臺(tái)北軟土深基坑工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高的地表沉降為0.5%H～0.7%H(H是基坑深度)。喬亞飛等[2]對(duì)無錫地鐵車站深基坑工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得到該地區(qū)的最大地表沉降在0.05%H～0.13%H，均值為0.09%H。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效合理地處理分析，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的動(dòng)態(tài)調(diào)整，達(dá)到地鐵深基坑工程安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，并且為設(shè)計(jì)施工提供區(qū)域性借鑒經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

地鐵車站位于鳴新中路與鳳棲路丁字路口南側(cè)下方，沿鳳棲路南北向敷設(shè)，北抵鳴新路，南靠武南路，是地下3層島式站臺(tái)車站，主體總長136.13，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.9 m，車站開挖深度約23.4 m，端頭井開挖深度約25.6 m，采用明挖順筑法施工，圍護(hù)形式采用地連墻。

2 地表沉降測(cè)點(diǎn)布設(shè)

2.1 測(cè)點(diǎn)埋設(shè)要求

對(duì)于硬化地面，測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)采用開孔機(jī)鉆孔埋設(shè)，在設(shè)計(jì)位置處鉆孔至下臥原狀土，鉆孔中央打入不小于Ф16的螺紋鋼筋至下臥層，保證鋼筋與地表硬化地面脫離，用細(xì)砂回填并保護(hù)；對(duì)于土質(zhì)地面可采用澆筑、預(yù)埋水泥樁的形式進(jìn)行布設(shè)，埋設(shè)示意圖見圖1。結(jié)合車站的安全等級(jí)和周邊環(huán)境的重要性等必要時(shí)對(duì)基點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)加固加密布設(shè)。

2.2 測(cè)點(diǎn)布置要求

地表沉降測(cè)點(diǎn)宜按基坑剖面垂直于基坑邊布置，各剖面間距一般為18 m，每個(gè)剖面按照3H范圍內(nèi)布點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)由內(nèi)向外先密后疏布置，各剖面線上布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線的間距分別為2 m,6 m,10 m,14 m,20 m，30 m，50 m，75 m。該車站基坑平面布置圖及部分地表沉降測(cè)點(diǎn)位置圖如圖2所示。

3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

地鐵車站按從南端頭至北端頭的方向組織基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工，以圖1中的地表沉降測(cè)點(diǎn)為例，測(cè)點(diǎn)DB16,DB15,DB13依次從北端頭開始排列，其沉降曲線見圖3。地表沉降大致分為3個(gè)階段，初步沉降階段、急速沉降階段和穩(wěn)定沉降階段，分別對(duì)應(yīng)不同的工況。隨著基坑開挖深度的增加，地表沉降的影響范圍逐漸開始擴(kuò)展，離基坑較遠(yuǎn)處的地表沉降速率增大，而基坑邊緣處的地表沉降速率相對(duì)減小。

從圖3中可以看出，基坑開挖過程中地表沉降最大值并不在距離基坑最近的位置，而是在距離基坑一定距離的6 m～10 m處的位置，即0.25H～0.42H處，但隨著離基坑距離的增加地表沉降亦隨之減小[3]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在沉降穩(wěn)定階段基坑外地表沉降最大值與基坑開挖深度之比在0.05%～0.07%，小于上海地區(qū)的0.1%，同時(shí)小于蘇州地區(qū)的0.13%[2]，這與該地區(qū)的土質(zhì)偏好和圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工優(yōu)良有關(guān)。圖3c)中測(cè)點(diǎn)DB164沉降值偏小且伴有地面隆起現(xiàn)象可能與此處土體性質(zhì)有關(guān)。

4 結(jié)語

通過監(jiān)測(cè)對(duì)地鐵深基坑進(jìn)行信息化施工可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性和安全性的統(tǒng)一。地鐵車站施工過程中，周邊地表沉降最大點(diǎn)始終在離基坑一定距離處發(fā)生，在穩(wěn)定沉降階段，周邊地表沉降介于0.05%H～0.07%H，滿足地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。