地铁车站软土地层基坑施工中的监测分析.doc

地铁车站软土地层基坑施工中的监测分析 摘 要： 软土地层地质条件较差，地下含水量丰富，地铁车站软土地层基坑开挖对周围环境影响较大，因此现场监测工作就显得尤为重要，着力于阐述软土地层特性以及软土地层中基坑施工过程监测的重要性，结合某地铁车站基坑工程的具体情况，对基坑围护结构沉降、水平位移、周围建筑物沉降、地下管线沉降、空隙水压力、地下水位等方面进行监测分析，确保施工顺利、周围建构筑物的安全。 关键词： 软土地层；地铁车站；基坑工程；监测分析 中图分类号：tu473.2 文献标识码：a 文章编号：1671－7597（2011）1210175－02 0 引言 从近年来发生的基坑工程事故分析可知，由于部分单位不重视基坑施工过程的监测，产生了如基坑围护结构的失稳，周边建筑的裂缝及地下设施的破坏等严重后果，发生了较严重的工程事故，甚至造成了人员伤亡。因此，对于地铁车站基坑工程开展监测工作显得日益重要。尤其在软土地层进行基坑开挖时基坑容易产生较大变形，这对基坑围护结构以及监测工作提出了更高的挑战。 通过对某软土区域的基坑工程进行监测分析，结合该地层软弱复杂，地下水含量丰富的特点[1]，针对性地提出几点建议。 1 软土地层及基坑工程现场监测的重要性 1.1 软土地层特性 软土是指天然孔隙比大于或等于1.0且天然含水量大于液限的细粒土，包括软粘土、松散细砂、杂填土、泥灰土等。淤泥和淤泥质土是软土的典型代表。软土在我国分布广泛，在沿海和河流的中下游及湖泊附近地区，地表下第四纪松软覆盖层深厚。如杭州、宁波等地的滨海相沉积软土，上海的三角洲相沉积软土，闽江口平原的溺谷相沉积软土等，其主要工程特性是[2]：1）含有大量细颗粒，有机质含量高；2）含水量及孔隙比大，重度小；3）强度低，承载力小，灵敏度高；4）高压缩性低渗透性，压缩系数一般在0.5～2mpa之间；5）抗剪强度低，自稳能力差。 1.2 基坑工程现场监测的重要性 地铁车站一般位于城市的繁华路段，车站附近有大量建筑物和各类地下管线，基坑开挖易引起周围土体变形，进而影响基坑周围建筑物和地下管线的正常状态。当土体变形过大时甚至会造成周围建构筑物的破坏，同时周围的建构筑物又相当于较重的集中荷载反作用于基坑，致其变形加剧，因此，在软土地层基坑施工过程中，只有对基坑围护结构、周围土体及相邻建构筑物进行综合、系统的监测，才能对整个工程的情况有全面细致的了解，为工程的顺利进行保驾护航。 2 工程实例分析 2.1 工程概况及地质条件 某地铁车站位于市中心繁华商业街，为双柱三跨地下三层岛式车站，全长225米，外包宽度22.9米，东端头井基坑深23.758m，标准段基坑深21.922m。车站主体围护结构采用40m深1000mm厚地下连续墙，沿基坑深度方向设置六道支撑。 地铁车站基坑所在地位于滨海平原软土区中部，属冲湖积平原，地形平坦，地面标高在3.5～4.0m之间。其地质情况如表1所示。 2.2 监测内容及测点布置 为了及时收集、反馈和分析周围环境及围护结构在施工中的变形信息，实现信息化施工，确保施工和周围环境安全，根据施工图、设计单位确定的监测内容要求、现场环境条件勘察情况，该地铁车站基坑施工监测设置了以下几方面监测内容：1）围护结构体系监测内容：墙体测斜、墙顶沉降、支撑轴力、立柱沉降。2）周边环境监测内容：地表沉降、建筑物沉降及倾斜、地下管线监测、孔隙水压力、土体分层沉降、坑外水位。 监测内容中的主要监测点平面布置见图1所示。图中，jc表示建筑物沉降；dc表示地表沉降；mc表示煤气管线沉降；rc表示热力管线沉降；cx表示围护墙体水平位移（测斜）；ky表示孔隙水压力；sw表示地下水位。 表1 某地铁车站软土地层的主要物理力学参数 图1 某地铁车站基坑施工测点布置示意图 2.3 监测结果分析 1）围护墙体变形分析。在基坑开挖施工过程中，随着基坑内部土体大量移走，围护墙体在外侧土、地下水压力的作用下，必然要向内侧移动。为此，在基坑开挖过程中有必要对围护结构在不同深度处的水平位进行监控量测，并及时反馈，以采取针对性措施，确保基坑安全。采取的监测方法如下： 在围护墙内预埋测斜管，与围护墙深度相同，测斜管间距25m，基坑每边都保证有监测测点。监测时，将测斜仪探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪稳定后开始监测。一般以管口作为起算点，按探头电缆上的刻度分化，迅速提升，每隔一米（或0.5m）进行仪表读数，并作记录。待探头提升至管口处，旋转180°后，再按以上方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差。使用的活动式测斜仪采用带导轮的测斜探头，将测斜管分成n个测段，每个测段的长度li（li =500mm），在某一深度位置上所测得的两对导轮之间的倾角θi，通过计算可得到这一区段的偏移△i[