基坑施工变形分析与安全风险技术管控重点

路清泉

（长沙理工大学，湖南 长沙 41001；北京市轨道交通建设管理有限公司，北京 100031）

1 工程概况

1.1 车站简介及周边环境

慈寿寺站位于北京市西三环与西四环之间，位置在玲珑路与蓝靛厂南路交叉口西北角，距离昆玉河约50m，是北京市地铁6号线和10号线的换乘车站。10号线慈寿寺站主体采用明挖法施工，其中地下2层段基坑开挖深度约为19.91m，地下3层段开挖深度约为27.085m，均采用钻孔灌注桩＋土体锚索外支撑体系，钻孔灌注桩为Φ1000～Φ1500mm，6号线慈寿寺站主体基坑深度27.8m，一般采用钻孔灌注桩＋钢支撑体系结构，钻孔灌注桩Φ1000～Φ1800mm。

车站主体施工范围内重点关注的管线主要有：4400×2100热力小室、Φ1400上水管、Φ500mm高压天然气管、Φ1050mm污水管、Φ1150mm雨水管等。

1.2 工程与水文地质

慈寿寺站明挖基坑侧壁土层主要为粉土填土层、杂填土层、粉质粘土层、粉土层、粉细砂层、卵石层、粉质粘土层、粉土层、卵石层。地质剖面如图1所示。

在车站勘察中共观测到一层地下水、层间水，含水层为卵石⑦层、卵石⑨层，水位埋深为28.50～32.50m，水位标高为22.70～24.21m，京密引水渠与地下水的水力联系极弱，对明挖基坑影响不大。

2 基坑施工监测与数据分析

图1 地质纵剖图

基坑监测是一种直观反映基坑变形情况的监测手段，是信息化施工的一种常用方法。本项目的基坑监测主要内容有地表及道路沉降、地下管线沉降、桩体水平位移、锚索拉力、桩顶沉降以及桩顶水平位移等。在基坑施工中，通过监测数据及时反馈信息以达到有效控制基坑变形，确保基坑安全的目的。

以下分析仅以各项监测数据的变形最大值为对象，它代表了基坑施工过程中的变形趋势。

2.1 地表沉降监测分析

10号线基坑支护体系采用的是钻孔灌注桩＋预应力锚索的支护体系，该段基坑施工引起的地表沉降最大测值为DB27－03，累计变形－7.33mm，图2为该点的变形历史曲线。

运营中断对城市轨道交通网络的影响及应急策略研究……………………………………………………… 薛文静（9-241）

表1为各个施工阶段，将施工过程划分为3个主要阶段：即土方开挖阶段（①～④）、结构施工阶段（④～⑤）和结构完成后。大，形成了松散区域，引起了较大的沉降。

图2 DB27－03沉降变形历时曲线

表1 施工阶段划分

2）结构施工阶段。累计变形－0.24mm，变形值较小，约占总量的3%。由于采用围护桩＋预应力锚索支护体系施工的基坑在施工二次结构时不存在钢支撑卸载而发生受力转换，本阶段锚索预应力监测也显示没有异常的松弛。

采用SPSS18.0统计学软件，计数资料用率（%）表示，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

加力前应先检查支撑连接点的质量并明确预加轴力的大小，应坚持分级加载、重复进行的原则，加力完成后，最后锁定活动端。施工中严禁一次性加力过大，可能引起冠梁开裂或者使围护桩向基坑外侧倾斜，更严重时可能会造成其他钢支撑一次性卸载过大，使钢支撑松动或脱落，引起安全事故。

从测点变形历史曲线图和施工工况来分析地表沉降的空间与时间历程规律：

1）土方开挖阶段。累计变形值为－7.04mm，占累计变形总量的96%，而在本阶段，变形最大发生在第一层土方（0～6m）的开挖阶段（第二层锚索张拉之前），约占总量的80%，由于第一层土体主要为杂填土和粉土，土方开挖后，围护桩外侧的土体对桩有一个侧向的推力，从而引起了桩外侧土体之间的空隙增

图3 基坑西侧横向地表沉降槽

图4 基坑东侧横向地表沉降槽

根据沉降稳定指标，北京地区100日变形累计容许沉降量不大于1mm，沉降速率不大于0.01mm／d，可以判定其沉降稳定的原则对既有结构的变形进行判断。该测点百日变形值－0.26mm，百日平均变形速率－0.0026mm／d，均小于北京地区的稳定控制指标，可以认为地表沉降变形已经稳定。

[4]夏凡，冯华：《自营式电子商务网站价格战的博弈分析与对策》，《西南交通大学学报》（社会科学版）2014年第2期。

2.2 管线沉降监测结果与分析

管线变形的另外一个评价指标就是管线倾斜，选取基坑南侧一条东西向Φ500mm高压天然气管线，差异沉降最大的是在GXC03－04～GXC03－10、93m范围内差异沉降为5.13mm，平均斜率应为0.006%，小于控制值0.1%，说明管线是安全的。

对照组接受常规护理，主要包括一般健康教育及呼吸机通气治疗的常规护理等。研究组接受针对性护理，具体为：①向家属讲解有关新生儿呼吸机相关肺炎的病因病机、治疗方法及并发症等，争取家属的信任与配合；②抬高床头15°～30°，以避免新生儿食物反流与误吸的发生，做好气道护理，及时清除气道分泌物，保证起到通畅，定期为新生儿翻身，防止褥疮；③每天评估新生儿的口腔状况，预防口腔感染，遵医嘱使用质子泵抑制剂、H2受体抑制剂，预防消化道溃疡；④认真评估新生儿的镇静程度，遵医嘱合理使用镇静剂，实施程序化镇静。

图5 管线GXC06－10测点沉降曲线

由图5可知，管线沉降（地表沉降代替）主要发生在基坑土方的开挖阶段，土方开挖导致围护结构向基坑内倾斜，从而使围护结构外侧的土体产生松散区域，引起管线的变形。结构施工完成后100日累计变形值以及平均变形速率分别为0.8mm和0.008mm／d，该值小于北京地区规定的范围，可以认为变形稳定。

3）后期变形。累计变形－0.05mm，约占总量的1%。结构封顶之后地表沉降基本稳定。

管线变形累计最大的为基坑北侧的污水管，距离基坑外层约7.2m，施工过程中累计变形为－4.38mm，小于控制值－20mm。图5为其变形历史曲线图。

2.3 桩体水平位移监测结果与分析

以10号线基坑桩体水平位移测点ZQT－06为例分析基坑施工引起的围护桩水平位移的变形规律。表2为基坑的各个施工阶段。

表2 施工阶段划分

结合锚索拉力和围结构变形监测结果进行分析，第1道锚索施工张拉完成后随即进行了第1层土方开挖，由于该土层为粉土和杂填土，开挖时基坑变形较大，约5～13mm，第2道锚索张拉完成后，第1道锚索受力明显减小，基坑围护结构变形会继续发展（8～10mm），当第2层土方开挖成，张拉了第3道锚索后，第1、第2道锚索受力变化较小，基坑变形也相对较小（2～3mm），随着第四道锚索张拉完成后基坑开挖到底，围护结构变形基坑稳定，锚索受力基本稳定；而当进行结构施工时，需要对安装锚索计的锚索切割掉，因此，导致了上层锚索有一个较小的受力增加，但随后就变得稳定。

2）结构施工阶段，阶段变形量为5.8mm，约占累计变形最大值（同位置）的30.1%。

3.4.2 支撑预加轴力

总体来说，本基坑围护结构变形较小，基本上在设计要求的20mm范围以内，这与施工中开挖后及时网喷、及时进行锚索张拉且张拉到设计要求值紧密相关。

2.4 锚索拉力监测分析

以围护桩体水平位移测点ZQT－06和同断面的20号锚索拉力相结合分析。图8为20号断面各层锚索拉力监测曲线图。

1）土方开挖阶段（见图6），累计变形最大值为12mm，位置在冠梁下约7m处，约占累计变形最大值（同位置）的62.3%。绝对位移最大的在第一层土方开挖阶段。单看土方开挖阶段的变形（见图7）可以看出：①从图中可以看出，第一层土方开挖完成（0～6m）时，桩体变形最大，位于测斜管管口下9 m以上的位置，变形最大位置在管口处，累计最大值13.68mm。②下层土方开挖（6～17m）时，对围护桩的水平位移影响最大的是测斜管管口下3.5～19m范围内。

3 基坑施工安全风险技术管控要点

明挖基坑顺做法施工，施工工艺成熟，只要把握了各个环节的关键，施工技术风险即安全可控，下面从几个角度浅谈明挖基坑施工安全控制的重点。

3.1 桩体成孔的垂直度控制

如果垂直度控制不好，桩体侵限，少则减少喷砼的厚度，多则需要剔除侵限的桩体，这样就减小了桩体的强度，威胁了围护结构的安全性，因此，成孔垂直度的控制是一个关键点。

3.2 土方开挖阶段网喷的规范应及时

土方开挖后，围护桩之间网喷的规范和及时可以尽快封闭围岩，减少围岩暴漏的时间，减缓土体应力释放，特别是在富水含砂的卵石层，可以起到堵水的目的，长时间的水土流失可能掏空围护桩后的土体，引起桩间土体坍塌，对基坑的安全不利。

3.3 钢（腰梁）围檩安装规范

钢腰梁（钢围檩）是锚索（钢管支撑）向围护桩传递荷载和锚固的载体，钢（腰梁）围檩与围护桩贴紧，无法密贴处，采用C20细石混凝土填充，如填充不及时，造成腰梁后不密实，形成空洞，可能造成预应力张拉（支撑加力）后，锚固力（预加力）大量损失，达不到设计要求的预加力。

钢腰梁的设计承载力与锚索的最大荷载相匹配，并满足应力集中的要求。因此，钢腰梁段与段之间的连接不仅要进行等强度的3向连接，更要求钢腰梁的平直，以满足受力要求。

3.4 钢支撑架设、加力以及拆除

3.4.1 钢支撑的架设

钢支撑架设及时可以有效减小土体侧向位移及地表沉降，控制围护结构的变形。架设时要保证支撑端面与支撑轴线垂直，如不垂直时，应在冠梁或者钢围檩上预埋铁件或者采取其他构造措施，避免支撑与冠梁或者腰梁之间产生剪力，但前提是这些构造要有足够的强度。

奥氏体含量、Creq/Nieq值随N含量的变化如图3所示.可以看出,当N含量从0.700%增加至2.200%时,Creq/Nieq值从3.32减小至2.07.分析奥氏体含量在图3中点的分布规律发现,其与Creq/Nieq值的分布规律一致.这从另一个角度验证了本实验过程中除N元素外,其他元素的成分变化很小.奥氏体含量的变化主要是由于N含量的变化导致的,分析式(2)可知各元素在奥氏体稳定化中的效果,其中N元素的系数为30,即奥氏体化作用是Ni元素的30倍.利用最小二乘法对测量数据进行多项式拟合,回归曲线对测量值的拟合程度较高,奥氏体含量与N含量符合如下关系:

3）结构施工完成后至今后期变形为1.45mm，约占累计变形最大值（同位置）的7.6%。

“你犯不着揍他。这一次我听得清清楚楚,明明是他说的!”张连长给了他个公道,接着,又大声说,“都站住吧,原地休息休息!”

横向地表沉降规律可以从该点所处的监测断面来看，根据监测资料，明挖顺筑法基坑的横向沉降槽呈“凹槽”状，如图3、图4所示，最大沉降点距基坑约9m的位置。

3.4.3 拆除钢管支撑

1.2.8 Western Blot测定肺组织TLR4蛋白表达 取20 mg肺组织样本于200 μL裂解液中充分研磨，BCA法定量蛋白浓度。取总蛋白40 μg，以5×样品缓冲液配平上样体积，沸水浴5 min使蛋白变性后上样，SDS-PAGE电泳后转膜。5%TBST脱脂奶粉封闭后，加入一抗，4℃过夜。TBST漂洗液洗膜3次，加入HRP标记的二抗，37℃振荡60 min。洗涤后将PVDF膜置于ECL混合液中于室温下振荡温育，应用凝胶成像系统对扫描图像的目的条带进行灰度分析，各目的条带与β-actin的灰度比值即为目的蛋白的相对表达量。

顺做法施工结构应遵从“纵向分段，竖向分层，从下至上”的原则，因此，拆除钢管支撑也需要在新浇筑的结构强度达到一定数值后，结合监控量测的结果分段、分层自下而上的逐步拆除，严禁一次长距离拆除多层支撑。

通过肥密组合最优方案可以看出，如果要获得1 875 kg/hm2的产量，种植密度、氮肥、磷肥和钾肥的最优取值范围为：种植密度为120 465～128 295 株/hm2，施N 40.49～54.66 kg/hm2，施P2O5 42.92～56.24 kg/hm2，施K2O 57.91～65.93 kg/hm2。

3.5 信息化施工

为保证施工及结构安全，需要建立一套严密、科学的监控量测体系，对基坑围护结构、周边地表及建（构）筑物进行全过程追踪其变形情况。分析、判断、预测施工中可能出现的情况，消除各种隐患，加强巡视，将施工对周围环境的影响降到最小程度。

4 结 论

通过对慈寿寺站（采用围护桩＋预应力锚索体系形成围护结构）基坑施工以及监测分析，在复杂环境下城市地铁深基坑施工除了合理有效的施工组织管理外，还需要注意。

1）上层土方开挖阶段是控制围护结构及周边环境变形的关键时期，施工中应加强施工管理。

激励是给学生最好的动力，老师在课堂教育时营造情境氛围，用激励的语言去指导学生，从而让学生产生对体育学习的兴趣。激励教学就是要做到理性和感性相结合，学生在一种轻松的环境下学习，有严有松，既能锻炼身体，又能培养自身的服从命令听指挥的意识。在学生碰到一些状况时，老师千万不要用一些嘲笑不友好的态度对待学生，要晓之以理，动之以情，帮助学生解决状况，尊重学生，让学生在激励的语言下取得更大的进步。

2）加强对各级管理及施工人员的安全教育，从思想上引起对基坑支撑架设时机以及规范的重视，摈弃凭经验和侥幸心理办事的思想，避免“迟架”、“不架”、“随意架设”，应当将架设支撑当作是一道关键工序。

高中政治的有效教学是新时代的要求，高中政治教师要重视课堂的有效性，积极探索创新适合现代政治教学的方法，将政治课堂生活化，采取有效的教学手段，不断提高实际教学的效果，提高政治学习积极性，使学生得到全方面的发展，形成正确的思想观念。高中政治是高中学科中重要的一部分，对学生的个体发展具有重要的影响。教师要不断地开放教学思维，提高政治的教学效果，使政治能够真正为学生的发展添动力。

上海某燃气锅炉每小时燃烧500 Nm3天然气，根据公式（9）得每小时烟气可回收的显热量为1 443.240MJ。

3）施工中需建立严密的监控量测体系并进行必要的现场巡视。

4）明挖基坑施工是一个关于技术风险、机械风险、用电风险、消防风险等多方面的综合风险体系，各种风险管控缺一不可，这是一个系统的课题，有进一步对其进行研究的价值。

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