浅谈在复杂环境下地下连续墙内支撑基坑监测的分析

卓镇权

[摘要]本文根据某地铁工程的地下连续墙内支撑基坑的相关检测数据，并分析探讨监测得到的变形规律，以供大家参考研究。

[关键词]复杂环境 地下连续墙 内支撑 基坑监测

[中图分类号] X8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-240-2

1引言

随着城市建设的高速发展，地下连续墙内支撑结构越来越多。在施工过程中不可避免将会对周边建筑物和周围土体造成一定的影响，为了保证在开挖过程中基坑工程的安全性，需要对基坑开挖过程进行全程监测。通过监测数据，清楚地了解基坑周围土体的沉降、支护结构变形和内力的变化，来确定支护结构的稳定性，潜在的安全隐患能够及时提前预测，调整相应的设计方案和施工方案，使基坑开挖过程中，避免基坑巷崩溃造成类似的事故

2工程简介

2.1工程概况

某地铁站为双轴三跨地下三层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层；标准段基坑开挖深度23.460m，顶板覆土厚度3.6m；两侧端头井基坑开挖深度分别约为24.812m、25.108m；主体结构总长148m，标准段宽度22.9m，端头井净宽26.7m。工程区位于城市道路上，车站两侧地下管线众多，场地地势平坦。围护结构釆用地下连续墙+内支撑。工程重要性等级为一级工程，拟建场地属中等复杂场地，地基等级属中等复杂地基，工程勘察等级为甲级。

2.2环境的复杂性

工程区位于城市道路上，车站两侧地下管线众多。场地属于赣江冲积平原地貌单元，整体地势较为平缓，未发现有发生滑波、泥石流、地面沉降等不良地质作用。勘探施工过程中，各勘探孔均未发现有浅层气溢出现象，根据勘察揭露的地质条件，场地内不存在不良气体分布的地层组合。道路两侧各种地下管线分布较多，在设计施工时应对场地下各种管线予以足够的重视，应采取物理探测、调查等综合手段进行专项查明。场地内多为城市道路，而城市道路上部30cm为浙青路面，质地坚硬，埋深在车站顶板以上，对车站开挖可能造成一定的困难。场地上部存在冲填土，松散状，以中粗砂为主，为疏梭赣江河道冲填而成，冲填时间约5-6年。全场分布，层厚为3.70-9.20，围护墙施工和基坑开挖时该土层易坍塌。本场地局部分布性能较差的游泥质粉质粘土，基坑开挖时易坍塌，需引起重视。

2.3基坑围护方案

车站主体基坑围护结构设计采用止水良好的地下连续墙，围护墙需嵌入中风化基岩一定深度，围护结构的支撑系统采用数道水平支撑。基坑开挖前应采取相应降水措施，将地下水降至坑底下一定深度。主体基坑围护结构均采用800_厚地下墙；标准段地下连续墙深26.8m，端头井地下连续墙深28.3？29.5m。标准段沿基坑深度方向设置四道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，间距9m；第二、四道为4>609钢管支撑（壁厚均为16_），第三道为￠800钢管支撑（壁厚均为16mm），钢支撑水平间距均约为3m。端头井段设置五道支撑，第一道为钢筋轮支撑，第四道为4） 800钢管支撑（壁厚均为16rnm）。

3基坑监测

3.1检测内容

本工程车站基坑开挖深度大、开挖面积大。在进行基坑设计之前需要进行抗倾复、抗浮、抗隆起、坑底突涌等稳定性验算。车站施工期间为确保基坑围护结构以及临近道路、建筑物的安全，必须对基坑进行监测，监测内容（如图1）包括以下项目：

（1）水平垂直位移量测：对围护墙顶、立柱顶端、地下管线及邻近道路、构筑物的水平位移及沉降进行监测；

（2）测斜：在围护墙内及墙后土体内埋设测斜管进行测斜；

（3）支撑内力测试：每道支撑选择主要受力杆件量测轴力；

（4）地下水位观测：布置坑外地下水位观测井。

为了保证基坑安全，当量测中发现指标超限时，应立即停止基坑开挖作业，认真仔细分析与査找原因，提出对策，采取可靠措施后方可施工。例如水平支撑结构发生滑移，钢管轴力超过其承载力，则可临时增设内支撑。若导致周围建（构）筑物或地下管线变形过大，应及时采取跟踪注衆、回灌、地基加固等措施。

3.2保证测量数据真实可靠的各项措施：

（1）监测组与业主、监理密切配合工作，及时向业主和监理报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。

（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。

（3）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

（4）量测仪器的管理采用专人使用、专人保养、专人检校的原则。

（5）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

（6）量测数据均要经现场检查，室内复核两级后方可上报。

（7）量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。

（8）各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

4监测结果分析

4.1地下连续墙墙顶水平位移

基坑逐步向下开挖，土体作用在支护结构面上的土压力逐渐增大，以致支护结构变形产生的位移也逐渐增大，地下连续墙墙体最终变形的最大位置不在坑底，而是在第三道内撑附近。在基坑开挖过程中，开挖一和开挖二产生的地下连续墙位移并不大，当开挖到开挖第三步时地下连续墙才会出现位移较大的变化，当开挖至底部时地下连续墙最大位移值达到2.278cm。当施加内撑后，由于内撑和墙体之间相互作用，变形会有所减小。从上述监测结果可以看出，墙顶水平位移随着开挖的进行，坡顶水平位移方向一直是往基坑内部，4个监测点水平位移规律都一样先增大后稳定在某个数值在波动，最大的位移值是3.5mm。

4.2地下连续墙墙顶竖向位移

下图所示监测数据是从2月7日监测段开挖起至4月29日开挖结束，每隔2日取一次数据，由上图可以看出，随着基坑开挖，坡顶竖向位移表现为在0mm附近上下波动，监测点的竖向位移最大值为-3.5rnm，在施加内支撑时，对墙顶竖向位移有所影响。

4.3基坑周围地表沉降

对地表沉降点进行监测，不同监测结果形成数据图。我们可以看出，最大沉降量一般都处于距离基坑10m处的监测点，随着时间变化，变化整体趋势是不断增大的。模型模拟的基坑段的实测数据的15个监测点最大沉降量为10.3mm。距离基坑最远处的监测点的沉降趋近于0。在基坑开挖和支护的进行过程，基坑周围土体发生了沉降变形，但沉降值很小，随着距离变化而变化，从而可以看出基坑开挖对周围土体的沉降影响不大。在基坑周围土体发生沉降的同时，基坑内部的土体一般都会发生土体隆起变形，基坑隆起值远大于基坑周围土体的沉降，而且变形值呈扇形向下面扩散，随着基坑开挖的深度增加，基坑内部土体的隆起值也随之增加，当基坑隆起的影响范围随着基坑开挖的深度而增加。

5结束语

综上所述，随着开挖深度的逐渐增加，地表沉降范围偏离开挖区域发展，呈曲线变化，区域的影响可能是挖掘深度的三倍。深基坑开挖过程中，土壤深层水平位移呈现出来的是接近地面附近的位移很小，最大值出现在第三道内撑附近，因此开挖到第三支撑时，要注意提高支护结构的尺寸和安全保护。基坑监测数据表明，基坑地下连续墙的变形数据和基坑开挖的深度有一定的线性关系，该关系可以该地区类似的基坑工程提供帮助。

参考文献

[1]徐剑峰.建筑工程施工中文物及古树的保护措施.期刊论文.城市建设理论研究（电子版） 2012

[2]姚敬.深基坑施工监测技术与信息管理系统的研究.学位论文.沈阳建筑大学.2009.