明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析

程荷兰 明成银 王燕芳 施烨涛

(1.江苏省地质矿产局第一地质大队，江苏 南京 210041； 2.南京坤拓土木工程科技有限公司，江苏 南京 210041)

地铁车站深基坑工程因结构设计复杂、施工工法多、工程规模大、地质条件复杂、施工工期长等导致在实际工程中可能出现各种不确定性。在土体开挖卸荷过程中会引起周边地表沉降，从而对周边环境及居民生活造成影响。Ou等[1]通过统计我国台北软土深基坑工程监测数据得到围护结构稳定性高的地表沉降为0.5%H～0.7%H(H是基坑深度)。乔亚飞等[2]对无锡地铁车站深基坑工程监测数据统计分析得到该地区的最大地表沉降在0.05%H～0.13%H，均值为0.09%H。监测数据有效合理地处理分析，有利于实现对现场施工的动态调整，达到地铁深基坑工程安全性和经济性的统一，并且为设计施工提供区域性借鉴经验。

1 工程概况

地铁车站位于鸣新中路与凤栖路丁字路口南侧下方，沿凤栖路南北向敷设，北抵鸣新路，南靠武南路，是地下3层岛式站台车站，主体总长136.13，标准段宽21.9 m，车站开挖深度约23.4 m，端头井开挖深度约25.6 m，采用明挖顺筑法施工，围护形式采用地连墙。

2 地表沉降测点布设

2.1 测点埋设要求

对于硬化地面，测点布设时采用开孔机钻孔埋设，在设计位置处钻孔至下卧原状土，钻孔中央打入不小于Ф16的螺纹钢筋至下卧层，保证钢筋与地表硬化地面脱离，用细砂回填并保护；对于土质地面可采用浇筑、预埋水泥桩的形式进行布设，埋设示意图见图1。结合车站的安全等级和周边环境的重要性等必要时对基点及监测点加固加密布设。

2.2 测点布置要求

地表沉降测点宜按基坑剖面垂直于基坑边布置，各剖面间距一般为18 m，每个剖面按照3H范围内布点，测点由内向外先密后疏布置，各剖面线上布置8个测点，测点与围护结构外边线的间距分别为2 m,6 m,10 m,14 m,20 m，30 m，50 m，75 m。该车站基坑平面布置图及部分地表沉降测点位置图如图2所示。

3 监测数据分析

地铁车站按从南端头至北端头的方向组织基坑开挖及结构施工，以图1中的地表沉降测点为例，测点DB16,DB15,DB13依次从北端头开始排列，其沉降曲线见图3。地表沉降大致分为3个阶段，初步沉降阶段、急速沉降阶段和稳定沉降阶段，分别对应不同的工况。随着基坑开挖深度的增加，地表沉降的影响范围逐渐开始扩展，离基坑较远处的地表沉降速率增大，而基坑边缘处的地表沉降速率相对减小。

从图3中可以看出，基坑开挖过程中地表沉降最大值并不在距离基坑最近的位置，而是在距离基坑一定距离的6 m～10 m处的位置，即0.25H～0.42H处，但随着离基坑距离的增加地表沉降亦随之减小[3]。统计结果显示，在沉降稳定阶段基坑外地表沉降最大值与基坑开挖深度之比在0.05%～0.07%，小于上海地区的0.1%，同时小于苏州地区的0.13%[2]，这与该地区的土质偏好和围护结构施工优良有关。图3c)中测点DB164沉降值偏小且伴有地面隆起现象可能与此处土体性质有关。

4 结语

通过监测对地铁深基坑进行信息化施工可以达到经济性和安全性的统一。地铁车站施工过程中，周边地表沉降最大点始终在离基坑一定距离处发生，在稳定沉降阶段，周边地表沉降介于0.05%H～0.07%H，满足地表沉降控制标准。