地铁车站深基坑开挖变形监测分析.docx

地铁车站深基坑开挖变形监测分析摘要：深基坑位移变形时有发生甚至于超出设计警告值使得工程建设处于被动局面。本文结合东环南路地铁站深基坑工程实例对现场实测数据进行详细分析并提出了变形控制措施。以期为类似工程的设计和施工提供借鉴。关键词：地铁车站；深基坑；变形控制；监测；沉降1工程概况东环南路站位于宁穿路与浦港路路口主体基坑全长303m宽度约为19.9m～43.4m开挖深度约为16.1m～20.6m。车站采用明挖顺筑法施工西端头井为盾构始发井东端头井均为盾构接收井。本基坑东端头井（27轴、31轴、34轴）设置三道三轴搅拌桩素桩挡土墙以保证将来放坡开挖时的基坑安全。本基坑土方量约为120000m3。3工程重及难点东环南路站位于农田附近土质条件差地下水位高围护结构为地下连续墙属于具有一定风险的建设项目易发生地下连续墙接缝处渗漏水、土体纵向滑坡等重大安全事故。工程重、难点及应对措施如下：3.131粉砂层及32粉质粘土夹粉砂层分布在东环南路站坑底附近基坑开挖时31粉砂层中微承压水可能通过地下连续墙接缝涌入主体基坑造成围护结构渗漏等险情的发生。3.2东端头井第一～五道支撑为砼支撑基坑开挖至此支撑位时需进行砼支撑施工由于砼支撑施工时间较长且砼支撑达到强度需要一定的养护期因此会导致无支撑暴露时间过长围护结构产生较大变形。3.3站基坑北侧无施工便道只能进行单边挖土影响出土效率土方开挖时只能依靠小挖机将基坑北侧土方翻运至南侧。这样延长了开挖时间给基坑稳定性带来不利影响。3.4东端头井为扇形区域基坑最宽处约为40m开挖面积大开挖土方量大无支撑暴露时间较长故开挖变形量较大。3.5北侧329国道上重载车辆多、交通流量大且基坑周边房屋大多为浅基础。故主体基坑开挖时对北侧329国道及周边建筑的影响较大。4基坑围护设计东环南路站围护结构采用地下连续墙东端头井（36轴～39轴）为1m厚地下连续墙共20幅插入比为1.22；西端头井及标准段（1轴～36轴）为800mm厚地下连续墙共104幅插入比为1.26～1.37。本基坑西端头井和标准段第一道支撑采用钢筋混凝土支撑其余为钢支撑共设5道钢支撑采用φ609mm（t=16mm）钢支撑钢支撑水平间距约为2.0m～3.6m竖向间距约为1.5m～3.9m。东端头井第一～五道支撑为钢筋混凝土支撑共设5道砼支撑。在基坑开挖期间为了确保小挖机的顺利吊放可适当调整钢支撑水平间距并应满足钢支撑中心距离地墙接缝≥1m。图1东环南路站围护结构平面图5深基坑变形分析5.1坑底土体隆起基坑底部土体隆起有四个方面的原因：⑴基坑开挖导致坑底的土体由于竖向荷载的卸载而产生回弹；⑵开挖基坑的坑底土体产生负孔隙水压力而导致坑底土体吸水膨胀、软化；⑶在地面超载或自重作用下的围护结构外侧的土体从底部向坑内方向移动；⑷承压含水层顶板以上土层的重量不足以抵抗承压含水层顶板处的承压水头压力时基坑开挖面以下的土层将发生隆起甚至突涌破坏。5.2坑外地表沉降坑外地表沉降原因有三个方面：⑴由于开挖深度达20.6m地下水位高导致桩间渗漏水严重墙后水土流失较多尤其在雨季期间基坑外地表沉降达153mm。⑵基坑周边重型车辆频繁行走导致主动力学指标下降。⑶支撑架设不及时无支撑基坑暴露时间长或支撑预加轴力损失严重未及时进行轴力复加。5.3围护墙体变形围护墙体变形可以分为水平方向变形和垂直方向变形两种情况其中水平方向的变形是由于基坑开挖深度的不断增加外侧土体的内向压力会作用在围护墙体上引起围护墙体向内位移。由于外侧土体的向内压力分布不均匀靠近坑体上部的位置其压力比较大墙体的变形相对比较大而接近坑底的压力比较小其墙体的变形相对比较小。围护墙体变形对施工安全有很大的影响因此要密切监测围护墙体变形情况加固好围护墙从而保证基坑的开挖安全。5.4墙后土体沉降监测通常地铁车站基本上都是位于地下15m以下的区域土体的地质条件复杂基坑开挖到一定深度时由于土体的塑性流动也较大土体从基坑外围向坑内和坑底流动造成围护墙体后产生地表沉降。围护墙体后地表沉降主要分为三角形地表沉降、凹槽形地表沉降两种地表沉降的范围取决于地层的性质、基坑开挖深度H、墙体入土深度、下卧软弱土层深度、基坑开挖深度以及开挖支撑施工方法等。6深基坑施工变形及监测措施考虑到土质软、灵敏度高东环南路站基坑长边效应显著故我部对基坑变形极为重视从基坑围护施工开始严格控制质量以保证后续开挖施工时基坑的变形控制至目前主要采取的基坑变形控制措施为：6.1基坑