浅析地铁车站深基坑监测的内容及重要性

浅析地铁车站深基坑监测的内容及重要性

王安龙

中铁五局六公司 重庆市  401147

摘  要： 在地铁车站深基坑开挖过程中，为了确保施工安全有序，加强基坑监测尤为重要。以南京地铁2号线西延线鱼嘴站为例，介绍了基坑监测的内容、指标及对基坑安全的重要性。

关键词：地铁车站；基坑监测；内容；重要性

一、工程概况

南京地铁2号线西延线鱼嘴站为2号线与规划9号线的换乘站， 2号线车站沿东西向设置，9号线车站沿南北向设置，于2号线T型换乘。受有轨电车影响，车站主体共分6个基坑作业。

2号线鱼嘴站为地下两层双跨矩形框架结构，标准段底板埋深17.78m，换乘段埋深23.3m；车站主体基坑采用明挖顺作法施工，车站主体采用0.8m厚地连墙+水平内支撑支护体系。9号线车站工程为三层三跨矩形框架结构，标准段底板埋深23.28～24.59m；车站主体基坑采用明挖顺做法施工，主体采用1m厚地连墙+水平内支撑支护体系。

二、监测的重要性及目的

在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起土体的变形。即使采取了支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括∶深基坑坑内土体的隆起，基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移等等。无论哪种位移的量值超出了某种容许的范围，都将对基坑支护结构造成危害。

深基坑开挖工程往往在繁华的市中心进行，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将直接影响这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时会造成邻近结构和设施的破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周围的管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。

因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测才能对工程情况有全面的了解，确保工程顺利进行。

（一）及时发现不稳定因素

由于土体成分的不均匀性、各项异性及不连续性决定了土体力学的复杂性，加上自然环境因素的不可控影响，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保基坑稳定安全。

（二）为信息化施工提供依据

监测成果是现场施工工程技术人员作出正确判断的依据。通过监测随时掌握岩土层和支护结构内力、变形的变化情况以及周边环境中各种建筑、设施的变形情况，将监测数据与设计值进行对比、分析，以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，以此达到信息化施工的目的。

（三）验证设计，指导施工

通过监测可以了解结构内部及周边建筑物和土体的实际变形，用于验证设计与实际符合程度，并根据变形情况为施工提供有价值的指导性意见。

三、监测工作内容

（一）监测等级划分

明（盖）挖法车站基坑工程自身风险等级应采用工程风险评估的方法来确定，其等级宜根据基坑开挖深度、地质条件、周边环境及工程本体发生变形或破坏、岩土体失稳等可能性以及造成后果的严重程度等划分。

明（盖）挖法车站基坑工程自身风险等级

明（盖）挖法车站基坑工程周边环境风险等级应根据基坑开挖与周边环境的关系来确定，其等级参照下表划分。

明（盖）挖法车站基坑工程周边环境风险等级

工程监测等级可划分为一级、二级、三级，并应根据当地经验结合工程地质条件复杂程度进行调整。

（二）监测对象、项目

综合考虑相关规范及设计文件监测要求，并结合工程实际，监测点布置可参照下表：

监测项目表

（三）监测频率

综合考虑相关规范及设计文件监测要求，监测频率可参照下表：

施工监测频率表

（四）监测控制指标

根据工程设计、变形监测相关规范以及周边环境中被保护对象的控制要求，可综合确定监测预警值，参照下表。

监测控制指标表

按《江苏省城市轨道交通工程监测规程》：支撑轴力控制＝支撑轴力的设计值×70％(一级基坑)；支撑轴力的设计值×80％(二级、三级基坑)；支撑轴力报警值＝支撑轴力的控制值×80％。

（五）测点布设原理及埋设方法

测点布置要求

（六）监测点验收

在监测点布设完成后，施工方监测应向建设单位、监理单位提出验收申请，必要时通知设计单位。验收时须提供施工监测方案和实际监控量测布点图，保留验收影像资料，并形成书面材料。

四、监测信息反馈

（一）监测成果的内容

报告分报警快报、日报、周（月）报、总结报告等，其中监测报告的主要内容有：施工工况、采用的设备和监测方法、监测成果、监测结果及分析评价、监测成果等。监测数据形成后，经审批无误后，及时上报。

（二）预警

1.监测预警

施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大一般分为三级：黄色、橙色和红色。

监测数据预警分级标准

2.监测预警发布

监测数据预警由监测实施单位报送发布，依据设计控制值相关技术要求确定的预警标准比对后及时发布。

3.监测预警响应

（1）监测预警发布以后，监测单位应根据监测方案及时调整监测频率，每次监测结束后及时将数据信息反馈给相关参建单位。

（2）单项预警发布后，由监理单位组织召开专题会，分析原因，提出应对措施，必要时组织专家论证，施工单位现场采取相应措施进行处置，监理单位监督。

（3）综合预警发布以后，由建设公司组织召开专家会，相关单位参加，讨论处置风险状况的技术措施，并将处置方案、处理过程、事务记录等及时以书面形式上报。

五、应急处置

紧急状态指工程出现紧急情况或监测数据超过预警值。紧急状态下，监测单位应启动应急预案，根据工程状况、被测物体的状态提出监测应急预案实施方案，方案内容包括增加测试项目、增加测点、增加监测频率、增加监测人员和仪器设备、对工程的建议等，在批准的情况下立即实施。

一般采取如下应急处理措施：

1．立即上报上级单位，必要时封锁现场。

2．保证监测人员安全的前提下，立即安排加密进行现场监测，并加密后续监测频率（不少于每天2次），根据后续数据变形情况，通过会商确定监测频率。

3．根据数据变形情况，适时报请业主组织召开专家分析咨询会，并做好分析汇报的准备。

六、工程实施成果

南京地铁2号线西延线鱼嘴站南段基坑，基坑开挖深度达27.7米且距离长江干流仅690m，为长江漫滩地区。在基坑开挖过程中，施工单位分析研判监测数据，客观真实地了解基坑的安全状态和质量程度，减少工序衔接时间，确保了基坑按照预定的要求顺利完成。南段基坑安全顺利的完成封顶时，基坑端头井（最不利）位置地连墙测斜数据最大值仅6.2cm，远小于安全控制值，比预定工期提前10天，受到了建设单位、行业协会的高度赞誉，由此在2020年度先后获得“南京地铁工程建设2020年上半年安全生产先进单位二等奖”、“南京市工人先锋号”等。这些荣誉的取得，提升了中铁五局的社会信誉，社会效益显著。

参考文献：

[1]GB50497-2019《建筑基坑工程监测技术规范》；

[2]JGJ8-2016《建筑变形测量规范》；

[3]DGJ32/J195-2015《江苏省城市轨道交通工程监测规程》。