地铁深基坑支护结构变形监测分析及应用

地铁深基坑支护结构变形监测分析及应用

近年来，地铁工程的建设规模逐步扩大，对于推动城市交通的发展具有重要作用，并且便于人们的日常出行，但地铁深基坑施工较为复杂，最终的施工质量与环境、地质及施工技术等多项因素密切相关，一旦处理不当就会引发结构变形问题，因此需要在施工现场进行变形监测，监测重点在于坑底土体及围护墙体等。本文就对此问题进行了详细探讨。

标签：地铁深基坑；支护结构；变形监测

深基坑开挖耗时较长且始终处于不稳定状态，容易对周边建筑的质量造成一定的影响，因此需要采用质量较好的监测仪器进行变形监测，对监测结果进行整合与分析，进而以此为依据调整施工方案，促使整个工程的实施更加顺利、安全，有效保障地铁工程的质量，本文就对此问题进行了具体分析。

一、支护技术及原理

深基坑支护根据受力特点分为两种不同的支护形式。第一是内支撑支护，由墙体与支撑体系构成，墙体的作用在于挡土挡水，具有稳定土体的作用。结合其受力情况来看，支护墙体可承受弯矩与剪力，负责传送荷载。支撑体系接收到荷载后可实现变形作功，这样便能克服外力。支撑体系的设置有利于维持墙体的稳定性，因此需要增强该体系的强度与刚度。此外，部分支护结构防渗效果较差，因此需要结合水位特点配备隔水设施[1]。第二是非支撑式支护，其可通过调整墙体自重及刚度改善墙体稳定度及防渗性能。为了使变形约束及土体更加稳定，还需要加设锚杆，并制定好降水措施。

二、变形监测

（一）特点

深基坑的监测要点包括时间、设备及方法，即必须满足监测的时效性，充分考虑恶劣天气及夜间等不同的环境。监测设备必须在精确度方面满足监测要求，以免数据偏差过大，进而影响施工质量。另外，变形监测主要指的是相对变化值，因此无需测量绝对值。以边壁的监测为例，需要以基准位置作为依据，而后测量边壁的相对位移量就可。

（二）作用

深基坑施工较为复杂，受到地质条件、环境等各项因素的影响，即使施工人员经验较为丰富，也难以对基坑变形进行准确预测，因此必须在施工现场进行监测，进而实现基坑的实时化控制。具体来说，变形监测的作用主要包括以下几个方面。第一，基坑施工时影响因素较多，难以保障基坑及周边建筑的稳定性，并且整个变化过程没有规律可循[2]，因此需要通过精确度较高的监测仪器获取具

有时效性的数据信息，掌握基坑的变形特点。第二，通过监测数据可评价基坑开挖是否合理、有无严重影响周边建筑及具体的变形量，便于施工单位合理组织与安排项目工程。第三，基坑事故的发生多与变形监测不到位直接相关，这主要是因为施工单位未能将监测工作重视起来，因此施工单位必须转变不合理的管理理念，通过监测数据科学预测基坑变形的特点及趋势，及时发现其中所潜藏的安全隐患并加以处理，避免因监测不到位给单位造成不必要的损失。

（三）基本要求

为了使变形监测结果更加可靠，需要把握好以下几项要点。第一，施工单位需要制定严密的监测计划，涵盖监测仪器、方法及周期等多项重要内容，并规范各项操作要求。第二，监测时需要做好仪器的维护与保养工作，否则就会影响监测数据的准确性。第三，深基坑施工并非静止不变，而是始终处于变化状态，因此需要在各个阶段进行变形监测，并确保监测的时效性，这样才能促使安全隐患的发现更加及时，实现地铁工程的安全实施。第四，记录监测数据时应采用专用表格，这样能够使各项数据的记录更加清晰，日后在计算与审核时也能够快速完成。第五，监测人员对于记录好的数据必须在短时间内进行反馈，及时处理数据误差，做好数据的统计与校验工作。第六，施工单位必须结合监测及统计结果全面分析工程的变形情况，进而采取相应的控制措施。

（四）内容及方法

1.坑底土体隆起

在开挖土方的过程中垂直向土体荷载会产生较大变化，导致坑底土体难以维持原本的平衡状态，最终导致土体隆起，这一现象在开挖初期较为明显，中后期会逐步得到控制，但与此同时，基坑围护墙又会逐步抬高，因此必须监测维护墙的移动状况。在具体监测的过程中应选择水准仪及标尺等工具，并且应多次监测相同监测点，经计算后就可了解实际变形状况。

2.围护墙体

围护墙体的变形分为水平与垂直两种不同的类型，以水平变形居多，主要是受到基坑开挖深度的影响，导致墙体需要承受外侧土体所施加的压力，进而使得墙体向内部移動，但由于外侧土体所施加的压力具有不均匀性，因此墙体不同区域的变形程度也各不相同。变形较为严重的区域是与坑体上部相近的位置[3]，并且这一变化过程还会影响工程的安全实施，因此需要实时监测墙体变形状况，做好墙体的加固工作，确保整个开挖过程足够安全。在具体监测的过程中需要采用基准线、小角度等多种不同的方法，并合理布置监测点。

3.墙后土体沉降

车站位置较深，并且施工地段的地质条件通常情况下极其复杂，因此土体会随开挖深度的增加逐渐流向坑底，导致墙后土体持续沉降，因此在监测过程中应

将监测范围扩大至墙后土体。监测仪器主要可选择水准仪与标尺，进而根据沉降量进行合理施工。

三、变形监测应用

变形监测的具体实施方式为：第一，布设观测点，选取稳定可靠、易保存的位置，多布置于转角处，尽量避开临时构筑物，避免影响建筑外观。第二，根据车站类型选择好观测方式、线路及时间，并由固定的测量人员负责这项工作，以免工作交接时出现问题；开挖前必须观测控制网及坡顶的观测点，同一点的观测次数应不少于3次，最终取3观测结果的平均值；开挖时每天最少观测两次，支护稳定后可减少观测次数，但每天不应少于1次，停止观测的依据是基坑回填工作彻底结束[4]。第三，变形监测前必须了解施工现场的实际情况，并制定出科学合理的监测方案，采集基坑沉降、位移等多项数据信息。

四、结束语

总而言之，地铁施工过程中存在许多不可预料的因素，容易影响整个工程的进度及质量，为了使突发状况的处理更加及时，必须进行变形监测，这样就可明确土体及支护参数，把握好各项监测内容的位移及沉降量，并对这些监测对象进行有效控制，实现地铁工程的安全施工。

参考文献：

[1]魏道江.邻近既有建筑的地铁深基坑支护方案优化与变形风险控制[D].西安建筑科技大学，2016.

[2]唐世强.地铁深基坑支护体系内力及变形规律分析[J].铁道建筑，2016，（11）：35-39.

[3]霍晓波，廖少明.武汉I级阶地某地铁深基坑支护优化及实测分析[J].隧道建设，2016，36（11）：71-79.

[4]郭发忠，魏新良.地铁盾构区间风井基坑支护设计的空间效应性状分析[J]. 公路交通科技（应用技术版），2016，5（14）：178-180.