沉降观测在地铁车站施工中的应用

摘要：地铁车站施工往往会造成地表不同程度的沉降，影响邻近建筑物和周边环境的安全。因此，在施工过程中必须加强沉降观测，从而为现场提供数据依据，明确危险可能发生的部位以便及时采取施工对策。本文以某车站施工为例分析了沉降观测在地铁车站施工中的应用。

关键词：地铁车站；监测；沉降观测

Abstract: the subway station construction often can cause different degree of the surface subsidence, affect the safety of adjacent building and surrounding environment. In construction process, therefore, must strengthen the settlement observation, so as to provide data basis for the scene, a clear risk the possibility of site construction in order to take timely countermeasures. In this paper a station construction as an example analyzes the settlement observation in construction of the subway station.

Key words: subway station; Monitoring; Settlement observation

中图分类号：TU196.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、工程概况

某车站位于中山路中段，东侧是正在建设中的商业区，西侧是移动公司，站前折返线上部地面东侧为花园空地，西侧有在建建筑物。周边空间比较狭窄。长港路以北西北角拟占用作为轨排基地。车站外包尺寸为530.2×30.5×12.61m，车站顶部覆土约3.0m。车站所处位置周边交通处于发育中，车流量不大。车站主体结构为两层两跨局部单跨双层矩形框架结构，采用明挖法施工。车站标准段明挖基坑深度15.89米，宽度18.5米；盾构井加宽段明挖基坑北侧深度约17.8米，宽度约30.5米；南侧深度16.822米，宽度约为23.3米。根据本站基坑深度和周边环境条件，确定本基坑安全等级为一级。

二、监测工作的内容与控制标准

（一）监测内容

1、基坑周围地表沉降：共31个点，在火车站商场处加密

2、基坑周围建筑物沉降变形监测；在火车站商场靠近基坑侧布置间距15米

3、基坑周围地下管线沉降变形监测：根据施工情况确定

（二）监测控制标准

1、地表沉降控制标准一般沉降值为21mm。

2、构筑物允许沉降标准：根据《建筑地基基础设计规范》确保的各建筑物的允许沉降值，或有关部门对建筑物沉降的特殊要求为标准，一般围护结构侧向位移25mm。

3、煤气管线控制允许沉降值为10mm；一般其他管线允许沉降值为20mm。

三、监测点的布设

（一）高程控制点的布设

高程起算的布设应远离基坑35米以外便于重复测量，并且通视良好、稳固的、能够永久保存的地方或建筑物上，该项目布设4个高程控制点作为沉降观测的基准点。以成都市火车北站地铁基坑监测工程高程点数据为起算依据，按二等水准观测方法进行施测，构成符合水准路线。闭合差小于±8.0√L（L为视距总和），基准点每6个月检测一次。

（二）监测点的布设

1）、观测点类型和数量的确定应结合工程性质，地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。

2)、为监测施工而设的测点应布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息，指导施工。

3）、地表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。

4）、埋设测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。

5）、在实时多项内容监测时，各类测点的布置在理论和实践上应有机结合，力求使同一监测部位同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。

6）、深层测点在基坑开挖施工前15天布置好，以便监测工作开始时，监测元件能够进入稳定的工作状态。

7）、监测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点（埋入地下的监测件除外），保证该点观测数据的连续性。

8）、监测点的编号原则：结合设计要求，清除反映测点类型监测内容。

四、地表沉陷监测实施

1、基点埋设：基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。基点埋设方法示意图如下图所示。

2、沉降测点埋设：用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

C3、测量方法：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

4、沉降值计算：在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。

5、数据分析与处理

地表沉降量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。

五、周围建筑物沉降

在基坑开挖和施工降水过程中，常引起周围地面的下沉，从而造成建筑物的沉降，为此，在基坑施工期间必须对基坑周围的建筑物进行监测。监测范围以2倍基坑开挖深度为宜，在此范围内的每一栋建筑物需布设适当的监测点。原则上以能全面反映建筑物沉降点为准。监测点的位置一般在建筑物的四角、大转角和建筑物伸缩处，靠近施工现场方向多布点，远离施工现场方向兼顾布点，对跨度较大、基础较弱的建筑物适当加密。

将鼓形测钉打入或埋入建筑物靠近地面的结构体内，露出结构体3-5cm，侧点头部凸球形。测点与建筑物之间不允许松动。

采用高精度水准仪观测高程变化情况（观测方法与地面沉降彤），从而了解被保护建筑物的沉降变化，是否会产生因基坑施工造成周围建筑物产生沉降，倾斜或开裂的不均匀沉降。

检测频率：基坑开挖前观测初始值，在基坑开挖及底板浇铸期间每日监测一次，至主体完工停止监测。

六、沉降观测的质量控制要点

(1) 本工程应加强信息化施工，施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法，对施工全过程进行动态控制。

(2) 监测仪器的选型，要考虑最大可能需要的量程并根据边坡工程只在地下施工期内使用的性质选用满足安全监测要求、合适的仪器。

(3) 仪器安装埋设前要进行检验和率定，绘制监测点安装埋设详图，并按照方案和埋设要求做好埋设准备。

(4) 仪器埋设时，核定传感器的位置是否正确，埋设的准备是否符合技术要求，按监测的位置和方向埋设传感器。

(5) 所有监测点安装埋设完成后，及时绘制监测点位置图，并加强对现场测点保护，以防监测点被破坏。

(6) 监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强监测。监测数据未达到报警值期间，应向设计单位每周提交一次书面监测结果（包括每天的监测数据及周报），监测材料上应注明对应的施工工况及平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况。

(7) 监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证本工程顺利进展。时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报。监测工作贯穿基工程始终，待全部资料备齐后，应提供完成电子版监测数据、监测时程曲线图及监测报告予围护设计单位及相关各方。

(8) 对原始数据要进行分析，去伪存真后方进行计算，并绘制观测读数与时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报。监测工作贯穿边坡工程始终，待全部资料备齐后，应提供完成电子版监测数据、监测时程曲线图及监测报告予围护设计单位及相关各方。

结束语

监控量测是保证深基坑施工安全的关键，监测数据要准确，监测结果必须及时反馈相关信息, 为施工决策提供依据。

地铁车站沉降观测不仅仅是测量学的一个范畴, 对于地质、建筑结构都需要有一定的的了解, 这对于整个沉降观测点位的选取布设、建构筑物沉降变形的分析都很重要。

地铁车站沉降监测是一个包括时间、观测点、沉降观测资料在内的延续性过程,从施工降水开始就要对进行沉降监测,若沉降不均匀,还要进行倾斜观测。在车站主体施工、安装、运营以及使用阶段都要进行监测。

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院. JGJ120- 2012 建筑基坑支护技术规程[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2012.

[2] 刘建航,侯学渊. 基坑工程手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.