昆明轨道交通环城南路站深基坑监测与分析

随着城市建设的发展，超深基坑由于地质条件的不确定性对支护体系的安全影响相对于普通的基坑工程有显著的增加，而基坑变形监测可以发现多种信息，如基坑设计的强度、模型和参数的正确性、施工组织的合理性、开挖对周边环境的影响程度和各种险情等。在建筑物本身局部随时间的变化，确定在某一时刻的空间位置或者特定方向的位移和沉降，动态的获取监测点的资料，基坑变形监测工作通过这些信息反馈指导基坑开挖和施工，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据并作出安全的评价。

1工程概况

昆明市轨道交通首期工程环城南路站位于北京路与环城南路交叉口，车站沿北京路布设于其下方，车站呈南北走向。昆明市轨道交通首期工程环城南路站为轨道交通1号线、2号线的换乘车站，采用地下三层岛岛环城形式，车站有效站台中心里程为右ⅡD12+820.000，车站主体总长350.04 m。其中，标准段总宽24.9 m，开挖深度为24.7 m，支撑形式为第一道砼支撑+第二～第六道Φ609钢支撑。盾构工作井总宽29.1 m，开挖深度为26.3 m，支撑形式为第一道砼支撑+第二～第六道Φ609钢支撑。车站主体采用盖挖顺作法施工（第一道砼支撑用作道路盖板梁），为三层三跨箱型结构，车站覆土约3.4 m。围护结构采用厚1 200 mm地下连续墙，连续墙长度分别为43.1 m、44.7 m及45.1 m。

2地质条件

本工程场地地貌属昆明断陷湖积盆地。昆明盆地是第三纪以来沿南北向主干断裂形成的断陷河。湖相沉积盆地，处在扬子准地台康滇背斜东部，受南北向构造控制，断裂构造发育、基底构造较复杂，有隐伏活动断裂存在。场地附近有黑龙潭～官渡断裂通过。该断裂倾向东，断裂倾角30°～70°，断裂破碎带以角砾岩为主，宽约30 m。断裂在石关山以南分两支延伸，东支为主干断裂，沿黑龙潭、关上南延至官渡后进入滇池，晚近期有过活动。西断裂带经茨坝、市区东部、南坝等地，进入滇池，并交汇于普吉-西山断裂带。断裂带绝大部分被新生界掩盖。断裂面产状为舒缓波状，断裂面东，角较陡。断裂带见断层泥和具压性特征的角砾岩带。破碎带厚度大于50 m。该断裂早期为压性结构面，晚近期活动具张性。

3深基坑支护概况

本站主体结构基坑开挖深度24.7 m（端头井开挖深度为26.3 m）；采用地下连续墙加内支撑的支护形式，本站基坑等级为一级；围护结构采用1 200 mm厚连续墙；支撑体系采用六道内支撑的型式（第一道、第四道为混凝土支撑，其余为16 mm厚Φ609钢管撑，其中，第五道为双拼钢支撑）。

4车站监测项目

结合本工程的特点，为把握基坑变形状况，提高监测数据的质量，应在每一开挖段内有监测点。同时，也注重监测断面的布置，主要为了解变形的范围、幅度及方向，从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供监测信息。车站监测主要项目包括：围护结构水平位移、土体侧向变形、围护结构变形、孔隙水压力、围护结构侧土压力、地面沉降、地下水位、支撑轴力、横撑变形、钢筋应力、对采取临时悬吊的管线、既有管线线路沉降变形、降水试验。

5部分监测结果及分析

5.1桩顶水平位移

根据维护墙顶部水平位移监测结果，基坑东面的两个点ZQS14和ZQS16水平位移累计相对较大，分别为16 mm和11 mm，而其余桩顶测点水平位移累计值介于0 mm~9.0 mm之间，均没有超过设计报警值20 mm；从监测结果也可以看出东面点ZQS12~ZQS18的累计位移量大于西面点ZQS20~ZQS26，因为东面有佳华广场这样的高层建筑距离基坑最近距离只有1 m的缘故。

由图可看到，在基坑开挖施工时，桩顶水平位移随开挖深度的增加而增加，但当基坑接近设计高程时，其位移时间曲线趋于平缓，在基坑完成开挖后，桩顶水平位移基本不变，说明基坑支护结构处于相对稳定状态。

5.2桩体水平位移

监测结果显示桩体测斜孔累计最大位移在0.42 mm~23.05 mm之间，并且其分布规律与围护桩顶部水平位移最大值较为一致，顶部水平位移较大处，其桩身侧向变形也较大，反之亦然。

ZQT19点的位移分布图，支护桩变形曲线大体呈弓状，最大变形位置在桩体的中上部，当基坑开挖至16 m深时，支护桩最大位移约

16.23 mm，开挖至设计标高时，支护桩最大位移为22.53 mm，此后尽管不再进行开挖，支护桩位移还是在缓慢而持续地增加，至主体建筑施工地下三层时，最大位移缓慢增至23.05 mm。从测斜变形速率看，基坑开挖至设计高程后，测点位移时间曲线趋于平缓，基坑支护结构处于相对稳定状态。

5.3桩顶及周边地面沉降

支护桩顶部沉降测点累计沉降量在1.10 mm~15.03 mm之间，比较支护桩顶部水平位移与支护桩顶部沉降，桩顶水平位移大的桩，其沉降也相应较大。周边地面沉降观测个测点累计沉降量在0.05 mm~14.33 mm之间，各测点均未超出设计方给出的35 mm控制值，并且基坑开挖至设计高程后，地面沉降趋缓，周边地面变形相对稳定。

6监测结果总结

本项目通过全面的实时监测，监测数据及时反馈并指导施工，相关部门及时采取相应的加固措施，确保了基坑施工的安全。通过以上监测结果的分析，可以得到以下结论：1）基坑水平变形和支撑轴力与开挖深度、施工工况等密切相关。在基坑的开挖支护过程中，围护桩与内支撑形成整体受力体系，二者共同作用，协调变形，增强了基坑的整体稳定性。因此在基坑开挖的过程中应先架设内支撑然后再开挖，至基底后应尽快浇筑基底混凝土，减少暴露时间，有利于维护结构变形控制。2）随着基坑的开挖，围护桩水平位移最大值所在的位置不断下移，最后稳定在大约基坑深度1/2位置处，当挖至基底时，形成“中间大，两边小”的墙体变形。3）超深基坑支护结构的最大变形位置很多时候不在支护顶部，测斜测量是反映支护体系安全的关键项目。4）实施施工监测和信息化施工管理是确保基坑安全稳定的重要保证，建立完善的和有效的监测体系至关重要。

参考文献

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作者简介

何恒名（1985―），男，汉族，2009年毕业于同济大学测量与国土信息工程系，在读硕士研究生，研究方向：测绘工程。