大连地铁209标段湾家村车站明挖工程监测方法与数据分析

【前言】大连地铁209标段湾家村车站明挖工程监测方法与数据分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1、地表下沉。基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内，至少三个基点，以便基点互相校核；埋设要牢固可靠，采用标准地表桩，将其埋入原状土，做好井圈和井盖。在坚硬的道面上埋设地表桩，应凿出道面和路基，将地表桩埋入原状土，或钻孔打入1米以上的螺纹钢筋做地表...

【摘要】本文就大连地铁209标段湾家村车站明挖工程实例，介绍了地表下沉、建筑物沉降（倾斜、开裂）、桩体变形、地下管线变形、下水位与顶水平位移的监控量测方法，并对数据采集、整理与沉降进行了分析。

【关键词】地铁施工；监控量测；地表沉降；桩移

2010年，我们施工大连地铁209标段湾家村车站明挖工程，对车站施工过程进行监控量测。通过工程断面累计变化，对地表沉降、桩体水平位移、预应力锚杆应力等异常数据进行综合分析。当监测值接近警戒值时，对现场监测提出具体措施，确保施工现场和周围环境的安全。

一、监测方法

大连市区所处一级构造单元为中朝准地台，所处二级构造单元为胶辽台隆，三级构造单元为复州（瓦房店）台陷，四级构造单元为城子坦断块与复州～大连凹陷交界处。拟建大连地铁二号线湾家站设在红旗中路下，位于西部大通道魏台桥西侧，沿红旗中路东西向设置，站台宽10m，为地下两层岛式明挖站。地貌为马栏河阶地，地势较平坦，地面高程23.00～25.40m。沿线管线、管道众多。由于湾家村车站基坑为矩形，总长180.4m，左右对称，先对湾家村车站的一半地表沉降进行监测。

1、地表下沉。基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内，至少三个基点，以便基点互相校核；埋设要牢固可靠，采用标准地表桩，将其埋入原状土，做好井圈和井盖。在坚硬的道面上埋设地表桩，应凿出道面和路基，将地表桩埋入原状土，或钻孔打入1米以上的螺纹钢筋做地表观测桩，并同时打入保护钢管套。区间地面和道路沉降测点布置在两条隧道中线的横断面上，测点间距30～50m。沉降测点埋设时先用冲击钻在地表钻孔，然后放入沉降测点，测点采用Ф16～20mm，长1000mm半圆头钢筋制成，钢筋直接打入土体中，顶部露出观测标，并在地表做保护井。

2、建筑物沉降、倾斜、开裂。基点的埋设与地表下沉测量方法的埋设相同，埋设时先在建筑物的基础或墙上钻孔，然后将预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实。测点基本布设在被测建筑物的角点上，测点的埋设高度应方便观测，同时测点应采取保护措施，避免在施工和使用期间受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6～8个测点。

3、桩体变形（测斜）。预先埋设侧斜管在围护结构体内部，采用侧斜仪自上而下测量，以了解基坑开挖过程中围护桩沿深度方向发生的水平位移情况。监测点位布设在围护桩内，先选好围护桩，在浇筑桩身砼前预埋测斜管。测斜管埋设硬壁基坑开挖深度深1/10，并在钢筋笼吊装到位后安装，避免吊装过程中损伤仪器，待浇筑后与桩身砼连成整体。斜管上部必须高于冠梁砼顶面200mm。

4、地下管线变形。由于管线一般都埋于地下1～4m，要对它进行接触量测则必须将覆土挖开，在人员和交通密集的繁华城区，对环境和交通影响较大。因此，拟采用直接测试法和间接测试法相结合。直接测试法是对于有条件的地方可将覆土挖开，对管线进行抱箍法引至地面，做观测小井量测。间接测试法为监测管线上方地表沉降代替管线沉降，即通过从地表打入1～2m钢筋进行监测。

5、下水位监测。水位测孔采用地质钻机钻孔，测孔直径130mm，孔深根据要求确定，要保证施工期间水位降低的测读。井管的原材料为内径70mm、管壁厚度为2.5 mm的PVC管。为保证PVC管的透水性，在PVC管下端0～4m范围内加工蜂窝状Φ8mm的孔，孔的环向间距为12mm，轴向间距12mm，并包土工布滤网，井管的长度比初见水位长6.5m。成孔后，经检验孔深无误后吊放经加工且检验合格的70mm的PVC井管，确保滤孔端向下。水位观测孔应高出地面0.5m，在孔口设置固定测点标志，并用保护套保护。在地下水位观测孔井管吊入孔后，应立即在井管的填粒径不大于5mm的米石。在下管、回填砾料结束后，应及时采用清水进行洗井。

6、顶水平位移监测。沿围护体顶部均匀布设位移监测点，将监测点埋设于坡顶混凝土面层上，用冲击钻钻孔，将钢筋浇筑埋于面层中，钢筋上部刻“+”字。

二、数据采集、整理与沉降分析

监测数据需要及时采集、整理、分析、反馈及评判，如水准仪、测斜仪等)需人工读数、记录，然后将实测数据输入计算机；如全站仪则自动数据采集，并将量测值自动传输到数据库管理系统。每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，采用比较法、作图法和数学、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势。

1、单个点位累计沉降变化。2011年3月1日～5月31日，监测时绘出地表沉降点5DB-02-01～5DB-04-05的累计沉降随时间变化曲线。通过各沉降点随时间的沉降图以及现场的施工进度分析，看出基坑开挖前地表沉降变化波动较小，变化量较小，开挖进行一段时间后，地表出现下沉。说明基坑的开挖对周围的土层产生了较大的影响，并出现了预警。这段时间基坑的开挖速度较快，此后变形速率都较小，且随着时间的增加，沉降速率减小。

2、断面累计变化分析。通过以上断面的累计沉降变形对比，可以看出周边道路的沉降是沿基坑边缘的中部大，两边小。说明基坑中部剖面的地表沉降量最大，而角点处的地表沉降量较小。并且离基坑近处沉降量较大，离基坑远的沉降量较小。

3、桩体水平位移分析。由于湾家村车站多数测斜管被破坏，真正具有实际意义的测斜管并不多。对具有代表性且满足设计要求的两个测斜管分析研究，累计水平位移曲线图形状十分相似，侧向位移最大值集中在7～8m，约支护桩长的1/3深度处。桩体水平位移累计变形量形象的反映出基坑内隆起，这是由基坑周围的土体产生侧向变形，受挤压引起的。基坑安全性的重要指标取决于基坑壁的最大侧向水平位移，可知基坑开挖初期变形大，之后开始稳定，发展缓慢，最后基本稳定。

4、锚杆应力监测。由于湾家村地铁车站基坑开挖施工所造成的部分锚杆应力点位被破坏，ML-06断面上的两个保存完好的锚杆为第二层和第三层的锚杆拉力记录，因此该处钢筋计的量测值为上部的实际土压力实测值。随着基坑的开挖，该处的土压力值呈增加的趋势，且在开挖的过程中变化速率较大。随着第二层完结，第三层的逐步开挖，处于第二层的锚杆趋于稳定，而第三层拉力值一直在逐渐增大，但变化速率减慢。基坑开挖至底部后，土压力值趋于稳定。

三、结论

三个多月的观测记录，对以上三项监测项目数据加以处理分析，得出结论是：基坑周围道路沉降量最大，最大累计沉降达42mm,其沉降速率一般小于2mm/d,且离基坑越近，沉降越大。整个支护桩深度范围内支护桩墙的侧向水平位移为桩顶较小，桩底最小。中间约支护深度的1/3处水平位移最大。基坑坑壁随基坑开挖深度的增加位移量趋于增大，开挖完毕后趋于稳定。锚杆反映实际土压力值，开挖前期锚杆变形较大，随着开挖的进行锚杆应力趋于稳定。

参考文献

[1]潘洪科，饶运章.深基坑开挖坑外地表沉降分析与计算[J].黄金，2002，23(4)：25-27

[2]张尚龙，陈志龙，曹继勇.深基坑周围地表沉降分析[J].岩土工程技术，1999，(4):7-10

作者简介：

李洋（1983-），男，安徽淮南人，大学文化。现在中煤矿山建设集团上海分公司大连项目部工程部副部长，助理工程师。主要从事市政地铁隧道施工项目管理及技术工作。