天津市地下铁道集团有限公司 天津市 300380
摘要：近年来，经济社会的快速发展，促进了城市的快速发展，各个城市的基础设施逐步完善。地铁作为城市重要的基础设施，其在缓解交通压力，提升交通运输效率方面有着重要的作用。在一定程度上，地铁工程的兴建，是城市现代化发展的重要标志。但是，由于地铁车站深基坑施工的复杂性与特殊性，其在施工过程中存在一些安全风险因素，为了避免这些因素的影响，在实际的施工过程中，必须要根据工程现场情况，进行支护体系的设计，保障施工安全。
关键词：深基坑施工；地铁车站；影响监测
1地铁车站深基坑施工特点
近年来，在各个城市的快速发展过程中，很多城市逐步开始了地铁工程建设，地铁车站的数量、规模都以前所未有的速度增长，对不同的地铁车站项目而言，其往往面临着不同的工程结构、工程地质条件，因此，地铁车站工程的难度系数相对较高。地铁车站项目中，深基坑工程是其中的重要内容，决定着车站基础结构的稳定性与安全性，起着重要的支撑作用。而深基坑支护体系的存在，保障了地铁车站深基坑施工的安全性，避免了施工过程中一系列的安全事故。深基坑支护的特点主要体现在：①结构复杂、规模较大。对地铁车站而言，一个地铁车站内往往会存在多条的换乘线路，使得其通道、出口等都相对较多，这就使得其支护结构相对复杂，支护体系内包含了多个支护结构与支护技术。②施工的不确定性。支护体系的地下管线密集，一些地铁车站深基坑下甚至存在一些地下构筑物，各种不确定性因素相对较多，在支护体系设计之前，有关人员必须要充分掌握施工现场地下的实际情况，比如管网分布。③周边环境因素的影响。在深基坑施工时，支护体系设计需要充分考虑周边环境，比如建筑物分布，与有关部门做好沟通与配合工作，保障支护体系设计的科学性。
2.地铁车站基坑工程支护结构类型
2.1深层搅拌桩支护
深层搅拌桩是基坑支护的一种重要类型，其在实际的施工过程中，主要是将水泥或者石灰等作为固化剂，在开挖工作开始之前，借助深层搅拌机械，将软土与固化剂等加以搅拌，通过搅拌，可以使得固化剂与软土剂之间发生物化反应，随后，软土逐步被硬结为具有一定强度的桩体结构。
2.2排桩支护
在地铁车站基坑工程中，应用排桩支护，主要是以柱列式间隔布置钢筋混凝土的形式进行挖孔与钻孔灌注，形成挡土结构。相比较而言，在此施工中，主要形成的钻孔灌注桩结构，其施工相对便捷，通过机械与人工钻孔的方式，有效避免了噪音的影响，在打桩过程中，振动、挤压土体等基本不会对周边土体产生威胁，因此其施工效果较为理想。
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图1邻近地铁侧基坑剖面
2.3地下连续墙
地下连续墙施工是在地铁车站基坑工程中应用最为普遍的一种支护结构，其一般应用于基坑开挖之前，借助于专用的挖槽设备，沿着开挖工程周边已经铺筑形成的导墙结构，在泥浆护壁的情况下，实施开挖基槽的处理，随后下放钢筋笼、浇筑混凝土，形成连续的地下墙体结构。该种支护结构具有明显优势，整体结构的刚度较大，能够起到良好的防水与止水作用。
3.深基坑施工对既有地铁车站影响
某基坑东西向约63.6m，南北向约45.5m，整平后场地绝对标高为+3.8m。根据相关专业的设计图纸，部分顶板覆土约为1.5m。建筑标高±0.00为+4.08m，底板厚900mm，垫层厚150mm，故基坑深度约9.9m。
3.1围护方案的总体思路
根据挖深及周边环境，基坑邻近地铁车站一侧采用800mm厚地墙围护，局部与车站出入口共用围护结构，竖向设置2道混凝土内支撑（第1道为800mm×800mm，第2道为1000mm×800mm）的基坑围护设计方案，如图1所示。
3.2有限元分析
数值模型建立采用通用有限元计算软件，建立二维有限元分析模型，如图2所示。
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图2有限元计算模型
3.3基坑施工监测
3.3.1沉降观测
沉降观测应严格依据《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308—2008）变形监测要求，按照二等要求进行附合导线观测。在监测的过程中应严格执行以下规定：
（1）观测前对所用的水准仪和水准尺按有关规定进行校验，并作好记录，在使用过程中不随意更换。（2）定期进行外围水准点校核、测点检查，确保监测数据的准确性和连续性。（3）应将水准尺严格垂直放置在观测点上，观测点上如有污泥或污水应清理干净，保证水准尺放置在观测点上；如遇不能立直的点或可能被碰动的点须如实记录。（4）观测视线不得穿越玻璃或其它可使视线发生跳跃处等；每测站应正确清楚地读数，包括前后视读数及其距离，保证符合技术要求。
3.3.2水平位移监测
水平位移采用全站仪进行观测，在监测的过程中应严格执行以下规定：
（1）在观测仪器时，当有太阳光照射的情况下，要带上遮阳伞，防止对观测精度带来干扰。如果仪器是在表面光滑的地方架设时，就要把脚架的三个脚用细绳连起来，避免仪器滑倒。（2）当架设仪器在三脚架上时，避免在有振动的情况下进行观测，从而影响测量精度。（3）若仪器出现任何故障，应停止使用，立即检修，不然会使仪器的损坏更加严重同时也影响监测精度。（4）在开箱取出仪器前，要记住仪器的是如何摆放的，仪器在取出或放入仪器箱时，一定要将仪器的提手和底座握住，切不可握在显示单元下方。仪器装卸中，同样握住提手。也绝不要去拿镜筒，这会使内部固定的部件受到影响，从而导致仪器的精度不准。应该握仪器的底座或望远镜支架的下部。仪器用完后，把物镜罩先给盖上，把表面的灰尘擦掉。放入仪器箱时确定都放置妥当了，确保盖上箱盖时没有任何问题。
3.4计算结果分析
根据图3、图4可知，基坑围护墙侧向水平位移18.0 mm，根据《建筑基坑支护技术规程：JGJ 120-2012》规定，支护结构侧向水平位移限制为39.6 mm，基坑开挖安全性得到了保证。地铁车站的水平及竖向位移均小于10 mm，满足地铁运用管理变形控制要求。
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⒜水平位移
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⒝竖向位移
图3 位移计算云图
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⒜竖向位移（5.5 mm）
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⒝水平位移（中间部位，7 mm）
图4 车站处位移
3.5监测数据
控制围护结构、周边建（构）筑物及地下管线的变位、沉降和预报施工中出现的异常情况，并正确指导施工。基坑施工时须对工程本体（主体、基坑围护）和周边环境（建、构筑物、管线、道路、地表等）进行第三方监测，地铁车站和区间可委托地铁维护公司进行监测，建立严格的监测网络，实现信息化施工。具体的监测数据如表1所示。
表1基坑开挖基坑监测数据
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由于基坑开挖深度不深，且距离地铁车站较远，在土体卸载过程中，基坑围护变形及地铁车站变形均满足规范条文要求，且地铁车站变形值均在10 mm以内，满足地铁运营变形控制要求，在可控范围内。
结束语
地铁车站深基坑监测是施工过程中至关重要的一项工作，监测数据是地铁车站整个系统工程的体温表，是各种复杂因素影响下的综合体现，任何安全、隐患状态都会在数据上反映。本文以某深基坑工程施工为研究对象就维护方案总体思路进行了介绍，并且通过有限元分析和基坑施工监测和计算得到深基坑施工中水平位移和沉降情况，认为该工程符合安全要求。
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