李智
天津市华盾工程监理咨询有限公司 天津市 300070
摘要：随着现代科技的发展，如光纤监测、云计算等新技术应用于基坑监测中，为基坑安全和变形控制提供了新的解决方案。本文将结合具体的地铁车站基坑工程案例，探讨复杂环境下的深基坑工程施工安全的监理管理措施，为类似工程提供参考和借鉴。
关键词:地铁车站深基坑监测控制措施
引言
地铁车站是地铁工程中的关键性节点工程，由于地铁车站多位于城区建筑物密集带，且多属于明挖工程施工，地铁车站基坑开挖施工过程中，基坑支护结构受到诸如周围交通、建构筑物、地下水等因素的影响，容易产生较大的变形，并造成周围地层和建构筑物的沉降，影响基坑本身和周围建筑物的安全。长期以来，重大的基坑工程事故多由于没有及时发现并控制基坑结构和周围地层的变形。因此，在地铁施工过程中必须对基坑的位移进行密切的监测，并对可能发生的情况制定周密的控制措施，以保证安全。文章依托某复杂环境下的地铁车站深基坑工程，对该基坑工程的支护结构、监测体系和控制措施进行剖析，为类似深基坑工程的安全控制提供参考。
1.工程概况
某地铁车站位于广州市番禺区，是典型的现场残积台地区和侵蚀丘陵区，属于复合地层。车站长450.8m，宽45.3m，深约22.5m，为典型的长、深基坑，两侧既有建筑物较多，场区地、管网密布，环境条件复杂。根据设计图纸可知，基坑采用厚度为800mm的地下连续墙加三道内支撑支护，顶部内支撑为混凝土支撑，下层支撑为准800mmQ235钢管支撑，混凝土支撑间距为9m，钢管支撑间距为3m。对该工程的周围环境分析可知，施工可能造成路面、构（建）筑物不同程度沉降，因此，控制支护结构变形、开裂以及地下管线保护是本工程的重中之重。
2.工程地质情况
基坑所处的地层环境复杂，区域岩土层从上而下依次为填土层、冲/洪积土、残积土层、岩石全风化带、岩石强风化带、岩石中风化带。
（1）素填土：主要由黏性土、碎石块及砂土组成。在本场地内广泛分布，揭露到层厚0.50～9.00m，平均厚度3.44m，层顶埋深0.00m，层底埋深0.50～9.00m。
（2）冲/洪积土层：该层分为三个亚层，分别为粉质黏土层（软可塑—硬可塑）、粉质黏土层（硬塑—坚硬）和淤泥质土层。
（3）残积土层：场地内常见的残积土为可塑状残积砂质黏性土和硬塑状残积砂质黏性土，两者均为硬塑—坚硬，土质粗糙，含较多石英，遇水易软化、崩解。
（4）岩石全风化带：主要为混合花岗岩全风化带，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈密实土状，土芯遇水易软化、崩解，压缩性中等—高。
（5）岩石强风化带：主要为混合花岗岩强风化带，花岗变晶结构，块状构造，网状裂隙很发育，岩芯呈半岩半土状和碎块状，质软，岩块用手捏易碎，遇水易软化、崩解，局部夹中风化岩块。
（6）岩石中风化带：花岗变晶结构，块状构造，局部呈片麻状构造，成分主要为石英，钾长石被交代为斜长石。岩体裂隙发育，岩芯呈短柱、碎块状，少量长柱状，岩质稍硬，局部夹微风化岩块。由上地层分布情况可知，在基坑开挖深度范围内地层为填土层、冲/洪积土、残积土层、岩石全风化带。其中冲/洪积土属于典型的软土，花岗岩残积土遇水易崩解，这两种地层对基坑工程安全影响极大，需要重点关注并做好基坑降水止水工作。
3.基坑施工监测体系
在本工程中，地铁车站施工变形监测系统主要监测三个项目：围护结构变形、地下水位变化以及支护结构内力。
3.1围护墙顶和立柱垂直位移或水平位移监测点
围护墙顶和立柱垂直、水平位移监测需在连续墙顶部结构施工完成后，沿围护结构的周边或立柱顶部埋设带“+”字的测钉作为其水平位移和垂直位移监测点位共用点，一般每边的中部和端部均布置观测点，目测点间距不宜大于20m。
3.2围护墙侧向变形监测点
测斜孔布置深度与排桩支护入土深度相同，预埋时，选择沿基坑每一侧中心可能产生较大变形的部位布设，测斜管通常设置在围护体内且应保持垂直，并使测斜管的一对定向槽与基坑边线垂直。
3.3地下水位监测点
地下水位监测点采用地质钻孔成孔，再埋设带孔PVC管作为水位测量管道。地下水位测井的底部要比基坑底部标高深2m。地下水位测孔沿基坑外轮廓布置，距离基坑围护结构外边缘0.5m左右，间距约20m一个。
3.4支撑轴力监测点
支撑轴力监测点安装在各道支撑之中，对于钢筋混凝土支撑来说，采用钢筋计来监测钢筋混凝土支撑点轴向应变情况，从而换算得到钢筋混凝土支撑点轴向应力。对于钢管支撑而言，采用轴力计监测钢支撑的轴力情况。在支撑安装到位后（钢管支撑安装到位，钢筋混凝土支撑拆模后）开始监测初值，随后定期不间断监测。
4.施工控制措施
在基坑施工过程中，为保证基坑施工安全，使基坑和周围环境的变形控制取得上述良好的效果，需要进行三个方面的施工过程控制，分别是：支护结构变形控制；周围地层变形控制；周围建筑物和管线变形控制。
（1）支护结构变形控制：在本项目中，虽然地下连续墙本身的刚度非常大，但是由于基坑周围环境荷载复杂多样，建筑密集，且存在着淤泥质土这一软弱土层，因此必须对支护结构的变形采取专门措施，以防支护结构变形过大。本工程中，在基坑顶部采用混凝土支撑，以保证地下连续墙顶部有可靠的约束，减少顶部水平方向的变形。此外，对于下面的两层钢支撑，本项目将对钢支撑施加预应力以保证支撑的刚度，从而减少支护结构的变形。另外，一旦监测体系发现支护结构存在变形过大的地方，将在相应位置增加钢管支撑，约束变形。
（2）周围地层变形控制：由于本工程存在着软弱的淤泥质土层和遇水易崩解的花岗岩残积土层，这两种地层对基坑支护结构存在不利影响，若施工
扰动造成花岗岩地层崩解，将给支护结构带来巨大的负面影响。为此，本项目中将在开挖之前，对基坑周围的软弱地层进行加固处理，采用旋喷和深层搅拌工法，在基坑周围形成一定范围的加固区，从而增加周围土体刚度，降低因开挖引起的变形量。
（3）周围建筑物和管线变形控制：对于基坑开挖影响范围内的建筑物，如基坑开挖过程中监测发现变形过大，将对建筑物周围地基采用注浆加固，从而提升地基的刚度，降低变形的影响。对于基坑周围的重要管线，采用注浆加固或周围打设钢板桩等手段，将开挖对管线的影响降低。另外，对于市政排水管等，则进行改迁，防止开挖过程中排水管破裂侵蚀基坑周围土体。
5结束语
地铁车站基坑施工是一个复杂的系统工程，对于建筑物密集地区的地铁车站施工而言更是如此。另外，若基坑周围的地层存在软弱土或易扰动地层，则更需要从多个方面入手，对基坑的变形进行密切的监测和有力的控制。在本工程案例中，对基坑支护结构、周围地层、建筑物和管线等的变形采取了相应的控制措施，保证了基坑的安全。对于类似的基坑工程，须得从监测和控制措施两方面入手严密监控,同时对基坑的变形进行有力的控制，以此来保证基坑工程的安全。
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