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地铁沉降监测及分析李耀

发表时间：2021/4/14 来源：《城市建设》2021年2月作者：李耀

[导读] 本文以地铁车站的深基坑工程为例，对周围地面的沉降进行检测和分析，确定监测点的布置和分析方法，并在稳定的沉降步骤中获得地面的最大沉降值。希望能够为类似的工程项目提供一定参考。

上海勘察设计研究院（集团）有限公司青岛分公司李耀 266199

摘要：本文以地铁车站的深基坑工程为例，对周围地面的沉降进行检测和分析，确定监测点的布置和分析方法，并在稳定的沉降步骤中获得地面的最大沉降值。希望能够为类似的工程项目提供一定参考。
关键词：地铁沉降；监测；分析
        1.简介
        随着地下空间开发项目的增多，深基坑工程呈现出上升的趋势，深基坑工程的深度和规模逐渐增大。对于露天地铁站，基坑的开挖会引起周围地面的沉降，影响附近建筑物和地下设施的安全，并损坏周围建筑物和地下管线。因此，有必要在实际的地铁车站开通过程中对周围地面的沉降进行监测，并对监测数据进行有效处理，以实现现场施工的动态调整，并确保施工的安全性和可靠性。
        2.沉降监测应遵循的原则
        为了最大程度地减小观测误差的不确定性，使测量结果保持一致的趋势，并使观测到的沉降更真实，应注意以下几点：下沉观测的参考点，工作起点和沉降观测点应保持稳定，测量所用的仪器和设备应保持稳定，观测器应固定，且每次观测的环境条件应基本相同，观察路径时必须固定镜的位置，程序和方法。安排平静的观测时，原始数据必须真实可靠，并且记录和计算必须符合施工测量规范的要求。
        3.沉降监测问题
        3.1仪器误差
        仪器误差通常隐藏在数据中并且很难发现，并且对沉降观测的准确性有很大的影响。在这些规格中，有针对仪器错误的特定规则。对于第一级和第二级观察，使用角度不能大于15英寸。但是，仪器的某些方面的误差高于规格，这是因为在校准过程中，仪器不可避免地会受到某些外部因素的影响。为了减少自身错误对数据的影响，要严格按照规定调整设备，并在使用过程中定期检查设备。
        3.2平差处理
        平差处理对于确保精度尤为重要，主要包括相邻变形点的高度差误差和测量站的高度差误差。可以轻松计算观察路径每单位长度的事故错误。为了观察沉降，测量结果应仅反映建筑物的下沉。如果数据显示上升趋势，则可以解释监视数据中的错误。严格按照规格要求进行调整，确保测量精度。
        3.3监测点的布置
        沉降监测点分为基准点和沉降点，因为固定起点和沉降点之间的高度差是使用精密仪器测量的，批量和长期稳定性基准测量的基本沉降方法是确保最终沉降数据准确性和连续有效性的重要因素。应将施工现场附近的参考点用作连接到最近国家或地区的工作的起点。安置点的位置必须能够充分反映建筑物测得的变形特征，并且必须综合考虑建筑物的地质条件和结构特征等因素来确定，并且必须根据实际情况灵活安排。
        3.4数据处理问题
        在沉降观测过程中，由于各种因素的影响，观测数据的误差程度不可避免地会有所不同，观测之后，必须及时对数据进行分析处理，并计算出各站的精度指标，再次实时测试。在数据的后续处理中，首先对数据进行严格的调整计算，然后根据沉降绘制各种曲线，以方便数据分析并为预测变形提供基础。需要找到熟练的人员来执行数据处理和分析，不仅能够发现数据中可能存在的问题，而且还需要对数据进行合理的分析并提供可靠的转换预测。
        3.5监测周期问题
        监测期应根据工程进度，自然和地质条件，地基荷载增加的频率综合确定，总体上，在工程建设初期，观测频率应较大。监测期的设置应综合考虑。首先，有必要根据增加的荷载和基础的实际情况确定施工期间的观测次数。其次，如果施工中断，则应在停工后以及该阶段刚刚开始施工时进行沉降观测。在暂停期间，还应至少每3-5个月观察一次。最后，在负载突然增加的情况下，施工过程（例如大雨等因素的影响），监视频率会随时间增加，因此有必要添加测量点。

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        4深基坑施工期间地面沉降监测计划
        4.1基坑周围土壤沉降的原因
        基坑开挖过程引起的地面沉降主要包括两个因素：第一，由于在开发过程中发生的挡土墙变形，土壤进入坑中，挡土墙结构受损，可能会损坏土壤和表面。第二，基坑的沉降导致附近土壤孔隙中水压减小，这增加了土壤的有效压力并压实了土壤，从而引起了沉降。通常，在基坑开挖期间必须保护周围的结构，以防止沉降和基坑工程对周围环境的影响。为了保证基坑开挖的安全性和可靠性，有必要做好周围环境尤其是地面沉降的监测工作，根据监测数据进行分析讨论，调整施工进度。它可以防止地面过度沉陷对周围环境的影响，并防止由于施工过程而对其他建筑物造成破坏。因此，有必要弄清地面沉降监测点的位置安排以及与地面沉降有关的方式方法，以防止大规模土壤沉降的发生，并采取有针对性的措施来保证施工安全。
        4.2地面沉降测量点的布局
        为了做好深基坑施工过程中地面沉降的监测工作，必须首先完成地面沉降监测点的布置，并明确填筑试验点的要求。在设计位置的无障碍土壤上钻一个孔，并在中心推动直径为16 mm或更大的钢筋。钻孔直到下层固定。硬化的地面和钢筋完全分开，然后重新填充细砂以进行保护。对于土壤地面，可以使用预埋的水泥桩和浇筑方法放置监测点。根据实际施工情况和要求的车站安全水平定期检查监测点，以确保监测的效率和准确性。如有必要，对监控点和参考点进行加强和加密，以确保最终测试的有效性。
        5.监测数据分析
        从监测结果看，施工过程中的地面沉降主要包括三个阶段：初始沉降，快速增长和稳定增长。随着项目施工期间基坑深度的不断增加，对地面沉降的影响也越来越大。在距基坑相对较远的位置处，表面下沉的速率增加，而在相对较近的距离处，表面下沉的速率减小。测试表明，最大下沉不是最接近基坑的位置。它通常远离基坑，最大沉降发生在距基坑约8 m处。在稳定沉降阶段，基坑开挖深度和基坑外部最大表面沉降比约为0.06，因此该工程围护结构的施工效果很好，沉降程度较低。随着项目进度在开发过程中不断增加，对周围地表环境的影响也在增加。最大下沉位置出现在距坑周围桩10 m的距离处，影响距离为深度的1.5倍。计算出的最大地面沉降值约为7mm，满足了项目的正常施工要求和地面沉降控制的需要，可以保证工程的稳定安全。通过有限数据分析和计算，可以了解基坑附近地面沉降的影响，作为分析基坑变形的有效手段，其变化程度和总体趋势可指导开阔地基的施工。并影响附近的施工过程，可将其最小化，并确保施工的可靠性。
        6监测结论
        首先，在开发过程中，最大沉降发生在距基坑壁约8 m处，并且随着开发的进行，地面沉降持续增加。沉降物的形状类似于勺子的形状，并且坑壁周围水平方向的表面沉降显示出弯曲的分布。在距开挖坑一定距离内的沉降最大，并且随着距离的增加，影响逐渐减小并趋于最终沉降。随着开挖程度的不断扩大，沉降量逐渐增加，各环节形成的沉降分布曲线基本相似，基坑开挖的影响范围约为30m。
        在实际监测结果和有限元计算结果中，实际监测值与周围地面的实际沉降值非常吻合。有限元计算结果可靠。根据地表沉降变化趋势为建筑工程和调整建筑工程提供参考。数值计算的结果是，最大沉降位置距离基坑周围的桩大约6-10 m，并且开发过程将在基坑深度的1到1.5倍的范围内影响土地沉降。可以看出，有限元计算结果可以代表地铁实际深基坑引起的沉降问题的很大一部分，在实际施工过程中，结合两者可以保证检测结果的准确性。
        7结论
        综上所述，地下项目的开展不可避免地会影响周围的地表环境，并导致附近建筑物和地下管线的沉降。通过结合监控数据和软件分析沉降稳定性并讨论沉降趋势的变化，可以指导相关项目的施工，确保施工的安全性和可靠性。本文希望通过提出在深基坑施工过程中地面沉降监测的计划，并对监测数据进行分析，得出相应的监测结论，应用于地铁站附近，对地面沉降构造提供某些参考资料。
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