地铁车站明挖施工基坑的监测方法研究朱群生

地铁车站明挖施工基坑的监测方法研究朱群生

广州轨道交通建设监理有限公司广东广州525100

摘要:深基坑工程施工过程中往往会引起基坑周边一定范围内地层应力发生变化,从而造成地表沉降,桩体位移,过大的位移会危及基坑安全及周边建筑物的稳定性。基于此,本文主要对地铁车站基坑围护结构及施工监测进行分析探讨。

关键词:地铁、明挖法、基坑、施工监测

地铁明挖深基坑是我国迅速发展的领域,通常采用桩撑联合支护垂直开挖方式进行,同时通过全程监控量测和信息反馈实现动态设计及信息化施工管理,但是由于地铁工程施工任务重、时间紧,往往出现施工监测重要程度认识不够、施工监测组人员投入不足或监测人员经验匮乏而形同虚设、监测点位破坏后未及时补设、施工现场无法满足监测作业条件等现象。

一:明挖法地铁施工简介

地铁车站使用明挖施工技术开挖基坑,首先需要从基坑内部,建设出地铁车站的主要结构。明挖车站使用的施工结构属于矩形框架结构,首先是针对围护结构进行施工,然后进行基坑降水,开挖出土石方,最后进行主体结构施工、管线恢复以及覆土施工。如果是在地下水位比较高的区域进行明挖施工,则需要综合考虑在水土流失引起的基坑坍塌,并在施工过程中进行基坑降水施工。在基坑开挖阶段,需要使用纵向分段、竖向分层以及横向分块的开挖方式。地铁车站施工最重要的就是进行支撑体系建设,基本上地铁车站的明挖施工中第一道支撑就是钢筋混凝土支撑。地铁车站的明挖施工中跟房屋建筑工程比较类型,都是使用钢筋混凝土框架结构,其中包含有钢筋工程、混凝土工程、模板工程以及防水工程等。在地铁车站施工过程中,明挖法的施工安全可靠性更强,同时施工技术更加容易掌握,因此属于最常用的施工手段。

二:地铁车站基坑围护结构的特征

很多工程建设都会涉及到基坑围护结构,地铁车站的建设也不例外,但是相比于其他工程的建设,地铁车站基坑围护结构肯定会呈现出一些特点,也就是与其他基坑围护结构建设工程的不同之处。这些不同之处表现在其结构要具有很大的强度和稳定性,最终才能成为一个便利的交通工具。地铁相较于其他交通工具的一个最大特点是,地铁是在地下运行的,那么,正是这个特点,导致地铁车站在建设又增加了很多的难度,并且,地铁的建设通常都是在经济发达的城市,这就意味着人口很多,都集中在此,地下管道也会很密集,这中间肯定会涉及到很多人的利益,如何沟通和协调好这些利益是地铁车站建设工作开展的前提。地铁车站的建设还会受到地下很多不确定因素的影响,比如说地质结构是否稳固、会不会有地下水、会不会对其他楼房的稳定性造成影响。

三:监测技术现状及监测目的

目前我国深基坑工程技术处于发展阶段,深基坑监测技术也处于待完善的阶段,目前使用的监测技术和方法大多数是引进与之相关的变相测量、岩土工程等领域的技术。因此,在工程实际应用中不断总结优化,进一步提高监测方法、技术,为施工安全提供强有力的保障。基坑开挖过程中,为保证支护结构的稳定性,确保施工安全,从而不危及基坑周边建筑物和地下管线。因此,施工过程中必须采取相应的监控保护措施,加强施工期间地表沉降等监测,及时反馈监测信息,并做相应修改实施。监测的目的主要是:(1)了解围护结构的受力﹑变形及基坑地表的沉降情况,对围护结构的稳定性进行评价。(2)监视围岩应力和变形情况,验证支护衬砌的设计效果,保证地表建筑和地下管线的安全。(3)通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息,进行施工的日常管理,对设计和施工方案的合理性进行评价,为优化和合理组织施工提供可靠信息,并指导后续施工。(4)积累资料,为类似工程提供参考。

四:监测工作的实施

1.监测基准网的建立

在进行监测项目前,首先要建立监测控制网,以便及时准确地反应监测项目、测点的变化情况。平面位移监测控制网应布设独立的控制网,控制点埋设在变形区外,如有条件,监测网宜采用强制对中观测架。垂直位移监测控制网宜采用水准高程控制网,在变形观测中定期对高程控制网点进行检测。本基坑工程的竖向位移监测包括周边地表、围护结构顶部,以及基坑周边建(构)筑物的竖向位移监测,监测的范围广,工作量大;高程控制网按照两个层次布网,即由高程基准点、工作基点组成沉降监测控制网,由工作基点与所联测的监测点组成扩展网。测量采用成都市高程系统,严格按照《城市轨道交通工程测量规范》一等水准测量要求采用环形闭合路线或复合闭合路线进行观测,联测其余工作基点构成水准网,进行平差。

2.加强对地铁车站基坑围护结构周围环境的变形程度监测

在地铁车站基坑围护结构施工中,施工单位往往为了实现经济效益的最大化,而出现过于追赶施工进度的现象,从而造成了地铁车站施工质量管理没有得到保障。对于施工监测来说,最重要的职责之一就是要避免这种现象的出现,从而杜绝在地铁车站基坑围护结构施工中发生安全事故。而要做到这一点,地铁车站基坑围护结构施工监测人员必须要落实自身的职责,从而及时地发现施工过程中存在的安全隐患,提高施工质量。具体来说要实现对地铁车站基坑围护结构施工的实时监测效果,需要从两个方面着手:一是要加强对基坑边坡变形的监测,二是要加强对地铁基坑围护结构施工地底下预埋管线以及周围建筑变形程度的监测。当上述监测中发现异常不符合工程设计标准时,应采取停工复查措施,找出问题源头,并拟定解决方案,从而减少地铁车站基坑围护结构施工中存在的安全隐患,提高施工质量。

3.根据土质情况选择开挖顺序

基坑施工需要进行土方开挖,在土方开挖环节一定要根据当地的土质情况,选择不同的开挖顺序,基本的开挖顺序是分层、分块、对称和平衡,在土方开挖过程中一定要综合考虑时空效应,如果是在地下水比较丰富的区域进行施工,则要注意在施工中因为水土流失现象而导致支撑不平衡,基坑出现坍塌现象。在基坑当中应用的支撑结构,取决于在之前的基坑开挖工作,被开挖的部分需要使用钢支撑进行代替,能够让整体土体应力场保持原有的状态。如果是在雨天或者是恶劣天气进行深层土开挖时,则需要及时进行支撑施工,减少无支撑施工地区的暴露时间。

4.支护桩体水平位移监测

(1)测点布点与埋设桩体变形按照设计要求,本基坑桩体变形监测点位于基坑各边。测斜管采用绑扎埋设。埋设时将测斜管在现场组装后绑扎固定在桩(墙)钢筋笼上,管底与钢筋笼底部持平,顶部到达地面,管身每1.0m绑扎1次。测斜管随钢筋笼一起下到孔槽中,并将其浇筑在混凝土中。(2)监测原理测斜仪采用成都金码仪器厂CX-30A型测斜仪。测斜仪器由测斜管、电缆、测斜探头、数字式测读仪四部分组成。在监测前,测斜仪必须经过严格的标定。基坑开挖时,测斜管随着支护结构的变形而产生变形,通过测斜仪逐段测量倾斜角度,可得到测斜管每段的水平位移增量。

结束语

地铁车站的建设能够帮助缓解城市内部的交通拥堵问题,同时也具备了快捷,节能的交通优势,因此被越来越多的在城市建设当中应用。在应用中间,地铁车站基坑围护结构及其施工检测又显得极其重要,这个检测不仅包括地下泥土的结构、泥土的硬度还有地下水的情况,地上的大气的湿度、泥土的含水量等,这些因素都是应该被关注的,只有时刻关注这些,并且及时采取相应的措施,才能使得地铁平稳、安全的运行。

参考文献

[1]城市地铁车站基坑变形监测分析[J].丁巍.科技资讯.2017(33)

[2]杨骏,李夫杰,杨育僧.软土地区地铁车站深基坑施工坑外土体位移规律研究[J].太原理工大学学报,2015,(5):542-547.

[3]赵国强.关于地铁基坑开挖施工监测方法的讨论[J].城市建设理论研究(电子版),2015(24).

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