鄭艷，金鑫，陳克海

（1.廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 測(cè)繪遙感信息學(xué)院，廣東 廣州 510510； 2.北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，北京 100101）

0 引言

近年來(lái)，城市地鐵建設(shè)發(fā)展迅猛，由于地鐵工程大多位于城市繁華路段，周邊建筑構(gòu)物和管線較多，環(huán)境復(fù)雜。地鐵車站大多采用明挖法施工，本文根據(jù)佛山市地鐵三號(hào)線大墩站的監(jiān)測(cè)資料為例，進(jìn)行整理分析總結(jié)，對(duì)后續(xù)類似工程的施工具有較好的參考價(jià)值。

1 工程簡(jiǎn)介

該車站為佛山地鐵三號(hào)線車站，沿規(guī)劃文華南路南北向敷設(shè)。本站車站總長(zhǎng)473.60 m。車站北端設(shè)置盾構(gòu)始發(fā)井，南端設(shè)置大盾構(gòu)吊出井。佛山地鐵三號(hào)線大墩站-大東站區(qū)間隧道下穿廣佛環(huán)城際隧道，此段區(qū)間要求在城際隧道正式運(yùn)營(yíng)前（2017年下半年）實(shí)施完成，需3大墩站北端在2017年上半年提供盾構(gòu)始發(fā)條件。車站主體結(jié)構(gòu)分兩期實(shí)施，一期施工YDK42+932.518至北端車站終點(diǎn)里程段，二期施工剩余南側(cè)部分主體。一期施工時(shí)，圍擋占用荷岳路北側(cè)道路，車流往南側(cè)半幅路導(dǎo)改，待北側(cè)完成主體結(jié)構(gòu)覆土后，二期開(kāi)挖南側(cè)主體基坑時(shí)，荷岳路車流往北側(cè)半幅路導(dǎo)改。

車站周邊規(guī)劃以居住、商業(yè)為主?，F(xiàn)狀周邊均為魚塘和空地。規(guī)劃文華路寬50 m，暫未實(shí)施，規(guī)劃荷岳路寬60 m，現(xiàn)狀荷岳路寬30 m，現(xiàn)狀道路交通較繁忙。荷岳路南側(cè)下方有一根?600污水砼管，管底埋深為4.45 m,一根?1200雨水砼管，管底埋深3.82 m，一根?800給水鋼管，以及電信、電力管線。車站南端規(guī)劃有一條河涌，橫跨車站存車線段。荷岳路南側(cè)有一個(gè)10 kV的高壓鐵塔橫跨車站。車站一期基坑施工時(shí)，需對(duì)荷岳路下方的電力管線進(jìn)行臨時(shí)遷改，對(duì)其余現(xiàn)狀管線進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，車站二期施工時(shí)，需對(duì)雨水管及污水管進(jìn)行臨時(shí)廢除或遷移處理，需對(duì)2座高壓鐵塔進(jìn)行遷改，其余電信、電力管線采用臨時(shí)懸吊處理，具體以相關(guān)圖紙為準(zhǔn)。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

佛山市城市軌道交通3號(hào)線工程大墩站位于佛山市順德區(qū)荷岳路與規(guī)劃文華南路交叉口，沿規(guī)劃文華南路南北向敷設(shè)。

2.1 土質(zhì)情況

巖土層巖性特征：

（1）海陸交互沉積層

1）淤泥質(zhì)土

本層零星分布在場(chǎng)地內(nèi)，多呈透鏡體狀分布在淤泥與粉細(xì)砂之間?；液谏?、深褐灰色，流塑狀，主要由黏粒、粉粒組成，含貝殼等，局部夾淤泥，個(gè)別鉆孔含多量有機(jī)質(zhì)，按有機(jī)質(zhì)含量分類該層亦屬泥炭質(zhì)土。

（2）沖洪積層

1）礫砂層

本層呈透鏡體狀分布在場(chǎng)地內(nèi)。淺灰、褐黃色，飽和，松散～中密，級(jí)配良好，以石英砂礫為主，含有少量粘粒，磨圓較差，呈次棱角狀。平均層厚為 2.48 m。

（3）第四系殘積層

1）軟可塑狀碎屑巖殘積土

呈棕色為主，少量褐紅色，為古近系碎屑巖泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖風(fēng)化殘積土，以粉黏粒為主，含少量粉細(xì)砂，呈可塑狀。本層在場(chǎng)地廣泛分布，主要分布在基巖頂部。

2）硬塑狀碎屑巖殘積土

呈棕色、褐黃色，褐紅色，為新近系碎屑巖泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖風(fēng)化殘積土，以粉黏粒為主，局部含較多砂粒，呈硬塑狀，韌性及干強(qiáng)度中等，遇水易軟化。

（4）強(qiáng)微風(fēng)化巖層（E1-2b）

1）強(qiáng)風(fēng)化巖層

巖性主要呈棕紅色、褐紅色、深灰色等色，母巖為新近系碎屑巖泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖等。本次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)51～58擊，平均54.90擊。本層在個(gè)別鉆孔零星有分布。

（5）水文地質(zhì)條件

大墩站車站地貌上屬于海陸交互相沖洪積平原地貌，所揭露第四系地層為人工填土層，海陸交互相沉積層、沖積～洪積砂層、土層及殘積土層，基巖為古近系碎屑巖，地下水位的變化受地形地貌和地下水補(bǔ)給來(lái)源等因素控制，地下水位埋深較淺。

1）松散土層孔隙承壓水

第四系含水層主要為沖積～洪積砂層＜3-2＞＜3-3＞＜3-5＞層、海陸交互相砂層＜2-2＞＜2-3＞＜2-4＞，其富水性和透水性與砂土顆粒組成有關(guān)，砂質(zhì)顆粒越粗，分選性好，砂質(zhì)純凈，富水性好，徑流通暢，透水性強(qiáng)，反之則差。

2）基巖裂隙水

本段基巖裂隙潛水主要賦存在基巖強(qiáng)風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶以及巖體中的節(jié)理裂隙帶之中，地下水的賦存條件不均一，主要與巖性、巖石風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度等有關(guān)。補(bǔ)給來(lái)源主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給以及砂層的越流補(bǔ)給。

3）水文的腐蝕性評(píng)價(jià)

場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)述

大墩站圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段采用三道支撐：第一道混凝土八字撐，第二道混凝土八字撐、第三道支撐為鋼支撐；兩端盾構(gòu)擴(kuò)大頭及一、二期施工分界處處采用三道混凝土支撐：第一道混凝土支撐，第二道、第三道支撐。地下連續(xù)墻基本幅寬為6 m，采用焊接工字型鋼板接頭止水和素混凝土接頭。根據(jù)工程特性、環(huán)境條件和設(shè)計(jì)原則及標(biāo)準(zhǔn)，兩個(gè)區(qū)間采用盾構(gòu)法施工。

3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

監(jiān)測(cè)成果分析需要對(duì)工程周邊環(huán)境、水文地質(zhì)、施工工法及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等情況綜合進(jìn)行分析。

3.1 周邊環(huán)境分析

大墩站基坑?xùn)|側(cè)有近十棟民宅(1～4層)，周邊有雨、污水管各1條，荷樂(lè)路兩側(cè)有較大河涌。

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

（1）建筑物沉降：大墩站周邊建筑物最大累計(jì)沉降均在2.7～16.4 mm之間，累計(jì)數(shù)值已達(dá)到橙色預(yù)警。

（2）管線沉降：大墩站周邊管線最大累計(jì)值均在1.9～13.4 mm之間，累計(jì)數(shù)值正常可控，無(wú)突變。

（3）水平位移：圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移累計(jì)位移量在-24.7～4.8 mm范圍內(nèi)，累計(jì)數(shù)值正?？煽兀瑹o(wú)突變。

（4）地下水位：在基坑開(kāi)挖期間，基坑降排水較多，產(chǎn)生周邊水位下降較大，但整體水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化均未超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)（報(bào)）警值，累計(jì)變化量在-40～154 cm范圍；累計(jì)數(shù)值正?？煽兀瑹o(wú)突變。

（5）支撐軸力：大墩站二期支撐軸力最大累計(jì)值5291 kN，累計(jì)數(shù)值已達(dá)到紅色預(yù)警。

（6）圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形：樁體側(cè)向變形累計(jì)位移量在31.1～93.2 mm范圍內(nèi)，累計(jì)數(shù)值已達(dá)到紅色預(yù)警。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

4.1 預(yù)警反饋及處置情況

本工程自2017年04月開(kāi)始監(jiān)測(cè)，至2020年11月結(jié)束監(jiān)測(cè)，共預(yù)警26次。經(jīng)過(guò)各方有關(guān)單位開(kāi)會(huì)商議，決定不調(diào)整控制值與預(yù)警值，需要監(jiān)測(cè)巡視加密，直至數(shù)據(jù)穩(wěn)定，請(qǐng)各參建單位多關(guān)注監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)及現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境情況，減少周邊環(huán)境荷載影響[1-4]。

4.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)及巖土體監(jiān)測(cè)成果分析

4.2.1 樁頂水平位移和豎向位移

受基坑開(kāi)挖影響，且前期開(kāi)挖過(guò)程中施做支撐的速度較慢，基坑內(nèi)外壓力差增大，導(dǎo)致墻頂水平位移及豎向位移受土壓力變形較大；隨著基坑底板完成，變形速率明顯緩和，變形趨于穩(wěn)定收斂狀態(tài)。

4.2.2 深層水平位移

連續(xù)墻深40 m，而測(cè)點(diǎn)深度為30 m，受基坑開(kāi)挖影響，測(cè)點(diǎn)底部起算點(diǎn)受到變形，從而改用頂部管口起算，隨著基坑開(kāi)挖，變形數(shù)據(jù)分析得知開(kāi)挖深度以下17.5 m為變形最大部位，變形一直持續(xù)增大，直到底板完成后，變形得到控制，變形速率穩(wěn)定，變形逐步收斂。

4.2.3 支撐軸力

受基坑開(kāi)挖影響，且前期開(kāi)挖過(guò)程中施做支撐的速度較慢，基坑內(nèi)外壓力差增大，隨著基坑開(kāi)挖，現(xiàn)場(chǎng)未及時(shí)施做支撐，導(dǎo)致相鄰的部位結(jié)構(gòu)受力明顯增大；測(cè)點(diǎn)ZCL5-1、ZCL10-1 達(dá)到紅色預(yù)警，測(cè)點(diǎn)ZCL12-1達(dá)到黃色預(yù)警；隨支撐的架設(shè)以及基坑底板完成，變形收斂并趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2.4 地下水位

基坑開(kāi)挖到基坑完成整個(gè)過(guò)程，由于現(xiàn)場(chǎng)處于河涌邊，地下水資源豐富，沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)挖水位下降枯水的情況，開(kāi)挖期并處于雨季漲潮期，造成開(kāi)挖過(guò)程中甚至有稍微水位上升，整體看地下水位較為穩(wěn)定，并未受到基坑開(kāi)挖的影響。

4.2.5 地表沉降

基坑開(kāi)挖及施工過(guò)程中，交通疏道上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均受到重型車的碾壓均已發(fā)生下沉累計(jì)最大-148.2 mm，隨基坑內(nèi)降水開(kāi)挖影響，基坑內(nèi)外土壓力差增大，變形持續(xù)增大，在完成第一道支撐后，變形速率得到緩慢，然而隨著第三層土方開(kāi)挖，變形繼續(xù)增大，直到底板完成后，變形收斂并趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2.6 基坑巡視情況

基坑開(kāi)挖前周邊環(huán)境巡視，周邊環(huán)境局部有凹陷，現(xiàn)場(chǎng)施工路面有裂痕；隨著基坑開(kāi)挖，連續(xù)墻出現(xiàn)輕微滲水，現(xiàn)場(chǎng)施工路面裂痕增多增大，擋土墻后土體出現(xiàn)輕微沉陷，圍蔽出現(xiàn)細(xì)小裂痕，其余尚無(wú)明顯變化。

4.2.7 小結(jié)

從大墩站進(jìn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到基坑頂板封閉回填，監(jiān)測(cè)任務(wù)結(jié)束，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，基坑采取分段分層開(kāi)挖出土，在施工準(zhǔn)備降水開(kāi)挖時(shí)，周邊地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)有下沉趨勢(shì)；基坑開(kāi)挖，地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)下沉變形速率較大，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)變形也持續(xù)增大，此階段為基坑開(kāi)挖第二層土方，隨著第二道支撐的架設(shè)完成，變形速率有緩和；接著基坑繼續(xù)開(kāi)挖到底，基坑土方開(kāi)挖內(nèi)力卸載已到極限，基坑降水也已達(dá)到了最大值，基坑周邊水位出現(xiàn)輕微上升趨勢(shì)，期間周邊地表沉降跟深層水平位移的變形速率變化較大，持續(xù)變形直到基坑底板完成后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定狀態(tài)；隨后第二道支撐拆除后出現(xiàn)少量變形后趨于穩(wěn)定，直至完成頂板。

綜合以上，基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變形與工作面長(zhǎng)時(shí)間暴露及沒(méi)有及時(shí)支撐架設(shè)有一定關(guān)系，基坑持續(xù)降水會(huì)導(dǎo)致地表點(diǎn)下沉，圍護(hù)墻變形增大。從數(shù)據(jù)變化來(lái)看，底板完成后各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化速率均逐步變小且趨于穩(wěn)定。

5 監(jiān)測(cè)結(jié)論分析

目前大墩站施工區(qū)域周邊環(huán)境比較簡(jiǎn)單，基坑開(kāi)挖施工為二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目。大墩站及附屬基坑開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)不同等級(jí)預(yù)警情況險(xiǎn)情[5]，歸納如下：

（1）大墩站及附屬共有地表沉降、建筑物沉降等9個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目比較齊全，各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在監(jiān)測(cè)過(guò)程中相互驗(yàn)證，確保了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。

（2）我方對(duì)該站進(jìn)行26次預(yù)警，發(fā)送26份預(yù)警單，并加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率及巡視頻率，及時(shí)反饋沉降情況。

（3）在基坑前期開(kāi)挖過(guò)程中后續(xù)支撐施做較慢，且基坑端頭取土完成之后未及時(shí)進(jìn)行底板施做，基坑暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，受基坑開(kāi)挖過(guò)程中重型機(jī)械及自卸車輛的碾壓，基坑周邊部分地表點(diǎn)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生預(yù)警[6]。

（4）本基坑工程位于砂卵石層中，該地層穩(wěn)定性具有以下特點(diǎn)：在無(wú)水狀態(tài)下，土體內(nèi)摩擦角φ較大，土壁自穩(wěn)能力較強(qiáng)，一旦有水土體內(nèi)摩擦角φ急劇下降，毫無(wú)自穩(wěn)能力，猶如流砂、流石一樣。本工程采用提前降水的方法，保證基坑開(kāi)挖后周邊砂卵石層處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（5）該站采用圍護(hù)樁+鋼管橫撐的支護(hù)形式，在鋼管橫撐施加預(yù)應(yīng)力后橫撐軸力損失相對(duì)較小，基坑安全性大大增加。

（6）在基坑施工過(guò)程中觀察發(fā)現(xiàn)，在基坑底部降水井中有大量的泥砂，說(shuō)明在降水過(guò)程中有大量泥砂被帶走，建議對(duì)基坑降水過(guò)程中進(jìn)行含砂測(cè)定，可以避免沙土流失，造成地層空洞而使周邊地表及建筑物沉降過(guò)大。

（7）在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，需要注意的是基坑周邊存在回填土不密實(shí)的情況，導(dǎo)致近基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)較大。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)信息化監(jiān)測(cè)能及時(shí)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的變形規(guī)律，為施工及時(shí)提供有效變形數(shù)據(jù)，從而有效控制施工對(duì)周邊環(huán)境的變形影響，符合設(shè)計(jì)預(yù)期要求。

（2）在整個(gè)基坑施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)反映了圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況，使施工單位及時(shí)采取措施將變形控制在可控的范疇，確?；拥陌踩?。

（3）通過(guò)本工程的監(jiān)測(cè)，更證明了在基坑開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵循“分層分段”開(kāi)挖的原則的重要性，充分運(yùn)用基坑開(kāi)挖的時(shí)空效應(yīng)原理，最大限度地控制圍護(hù)體的受力與變形。

（4）基坑施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)基坑及周邊環(huán)境的變形觀測(cè)，及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)施工，以確保工程安全、順利地完成了基坑的開(kāi)挖施工工作。