地铁车站基坑监测

杨朝智

摘要：在地铁站基坑施工过程中，基坑监测及相关的防护措施是基坑施工的重要工序，它不仅关系到基坑的尺寸大小是否符合技术设计和图纸设计要求，而且其监测数据也影响着基坑坡体和坑底土壤的稳定性，关系到基坑施工安全，一旦发生塌方或者暗涌等情况，会给施工人员带来巨大身体伤害，造成不可估量的后果。地铁车站基坑监测一般使用各类测量仪器进行测量，例如水准仪、全站仪等标准测量工具，还可能涉及一些针对某些监测数据而专门制定的监测仪器，例如测斜仪测量水平位移，孔隙水压力计测量孔隙水压力等等。本文就地铁站基坑的特点对地铁站基坑测量进行测量方法的分析。

关键词：地铁车站；工程；基坑监测

1地铁深基坑工程特点

1.1深基坑工程特点

深基坑具有面积大、深度大、施工技术复杂、危险系数高、工期较紧等特点，而且地铁站深基坑在挖掘、支护降水过程中的不稳定因素很多，一旦操作不当，就会有塌方、水淹的危险。并且基础决定上层建筑，基坑作为基础的载体，是重中之重，其基坑底部和边坡的硬化固化处理直接关系到上层建筑的安全性、耐久性和适用性，所以，基坑监测就显得尤为重要。要想针对地铁站深基坑的某些特征进行变形监测和数据监测，就要详细了解地铁站深基坑的特点。

（1）地域性：基坑的地域性决定了基坑的地质和水文等基坑稳定性重要因素上的差别。例如地质因素中，基坑的土质有砂土、黄土、黏性土和岩土的差别，这些土是按照颗粒形状和粒粗进行分类的，颗粒形状和粒粗直接影响着土质的孔隙率和稳定性，在基坑开挖和支护过程中采取的施工方法也有所差异。水文因素则是影响土质的另一因素，因为土壤遇水后在结构和力学性能上有很大的变化，例如湿陷性黄土遇水则强度降低、压缩性变大，很容易出现凹陷、开裂等变形，所以，水文因素也是影响基坑土壤稳定性的重要因素。

（2）复杂性：深基坑开挖涉及的方面很多，自然因素方面，有土质水文天气等因素，社会因素方面，有地下线缆的保护、交通断行或导行等等，因为地铁站往往建设在市区较繁荣的地段，还要涉及保护周围建筑和保障周围交通疏通畅行，这些都让地铁站深基坑开挖支护更加复杂。

（3）不安全隐患多：由于深基坑开挖面积大，开挖深度大，地质条件受天气水文等因素影响较大，所以，深基坑具有诸多不安全隐患，例如边坡固化不及时导致坍坡、坑底排水不及时导致暗涌，大型机械转运不当导致坠坑危险等等，以及各工序的交叉作业让基坑开挖支护的危险系数更加大。

（4）学科交叉多：深基坑开挖支护在设计之初，就要综合考虑各类影响因素，并利用各类学科进行安全隐患的规避，例如深基坑涉及到各类力学的设计，工程环境的考察、地质水文学的考察等等。基坑开挖监测涉及诸多学科，学科之间也有交叉，增加了难度系数。

1.2地铁深基坑工程特点

（1）地铁深基坑具有面积大、深度大、施工技术复杂、危险系数高、工期较紧等特点，这些特点都是地铁站深基坑开挖的难点，增加了地铁站深基坑开挖的危险系数。

（2）深基坑交叉作业比较多，涉及的施工人员和机械较多，需要很大的协调力度，要从宏观入手，从微观细节处着手，处理好参建各单位之间的工作关系与内容，保证基坑开挖监测有条不紊地进行。

（3）地铁深基坑的社会影响力和社会关注度较大。地铁建设是关系百姓出行的建设项目，从项目前期就受到广泛关注。项目进展的顺利与否，直接影响着周边居民的生活环境和生活质量，也是关系社会稳定的民生问题。对地铁项目施工提出较高的质量、安全和环境要求，不仅要确保质量和安全，也要减少对周边居民的不良影响。

2深基坑监测的必要性

基坑的稳定性，对支护结构和周边环境中临近建筑物和地下管线的变形计算很难得到准确的定量数值，所以需要在深基坑工程中大力发展和推广信息化施工技术，将理论知识、现场测量数据和最后得出的经验进行结合，写出有真凭实据的施工技术报告，提出对地铁站深基坑监测具有实践意义的建议。

监控的目的可归纳为如下几点：

（1）通过对监测数据的周密分析，可以判断出上一步施工参数是否满足规范要求、是否实现预期目标，方便为下一步改进施工工艺提出参考意见，有利于实现对施工技术和进度的管理和控制，从而指导施工；

（2）围护结构施工时如地下连续墙施工过程中，通过监测数据分析与研究围护结构变形趋势，及时反馈信息能够对风险发出预警，从而保证围护结构的安全；

（3）监测基坑的支护体系，例如监测围护墙顶的水平位移或锚杆的支承应力等，可以了解坡体的受力情况和变形情况，与设计值进行比较，采取有效的防御措施；

（4）监测基坑的渗漏情况，对基坑坑底和边坡的加固具有重要意义，因为渗漏往往源自于地下水的涌渗，会破坏坑底土壤的稳定性，并且会侵蚀边坡脚，影响坡脚的稳定性，所以，监测坑底的渗水情况非常重要；

（5）通过水位监测，为基坑内降水施工和土方开挖施工提供参考依据；

（6）通过监测反馈信息提供给设计单位，使施工与设计形成交互一体，为下一步优化设计方案提供参考意见，使得基坑设计实现可靠性和经济性；

（7）基坑监测出来的数据能够成为各施工工序合理科学安排和计划的依据，能够保证交叉作业的顺利进行，并且保证基坑施工安全。

（8）通过对监测系统的管理能够验证施工技术的可靠性和设计方案的合理性，以类似工程的设计与施工提供经验和参考。

3深基坑监测的方法

（1）周边地表沉降监测

监测目的：地表沉降主要是因为土质松动引起的，它会造成地表土质结构的破坏，影响土体的整体稳定性，并且地表沉降也会影响坡体稳定性，造成一系列连锁反应。所以，检测目的是要监测地表沉降的数值，是否在控制变量范围内，如果超出范围，则要进行纠偏。

监测方法：基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点沿着基坑周边布置，同时注意基坑中部和阳角处的监测点布置密度，监测点水平距离保持在20m内。每天分三次进行监测，记录监测数据，每天三次监测数据取平均值与设计规范上的控制值进行比较。如果超出控制值范围，就要采取纠偏措施，例如出现沉降就要采取注浆加固处理。

（2）墙顶水平位移监测

监测目的：墙顶水平位移是指边坡围护墙顶的水平位移，主要受坡顶主动土应力影响，主动土应力会给围护墙向坑心的推力，导致围护墙发生水平位移，导致围护墙的变形与开裂，影响支撑体系的整体稳定性。

监测点布设：围护墙顶水平移监测点沿着基坑周边布置，同时注意基坑中部和阳角处的监测点布置密度，监测点水平距离保持在20m内，一般每隔5-8m设置一个监测点。

监测方法：监测方法有小角度法、投点法和视准线法。在使用小角度法时应该注意基线的选取，投点法进行测量时，要注意基点的选取，也要注意投射点的高程与基本水平面的误差。视准线法测量时要注意视线的清晰度，尽量选取开阔的平面进行测量。根据基坑类型和周边环境合理设计测量频率，每天收集测量数据，整理分析。

（3）地下连续墙墙体深层水平位移监测

监测目的：地下连续墙在深水层会受到侧向水压力影响，尤其是在承压水水层，墙体两边的水压力不同，造成水压差，从而形成巨大的水压，导致连续墙的变形。监测地下水压力，发现墙体水压力差较大时进行抽水降压，能够有效防止地下连续墙的破坏。

监测点布设：根据技术规范和设计图纸要求合理设置水下水压监测点。一般在地下连续墙墙体两侧上附着水压计，并通过数据传感器将水压数据传到控制电脑上，如果设备技术不支持，可以通过手动下放水葫芦的方式，在墙体两侧水葫芦上捆绑上同样长度绳子，绳子一端捆绑上水压计，保证水压计下放到统一深度，每天提拉绳子观测水压计数值，取平均值与规范设计值进行比较。

结语

地铁站深基坑因为其特定的自然社会因素，在其开挖围护过程中需要控制很多变量，所以，基坑的监测成为基坑施工必不可少的施工工序和环节，通过监测数据可以有效的反应基坑各部分构件的受力情况和相关的受力位移情况，根据理论知识和经验进行受力变形分析与推测，根据数据反馈与推测进行基坑开挖支护方案的制定与纠偏，保证基坑整体的稳定性与安全性。

参考文献

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