地铁工程基坑监控量测技术

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1、地铁工程基坑监控量测技术随着我国城市建设高峰的到来，地下空间的开发力度越来越大，地下室由一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表以下5〜6m发展到12〜13m,个别甚至达到30m。建筑、地铁、合流污水、过江隧道、交通枢纽、地下变电站等建设工程屮的基坑工程占了相当的比例。有些建筑物地下室基坑开挖深度己超过25m,地铁车站基坑开挖深度一般在十几米至二十米左右，我公司承建的长春市地铁1号线繁荣路站基坑开挖深度平均为20米，顶管工程的工作井开挖深度达到27m,地下变电站开挖深度达34mo近儿年，深基坑

2、工程在总体数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展。在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原來的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起圉护结构承受荷载并导致圉护结构和土体的变形，R护结构的内力（围护桩和墙的内力、支撑轴力或土锚拉力等）和变形（深基坑坑内土体的隆起、基坑支护结构及其周围土体的沉降和侧向位移等）中的任一量值超过容许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响，深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基

3、坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和地下管线的止常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物乂相当于较重的集中荷载，基坑周围的管线常引起地表浅层水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。基坑工程设置于力学性质相当复杂的地层中，在基坑围护结构设计和变形预佔时，一方面，基坑围护体系所承受的土压力等荷载存在着较大的不确定性；另一方面，对地层和围护结构一般都作了较多的简化和假定，与工程实际有一定的差异；基坑开挖与I韦I护结构施工过程屮，存在着时间

4、和空间上的延迟过程，以及降雨、地面堆载和挖掘机撞击等偶然因素的作用，使得现阶段在基坑工程设计时，对结构内力计算以及结构和土体变形的预估与工程实际情况有较大的差异，并在相当程度上仍依靠经验。因此,在深基坑施工过程屮，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围坏境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，其至调整施工工艺或修改设计参数。基坑监测应达到的目的：1、对基坑I韦I护体系及周边环

5、境安全进行有效监护在深基坑开挖与支护施筑过程中，必须在满足支护结构及被支护土体的稳定性，避免破坏和极限状态发生的同时，不产生由于支护结构及被支护土体的过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂，邻近管线的渗漏等。从理论上说，如果基坑围护工程的设计是合理可靠的，那么表征土体和支护系统力学形态的一切物理量都随时间而渐趋稳定，反Z,如果测得表征土体和支护系统力学形态特点的某儿种或某种物理量，其变化随时间而不是渐趋稳定，则可以断言土体和支护系统不稳定，支护必须加强或修改设计参数。在工程实际中，基坑在破坏前，往

6、往会在基坑侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。在20世纪90年代初期，基坑失稳引起的工程事故比较常见，随着工程经验的积累，这种事故越来越少。但由于支护结构及被支护土体的过人变形而引起邻近建筑物和管线破坏则仍然时有发生，而事实上大部分基坑围护的目的也就是出于保护邻近建筑物和管线。因此，基坑开挖过程屮进行周密的监测，可以保证在建筑物和管线变形处在正常范围内时基坑的顺利施工，在建筑物和管线的变形接近警戒值吋，有利于采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏

7、的后果。2、为信息化施工提供参数基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施。基坑工程监测不仅即时反映出开挖产生的应力和变形状况，还可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同吋可对基坑开挖到下一个施工工况吋的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据受力和变形实测和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。3、验证有关设计参数因基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实

8、测值相比较有一定的差异,基坑周围土体的变形也还没有成熟的计算方法。因此，在施工过程中需要知道现场实际的受力和变形情况°支护结构上所承受的土压力及其分布，受地质条件、支护方式、支护结构刚度、基坑平面儿何形状、开挖深度、施工工艺等的影响，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位移又与挖土的空间顺序、施工进度等时间和空间因素等有复杂的关系，现行设计分析理论尚未完全成熟。基坑围护的设计和施工，应该在充分借鉴现有成功经验和吸取失败教训的基础上，根据自身的特点，力求在技术方案中有所创新、更趋完善。对于某一基坑工