地铁站软土地层深基坑支撑结构变形监测和控制技术探究

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1、地铁站软土地层深基坑支撑结构变形监测和控制技术探究　　摘要：地铁站深基坑的变形是当前地铁深基坑施工中的主要问题，实践证明，在软土地层环境中的基坑变形对基坑本身及周边环境影响巨大。本文结合工程实例，通过现场监测数据对开挖过程中的支撑体系变形信息进行了对比分析，并提出了控制基坑变形的相关措施，可为类似工程提供借鉴。关键词：软土基坑；基坑支护；变形监测Abstract:thesubwaystationdeepfoundationpitdeformationisthemainprobleminthecurrentsubwaydeepfoundationpitconstruction,theprac

2、ticeprovedthatthedeformationoffoundationpitinsoftsoillayerenvironmentitselfandthesurroundingenvironmenthashadahugeimpact.Combiningwiththeengineeringexample,throughthefieldmonitoringdataofsupportingsystemintheprocessoftheexcavationdeformationinformationcarriedonthecomparativeanalysis,andputforwardt

3、hemeasuresthatcontrolitsdeformationcanprovidereferenceforsimilarprojects.10Keywords:softsoilfoundationpit;Foundationpitsupporting;Deformationmonitoring中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1.引言地铁站深基坑一般处在城市中心区域，周边建筑物、市政管线密集，开挖过程中的基坑变形不仅影响到基坑本身的安全，同时也严重威胁到周边环境的安全。所以，最大程度地限制深基坑变形是保证基坑施工安全及周边环境安全的重点，尤其

4、在类似南京河西软土地区环境中，基坑变形控制尤为重要。2、监测原理监测测原理是先做反分析,然后再做正分析,即以每一工况位移监测信息为基础,选择适当的开挖深度变化量、时间间隔及相应的边界条件,然后建立目标双曲线函数,利用优化方法来搜索与实测值逼近的土体参数及支护结构力学参数,然后将其用于下一步工况的计算,再对支护体系变形进行预测,结合监测对支护体系变形进行控制。3.工程应用3.1工程概况10南京地铁二号线集庆门站是二号线与六号线的换乘车站，车站全长312m，标准段宽48m，车站为地下二层钢筋砼框架结构，双岛式站台，是国内地铁工程中少有的超宽大基坑。车站主体位于车流量较大的江东南路和集庆门大街交

5、汇处，周边地下管线纵横交错，受施工影响的管线多达30条，周边建筑物林立，距离基坑20m左右。地质水文情况：车站所在地层呈明显的二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土层为主，粘土层底部埋深在地面下26~30米，地下水为孔隙潜水；下部以砂性土为主，砂性土层中地下水具承压性。车站底板位于淤泥质粉质粘土层中，基底采用深层搅拌桩抽条加固，加固深度为基底下5m。根据现场实际情况拟对基坑支护结构提出了更高的要求。3.2支撑结构体系设计方案由于本工程某基坑宽度近50m，开挖深度约15.5m，同时交通疏解道路距离基坑最近处只有2m，车辆动荷载对基坑影响较大；为确保基坑安全，将支撑优化为桁架式钢筋混凝土与钢支撑混

6、合支撑体系，这就大大的加强了支撑体系的整体刚度和稳定性，详见图3.1。图3.1支撑平面布置图3.3软土基坑变形机理10基坑变形应包括围护支撑结构的变形、基底隆起和基坑周边地层的变形。基坑变形的根本原因是基坑开挖的卸载，在坑内外不平衡压力的作用下，引起支撑结构向基坑内的位移，从而又引起桩背土体的应力改变而出现的土体移动，并在一定范围传递，造成基坑周边地面及建筑物的沉降，甚至倾斜。3.3.1支撑结构位移在基坑开挖开始后，由于坑内卸载，在坑外水土压力及施工荷载、车辆动载作用下，围护墙体外侧受到主动土压力，墙内侧则受到被动土压力。由于总是开挖在前，支撑在后，开挖过程中存在无支撑暴露时间，在此期间，

7、被动区土体不足以抵抗坑外压力时，即会产生围护结构的位移。由淤泥质粘土的蠕变试验结果可知，加载后在高应力水平下该层土在24h以内都是变形的高速发展期，随后进入变形的稳定发展期，蠕变速率远低于前一阶段的发展。所以，在每道支撑安装前，已经产生了相当大的变形。严格按照时空效应进行开挖施工，尽量加快支撑架设，减少无支撑暴露时间，是减小支撑体系变形的重要措施。在支撑架设、轴力施加完成后，坑内被动土体的应力减小，土体的蠕变相应趋缓平稳