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某地铁车站基坑施工信息反馈与施工控制摘 要 详细阐述了上海地铁黄兴绿地站基坑和结构、环境的安全监测过程、经验教训;总结了地铁车站施工中安全监测的必要性及其对施工安全、方案选定、施工设计等的重要性关键词 地铁车站 安全监控 信息反馈 时空效应 支撑1 工程概况西侧是黄兴绿地公园东侧为住宅和厂房车站全长
1.1 简介242m主体为浅埋地下一层局部一层半侧式站台站内部结构采用现浇单柱框架结构采用明挖上海市轨道交通杨浦线M8线黄兴绿地站工顺筑法分段施工平面布置见图1程位于佳木斯路与国顺东路之间的营口路上车站图1 黄兴绿地站平面图 车站基本由南北端头井、标准段、东西两个出入口和南北风井组成
1.2 工程地质、水文地质及周围环境条件车站场地深度为
30.60m以上的地基土主要为上海地区吴凇江故道地层沉积组合车站底板位于第
④层淤泥质土中下卧层第
⑤1层粘性土各土层自上而下依次为:
①1杂填土;
②1褐黄色粉质粘土;
②3-1灰色粘质粉土;
②3-2灰色砂质粉土;
④灰色淤泥质粘土;
⑤1灰色粘土;
⑥暗绿色粉质粘土车站范围内潜水主要赋存于第
②2层砂质粉土中承压水埋藏于砂质粉土中基坑开挖范围内第
②2层土为粘质粉土、砂质粉土较松散具有较强渗透性在地下水的作用下易产生流砂、管涌现象;第
④层淤泥质粘土局部属低渗透性、高含水量、高压缩性、低强度、高灵敏软土具明显的触变和流变特性车站的西侧是黄兴绿地公园人流较为集中东侧为商住房、破旧厂房及工地商住房为6层距离车站8m~12m沿车站纵轴方向还有一定数量的市政地下管线2 监测的目的、方案和设备
2.1 监测的目的监测总体目的是围绕工程施工建立起高效的环境监测系统要求系统内外部各部分之间保持高度协调和统一及时获取准确可靠的数据资料确保工程本身及周边环境的安全
2.2 监测工作的内容和项目
①基坑及结构的安全稳定
②环境安全施工对邻近建筑物、地下管线的影响b.监测项目a.主要内容
①围护体内部水平位移监测测斜;
②围护墙顶部水平位移监测;
③围护墙顶部垂直位移沉降监测;
④支撑轴力监测;
⑤地下水位监测;
⑥基坑周围地表沉降监测;
⑦周围建筑物沉降监测
⑧立柱隆沉监测
2.3 观测频率及报警值现场监测的时间间隔按下表执行;当监测数据达到报警范围或若遇到特殊情况如暴雨、台风或大潮汛等恶劣天气以及其它意外工程事件适当加密观测、直至24小时不间断的跟踪监测表1 现场监测时间间隔表报警值即监测的数值达将产生不可接受的负面影响时的值报警值执行“上海地铁基坑工程施工规程SZ-08-2000”的规定即具体为“围护体最大位移端头井
40.7mm标准段
36.8mm地面最大沉降端头井
27.1mm标准段
24.5mm”其它报警值研究后决定采取:墙顶位移≤20mm墙体最大位移≤40mm地面最大沉降量≤20mm变化速率≤3mm/d3 监测成果分析
3.1 施工第一阶段在开挖之前基坑内进行了降水利用地下水位降低后的土体固结来提高基坑被动区土地强度但是北区施工场地外一房屋前后地表出现了明显地表裂缝可能原因是地下墙没能形成封闭的隔水帷幕出现了漏水现象再有坑内降水出现了坑内外水头差后坑内的挡墙土压力小于外侧压力由此引发坑内土体的侧向固结表现为挡墙向坑内移动和坑外沉降加上降水时间比较长坑外建筑物超载大的缘故随基坑内土体的减少产生坑内外土压力的不平衡该变化在地下连续墙的水平位移监测中得到明显体现现列举位于标准段与端头井相交处东侧的DW2孔加以分析因坑内土体的减少原内外平衡的土压力被破坏坑外土压力大于坑内土压力故压力大的坑外土体必然向压力较小的坑内挤压这个挤压过程由坑外土体通过将压力作用于连续墙上使连续墙变形来实现开始变形量比较小随着基坑开挖深入坑外土压力差继续增加连续墙变形量随之增大最大变形部位也随之下移至第一阶段施工结束基坑四周墙体变形明显而且都符合上海地区软土最大变形位于开挖面以下数米这一变化特征在所有墙体变形中唯DW2孔处累计变形最大为-
72.37mm原因在于该孔所处位置的特殊性:它位于标准段与端头井的交接处端头井中挖土放坡必须通过此处;再者由于采用液压挖掘机水平挖掘、吊车垂直运输的方法在实际施工过程中DW2测斜孔旁边约8m处有一宽20m、高24m、长约60m的平行于基坑方向的6层、4层建筑物尤其是当挖土挖到4m-6m深时DW2处墙体水平位移变形较大日变化速率gt;3mm/d累计为
32.65mm房屋靠近基坑的一边也出现了沉降速率过大的信息地表出现了裂缝1cm宽主要原因可能是:
一、临近建筑物的基础比较浅只有2m左右随着基坑内挖土深度的增加2m以下的墙体会不同程度的受到建筑物静荷载的影响;
二、挖土深度到第三道支撑时由于施工等原因第三道支撑没能及时撑上无支撑暴露时间超过了施工参数24小时每步开挖宽度过大以致该部分连续墙在过长时间内承受较大的外侧土压力产生了不应有的变形随后施工方按监测反馈信息优化施工参数的同时精心实施了以下措施针对此种不利局势随即在建筑物和基坑之间进行了坑周补偿注浆由于采取合理的监控措施和有效的控制措施并结合量测精心施工到基坑施工完成位移和沉降得以合理控制
3.2 施工第
二、三阶段此阶段由于合理控制了施工步序和参数周围又没有建筑物施工条件比较理想施工进展比较顺利所有一切在监控范围之内4 结束语本工程施工全过程中施工单位及时掌握监测信息并将信息反馈用以指导施工及时调整施工参数和施工工艺比如第一阶段坑周补偿注浆施工工艺的采用协调减少了基坑和周围环境的相互影响保障了结构本身和周围环境的安全通过本工程的监测我们认为:
①支撑是基坑围护结构的重要组成部分支撑与竖向围护构件共同为基坑施工提供一个可靠的结构空间在本例工程中曾因支撑刚度不够造成支撑轴力和墙体变形超标虽仅是局部现象但亦应引起警惕并加以充分重视
②施工过程中必要时要调整施工步序和参数采取一些可靠的方法来控制保护对象有利于减少基坑变形和四周地面沉降从而既能保证周边环境的安全也能保证基坑内施工的安全
③在施工开挖过程中“时空效应”规律十分显著比如第一阶段中有先挖后撑现象造成墙体不必要变形的增大因此任何违背“时空效应”规律的做法都应避免参考文献1 上海市工程建设规范.地基基础设计规范DGJ08-1119991999年11月出版2 上海市工程建设规范.基坑工程设计规范DGJ08-6119971997年6月出版3 上海市市政工程管理局.上海市地铁基坑工程施工规范S2-08-20002000年8月出版。