明挖地鐵車站周邊地表沉降監測及分析

程荷蘭 明成銀 王燕芳 施燁濤

(1.江蘇省地質礦產局第一地質大隊，江蘇 南京 210041； 2.南京坤拓土木工程科技有限公司，江蘇 南京 210041)

地鐵車站深基坑工程因結構設計復雜、施工工法多、工程規模大、地質條件復雜、施工工期長等導致在實際工程中可能出現各種不確定性。在土體開挖卸荷過程中會引起周邊地表沉降，從而對周邊環境及居民生活造成影響。Ou等[1]通過統計我國臺北軟土深基坑工程監測數據得到圍護結構穩定性高的地表沉降為0.5%H～0.7%H(H是基坑深度)。喬亞飛等[2]對無錫地鐵車站深基坑工程監測數據統計分析得到該地區的最大地表沉降在0.05%H～0.13%H，均值為0.09%H。監測數據有效合理地處理分析，有利于實現對現場施工的動態調整，達到地鐵深基坑工程安全性和經濟性的統一，并且為設計施工提供區域性借鑒經驗。

1 工程概況

地鐵車站位于鳴新中路與鳳棲路丁字路口南側下方，沿鳳棲路南北向敷設，北抵鳴新路，南靠武南路，是地下3層島式站臺車站，主體總長136.13，標準段寬21.9 m，車站開挖深度約23.4 m，端頭井開挖深度約25.6 m，采用明挖順筑法施工，圍護形式采用地連墻。

2 地表沉降測點布設

2.1 測點埋設要求

對于硬化地面，測點布設時采用開孔機鉆孔埋設，在設計位置處鉆孔至下臥原狀土，鉆孔中央打入不小于Ф16的螺紋鋼筋至下臥層，保證鋼筋與地表硬化地面脫離，用細砂回填并保護；對于土質地面可采用澆筑、預埋水泥樁的形式進行布設，埋設示意圖見圖1。結合車站的安全等級和周邊環境的重要性等必要時對基點及監測點加固加密布設。

2.2 測點布置要求

地表沉降測點宜按基坑剖面垂直于基坑邊布置，各剖面間距一般為18 m，每個剖面按照3H范圍內布點，測點由內向外先密后疏布置，各剖面線上布置8個測點，測點與圍護結構外邊線的間距分別為2 m,6 m,10 m,14 m,20 m，30 m，50 m，75 m。該車站基坑平面布置圖及部分地表沉降測點位置圖如圖2所示。

3 監測數據分析

地鐵車站按從南端頭至北端頭的方向組織基坑開挖及結構施工，以圖1中的地表沉降測點為例，測點DB16,DB15,DB13依次從北端頭開始排列，其沉降曲線見圖3。地表沉降大致分為3個階段，初步沉降階段、急速沉降階段和穩定沉降階段，分別對應不同的工況。隨著基坑開挖深度的增加，地表沉降的影響范圍逐漸開始擴展，離基坑較遠處的地表沉降速率增大，而基坑邊緣處的地表沉降速率相對減小。

從圖3中可以看出，基坑開挖過程中地表沉降最大值并不在距離基坑最近的位置，而是在距離基坑一定距離的6 m～10 m處的位置，即0.25H～0.42H處，但隨著離基坑距離的增加地表沉降亦隨之減小[3]。統計結果顯示，在沉降穩定階段基坑外地表沉降最大值與基坑開挖深度之比在0.05%～0.07%，小于上海地區的0.1%，同時小于蘇州地區的0.13%[2]，這與該地區的土質偏好和圍護結構施工優良有關。圖3c)中測點DB164沉降值偏小且伴有地面隆起現象可能與此處土體性質有關。

4 結語

通過監測對地鐵深基坑進行信息化施工可以達到經濟性和安全性的統一。地鐵車站施工過程中，周邊地表沉降最大點始終在離基坑一定距離處發生，在穩定沉降階段，周邊地表沉降介于0.05%H～0.07%H，滿足地表沉降控制標準。