深基坑錨索力突變的原因分析與應對措施探討

陳宗國 CHEN Zong-guo

（中鐵二十五局集團有限公司，廣州 510000）

0 引言

隨著我國城市建設的飛速發展，城市地鐵的施工也逐漸增多。由于施工環境周邊居民密集且地理位置重要，更體現出安全施工的重要性，而對于地下工程來說監控量測就顯現出重要的作用。本文以一座明挖車站的監測數據與現場遇到的安全隱患問題進行分析討論，總結出問題的原因及處理措施。

1 工程概況

嶗山科技城站為青島地鐵4號線與青島地鐵15號線換乘車站，車站為三層島式車站，采用明挖法施工，車站全長165.8m，標準段寬23.1m，頂板覆土約3.76～4.52m，基坑深約29.31～32.91m。車站分為兩期實施，一期施工車站主體，二期施工車站附屬。

本工點結構底板主要位于微風化花崗巖中，巖體完整性為較完整～完整，節理，裂隙稍發育，均勻性好，部發育煌斑巖、細粒花崗巖巖脈、花崗巖（砂土狀碎裂巖）、花崗巖（塊狀碎裂巖）、微風化花崗巖（碎裂狀）及微風化細粒花崗巖（碎裂狀），但均屬良好的天然地基持力層和低壓縮性地基，且壓縮性差別較低，由于地基壓縮性造成的沉降微小，因此，場地地基均勻性好。

本站局部基坑需采用爆破開挖，故本站除滿足相對巖層基坑變形控制保護等級外，還需滿足下列要求：

①爆破對科苑經七路及車站調流路附近的振動速度應控制在15mm/s以內。

②爆破樁腳附近的巖體應采用爆背以減少對圍護樁的影響。

③爆破作業遵循淺孔密布的原則：少裝藥，短進尺，多循環、分臺階開挖，穩扎穩打，確保安全及減小對周邊環境的影響。

2 警情過程研討

2.1 監測參數

在基坑開挖過程中實時監測錨索受力數據現場錨索設計為3ΦS15.2，錨索計選用振弦式頻率儀。在監測過程中我們發現錨索測力計與千斤頂油壓表讀數存在誤差的問題，經過查閱相關論文及咨詢相關專家得知錨索測力計與千斤頂測值相差較大原因在于錨索張拉時錨具從限位板凹槽脫離、千斤頂和錨索計的讀書誤差、錨索錨具安裝偏心及錨具夾片摩擦的能量損耗等因素造成[4]。就此問題建議在張拉完成封錨時除安裝錨索計的鋼絞線外相鄰兩束錨索在不影響施工的情況下也要保留，防止因不確定因素導致測力錨索損壞有相同位置的錨索可替換監測，保證監測的連續性穩定性。因本文研究是同一錨索的相對變化量可不考慮此問題。

在經過一段時間的開挖施工，局部監測數據發生報警情況，接下來我們就此事件進行探討研究。2017年09月04日，嶗山科技城站錨索內力MS01-05、MS02-05實測值達到報警值。

具體監測數據如表1（以下數據均為現場實時數據）。

表1 報警近期監測數據

達到錨索力報警時現場已停止的爆破施工。

2.2 警情分析與處理措施

①報警信息發出后，項目部積極做出相應，通過儀器觀測，基坑側壁存在斜向裂紋，并對基坑其他錨索監測點周邊進行了觀測暫無裂縫；

處理措施：現場對基坑側壁存在的斜向裂紋進行砂漿修補，觀察后續是否開裂以證明裂縫的增長，并布設反觀片觀測此處的水平位移。見圖1。

圖1 安裝反射片

②報警處地面存在垂直和平行于基坑的裂縫，裂縫體現為不同的新舊程度，能看出有近期新增裂縫。

處理措施：對報警處附近地面的裂縫做水泥填縫處理，以此來觀察裂縫的發展趨勢。見圖2。

圖2 水泥填縫處理

③報警處為作業通道（砼罐車通行），可能會影響該部位受力狀況；

處理措施：現場指揮車輛機械避讓此處作業，減少基坑周邊荷載。

④分層爆破作業對該部位產生疲勞震動；

處理措施：監測數值觸發報警時已停止此處爆破作業，核查近期爆破振速監測數值最大值為0.63cm/s，小于設計要求的1.5cm/s的控制值，為減少對巖體的擾動，待錨索力監測數據穩定后再進行下一步施工。

⑤樁頂水平位移及測斜監測數據變化速率及累計值均在控制范圍內但也都有小幅度的變化，報警處應加強監測，如有異常及時上報。

處理措施：①該處增加樁頂沉降及樁頂水平位移監測點（見圖3、圖4），并及時采集數據，目前監測數據無明顯變化。

圖3 JMZQC01

圖4 JMZQS01

②在該處基坑側壁增加一排豎向反射片，以反映基坑側壁水平位移（代替測斜）情況見圖5、圖6。

圖5 白天觀測

圖6 夜間觀測

經過一段時間的加強監測，監測數據平穩無異常，說明現場險情已穩定，具體監測數據參見表2、圖7。

圖7 監測數據變化曲線圖

表2 監測實時數據

2.3 后期研討總結

目前嶗山科技城站基坑開挖已經結束，并無險情發生。經過根據長期的監測數據和現場施工節點我們取MS01-05的監測數據（圖8、圖9）和嶗山科技城站現場開挖施工臺賬（表3）來看，我們可以發現在錨索力監測曲線圖表中2017年7月10日和2017年9月3日號有突變而再根據現場近期的施工狀態發現正好為此處的開挖節點。本站土石方是分層分段開挖，車站鋼管樁的圍護形式為吊腳樁，當開挖到下層樁后上層的錨索力已趨于穩定狀態。有此可知爆破及開挖施工對臨近的基坑圍護體系的影響是比較大的。

圖8 MS01-05監測數據（一）

圖9 MS01-05監測數據（二）

表3 基坑開挖施工臺帳

3 結論

經過對錨索力監測位置的施工狀態、施工環境、巖體的變化與實時的監測數據對比分析，可知影響基坑受力的因素有基坑周邊的荷載過大；爆破、開挖對基坑受力影響；以及未進行討論的環境溫度天氣等因素。這里需要我們對可人為控制的因素加強管理：①基坑周邊不能堆載過大；②爆破樁腳附近的巖體應采用爆背以減少對圍護樁的影響及炮眼不能離樁體太近,減少對圍護體系的擾動，確保基坑安全。