1 工程概況
北京地鐵6 號線青年路站采用地下 2 層雙柱 3跨的結(jié)構(gòu)形式，車站主體凈長左線 557.025 m，右線558.787 m。 標(biāo)準(zhǔn)段凈寬 20.9～22 m，總高 14.6～16.05 m，為島式車站。 車站底板埋置深度為 17.9～20.4 m，結(jié)構(gòu)頂板覆土深度為3.1～4.15 m，采用明挖法施工。
2 工程地質(zhì)與水文概況
青年路站位于北京城區(qū)東部平原地區(qū)，地表分布的全部為新生代第四系松散沉積物，其下伏的基巖地層主要為中元古界薊縣系碳酸鹽巖地層、中生代侏羅系與白堊系地層。自上而下依次為：①粉土填土層；②粉土層；③粉質(zhì)黏土層；④圓礫層；⑤粉質(zhì)黏土層；⑥卵石層；⑦粉質(zhì)黏土層。 各土層的主要物理力學(xué)參數(shù)見表1。
青年路站場地內(nèi)無地表水分布。地下水分別為上層滯水（水位標(biāo)高30.40～24.99 m）、 潛水 （ 水位 標(biāo)高21.34～20.39 m）及層間潛水（水位標(biāo)高 19.19～16.59 m）。地下水動態(tài)類型主要為滲入-徑流型潛水，以大氣降水入滲、地下水側(cè)向徑流和向下越流方式排泄。
3 總體施工順序
地下建（構(gòu)）筑物情況以及地面障礙物的處理→周邊建筑物的拆遷及地下管線的改移→施工灌注樁及冠梁，進(jìn)行盾構(gòu)接收井外土體加固處理→基坑降水→開挖土方，依次架設(shè)鋼支撐→清理基底、施工接地及防水層、鋪設(shè)墊層→自下而上依次澆筑混凝土結(jié)構(gòu)（包括施作結(jié)構(gòu)外包防水層）→依次拆除鋼支撐→分層碾壓回填土方→恢復(fù)場地。
4 監(jiān)測方案
在深基坑開挖過程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動或主動土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起土體的變形，即使采取了支護(hù)措施，一定數(shù)量的變形是難以避免的。
該深基坑開挖在繁華地段進(jìn)行，施工場地四周有建筑物和地下管線，基坑開挖引起的土體變形將直接影響這些建筑物和地下管線的安全狀態(tài)，土體變形過大時會造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的破壞。同時，基坑相鄰的建筑物相當(dāng)于1 個較重的集中荷載，基坑周圍管線水的滲漏，這些因素又導(dǎo)致土體變形加劇。因此，在深基坑施工中，只有對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體和相鄰的構(gòu)筑物進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對工程情況有全面的了解，確保工程順利進(jìn)行。
4. 1 監(jiān)控量測的目的
1）施工期間對基坑變形及其他與施工有關(guān)的項(xiàng)目或量值進(jìn)行測量，及時和全面地反映它們的變化情況，實(shí)現(xiàn)信息化施工，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)作為判斷基坑安全和環(huán)境安全的重要依據(jù)；
2）為修正設(shè)計和施工參數(shù) ，預(yù)估發(fā)展趨勢 ，確保工程質(zhì)量及周邊管線的安全運(yùn)營提供實(shí)測數(shù)據(jù)，是設(shè)計和施工的重要補(bǔ)充手段；
3）為理論驗(yàn)證提供對比數(shù)據(jù)，為優(yōu)化施工方案提供依據(jù)。
基于以上監(jiān)測目的，在保證基坑安全的前提下，以節(jié)省投資為原則，依據(jù)相關(guān)規(guī)范，結(jié)合該工程的相關(guān)情況制定了監(jiān)測方案，測點(diǎn)布置見圖1 所示。
4. 2 監(jiān)控量測的項(xiàng)目[1-5]
1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測（測斜）。 在樁圍護(hù)段隧道兩側(cè)每隔1 段距離布置 1 個測斜孔，共計布置了 8 個測斜孔。 測斜用 CX-06 測斜儀，豎向每隔 0.5 m 采集1 組水平位移值。
2）鋼支撐軸力監(jiān)測。 鋼支撐采用軸力計來監(jiān)測其支撐軸力的變化，采用國產(chǎn)鋼弦式支撐軸力計，數(shù)字式讀數(shù)儀。與圍護(hù)樁變形監(jiān)測斷面對應(yīng)布置支撐軸力監(jiān)測斷面，軸力計安裝在鋼支撐管與圍護(hù)墻體間，有專配的支持器以保證加裝了軸力計的鋼支撐的正常工作。
5 監(jiān)測結(jié)果分析
5. 1 圍護(hù)樁水平位移
圍護(hù)樁的變形是深基坑施工中關(guān)注的關(guān)鍵性問題，其側(cè)向變形與基坑開挖深度密切相關(guān)。 圖 2～3 為ZQT-20 和 ZQT-16 圍護(hù)樁樁體水平位移隨開挖深度的變化曲線。 基坑施工進(jìn)度概況及各孔樁體監(jiān)測最大水平位移分別見表2、3。
從表3 可以看出，各測孔累計最大水平位移各不相同（如 ZQT19 累計最大位移 13.5 mm，在坑頂部位；ZQT21 累計最大位移 16.89 mm，在坑頂以下 9 m 附近），據(jù)分析，與各樁所處的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和施工過程對樁體的影響等有關(guān)。 但在整個開挖過程中，各測點(diǎn)處樁體的變形最大值均未超出規(guī)范限制30 mm，說明基坑基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
從圖2、圖 3 可以看出，施工工況對圍護(hù)樁水平位移的影響明顯，隨著基坑開挖→設(shè)置內(nèi)支撐→底板混凝土澆筑的施工過程，樁體水平位移量、甚至位移方向都會發(fā)生變化。 及時加撐對限制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形有重要作用，同時加快底板的施工，減少基底暴露的時間，也有利于圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的控制。
從圖2、圖 3 還可以看出，各測斜孔最大水平位移基本出現(xiàn)在基坑開挖最后1 層。 基坑開挖初期，水平位移相對不大；隨著基坑的下挖，其水平位移變化速率不斷增大；而隨著基坑承臺混凝土的澆筑 ，水平位移趨于穩(wěn)定，變化速率也相應(yīng)遞減。 隨著基坑的開挖，連續(xù)墻的最大位移所在的縱向位置，在不斷地下移。 剛開挖時，連續(xù)墻的最大位移往往發(fā)生在頂部，其變形特點(diǎn)類似于懸臂梁；隨著基坑開挖至基底以及設(shè)置內(nèi)支撐，連續(xù)墻最大位移所在位置也迅速下移，且穩(wěn)定在中部偏上的位置（基本在8～11 m 之間）。 由此可見，基坑的變形是地下連續(xù)墻和內(nèi)支撐二者共同作用、相互協(xié)調(diào)變形的結(jié)果，二者的共同作用使得整個基坑具有較強(qiáng)的整體性，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
5. 2 鋼支撐軸力
鋼支撐軸力監(jiān)測也是地鐵車站深基坑監(jiān)測的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系。圖4 為部分鋼支撐軸力隨時間變化的曲線。
從圖4 可以看出：
1）各鋼支撐軸力在短時間內(nèi)均出現(xiàn)較大的波動且個別點(diǎn)波動較大。 但從總體上看，各鋼支撐的軸力都隨著開挖深度的增加而逐漸增大，隨后又隨著基坑側(cè)壁澆筑地下連續(xù)墻以及鋼支撐的逐漸增多而有所減小。
2）2010 年 4 月下旬到 5 月中旬，當(dāng)基坑開挖至接近基底時，支撐軸力逐漸趨于穩(wěn)定。 ZL-08-01 號測點(diǎn)的鋼支撐在開挖到基底時的最大軸力為800 kN，小于允許值（1 058 kN）。 其他測點(diǎn)鋼支撐的軸力在接近基底時也基本保持穩(wěn)定，均未超過設(shè)計允許值。
3）基坑開挖至基底后，鋼支撐的軸力出現(xiàn)了一定幅度的波動，經(jīng)分析 ，是由于在基底開挖集水池和進(jìn)行分段混凝土底板澆筑時，因搬運(yùn)鋼筋、運(yùn)送混凝土等造成基坑周圍土體承受較大荷載，而后作用于鋼支撐造成的。
4）隨著第 1 層底板混凝土澆筑的完成，鋼支撐軸力逐漸下降。而后在6 月，由于 ZL-08-03 測點(diǎn)、ZL-07-03 測點(diǎn)的鋼支撐被拆掉以及分段澆筑底板混凝土和二次襯砌的影響，此時鋼支撐軸力再次出現(xiàn)上下波動，并最終隨著混凝土澆筑的完成 ，整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)，鋼支撐的軸力也趨于穩(wěn)定，說明整個基坑處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。
6 結(jié)論
通過以上監(jiān)測結(jié)果的分析，可得到以下結(jié)論：
1）基坑水平變形、支撐軸力，與開挖深度、施工工況等密切相關(guān)。在基坑的開挖支護(hù)過程中，圍護(hù)樁與內(nèi)支撐形成整體受力體系，二者共同作用、協(xié)調(diào)變形，增強(qiáng)了基坑的整體穩(wěn)定性。 因此，在基坑開挖過程中，應(yīng)首先盡快架設(shè)內(nèi)支撐；其次開挖至基底后應(yīng)盡快澆筑基底混凝土，減少暴露時間，有利于圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制。
2）隨著基坑的開挖，圍護(hù)樁水平位移最大值所在位置不斷下移，最后穩(wěn)定在大約基坑深度 1/2 位置處；當(dāng)挖至基底時形成“中間大，兩邊小”的墻體變形。
3）從整個測試結(jié)果可以看出，地鐵青年路站二期工程施工始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。
4）實(shí)施施工監(jiān)測和信息化施工管理是確保基坑安全穩(wěn)定的重要保證，建立完善的、有效的監(jiān)測體系至關(guān)重要。
參考文獻(xiàn)：
[1] 肖武權(quán) ，冷伍明 ，律文田. 某深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究[J]. 巖土力學(xué)，2004，25（8）：1271-1274.
[2] 涂成立 ，徐禎祥. 地鐵車站深基坑監(jiān)測與分析[J]. 市政技術(shù) ，2007，25（9）：420-422.
[3] 李巖巖. 地鐵車站明挖施工基坑監(jiān)測技術(shù)與分析[J]. 青島大學(xué)學(xué)報，2009，24（4）：87-92.
[4] 李俊虎，周龍翔，童華煒，等. 地下連續(xù)墻加內(nèi)撐基坑變形監(jiān)測分析[J]. 廣州大學(xué)學(xué)報，2010，9（1）：68-73.
[5] 余新明，錢梅芳. 某地鐵車站基坑變形影響因素分析[J]. 山西建筑，2010，36（4）：123-124.
