浅谈地铁车站监测技术分析

浅谈地铁车站监测技术分析

李鹏

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

摘要：随着近几年我国城市化进程的加速推进，地铁建设成为各大城市现代化发展的主要标志，而地铁车站大多采用明挖车站基坑占有很大比例，一般基坑周边建筑物较多，地势较为复杂，地质条件较差，施工监控量测应确保基坑稳定、周围建筑物和各类地下管线的安全而明挖车站一般采用钢支撑或混凝土撑，由于装配式车站不具备架设钢支撑或混凝土撑的条件，大多采用锚索施工，进而增加了施工监测的难度，增加了基坑坍塌的风险。本论文就针对明挖车站基坑监测进行技术分析。

关键词：地铁车站；预制装配式；明挖基坑；监控量测；技术分析

1工程概况

本工程南部新城西站车站全长238.7m，车站主体基坑开挖深度约19.7~20.4m，现浇段宽为21.3m装配段宽度22.5m，基坑平面形状较规则。车站主体明挖基坑支护结构采用多支点排桩支护体系加基坑外降水方案。车站局部跨路口采用盖挖逆作法施工，两侧采用明挖法施工，支护结构采用钻孔灌注桩+内支撑（现浇段）、钻孔灌注桩+锚索的型式（装配式车站）。

2主要监测项目

根据本工程的设计文件及规范，本工程的监测对象包括：

（1）基坑周围地表沉降；

（2）基坑桩墙顶、钢管柱水平位移监测；

（3）基坑桩墙顶、钢管柱竖向位移监测；

（4）基坑桩体及围护桩变形监测（测斜）；

（5）支撑（锚杆）轴力监测；

（6）地下管线沉降监测；

（7）建筑物沉降监测；

（8）地下水位监测。

对于应测项目，根据设计图纸及《城市轨道交通工程监测技术标准》DB22/T5020-2019、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）等相关规范，在无异常和事故征兆的情况下，开挖后现场监测频率按下表确定：

基坑工程监测频率

本站主要以锚索监测为重点，其他监测项目本文简单论述。

2.2地表沉降

道路及地表沉降测点应穿透道路面层至冻土层以下，防止土层冻胀的体积变化影响测点；测点应埋设平整，防止由于高低不平影响人员及车辆通行，同时，测点埋设稳固，做好清晰标记，方便保存。主测断面纵向间距为30m，从围护桩外侧起各点相邻距离分别为2、3、3、5、8米共5点，次测断面纵向间距为10m，各点相邻距离分别为2、3、5米共3点，第一排监测点距基坑边缘小于2m。

2.3桩体变形、基坑周围土体位移

在基坑开挖过程中，随着基坑内部土体大量移走，围护结构在外侧土压力的作用下，产生变形同时基坑周围土体受基坑开挖扰动的影响，使围护结构不同深度位置受力不均，为此，在基坑开挖过程中有必要对围护结构沿纵深方向的水平位移以及基坑周围土体位移进行监控量测，并及时反馈，以采取针对性措施，确保基坑、周围建（构）筑物以及地下管线等的安全。

2.4围护结构顶水平位移

了解基坑开挖和主体结构施工中围护结构变形情况，在基坑开挖过程中，随着基坑内部土体大量移走，围护结构在外侧土压力的作用下，产生变形；围护结构顶部水平位移和沉降是围护结构变形直观的体现，是深基坑监测中一个重要的项目。

2.5支撑（锚索）轴力

本站基坑支撑体系以两端部分钢支撑及车站中间部位锚索为主，其中锚索段基坑监测尤为重要。在基坑主测断面沿竖向布设、每层支撑均应布设，数量不少于每层支撑数量的10%，且不少于3根。采用专用的轴力架安装架固定轴力计，安装架圆形钢筒上没有开槽一端面与支撑的牛腿（活络头）上的钢板电焊焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。

3、监测方法及数据处理

（1）监测方法：

本工程所用仪器为振弦频率仪609。由于频率仪在测试时会发出很高的脉冲电流，所以在测试时操作者必须使测试接头保持干燥，并使接头处的两根导线相互分开，不要有任何接触，不然会影响测试结果。

图1测读仪

（2）数据处理

轴力计的工作原理是：当轴力计受轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变了钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化，即可测出所受作用力的大小。应当在开挖前混凝土凝固后取初值，连续独立测试3次，取平均值作为初始值。

3监测数据的整理

（一）采集

通过现场监测取得的数据和与之相关的其它资料的搜集、记录等。本监测项目采用的仪器如水准仪需人工读数、记录，然后将实测数据输入计算机；全站仪则自动数据采集，并将量测值自动传输到数据库管理系统。

（二）整理

每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。

（三）分析

采用比较法、作图法和数学、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。

（四）预报和反馈

为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测周报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。监测数据一般是随时间和空间变化的，一般称为时间效应和空间效应。

结束语

在地铁车站基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。

参考文献

[1]关宝数、国兆林等.隧道及地下工程【M】.西南交通大学出版社，2000。

[2]范亮.地铁六号线某段沉降监测方案设计与数据处理.测绘与城市空间信息学院.2011。

[3]杨松林、王梦恕.城市地铁安全施工第三方检测的研究与实施【J】.中国安全科学学报，2004,14（10）。

作者简介：李鹏，男，1989年08月出生，工程师，中建二局三公司基础设施分公司长春地铁6号线项目测量部长