深基坑工程監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

第一章緒論1.1選題的來(lái)源與研究意義近年來(lái)，我國(guó)的城市化建設(shè)進(jìn)程非常迅速，越來(lái)越多的人聚集在大城市，加上因城市發(fā)展需要而對(duì)城市進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，這使得城市土地使用日益緊張，城市交通面臨巨大挑戰(zhàn)。對(duì)地下空間的開(kāi)發(fā)和利用已成為解決我國(guó)交通壓力問(wèn)題的一種方法。目前，許多城市已經(jīng)開(kāi)始地下區(qū)域進(jìn)行開(kāi)發(fā)，城市軌道交通可以在很大程度上有效緩解地面交通壓力，逐漸成為城市最重要的交通方式之一。目前，中國(guó)許多一線和二線城市已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃和建設(shè)地鐵，如北京，上海，廣州等。武漢是湖北的省會(huì)，1984年開(kāi)始探討武漢軌道交通。目前2,3,4,6,7，8，11，1號(hào)線和陽(yáng)邏線已投入運(yùn)營(yíng)，蔡甸線，前川線，5號(hào)線，12號(hào)線，16號(hào)線和6號(hào)線二期，8號(hào)線二期，8號(hào)線三期，11號(hào)線東段二期正在建設(shè)中。地鐵大多建在地下，基坑的挖掘深度達(dá)到十多米甚至幾十米，并且基坑大多位于城市的繁華地區(qū)，基坑周?chē)母鞣N建筑物和管道都比較復(fù)雜，基坑的深度和大小經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題，例如，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，對(duì)附近區(qū)域地面交通的影響。大多數(shù)地鐵基礎(chǔ)都是建在地下的，在基坑達(dá)到安全穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)最低造價(jià)，這對(duì)投資部門(mén)來(lái)說(shuō)往往非常重要?；庸こ掏ǔＥc土木工程許多領(lǐng)域密切相關(guān)，如隧道工程和城市高層建筑等?；庸こ淌且豁?xiàng)實(shí)際性非常高的綜合性巖土工程，與建筑施工技術(shù)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，地下空間結(jié)構(gòu)等諸多領(lǐng)學(xué)科緊密相連。它還涉及到土力學(xué)土體的穩(wěn)定問(wèn)題，土體的變形，支護(hù)系統(tǒng)和土體的互相影響。隨著我國(guó)基坑監(jiān)測(cè)水平的發(fā)展，基坑工程中遇到的一些問(wèn)題也逐步得到了解決，基坑工程的設(shè)計(jì)、組織、施工等在理論和實(shí)踐上逐步相結(jié)合。深基坑施工技術(shù)逐步成熟，但理論與實(shí)踐相結(jié)合度卻并不高。隨著基坑工程復(fù)雜性和難度的增加，深基坑變形的理論分析與預(yù)測(cè)變形和基坑實(shí)際變形存在偏差。在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中為了確?；拥姆€(wěn)定性及安全性，對(duì)基坑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)在整個(gè)基坑開(kāi)挖過(guò)程中顯得尤為重要因此基坑在開(kāi)挖的過(guò)程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)己越來(lái)越受到人們的重視。在理論分析的指導(dǎo)下，為基坑施工的全過(guò)程開(kāi)發(fā)了一套綜合有效的基坑監(jiān)測(cè)方案，并在基坑施工過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過(guò)分析可以不斷了解基坑的變化，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)模擬和預(yù)測(cè)下一施工階段支撐結(jié)構(gòu)的變形，然后指導(dǎo)基坑施工進(jìn)程，也可對(duì)施工方案和進(jìn)程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此來(lái)達(dá)到更優(yōu)化的安全目標(biāo)和更有效的經(jīng)濟(jì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1我國(guó)深基坑特點(diǎn)我國(guó)深基坑工程的具有共同的特點(diǎn)，即它們具有明顯的空間效應(yīng)，不同區(qū)域的基坑，設(shè)計(jì)、施工也不同，但是無(wú)論哪個(gè)區(qū)域的基坑，對(duì)施工質(zhì)量的要求都較高。目前而言，基坑工程事故數(shù)量也較多，周邊的環(huán)境、結(jié)構(gòu)等對(duì)基坑的影響較大?，F(xiàn)階段，我國(guó)深基坑工程也存在諸多問(wèn)題，主要原因是施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)不力、相關(guān)土壤參數(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題、未考慮到基坑工程開(kāi)挖過(guò)程中所存在的空間效應(yīng)及對(duì)過(guò)程中各種突發(fā)狀況考慮不周、圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)的受力與實(shí)際受力不相符等問(wèn)題。1.2.2深基坑工程監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀雖然理論分析方法在一定的程度上接近于基坑變形的真實(shí)情況，但是在理論分析和計(jì)算中未能考慮各種因素，因此基坑實(shí)際變形與理論計(jì)算值往往存在一定的偏差。在基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中，對(duì)基坑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠較為詳細(xì)的掌握基坑工程的變形情況，再對(duì)大量的基坑工程案例進(jìn)行分析，可以改善基坑施工技術(shù)，能盡量減少工程事故，并且可以通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及分析來(lái)改善基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器也可以普遍的運(yùn)用到監(jiān)測(cè)中。國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)基坑的監(jiān)測(cè)也進(jìn)行有大量的研究，監(jiān)測(cè)理論分析及相關(guān)技術(shù)也迅速的發(fā)展。劉利民對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析和比較，指出將測(cè)斜管埋在地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)中能較好地反映基坑的側(cè)向變形。宮劍飛等對(duì)單錨式地下?lián)跬翂χёo(hù)系統(tǒng)下的基坑開(kāi)挖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系變形及受力相結(jié)合，講述了了基于Renkrn-Cullen理論進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局限性。髙有潮對(duì)十六座高層建筑基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律進(jìn)行分析，通過(guò)分析對(duì)傳統(tǒng)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。高華東分析了北京某深基坑開(kāi)挖變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合深基坑變形理論分析，得出基坑初期考慮地下水，能夠很好的減小基坑的變形，基坑兩側(cè)土壓力的監(jiān)測(cè)值與理論分析值存在一定的差異主要的原因是圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的相互作用。江曉峰等人收集了大量上海地區(qū)深基坑的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移及地表沉降進(jìn)行分析，得到了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律及周?chē)乇沓两登€規(guī)律。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已逐漸應(yīng)用于基坑工程中。楊林德等通過(guò)分析預(yù)測(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、收集基坑開(kāi)挖的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算參數(shù)的優(yōu)化反演等過(guò)程，提出了深基坑變形監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)技術(shù)。王旭東、趙建平等人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合深基坑現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行建立基坑側(cè)向變形預(yù)測(cè)三維有限元模型，從而可以非線性預(yù)測(cè)深基坑側(cè)向變形曹紅林等人，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)一步預(yù)測(cè)深基坑開(kāi)挖基坑周?chē)乇碜冃?。馮志、李兆平等人從深基坑整體變形系統(tǒng)的角度，對(duì)基坑的變形規(guī)律進(jìn)行分析，在考慮節(jié)點(diǎn)間互相影響的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了單點(diǎn)GM模型，建立預(yù)測(cè)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的多變量灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型Ｍ。廖志剛利用BIM技術(shù)，建立信息模型，這樣能夠更真實(shí)的展示工程的監(jiān)測(cè)方案，更好的進(jìn)行管理基坑的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1.2.3深基坑工程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有限元模擬技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在深基坑工程中，深基坑施工能夠通過(guò)有限元模擬來(lái)預(yù)測(cè)深基坑變形，其在基坑工程中的地位逐步提升，并促使一些國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家和學(xué)者對(duì)深基坑開(kāi)挖理論研究得更加深入透徹。在1970年Clough和鄧肯第一次把有限元分析方法在基坑工程運(yùn)用后，有限元分析方法得以在基坑工程中迅速發(fā)展。同年鄧肯和Chang將基坑實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果與有限元分析進(jìn)行了對(duì)比，并且建立了經(jīng)典的鄧肯－張模型。隨后Clough等專(zhuān)家學(xué)者又分析了大量的基坑工程案例，并將有限元結(jié)果加以修正。Borja利用有限元法計(jì)算了在支撐體系支撐下基坑開(kāi)挖的變形。Andrew等在有限元模型中首次考慮了滲流和應(yīng)變場(chǎng)的耦合作用，使得數(shù)值模擬的結(jié)果更加準(zhǔn)確。Kung以實(shí)際基坑工程為研究背景，采用有限元法數(shù)值模擬的方法計(jì)算出基坑開(kāi)挖對(duì)地表的影響半徑。國(guó)內(nèi)工程界也有許多專(zhuān)家學(xué)者也很深入的探索了基坑的有限元模擬，李云安利用有限元數(shù)值模擬法，分析影響深基坑變形的因素，并且提出了一些相應(yīng)的控制措施。宋廣研究了土體應(yīng)力在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中的變化，且研究了本構(gòu)模型在幾種不同土體中的適用范圍。楊貴生等人利用有限元法分析計(jì)算除了基坑開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降變形與圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移，并且通過(guò)分析計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)基坑圍護(hù)體系設(shè)計(jì)。吳軍、裴桂紅等人建立了應(yīng)力藕合與基坑滲流三維模型，通過(guò)分析得出在考慮地下水情況下基坑土體應(yīng)力的變化。李立風(fēng)將有限元模擬與基坑開(kāi)挖監(jiān)測(cè)進(jìn)行對(duì)比，并加以分析和研究，得出“內(nèi)支撐＋圍護(hù)墻”這種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，這也為以后的基坑工程提供參考。有限元模型分析技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用在基坑過(guò)程中，它從之前的單一的運(yùn)用在支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，又逐步轉(zhuǎn)向多樣化，目前有限元模型分析技術(shù)在基坑現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中也發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用前景非常廣闊。1.3研究的主要內(nèi)容1.3.1研究?jī)?nèi)容本文將以武漢地鐵5號(hào)線積玉橋站主體結(jié)構(gòu)深基坑項(xiàng)目為研究對(duì)象，采用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)工程施工期間深基坑的開(kāi)挖、支護(hù)、變形等進(jìn)行研究，并結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)開(kāi)挖階段進(jìn)行模型模擬。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)、博碩論文等相關(guān)資料，分析深基坑變形規(guī)律；講述了影響基坑變形的因素，也介紹了有限元模擬分析在實(shí)際地鐵基坑工程中的運(yùn)用加以介紹。（2）對(duì)武漢地鐵5號(hào)線積玉橋站工程進(jìn)行大致介紹，并以此工程為研究對(duì)象，整理出基坑開(kāi)挖過(guò)程中的地表沉降、樁頂水平位移等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)加以分析，得到基坑工程的變形規(guī)律。（3）由實(shí)際工程出發(fā)，選擇MidasGTS/NX數(shù)值模擬軟件，對(duì)基坑的開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行二維模擬，模擬出基坑開(kāi)挖過(guò)程中的樁頂?shù)乃轿灰啤⒌乇沓两档?，將?shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，為今后的深基坑工程積累經(jīng)驗(yàn)。研究?jī)?nèi)容1.3.2研究路線圖研究?jī)?nèi)容工程概況工程概況監(jiān)測(cè)分析模擬分析監(jiān)測(cè)分析模擬分析兩者對(duì)比兩者對(duì)比得出結(jié)論得出結(jié)論第二章工程概況2.1工程介紹及地質(zhì)條件2.1.1工程簡(jiǎn)介武漢軌道交通5號(hào)線積玉橋站設(shè)計(jì)為地下兩層12米島式車(chē)站。車(chē)站主體布置在和平大道與四馬路交叉口處，沿和平大道南北向呈一字型布置在和平大道西側(cè)與2號(hào)線積玉橋站平行設(shè)置，2號(hào)線積玉橋站設(shè)置在和平大道東側(cè)；和平大道路規(guī)劃道路紅線寬50m，四馬路規(guī)劃道路紅線寬20m，和平大道屬于城市干道，人流、車(chē)流量較大。車(chē)站周邊建筑環(huán)境良好，東南象限為城開(kāi)玉橋新都，東北象限為武漢供電局武昌分局，西北象限為積玉商務(wù)酒店及住宅樓，西南象限為低矮民房。車(chē)站共設(shè)置4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭、2個(gè)安全出口（兼消防救援），其中出入口與2號(hào)線積玉橋站共用，分設(shè)于交叉路口的四個(gè)象限，2組風(fēng)亭及2個(gè)安全出口為5號(hào)線獨(dú)立使用，分設(shè)車(chē)站南北兩端，均設(shè)置在和平大道西側(cè)。詳見(jiàn)圖2-1.圖2-1積玉橋站設(shè)計(jì)平面圖積玉橋站設(shè)計(jì)為地下兩層單柱島式站臺(tái)車(chē)站（其中地下一層為站廳層、地下二層為站臺(tái)層），有效站臺(tái)長(zhǎng)度140m，站臺(tái)寬度12m。車(chē)站外包總長(zhǎng)315m，標(biāo)準(zhǔn)段外包總寬21.3m，設(shè)牽引降壓混合變電所。車(chē)站主體建筑面積15804㎡，車(chē)站附屬建筑面積2714㎡，總建筑面積18518㎡。2.1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和鉆孔揭露，場(chǎng)區(qū)表層分布人工填土層（Qml/），其下依次為第四系全新統(tǒng)沖積層（Q/4al/）粉土（3-1a）、粘土（3-1）、粉質(zhì)粘土(3-2)、粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層（3-5）、粉細(xì)砂（4-2），下伏基巖主要為志留系中統(tǒng)墳頭組（S/2f）泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。雜填土（1-1）表層以混凝土地坪、碎石、磚塊等建筑垃圾與生活垃圾、工業(yè)廢料為主，3m以下以含磚瓦碎塊的粘性土為主，一般結(jié)構(gòu)較疏松，厚1.8～4.0m不等。（2）第四系全新統(tǒng)沖積層（Q/4al/）粉土（3-1a）：褐色為主，松散，欠固結(jié)狀，厚度一般小于2m。粘土（3-1）：褐、褐黃--灰黃色，含黑色鐵錳斑點(diǎn)和灰白色團(tuán)塊，切面光滑，可塑狀為主，局部軟塑狀；厚度8～11m，場(chǎng)區(qū)東北角厚度較薄。淤泥質(zhì)土（3-2a）：灰色，富含白色螺殼，微具異味，飽水，軟塑--流塑狀為主，厚度3.0～7.5m。粉質(zhì)粘土（3-2）：灰褐--灰色，零星分布粉砂、粉土薄層，含白色螺殼，軟塑--可塑狀為主；厚度3.2～6.4m，中部稍薄。粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層（3-5）：灰褐--灰黃色，粉質(zhì)粘土呈軟--可塑狀，粉土、粉砂呈松散--稍密狀，層理較發(fā)育，一般上部粘性土為主，單層厚度0.1～0.5m，層間夾粉土、粉砂，向下逐漸以粉土、粉砂為主，Jc3-Ⅲ06-JYQ-07t以南以灰黃色粉質(zhì)粘土為主。⑥粉細(xì)砂（4-2）：灰黃--青灰色，飽水，稍密--中密狀。上部粘粒含量較高，局部夾粉土薄層，向下粒徑漸增，底部0.5～2.0m一般含少量石英、石英砂巖礫卵石。層面略向北西傾斜，北側(cè)厚度3.6～10.0m，南側(cè)厚度13.0～17.0m。一般頂板埋深23.6～32.2m，底板埋深36.3～40.3m。⑶志留系墳頭組（S/2f）①泥巖（20a）：灰色--灰綠色，主要礦物成份為粘土礦物、白云母、絹云母，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)。②泥質(zhì)粉砂巖（20e）：灰色--灰綠色，呈夾層狀賦存于泥巖層間，主要礦物成份為石英、長(zhǎng)石、白云母、絹云母，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)。2.1.4水文地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)地水按埋藏條件主要為上層滯水和層間承壓水兩種類(lèi)型：⑴上層滯水上層滯水主要賦存于人工填土（1）層和下伏粉土（3-1a）層中，地下水位不連續(xù)，埋深為1.3～4.7m，主要受大氣降水補(bǔ)給，局部水位、水量受城市給排水管線影響明顯。⑵承壓水承壓水為本區(qū)主要地下水類(lèi)型，主要賦存于第四系全新統(tǒng)沖積（Q/4al/）粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層（3-5）和粉細(xì)砂（4-2）層中，含水層頂板高程－0.13～0.86m，底板高程-12.01～-17.34m，下伏志留系泥巖、粉砂巖，含水層厚度一般15～20m。⑶地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)上層滯水水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鎂型水，pH值為7.10，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)論是在長(zhǎng)期浸水情況下還是在干濕交替的條件下均不具腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。承壓水水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈣鎂型水，pH值為6.85，為中性水，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)論是在長(zhǎng)期浸水情況下還是在干濕交替的條件下均不具腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。2.2主體施工總流程車(chē)站分3層土開(kāi)挖并結(jié)構(gòu)施工。由于受房屋拆遷和管線改遷影響，基坑中間設(shè)置一道封堵墻，將基坑分為南北兩段施工，開(kāi)挖完成后緊跟結(jié)構(gòu)施工。優(yōu)先施工南段，根據(jù)劃分的流水段開(kāi)挖完成后緊跟結(jié)構(gòu)施工；待北段西側(cè)房屋拆遷完成，施工完成圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管柱及格構(gòu)柱等結(jié)構(gòu)，進(jìn)行基坑開(kāi)挖并進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。分層具體施工順序如下：1）放坡開(kāi)挖第一層土（表層土）至頂板底，澆筑第一層結(jié)構(gòu)（含頂板、頂縱梁結(jié)構(gòu)）；2）待第一層結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，繼續(xù)向下開(kāi)挖第二層土至中板底，施工負(fù)一層結(jié)構(gòu)（含中板、側(cè)墻、結(jié)構(gòu)柱等）；3）待第二層結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，繼續(xù)向下開(kāi)挖第三層土至地板板底，施工負(fù)二層結(jié)構(gòu)（含防水、接地、底板、側(cè)墻、結(jié)構(gòu)柱等）；具體如下：（1）施工頂板，頂板須與地連墻、圍護(hù)樁互錨；（2）頂板回填，待頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，選擇優(yōu)質(zhì)覆土分層回填頂板以上至路面設(shè)計(jì)標(biāo)高，分層回填、分層碾壓至設(shè)計(jì)壓實(shí)度。（3）待頂板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，通過(guò)頂板上的預(yù)留孔，繼續(xù)向下開(kāi)挖土方至基坑負(fù)一層中板底，施作車(chē)站負(fù)一層側(cè)墻結(jié)構(gòu)防水層、結(jié)構(gòu)板及其側(cè)墻；（4）待負(fù)一層板及中側(cè)墻結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，通過(guò)地負(fù)一層板上的預(yù)留孔，繼續(xù)向下開(kāi)挖車(chē)站基坑土方至負(fù)二層底板底，施做負(fù)二層結(jié)構(gòu)接地、防水層、結(jié)構(gòu)板及其側(cè)墻；（5）待主體結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，拆除臨時(shí)構(gòu)柱，施作站臺(tái)板、軌頂風(fēng)工序圖工序說(shuō)明1、從地面施作導(dǎo)墻、連續(xù)墻、鉆孔樁、抗拔樁及其樁側(cè)注漿、主體結(jié)構(gòu)柱、臨時(shí)立柱、施工降水，連續(xù)墻上預(yù)留鋼筋接駁器。2、向下開(kāi)挖土方至車(chē)站頂板底面底，鑿除連續(xù)墻墻頭，施工墊層澆筑頂板、頂縱梁及擋土板，并在板上預(yù)留出土孔和相關(guān)鋼筋接駁器、鋼筋，待結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行頂板回填3、待頂板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，通過(guò)頂板上的預(yù)留孔,繼續(xù)向下開(kāi)挖土方至中板底，及時(shí)施做中板、側(cè)墻和結(jié)構(gòu)柱。4、待中板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，通過(guò)中板上的預(yù)留孔，繼續(xù)向下開(kāi)挖車(chē)站基坑土方至基底，依次施作車(chē)站范圍內(nèi)接地網(wǎng)、墊層、底板防水層、底板,預(yù)留鋼筋接駁器;施做站臺(tái)層、站廳層側(cè)墻及防水層。5、待結(jié)構(gòu)側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，對(duì)拆除臨時(shí)格構(gòu)柱，施作站臺(tái)板、軌頂風(fēng)道等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，回筑施工預(yù)留孔洞，待盾構(gòu)始發(fā)后，回筑盾構(gòu)吊入孔，并施作頂板防水層、恢復(fù)路面、停止施工降水。道等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，回筑施工預(yù)留孔洞，待盾構(gòu)始發(fā)后，回筑盾構(gòu)吊入孔，并施作頂板預(yù)留孔洞防水層、恢復(fù)路面、停止施工降水。第三章現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及分析3.1監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)3.1.1監(jiān)測(cè)目的深基坑工程在進(jìn)行施工時(shí)，要對(duì)基坑四周土體與建筑物的變形狀況進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果能準(zhǔn)確地反映目前基坑的安全狀態(tài)。在進(jìn)行基坑施工中，由地層狀況、荷載因素、材料參數(shù)、技術(shù)設(shè)備和天氣等外界其它因素的作用，真實(shí)狀態(tài)和理論結(jié)果會(huì)存在一定誤差。理論聯(lián)系實(shí)際，有針對(duì)性的開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，對(duì)于保障工程安全是極其重要的。監(jiān)測(cè)的目的主要為以下幾點(diǎn)：（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)了解基坑工程和周邊建筑物的變形情況，以盡早采取對(duì)應(yīng)措施；（2）進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可以準(zhǔn)確掌握施工方案的是否合理，了解每個(gè)階段的施工情況，如遇到突發(fā)狀況可以及時(shí)做出調(diào)整，然后采取相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急措施等，避免施工過(guò)程中安全事故發(fā)生；（3）通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可以對(duì)基坑的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行及時(shí)反饋，同時(shí)為以后地鐵基坑工程的勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)等提供參考。3.1.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容根據(jù)設(shè)計(jì)資料，武漢市軌道交通五號(hào)線積玉橋站土建預(yù)埋工程施工監(jiān)控量測(cè)的監(jiān)測(cè)范圍為施工期間圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)影響范圍內(nèi)地下管線、周?chē)ǎ?gòu)）筑物的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：（1）地表沉降監(jiān)測(cè)；（2）建筑物沉降監(jiān)測(cè)；（3）立柱沉降監(jiān)測(cè)；（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂沉降監(jiān)測(cè)；（5）圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂水平位移監(jiān)測(cè)；（6）樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)；（7）支撐軸力監(jiān)測(cè)3.1.3監(jiān)測(cè)方法（1）豎向位移監(jiān)測(cè)方法對(duì)地表、建筑物、立柱結(jié)構(gòu)、圍護(hù)樁頂?shù)呢Q向位移采用水準(zhǔn)儀測(cè)量、使用電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)。（2）水平位移監(jiān)測(cè)方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂水平位移和樁體深層水平位移監(jiān)測(cè)用平面幾何測(cè)量方法，使用全站儀觀測(cè)。3.2監(jiān)測(cè)結(jié)果及變形分析3.2.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理如圖3-2，為樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布控圖，從圖中可以看出，沿基坑周?chē)贾昧薢D1-ZD36等36個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。由于基坑施工過(guò)程中，把基坑一分為二，先進(jìn)行了圖中左半部分的施工，所以在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，先對(duì)ZD5-ZD7、ZD28-ZD31的監(jiān)測(cè)，隨著開(kāi)挖面積的增加，監(jiān)測(cè)點(diǎn)逐漸增加為ZD1-ZD8、ZD28-ZD34、ZD36等點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)值中“+”表示向基坑內(nèi)偏移，“-”表示向基坑外偏移。如圖3-4，為地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布控圖，此圖僅為基坑施工部分所布控的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布控了DB1-1——DB1-5、DB2-1——DB2-5、DB3-1——DB3-5、DB4-1——DB4-5、DB5-1——DB5-5、DB6-1——DB6-5、DB7-1——DB7-5、DB8-1——DB8-5、DB9-1——DB9-5等點(diǎn)位，由于施工前期未開(kāi)挖到左側(cè)區(qū)域，故前期僅對(duì)DB4——DB8的點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨著施工進(jìn)行，增加了DB3的點(diǎn)位，再后來(lái)將DB1——DB2的點(diǎn)位也進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)值中，“+”為上升，“-”為下沉。將每天的監(jiān)測(cè)值以周為單位進(jìn)行匯總，分析每周的變化最大點(diǎn)和累計(jì)變化最大點(diǎn)，以及各點(diǎn)的本周變化、累計(jì)變化、是否達(dá)到預(yù)警值、目前狀況等，根據(jù)各周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析：各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否異常，速率變化是否異常。在論文處理過(guò)程中，將1月4日——4月28日的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，具體如下：以每?jī)芍転閱挝?，?jì)算出樁頂水平位移和地表沉降的累計(jì)變化值，并制成對(duì)應(yīng)的折線圖，然后對(duì)樁頂水平位移變形規(guī)律和地表沉降變形規(guī)律進(jìn)行分析。3.2.2樁頂水平位移變形規(guī)律樁頂水平位移變形可以很直接體現(xiàn)基坑開(kāi)挖過(guò)程中基坑的安全穩(wěn)定性，也是基坑工程最重要、最可靠的指標(biāo)之一。本小節(jié)的主要內(nèi)容是，隨著基坑開(kāi)挖的進(jìn)行，選取相對(duì)應(yīng)的基坑周?chē)谋O(jiān)測(cè)點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后繪制成樁頂水平位移變形規(guī)律折線圖。（注：“+”表示向基坑內(nèi)偏移，“-”表示向基坑外偏移）表3-1樁頂水平位移累計(jì)變化量（單位：mm））樁頂水平位移累計(jì)變化量樁號(hào)1月6日1月20日2月3日2月17日3月3日3月17日3月31日4月14日4月28日Z(yǔ)D50.071.32.12.13.35.15.84.85.5ZD60.032.52.72.93.85.25.76.76.4ZD7-0.011.91.52.334.35.56.46.1ZD80.40.91.21.823.34.55.25.7ZD280.110.3-1.6-1.7-2-1.1-1-0.8-0.7ZD290.451.82.73.54.14.45.25.95.7ZD300.15-0.1-1.1-1.5-1.7-1.6-1.5-1.3-1.1ZD310.351.21.82.13.25.26.47.26.2以此表為依據(jù)，做了以下折線圖：圖3-1樁頂水平位移累計(jì)變化量折線圖圖3-2樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖通過(guò)樁頂水平位移累計(jì)變換量折線圖，再結(jié)合工程的施工進(jìn)程，由于工程施工進(jìn)度的原因，僅對(duì)ZD5—ZD8、ZD28—ZD31這些點(diǎn)位進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。圖中顯示了，大部分的位移都是正值，即大部分點(diǎn)位都是向基坑內(nèi)偏移，并且其累計(jì)變形量與基坑開(kāi)挖深度基本成正相關(guān)，隨著基坑開(kāi)挖深度的增加而增加，整體趨勢(shì)是向基坑內(nèi)部進(jìn)行。但是，也有部分點(diǎn)位出現(xiàn)了負(fù)值，即向基坑外側(cè)偏移，如ZD28、ZD30。結(jié)合施工進(jìn)度，對(duì)ZD28和ZD30的分析如下：當(dāng)基坑剛進(jìn)行開(kāi)挖到時(shí)候，這兩點(diǎn)和其他點(diǎn)位一樣向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生位移，當(dāng)進(jìn)行到一定的程度時(shí)，需對(duì)基坑加筑鋼支撐和砼支撐，如圖3-8，而加筑的支撐會(huì)對(duì)圍護(hù)樁或者地下連續(xù)墻有一個(gè)往外的作用力，在做用力地促使下，使樁頂發(fā)生了向基坑外側(cè)的位移，所以出現(xiàn)了負(fù)值。隨著基坑的繼續(xù)開(kāi)挖，基坑外側(cè)的土對(duì)樁繼續(xù)產(chǎn)生壓力，使得樁頂又產(chǎn)生內(nèi)側(cè)位移，故樁頂水平位移的絕對(duì)值減少。另外，其他點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一些波動(dòng)，這與天氣及儀器誤差、人工讀數(shù)等因素有一定的聯(lián)系。在對(duì)圍護(hù)樁從1月6日到4月28日近110天的監(jiān)測(cè)，樁頂?shù)膶?shí)際最大水平位移達(dá)到了6.4mm，未達(dá)到預(yù)警值，且處于可控狀態(tài)。圖3-3主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖3.2.3地表沉降變形規(guī)律基坑穩(wěn)定變形的重要指標(biāo)之一就是地表沉降，通過(guò)對(duì)地表沉降變形的分析，我們可以掌握基坑周?chē)€(wěn)定性變化的情況，同時(shí)可以體現(xiàn)基坑的開(kāi)挖對(duì)周邊的構(gòu)筑物和建筑物的影響，通過(guò)對(duì)各點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，也可以反映出支護(hù)體系是否合理有效。通過(guò)對(duì)基坑周?chē)嚓P(guān)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)，收集監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整理，得到地表沉降累計(jì)變化值表，然后根據(jù)表格繪制成地表沉降變形規(guī)律折線圖。（注：“+”為上升，“-”為下沉）表3-2地表沉降累計(jì)變化值（單位：：mm）地表沉降累計(jì)變化值監(jiān)測(cè)點(diǎn)號(hào)1月6日1月20日2月3日2月17日3月3日3月17日3月31日4月14日4月28日DB4-1-1.04-3.43-3.35-3.18-5.18-6.55-7.75-9.01-12.00DB4-20.17-5.28-5.79-5.54-7.12-9.19-8.73-11.60-13.68DB4-3-2.53-2.01-2.7-2.78-3.34-4.80-5.42-5.89-5.64DB4-40.11-2.49-2.85-3.18-2.57-3.36-3.86-4.84-5.63DB4-5-1.25-1.72-2.5-2.72-4.39-5.78-6.37-7.97-8.48DB5-1-2.52-5.43-5.78-5.90-7.43-9.46-12.39-12.69-15.42DB5-2-2.58-5.84-6.4-6.70-7.87-9.22-10.62-11.79-14.01DB5-3-2.3-2.99-3.65-3.79-4.60-5.98-6.45-6.72-7.20DB5-4-1.39-3.1-3.47-3.31-3.15-3.78-6.28-5.50-6.26DB5-5-1.16-1.61-2.56-2.69-2.98-3.32-4.89-6.23-6.05DB6-1-2.53-4.98-5.36-5.64-8.76-11.14-11.95-12.13-12.97DB6-2-2.74-3.03-3.19-3.12-4.09-5.85-6.76-8.04-9.95DB6-3-1.91-2.98-2.63-2.76-3.13-4.49-5.06-4.44-4.16DB6-4-2.09-2.95-3.34-3.06-3.11-4.78-5.72-5.27-5.98DB6-5-1.36-3.44-3.57-3.21-3.83-5.61-6.91-7.19-7.08DB7-3-3.48-3.16-3.19-3.37-4.26-5.03-5.65-6.64-6.14DB7-4-1.8-3.29-2.98-3.08-3.21-4.57-4.86-5.46-5.28DB7-5-2.11-1.92-2.38-2.53-2.48-3.57-3.58-4.55-5.04DB8-3-1.55-2.66-2.45-2.72-2.69-4.18-5.09-6.50-6.79DB8-4-2.18-2.94-2.65-2.95-3.17-4.68-5.25-4.53-4.68DB8-5-1.75-3.24-3.04-2.80-2.31-2.27-2.68-3.57-3.64圖3-4地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖以此表為依據(jù)，做了如下折線圖：圖3-5地表沉降累計(jì)變化量折線圖由于DB1-1——DB3-5在一開(kāi)始的時(shí)候未在施工影響區(qū)域，故在前幾次的測(cè)量中未對(duì)這些點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量。在施工過(guò)程中，因施工的需要，DB7-1、DB7-2、DB8-1、DB8-2所在的區(qū)域進(jìn)行了臨時(shí)的路面破除，因此，這些點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在空缺。綜上，僅選擇了一些數(shù)據(jù)較為完整且具有代表性的點(diǎn)位進(jìn)行分析。由圖可知，在開(kāi)始基坑開(kāi)挖的深度較小的時(shí)候，沉降值也較小，隨著時(shí)間的推移，基坑開(kāi)挖深度的逐漸增加，沉降量累計(jì)值也逐漸增加，在一定的程度上出現(xiàn)了正相關(guān)。圖中大部分點(diǎn)位的折線圖符合這一特征。在基坑工程影響的區(qū)域內(nèi)，基坑的開(kāi)挖對(duì)地表沉降的影響較大，但是如果超出這個(gè)區(qū)域，對(duì)地表沉降變形的影響就會(huì)非常小，沉降值也逐漸趨近于0。圖中也有部分折線出現(xiàn)了波動(dòng)，其主要原因是地表隆起，地表隆起出現(xiàn)的主要原因是地表沉降的不均勻。地表的沉降和隆起變形都會(huì)對(duì)附近區(qū)域的建筑物產(chǎn)生很大的危害。地表沉降變形會(huì)伴隨著基坑開(kāi)挖的出現(xiàn)，在監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，地表沉降的最大值達(dá)到了16.7mm，未達(dá)到預(yù)警值，而其他各點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值都在控制范圍內(nèi)，處于可控狀態(tài)，這表明基坑支護(hù)體系是合理并且有效的。3.2.4樁體深層位移變形規(guī)律基坑穩(wěn)定變形的另外一個(gè)重要指標(biāo)是樁體深層位移變形。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，由于施工的影響和周?chē)馏w的壓力，會(huì)使圍護(hù)樁產(chǎn)生橫向的水平位移，而樁體的位移在一定程度上反映了圍護(hù)樁隨著深度的增加各位置的水平變化情況。樁體位移的大小也反映著基坑的穩(wěn)定性。因此，對(duì)樁體深層位移變形的監(jiān)測(cè)也是十分重要的。對(duì)樁體深層位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及分析，可以實(shí)時(shí)了解基坑的穩(wěn)定情況、掌握樁體的位移情況，對(duì)不利情況加以預(yù)防，對(duì)施工進(jìn)度和方法加以調(diào)整和改進(jìn)。深層位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位如圖3-6，由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)位較多，本文采取了其中的兩個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行分析，即CX29、CX30，其詳細(xì)情況如下：圖3-6樁體深層位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖表3-3CX29樁體深層水平位移累計(jì)變化量/mm深度（m）1月6日1月20日2月3日2月17日3月3日3月17日3月31日4月14日4月28日-10.121.011.462.702.993.753.935.635.59-20.281.712.233.313.854.575.716.456.83-30.673.143.895.696.257.198.079.059.48-40.933.714.415.666.857.718.389.169.53-50.863.974.795.546.407.568.569.239.54-60.903.844.446.046.527.858.989.729.99-70.713.884.615.235.867.318.299.399.85-80.793.764.394.735.336.727.759.5010.01-90.703.303.734.614.816.267.319.589.25-100.632.953.184.004.025.555.808.628.26-110.502.722.933.653.425.585.646.708.13-120.382.332.613.383.044.884.625.586.74-130.422.122.453.402.794.284.365.356.41-140.291.762.252.972.433.904.044.885.91-150.241.592.073.022.343.513.504.165.11-160.171.221.742.892.433.533.483.914.29-170.191.091.692.572.333.403.483.754.01-180.171.021.562.452.323.403.443.553.90-190.010.261.762.032.063.143.143.373.77-200.180.671.161.561.732.672.803.163.60-210.110.681.161.431.612.442.392.693.12-220.060.511.011.271.452.132.052.342.68由表3-3可以看出，CX29樁體最大的水平位移量是10.01mm，位于樁的-8m處，因?yàn)?0.01mm＜0.15%H=0.15%×8m=12mm，且＜30mm，故樁體位移量在安全范圍內(nèi)，基坑也處于安全狀態(tài)。根據(jù)表3-3，畫(huà)出了變形量折線圖，如圖3-7：圖3-7CX29樁體累計(jì)位移量折線圖CX30樁的數(shù)據(jù)如下：表3-4CX30樁體深層水平位移累計(jì)變化量/mm深度（m）1月6日1月20日2月3日2月17日3月3日3月17日3月31日4月14日4月28日-10.080.12-0.22-0.45-0.68-0.350.260.470.87-20.170.500.700.581.141.732.313.413.36-30.390.733.003.184.204.695.186.096.19-40.561.143.783.935.316.156.828.047.69-50.511.493.553.595.106.027.218.938.46-60.561.803.583.614.646.237.498.808.74-70.432.283.543.694.225.336.608.378.86-80.432.023.283.364.235.505.718.108.66-90.342.023.303.394.205.406.187.768.59-100.302.343.413.564.125.205.418.578.42-110.132.593.233.553.675.035.197.167.40-120.081.902.702.923.154.494.725.946.04-130.041.622.272.592.183.203.804.674.62-14-0.050.781.201.391.282.112.513.002.87-150.000.771.401.610.871.331.992.721.86-16-0.090.490.751.05-0.310.440.941.531.33-17-0.220.400.490.78-0.640.561.201.580.91-18-0.130.370.881.070.230.200.46-0.28-0.28-19-0.170.250.710.820.330.110.51-0.49-0.18-20-0.170.230.720.800.640.430.481.300.06-21-0.350.140.480.560.260.120.050.84-0.31由表3-4可以看出，CX30樁體最大的水平位移量是8.86mm，位于樁的-7m處，因?yàn)?.86mm＜0.15%H=0.15%×7m=10.5mm，且＜30mm，故樁體位移量在安全范圍內(nèi)，基坑也處于安全狀態(tài)。根據(jù)表3-