李建彪

摘    要：深基坑开挖过程中，对周围已有建筑物和构筑物的保护至关重要，对基坑周围环境变形进行监测，是施工过程安全控制的主要手段。针对某地铁深基坑施工实际，确定周围建筑物构筑物的监测项目，布置监测点进行数据监测。以移动平均法为基础，构建基坑周围建筑物及地下管线沉降变形的预测模型，以地下管线沉降监测数据为基础进行沉降预测分析。实际结果表明：当预测模型选取不同的参数时，预测结果表现出差异性，如果参数选取合理，则能得到理想的预测效果。当n=1时，预测模型获得结果的精度最高，能较好地反应基坑周围地下管线沉降变形情况，预测模型的适用性和准确性得到验证，可为同类型基坑施工时周围环境监测提供参考。

关键词：地铁基坑;变形监测;变形预测

1  引言

随着城市地下空间的不断开发利用，超深超大基坑越来越多，尤其是城市地铁车站的建设，使基坑开挖遇到了前所未有的挑战，现代城市地铁车站一般都处于闹市区，地上高楼林立，地下管线错综复杂，因此研究基坑开挖过程中周围建筑物和地下管线的影响、进行周围建筑物和地下管线沉降变形监测尤为重要，对其变形规律进行预测分析也是保证安全的重要举措。

2  基坑工程概况

某地铁车站岛式车站，全长621m，结构形式为现浇框架结构，为单柱两跨地下二层结构，车站主体基坑深度18. 3m，标准段宽度21. 1m，车站结构顶板覆土约3m，底板埋深约17. 74m，车站主体建筑面积26 552m2，总建筑面积33 507m2，车站主体土方量约为260000m3，共设置5个出入口，3组风亭组及1座冷却塔。本站结构顶板覆土约3m，底板埋深约17. 74m，按照工程实际情况，施工单位计划用明挖法施工为主、盖挖法施工为辅的施工方法，盖挖法（永久顶板）施工位于大里程端。基坑范围地质主要为3-8-3密实卵石土，地质自稳性较差、地下水位高。地质从上至下依次为杂填土、稍密卵石土、中密卵石土及密实卵石土。

该车站周围环境复杂，毗邻地铁站、居民小区、加油站，其中车站北侧广场为地下一层框架结构，西侧为砖混结构小区，东侧建筑为框架结构。基坑开挖过程中的周围建筑物安全和基坑安全稳定是重点控制的项目，对其变形进行重点监测。

为确保基坑开挖的安全，施工过程中需要保证周围建筑物及地下管线的安全，因此有必要对基坑施工过程进行现场监测，施工期间通过对周边环境的变形情况进行全过程监测，如果出现异常情况及时反馈并采取有效措施，为基坑安全及周围建筑物及管线的安全稳定性提供保证。

3  基坑监测分析

3.1  监测项目

本基坑工程毗邻已有地铁站、居民小区、加油站，地面以上周围环境复杂，地面以下已有建筑物和管线均需要重点保护，考虑到监测项目对保证施工过程中基坑及周围环境安全稳定的重要性，充分考虑监测项目典型性与全面性，确定监测项目有：周边建筑物沉降、地下管线沉降等。为了正确利用监测数据及时调控施工对策，确保车站基坑开挖及周边环境的安全，针对工程施工实际情况，对各监测项目制定施工监控量测的管理控制基准值和预警标准值，管理基准值即变形量控制限值，不得超过。施工过程中获得实际监测数据，对照预警标准值进行预警，对照控制基准值进行控制。

3.2  监测结果

根据拟定的监测项目，分别对基坑周边建筑物沉降、支护水平位移、地下管线沉降进行监测，在此过程中，全面收集监测数据，并采用科学合理的方法进行数据统计与处理，为准确判定基坑周围地表建筑物沉降、基坑支护桩顶水平位移、地下管线沉降提供保证，同时为控制基坑安全、支护结构安全、地表建筑物安全以及地下管线安全提供依据。随着时间的推移，基坑周边建筑物累计沉降量呈现明显增大趋势，且不完全符合线性规律，而是呈现处“开始阶段沉降累计变形增长较慢，后期阶段沉降累计变形增长较快”的总趋势，沉降速率也表现出波动性，说明基坑周围建筑物沉降受到施工工况等多种因素的影响，沉降夺形的肪测及预测研究都十分有必要。

同样，随着时间的推移，基坑周边管线累计沉降量呈现明显增大趋势，且不完全符合线性规律，而是呈现处“开始阶段沉降累计变形增长较慢，中期沉降累计变形增长较快，后期阶段沉降累计变形增长变缓”的总趋势，沉降速率也表现出明显的波动性，说明基坑周边管线累计沉降量受到施工工况等多种因素的影响，基坑周边管线累计沉降量的监测及预测研究都十分有必要。

4  变形预测分析

4.1  移动平均法预测模型

4.2  预测结果分析

为了更好地进行基坑变形预测，进而对施工过程变形量进行监测和预警，结合工程监测实际需要，选取地下管线沉降监测点WSl-3的沉降观测值，以此为基础数据，分别选取n值为3，5，7进行管线沉降值的预测分析，在观测周期的中前期，预测结果相对于实际观测值主要表现为滞后现象，观测周期的后期，预测结果相对于实际观测值主要表现为超前现象。

5  结论

由监测结果可知，随着时间的推移，基坑周围建筑物和地下管线的沉降量呈现明显增大趋势，且不完全符合线性规律，沉降速率也表现出波动性。由预测结果可知，在观测周期的中前期，预测结果相对于实际观测值主要表现为滞后现象，观测周期的后期，预測结果相对于实际观测值主要表现为超前现象。当周围环境变化沉降监测值表现出较强的相关性时，可以采用以上方法进行变形预测，当施工环境下比较复杂时，需结合其他方法进一步分析。

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