张 杉, 刘志勇, 张 杰

(浙江华东测绘与工程安全技术有限公司,浙江 杭州 310005)

1 工程概述

农业东路站是郑州市地铁5号线第10座站台，是地下三层三跨箱式框架构造的岛式车站。车站建设在农业东路与祭城路交叉路口，跨农业东路建造。车站中心里程是YDK12+546.475，车站整体长度是170.2 m，站台的宽度是13 m，站台有效长度是140 m，站台标准段宽度是22.3 m；中心里程顶板上盖土达4 m厚，主体结构标准段宽度是22.3 m，深度大概在24.2 m，盾构井段基坑的宽度是26.5 m，深度大概在25.7 m。

农业东路站台地况单元是黄河冲积平原，地貌单元是山前洪积缓倾平原。整个场内地势平缓，地表高程为87.06～96.34 m，地面除1.5 m厚的杂填土之外，构成的物体主要是黏性粉土、粉质黏土、粉细砂以及细砂，实际的地质情况要看农业东路站台项目工程地质特点。

深基坑护围墙顶端水平位移、顶端竖向位移对基坑项目工程安全性有着显著的影响，若是其出现太大位移变化，极其容易产生：①深基坑护围墙发生摇晃，致使护围墙倾斜得过大而倒塌；②支撑体系被损坏，从而导致基坑项目的安全出现问题。因此，现在使用的标准很多都是把护围墙顶端水平位移、顶端竖向位移监测列为三种级别深基坑项目工程一定要开展的监测项目。至于护围墙深层水平移动，在护围构造比较长的时候需要监测这个项目，能够反映护围结构沿着深度方向上各个方面的平移曲线，而且能够及时确定最大位移数值和它的区域，所以一、二级别安全等级的深基坑都需要进行这方面的监测。内部支撑太长的时候要设立支柱桩。深基坑护围结构如图1所示。

内部支撑给护围墙带来抵挡基坑外部土壤压力的能力，因此内部支撑的稳定情况对于基坑项目的安全性极为关键。对于基坑项目而言，只要使用到内部支撑或是锚杆的，都需要对内部压力展开监测。

立柱出现的水平位移或竖直位移太大时，会致使内部支撑系统失去稳定，从而影响基坑的安全性，所以依据《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB 50911-2013)，对于立柱水平移动和竖直移动，监测级别在二级以上的基坑都要进行监测。另外，因为地下工程对水极为敏感，所以需要对地下水势实施相应的监测。

2 车站深基坑监测的目的与方法

2.1 监测的目的

深基坑是让地铁站台作业有序进行的核心保证，实际作业之中经常会发生很多超出预估的事情，例如地层性质具有较为明显的离散性和变异性，在作业实施时的支撑防护机构在受力情况下表现出经常的动态改变状况，并且预计与评估所选择的特殊参数也会缺少代表性。为了保证深基坑作业的品质，就需要增强作业时的监测，这可以给现场作业提供一些科学的依据，避免地铁车站深基坑作业发生严重质量问题，并对相应的发生问题的深基坑挖掘作业计划开展及时、高效的调整，将其当作基坑作业和规划等步骤的关键补充形式，以尽力保证四周房屋建筑和基坑支撑防护结构的安全。

2.2 监测的方法

从整体上看，深基坑监测目标重点涉及邻近环境和护围构造这两个核心点，而且对于其中任意一个点的监测都包括很多作业程序，以求能够对最后的监测结果提供高效保障。目前实际监测深基坑动态变化的时候，大多采用的是沉降监测方式，具体包括支撑轴力、地下管道线路竖直移动、桩墙深层挠曲监测方式、护围墙顶水平移动方式，以及使用得最多的肉眼巡视方式等。这类监测方式的使用能够在很大程度上确保对深基坑的监测真实准确，能够有效找出深基坑在实施作业时出现的形变的情况。例如，在进行深基坑作业的时候，常遇到的形变主要由护围结构的形变、基坑四周土壤主体的下沉和移动、坑底凸起等。

不管深基坑的作业品质是什么样情况，只要深基坑作业之中发生了形变质量情况，就会对后期地铁车站的建造和作业的实施造成不好的影响。对深基坑作业进行监测时，需要注意根据现场作业的真实状况，对监测目标选用合适的监测方式，挑选最好的监测点位。若是考虑地铁车站和深基坑作业自身对深基坑四周护围结构和四周地层造成的干扰，在现实的深基坑监测作业之中优先选择地下不间断墙发生形变点位、地面竖直位移点位作为重点监测点位，如此能够更加确保深基坑监测作业的总体品质。

3 监测主要内容

3.1 沉降观测

沉降观测需要依照《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308-2017)形变检测规定，依照二等规定开展适当的导线进行观测。在进行检测时需要依照下列规定：

(1)进行观测以前对全部水准仪和水准尺按规定实施校对，并进行登记，在运用的时候不可以随意替换。

(2)按时开展外围水准点的校对、检查测点，保证参数信息的精准和连续。

(3)要把水准尺按规定放在观测点位，观测点若是存在污泥或污水要及时处理，确保水准尺在观测点上。若是水准尺无法竖直在点位或是被移动了，需要及时登记。

(4)观测视线不可以穿过玻璃或别的让视线出现跳跃的介质；所有测站需要正确清晰地将数字读出，包含前后视读数和间距，确保达到规定标准。

3.2 水平位移监测

水平位移采用全站仪进行观测，在监测的过程中应严格执行以下规定：

(1)使用观测仪时，若有阳光直射，需要用伞遮阳，以防对观测数据造成影响。所示仪器设置在外表光洁的区域的时候，要将脚架的支架用线连接，以防仪器滑动。

(2)在使用仪器的三脚架的时候，需要在没有振动的状态下实施观测，这样不影响测量的准确性。

(3)一旦仪器发生一点点问题，需要马上进行检查修理，否则会让仪器产生更大的损坏，而后仪器的监测精度将受到影响。

(4)在将仪器从箱内取出之前，要弄清楚仪器是怎样摆放的。取出仪器或将仪器装箱的时候，不能握在显示单元下端，也不可以抓住镜筒，否则会让仪器内部元件遭受影响，致使仪器测量不准确，而应抓紧仪器底座或是望远镜支架下端。在仪器使用完毕以后，先把镜面盖盖上，将外表灰尘擦去。放到箱内的时候要确定放好，保证将箱子盖上后严丝合缝，不存在一点问题。

3.3 支撑轴力监测

登记的人确定好需要检测的轴力计或是应力计号码以后，把传感装置和仪器连接，使其保持一定时间的静止，读数的时候要保证仪器温度与读数是稳定状态，登记的人把信息登记上，测量3次得出平均数据，每一次波动在1 Hz以内。混凝土支撑轴力刚开始的数要在混凝土支撑保养结束以后去搜集，由于在保养时混凝土出现缓慢变化，但是钢筋变化速率要低于混凝土变化速率，混凝土轴向形变速率要比钢筋变形速率高。这样的变形速率的差异肯定会使得二者间附加内力，所以会出现轴力测量数据偏大的状况。

3.4 墙体深层水平位移监测

墙体深层位移监测使用伺服加速度式CX-901F仪器实施观测，每0.5 s读1次，仪器的技术标准为：轮距500 mm，全长70 mm，分辨率是0.01mm/500mm，测量范畴是±30°。监测仪器自主搜集，自主计算。在监测时需要依照下列要求：

(1)测量前要检查仪器的稳定性、灵敏度、重复性等状况。

稳定性检查方法：连接仪器和探头以及插头以后，打开电源，待稳定1 min后将探头竖直倒立在稳定的物体上，观察仪器上的参数，保证不受别的振动影响，等到最后一位数稳定在±3之间的时候，就能确定仪器在稳定运行。

灵敏度检查方法：把探头滑轮向两个方向倾斜，观测二者的参数变化情况，要是其中一个向着增大变化，另一个向着减小变化，并且增加与减少的量的变化大，就表示仪器灵敏度正常。

重复性性检查方法：把探头放在斜管内3 m的地方，稳定以后读数，之后把探头取出再进行同样的操作，若是读数一致或偏差在0.5之内，表明仪器重复性正常。

(2)测试前，需要在斜管口做记号，每一次电缆深度都需要用这个标记当作起点。

(3)把探头向着滑轮倾斜的时候，数值增大的方向是正向，正向朝着基坑方向，在探头正向做记号，所有测试时都要向着统一方向，先测正向，后测反方向。

(4)探头放至规定深度以后，必须要等到显示数值保持在±5以后再进行读数，不能够刚放入就立即读数，因为探头的滑轮和PVC管内槽具有接触稳定时间，若是二者未到稳定情况，此时的读数便不精准。

(5)此项目通过管控作为位移起点计算，需要对管口位移实施观测，用来修正测斜仪器的结果。

3.5 坑外地下水位监测

使用SC-30水位计实施水位监测。这个仪器的接收系统一些是由音响装置与蜂鸣装置构成，音响装置和蜂鸣装置不间断发出声音，致使电压表指针指示，二者能够用开关进行更换使用，两者所测精度是一样的，观测时需要依照下列规定：

(1)测量以前要对水位计进行检验，确保仪器灵敏度。

(2)读数的精准性取决于蜂鸣声的判断和指示的起始点，所测精度和使用人员的掌握程度相关，所以要不断练习和操作。

(3)再测头的触点碰到水面的时候，音响装置会有声音，这时需要慢慢地放出钢尺电缆，便于仔细找出发声或是指示瞬间的准确点位后读出这个点位距离孔口的长度。

(4)地下电缆测得的水位是地下水位距离管道口的相对水位，最后的水位确定需要经过管道口的高程计算得出，所以测量的时候，要确定管道口高程的变化，以确保观测数值的精准性。

4 基坑监测项目控制值

目前我国设计给出的监测项目控制值主要是依据规范，比较笼统，未根据实际情况和地勘资料对一个工点进行单独的理论计算。每个监测项目控制值应该根据不同的工法和每个施工阶段分别提出监测项目控制值，以便获得更加详细精确的数据来指导作业实施。基坑项目通过长期的发展，各个地区根据自身特点，提出了本地的观测项目控制数值，不过怎样运用好管控标准，依旧需要人们进一步探索。

防护围墙因为强度低，建造得太高极易让其出现长距离的位移，这样会导致很大的地面下沉，根据有关工程实际检测数值，地面下沉甚至可高达10 cm。但是依据规定，地面的下沉式基坑在安全级别大于三级的时候必须要监测地面下沉情况，而且限值是毫米级别的。这时要是依照规定，地面下沉到达了观测控制数值时，现场作业会及时报警，有需要的话还会停止施工进行检查。不过在进行检查的时候，若是护围墙桩顶水平位移、竖直位移值都没有大于限值，可以确定地面下沉只是由护围墙体因强度较低到导致的。虽然是虚惊，但带来的后果和损害是很严重的。

基坑挖掘时，现场作业不及时挖掘和支撑架设常会引发检测数据报警，不过在实际开展作业的时候超挖有一定的随机性质，盲目增设测点会产生资源消耗。有关研究表明：超挖时对应部位的护围墙测斜速率存在异常，并且区域一般是在测斜拉锚杆的部位和对撑的地方。所以再设置监测点的时候能够在这个地方开展对应的设置并对护围墙斜侧率实施专门的观测。

从基坑支撑防护构造力学能力或变形上看，所有边中部和阳角区域都是重点监测目标。在开展设计和现场作业的时候，需要依据现实的状况，对会出现的高于监测值的监测项目有个大概的判断，根据点位的设置，在依照相应规定情况下，要做到既不过度浪费资源，又对支撑防护结构进行有效监测。

5 结束语

地铁车站基坑观测是作业时极为关键的工作，观测结果是车站整体系统工程的体温表，是整体情况的具体体现，所有的安全隐患状况都会在数据上体现。监测结果不仅能够反馈作业的品质，还能够知道作业时的问题处理效果，以免作业实施不规范而引发损害，是作业决策的关键保证。