地铁明挖车站监测方法及变形规律分析.docx

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地铁明挖车站监测方法及变形规律分析

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摘要：明挖法是目前最常用的地铁施工方法之一，在施工过程中会不可避免地引起地表沉降。本文根据实测资料,论述了监测方案，分析了明挖法施工过程中围护结构及周边环境规律。为今后类似地铁施工提供了一定参考。

关键词：明挖法；监测方法；变形规律

1引言

明挖法地铁施工过程，会不可避免的造成基坑自身结构和周边环境的变形，若变形过大会影响基坑稳定性，对周边道路、建筑物、管线造成破坏，甚至会威胁人的生命安全，研究地铁建设引起自身结构及周边环境变形的问题具有重要的现实意义。地铁开挖造成地表沉降的问题国内外学者都做了大量工作。主要的研究方法有经验公式法、理论解析法、数值分析法、随机介质理论法、模型试验法[1，2，3]。

本文以北京地区七号线广渠门外站地铁施工过程的监测方法及监测数据为依据，对监测方法进行了论述，对监测数据进行了分析总结，得出了在类似地质条件下明挖法施工过程中的变形规律。

2工程概况

广渠门外站位于广渠门外大街北侧和广和里中路的十字路口，主体结构位于广渠门外大街道路下方偏北，车站为双层岛式地下二层车站，结构形式为双柱三跨，车站主体长度309.5米，宽20.9米，总高14.51米，基坑深度约为18.3m~19.6m，车站覆土厚度约3.5m～3.9m。广渠门外站周边重要的地面建筑众多，东北象限：已建成富力城L形高层，临广渠门外大街一侧为14层距离主体基坑27m，拐入广和里中路一侧为12层；东南象限:马圈长途汽车站，汽车站院内南侧为一、二层低矮平房、东侧为一栋三层遗留施工用房；西南象限有：远洋得惠开发用地；其北侧为一高档住宅区距离主体基坑35m。广渠门外站地下管线众多，车站主体北侧DN600雨水管距围护桩约0.7m，管顶埋深约1.6m；车站主体南侧DN1100雨水管距围护桩约0.85m，埋深约0.6m。

3监测方法

3.1监测范围

建（构）筑物监测范围取隧道结构边缘两侧各1.5H（H为基坑深度或隧道埋深）范围；地下管线对隧道下穿及基坑周边的污水、雨水、上水、燃气、热力等管线或管涵进行沉降监测，监测范围取隧道结构边缘两侧和基坑周边各1.0H范围；道路及地表沉降监测范围取隧道结构边缘两侧和基坑周边各1.0H范围；桩顶水平位移、桩体水平位移、支撑轴力监测范围为车站主体明挖基坑。

3.2监测项目

根据北京地铁7号线广渠门外站第三方监测方案设计文件，施工图设计文件，结合我单位的现场踏勘，确定广渠门外站的监测项目为：（1）道路及地表沉降；（2）地下管线沉降；（3）建筑物沉降；（4）桩顶水平位移；（5）桩体变形；（6）支撑轴力。

3.3控制值

序号

类别

监测项目及对象

最大变形值

平均变形速率

最大允许变形速率

1

周边环境

管线沉降

有压管线

10mm

1mm/d

2mm/d

2

无压管线

20mm

2mm/d

3mm/d

3

地表沉降

30mm

2mm/d

5mm/d

4

建筑物沉降

15mm

2mm/d

3mm/d

5

自身结构

桩顶水平位移

30mm

6

桩体变形

30mm

7

支撑轴力

设计值

4变形规律分析

4.1监

L

L

L

L

测总体情况

广渠门外站现场共布设监测点300个，其中道路及地表沉降测点64个，建筑物沉降测点7个，地下管线沉降测点143个，桩顶水平位移测点32个，桩体变形测点18个，支撑轴力测点36个。

沉降监测点一般累计沉降0～-30mm，平均累计沉降值为-10.55mm，最大累计沉降值为-63.35mm，是位于2号风道上方的地表沉降监测点DB-10-04；桩顶水平位移监测点一般累计位移3～5mm，平均累计位移3.69mm，最大累计位移为7mm，是位于基坑北侧中段偏东的ZQS-22测点；支撑轴力监测点一般累计变化值50~200KN，平均变化值为114.3KN，最大变化值为265KN，是位于基坑中段偏东的ZL-08-01测点；桩体水平位移测点最大变形量20.51mm，是位于基坑西段南侧的ZQT-05测点，最大变点位于该桩体中部偏上部位。

4.2监测预警情况

广渠门外站共有59个监测预警测点，其中监测黄色预警9个，橙色监测预警50个，预警率19.7%，统计见下表。

广渠门外站监测预警统计表

监测项目

建（构）筑物沉降

监测点数

7

黄色

预警

0

橙色

预警

0

红色

预警

0

预警

总数

0

预警

百分比

0.0%

控制值

（mm）

15

道路及地表沉降

64

2

9

0

11

17.2%

30

上水管线沉降

33

3

15

0

18

54.5%

10

燃气管线

17

1

11

0

12

70.6%

10

污水管线

17

0

1

0

1

5.9%

20

雨水管线沉降

50

3

8

0

11