地铁车站基坑围护结构及施工监测浅析

地铁车站基坑围护结构及施工监测浅析

中国电建市政建设集团有限公司天津300384

摘要:随着国民经济的发展和社会的进步,一些中大城市交通道路日渐拥堵,建设地铁成为解决交通拥堵、分散交通人流的一项重大工程。随着我国地铁施工技术的发展,地铁安全问题成为了当前我国地铁建设中关注的重点。对于地铁车站的安全性而言,基坑围护结构起到了重要的作用。本文通过深入分析深圳地铁4号线三期工程观澜站基坑的围护结构施工监测,探讨了地铁车站基坑围护结构的施工监测具体措施与意义。

关键词:地铁车站:基坑围护结构;施工监测

引言

在地铁的建设中,不可避免的要产生地铁车站基坑工程。由于地铁车站一般都修建在商业文化中心以及人口和周围建筑较密集的地区,因此,绝大多数地铁车站施工场地狭小。受施工场地的限制,地铁车站基坑的施工不能采取常规放坡开挖的方法。因此,对基坑围护结构的设计和施工监测展开分析对地铁工程建设具有重要意义。

1、工程概况

观澜站位于观澜大道与横坑路交叉路口处,沿观澜大道呈南北向敷设。站点东南侧为居民住宅,东侧为宝荣电器9层商业楼,东北侧为佳华地产地块,西南侧及西侧为居民住宅,西北侧为9层吉盛酒店。观澜大道宽为双向4车道,道路两侧设有辅道。车站右线主体长度348.573m。标准段宽度为20.2m,线间距14.2m,岛式站台宽度11.0m,顶板覆土约3~4.2m。

车站主体结构施工范围内横坑雨水箱涵主路由(6.5m*2.9m)横跨车站主体基坑;沿车站纵向西侧有一条雨水毛石管(600*600),埋深约1米;一条给水钢管(直径600),埋深约1.1米;沿车站纵向东侧有一条雨水毛石管(600*800),埋深约1米;两条10KV电力塑胶管,管径分别为300*150、直径300,埋深分别为约1.1米、3.15米;车站与有轨电车接驳口处有一条直径500的砼污水管,埋深3.75米。

场地原始地貌主要为冲洪积平原,地形较为平坦,地表高程约为36.69m~39.14m。场地揭露到的地层主要有第四系人工堆积层(Qml)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第主要赋存于冲洪积砂层中,砂层属横坑水古河道,透水性强,水量丰富;另一类为基岩裂隙水,主要赋存于强风化、中等风化带裂隙中,略具承压性。

2、地铁车站基坑围护结构施工特点

与其它基坑围护结构施工不同,地铁车站基坑围护结构施工无论是在工程规模上还是在地质结构复杂程度上都与普通基坑工程存在较大的差异。地铁工程除了保证结构强度、稳定性之外,还要满足其最基本的交通功能。通常来说,在地铁施工中往往产生大量的地下作业,并且基坑开挖作业量也较大。并且由于地质结构复杂,地铁车站基坑围护结构的施工难度也较大。另外,地铁施工通常都是在城市居民密集处进行,在施工过程中需要考虑到对地下管线的影响,从而造成地铁施工需要与多个产权单位进行协调,完成对各种管线的改迁。同时,埋深较深的雨水、污水管路往往都会集聚大量的渗入水,对地铁车站基坑围护结构的施工造成了一定的影响。

3、地铁车站基坑围护结构施工监测措施

3.1施工方案设计

车站基坑周边建筑物较多且距离较近,周边地下管线复杂,由于车站基坑距离周边建筑物较近,且为较小对观澜大道交通影响,车站采用半盖挖顺做法施工。施工过程中加强周边建筑地基沉降监测,及时发现不均匀沉降,并及时采取措施,如基础加固、注浆等,防止沉降持续发生。施工期间加强对管线的监测,合理组织施工,减小对管线的影响。

在地铁车站基坑围护结构施工过程中,合理的施工方案有助于保证地铁车站基坑围护结构功能,同时也能够提高地铁车站基坑围护结构施工的专业化程度。

3.2确保施工监测目的

为保证基坑自身稳定和安全,以及周围建筑和地下管线的安全,施工中,必须对基坑进行全过程监控量测。施工监测目的:

1)将监测数据与预测值相比较以判断前一步施工工艺及施工参数是否符合预期要求,以确定、调整下一步的施工参数,做到信息化施工。

2)将现场监测结果进行信息化反馈以修改、调整设计,使设计达到经济合理及施工安全的目的,做到动态化设计与施工。

为了确保施工场地的地质环境安全,还应该对施工地质环境进行测算,包括土质强度、土层物质含量、地理环境复杂程度等等。当施工监测结果与施工图纸和施工进度存在一定冲突的情况下,应按照施工监测结果,对地铁车站基坑围护结构施工进行相应的调整,包括对施工图纸的调整和施工进度的调整等等。

3.3现场施工监测

在地铁车站基坑围护结构施工过程中,现场施工监测是一个必不可少的环节。

车站主体基坑支护安全等级为一级。为确保安全,须采取信息化施工与管理。根据施工情况编制系统、详细的基坑监测方案和信息反馈系统,确保监测方案的实施和反馈系统的运作。

根据基坑开挖范围和开挖深度,应对基坑本身及周围环境的位移、沉降等多项内容进行监测。因此,在正式施工前做好以下三个方面的准备工作:

1)对周围原有的建(构)筑物、地下管线等进行仔细调查、检测和技术鉴定,并做好记录、拍照、录像等工作,为施工过程中监测抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。

2)详细了解周围地下管线的情况,并做好记录。

3)在基坑影响范围内的周边建(构)筑物设置沉降及变形观测点。

基坑监测中,每一监测项目都应根据保护对象的实际情况,确定相应的警戒值,以判定是否超出允许范围,判断工程施工是否安全可靠,是否需调整施工工序和调整原设计方案。警戒值须满足监测对象的安全要求从而达到保护的目的,满足各保护对象的主管部门提出的要求,满足现行的相关规范、规程及设计要求。

3.4加强对地铁车站基坑围护结构周围环境的变形程度监测

在地铁车站基坑围护结构施工中,参建方为了实现经济效益的最大化,往往出现过于盲目赶工的现象,从而造成了地铁车站施工质量管理没有得到保障。

对于施工监测来说,最重要的职责之一就是要避免上述现象的出现,从而杜绝在地铁车站基坑围护结构施工中发生安全事故。施工监测人员必须要落实自身的职责,及时地发现施工过程中存在的安全隐患,提高施工质量。具体来说要实现对地铁车站基坑围护结构施工的实时监测效果,需要从以下几个方面着手:

1)基坑工程施工前应在现场调查和收集相关资料的基础上,依据设计和相关技术标准要求制定监测方案。监测方案应包括工程及基坑概况、场区工程地质及水文地质条件、周边环境状况、监测目的和依据、监测方法及精度要求、测点布置、监测仪器、控制与预警标准、观测频率、观测资料整理分析及监测结果反馈制度等。

2)各类监测传感器应按规定定期标定,各种测量仪器除精度需满足要求外,应定期由法定计量单位进行检定或校准。

3)监测范围宜达到基坑边线以外3倍以上基坑深度,基坑开挖影响范围内的所有重要建(构)筑物应列入监测范围内。特殊地质条件下(如软土和岩溶地区),监测范围应适当增大。

4)监测记录和监测报告应采用专用表格,并经监测、记录、校核人员签字后有效。

结束语

针对可能出现的基坑事故,施工时应建立基坑监测信息反馈系统,准备足够的抢险加固物质。当监测数据反映监测项目出现报警时,应立即停止开挖,和有关部门会商后予以解决。基坑开挖时,应密切注意各项监测数据,若监测数据大面积连续报警,则需考虑加密支撑等措施。当上述监测中发现异常不符合工程设计标准时,应采取停工复查措施,找出问题源头,并拟定解决方案,从而减少地铁车站基坑围护结构施工中存在的安全隐患,提高施工质量。

参考文献

[1]魏燃.地铁车站深基坑开挖围护结构变形监测数据分析与数值模拟[D].石家庄铁道大学,2014.

[2]GB50497-2009.《建筑基坑工程监测技术规范》[S].中国计划出版社,2009.9

[3]中铁隧道勘测设计院有限公司.《深圳市城市轨道交通4号线三期工程观澜站(含单渡线)主体围护结构》[Z],2017.02

作者简介:张干,男,2012年毕业于天津城建大学,大学本科学历,供职于中国电建市政建设集团有限公司,助理工程师。

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