北京市市政四建设工程有限责任公司北京100176
摘要：随着城市的发展，地铁基坑工程与周围城市立交桥梁近接的情况频繁出现，如何减少基坑开挖过程中对近接桥梁的变形影响，根据施工全过程中对桥梁的监测，通过监测数据分析施工给桥梁造成影响及规律，可供类似工程借鉴。
关键词：基坑施工；危桥；影响；监控量测；规律
1.工程概况
1.1基坑及支撑概况
车站主体结构位于崇山中路北半幅道路以下，为了减小对周边交通的影响，主体结构采用半明挖半盖挖顺作法施工；标准段采用一道混凝土撑加两道钢支撑；地下水处理方式为坑外降水。车站主体结构为二层三跨岛式站台车站，车站主体基坑总长190.5m，基坑水平面积约为4070㎡，车站标准段基坑宽度约20.9m、深度约18.15～18.65m，长约144.2m；标准加宽段基坑宽度约21.05m、深度约18.15m、长度约18.6m，长江街站主体结构深基坑邻近黄河立交桥。车站主体围护结构南侧（临近黄河立交桥侧）围护桩采用Ф1000@1400钻孔灌注桩，车站标准段采用一道钢筋混凝土支撑+两道钢支撑，两端扩大段加设一道换撑，混凝土支撑尺寸为800mm×1000mm，钢支撑及换撑采用Φ609钢管。
1.2危桥情况
黄河立交桥建于1994年，上部结构形式为钢筋混凝土连续无梁板，基础形式为灌注桩，桩径2.5m，桩长9m，桥梁全长1010.978米，黄河立交桥的设计荷载为汽-20，验算荷载为挂-100.黄河立交桥于2012年5月进行了维修加固处理。车站基坑围护结构与桥桩净距约3.70～4.89m，为本工程的一级环境风险源。
1.3地质情况
沈阳市的第四纪地层相对较厚，其下基岩为前震旦系混合花岗岩体。在勘探深度范围内，场地地层主要由第四系全新统和更新统粘性土、砂类土及碎石类土组成。本站位于冲洪积扇中部，沉积的地层颗粒粗，分布连续，局部地段上覆粘性土层。本站范围内的地下水赋存于圆砾、砾砂等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水。勘察期间地下水稳定水位埋深为11.0～12.0m，标高31.88～32.65m，含水层厚度约19.2m。
2.车站施工对黄河立交桥的保护措施
为了保证桥梁安全，车站主体临近立交桥加固设计为：在距主体围护站南侧1.17m，沿着桥桩中心两侧10米范围施做两排φ550@400旋喷桩，旋喷桩深入主体结构基底下1米，对桥梁进行保护，旋喷桩与桥桩水平净距1.8~3.5m之间，旋喷桩与主体结构平面及剖面位置关系如图1、2所示：
3.地铁车站基坑近接危桥施工影响因素
地铁车站基坑施工对近接危桥影响有很多，包括施工方法、降水、季节性因素、附近管线迁移等，附近管线的迁移也会导致土层的扰动，势必也会导致桥基和周围土体发生反应。随着基坑开挖工作的开展，土体的自然状态就会遭到破坏，而坑底回弹不利于施工的进行。地下水位的降低会导致土层固结，使得桥梁下方土地发生形变或者沉降，进而对桥梁的基础造成一定的影响。基坑开挖的过程也是土层卸荷的过程，由于应力减少，地下水位降低，土体不均匀沉降情况也越来越明显。但是，不均匀沉降会产生次应力，如果次应力不断增加，超过设计的最大承受能力，那么，桥梁基础就会被破坏，桥梁的倾斜和沉降也会增大。
4.近接危桥的监测
4.1监测点的埋设
每个桥墩布置一组测点，每组在桥墩底部一个沉降测点，并在车站东西端各加设一个断面共13个断面，共26个沉降观测点；在桥墩底部和上部分别布设一个水平位移观测点，共26个水平位移观测点。测点编号用JD-x-y来表示(JD表示是桥监测，x表示桥断面，y表示测点编号，如JD-1-1表示第1个桥断面第1个监测点)。用冲击钻在桥墩底部钻孔，然后放入长20cm，直径20～30mm顶端磨圆的弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。水平位移监测点分别在桥墩底部和上部贴反射膜片，并粘结牢靠。在桥面裂缝两侧贴埋标志，用游标卡尺直接测量，黄河立交桥沉降测点埋设方法如图3所示。
图3（黄河立交桥沉降测点示意图）
4.2量测原理
由基准点开始，在需要测量的测点上立铟钢水准尺，待尺水平稳定后，进行读数，按照量测线路逐一进行测量，并闭合回到基准点。倾斜监测采用全站仪TS30，立于强制对中墩，后视强制对中墩上的点，检测另一强制对中墩上的点，测量贴于立交桥上的贴片，做到固定人员、固定仪器、固定路线、固定时间四固定以确保测量数据的准确性。
4.3数据处理
每次测量完毕后，将量测数据传输到计算机，利用专用的软件对其进行计算、处理，得到各测点的位移值。根据计算结果编制地表变形的数据报表。同时，根据安全性评判指标对施工安全进行判断，并在数据报表中明确施工状态为安全、注意、或危险，并及时通知施工单位。定期总结监测数据，并绘制立交桥沉降及倾斜-时间变化曲线图，沉降及位移变化速率曲线等。
4.4仪器设备及监控量测项目控制表及现场点位图
采用精密水准仪、专用铟钢尺、尺架等，监控量测项目控制表及现场点位详见表1及图4。
表1（黄河立交桥监控量测项目控制值）
图4（黄河立交桥现场点位图）
5.近接危桥的监控量测规律分析
黄河立交桥的监测时间为2015年4月9日至今，通过对数据进行分析，发现监测数据变化与桥梁加固、降水、基坑开挖、支撑架设、冻融及个体差异等有关，具体监测数据曲线图如图5、图6所示。
图5（黄河立交桥沉降监测数据曲线图）
图6（黄河立交桥测斜监测曲线图）
5.1加固措施时期监测数据分析
基坑近接黄河立交桥加固时间为2015年8月至2015年10月，通过监测数据分析图，可以看出在加固期间监测数据呈上升状态，分析原因由于旋喷桩的加入，使得土压力增大，导致土层的隆起，监测数据上升，最大的点位6-2在加固期上升了2.2mm，分析原因可能是由于加固期注浆量过大导致。
5.2降水实施阶段监测数据分析
基坑近接黄河立交桥降水时间为2016年3月至2016年9月，基坑降水对危桥的影响为由近到远，从监测数据图可以看出，距离降水井较近的变化明显，最大的点3-1在降水期间沉降值达到2.5mm。
降水期间应重点关注周边地表及桥梁的监测
5.3基坑开挖及支撑架设时期监测数据分析
本车站主体结构开挖日期为2016年3月份左右，在开挖时桥墩沉降明显，部分桥墩较比上个月沉降1mm多，但在4月份底板混凝土浇筑一部分后，可以看出部分桥墩沉降数据明显呈上升趋势，而在9月主体结构全部施工完毕后，监测数据趋于平稳。支撑架设间接影响黄河立交桥的监测数据，通过对支撑架设支撑期间。地表沉降及桩体测斜数据分析对比，ZQT1点位5m处向基坑内2.6mm，地表1-1沉降了1.79mm，在重新施加预应力后，ZQT1点位5m处向基坑外1.89mm，地表1-1沉降隆起0.86mm，可以看出在支撑架设期间地表沉降变化明显，在刚开始架设支撑时，由于缺乏经验，导致在钢支撑架设时，钢支撑预应力不足，导致桩体测斜向基坑内方向，后期在重新施加预应力后，桩体测斜向基坑外方向，而这些也间接传向桥梁下的土层，导致桥梁沉降先沉降后隆起。
5.4冻融期及桥桩个体差异监测数据分析
沈阳地区土层冻结月份为每年的十一月至次年一月，土层融化期为每年二月份左右，冻土层通过数据折线图可以看出，危桥沉降数据受季节影响，在刚进入冻结期时会有微微隆起，而在春天融化时，数据会有明显的小沉降，由于本车站桥墩监测初始值是在冬季冻结期采取，而开始正式监测的时间是在融化期以后，所以导致部分点在开始监测以后，沉降量较大，在第一个月就达到3.93mm。桥基基础个体之间存在个体差异，例如本车站4号桥墩沉降数据变化较大，最大值时达到4.95mm，分析原因是桥梁桥基个体之间差异导致，可能与以前桥梁施工时，施工强度与其它桥基有异有关。
6.结语
通过对本工程实例分析，可以得出以下结论
（1）在施工近接危桥的车站基坑时应注意季节对危桥的影响，注意初始值采取时间，以便更客观地表现真实情况。
（2）桥基的主要沉降来自于地层扰动，开挖时应注意先支后挖，尽量多分层，避免超挖，应及时施工底板及侧墙，避免土层长时间暴露。
（3）支撑架设时严格按照设计施加预应力，避免对桩体产生不均匀的推力，而导致桩体侧向土压力发生变化。
（4）数据分析表明水平位移量不大,但是前提条件是要保证基坑围护结构的整体稳定,设计上建议对距离桥桩较近的围护结构刚度进行提高，从而减少对桩后土体的扰动,达到较好控制水平位移的目的。
（5）针对不同桥基基础强度不同，应加强部分桥基的监测工作。
（6）基坑近接危桥加固期间，应严格控制注浆量，避免因注浆量不足或过多而导致土压力过大或过小，从而导致桥梁基础受力发生改变，从而影响桥梁安全。
参考文献：
[1]黄河立交桥2013年常规检测评估报告，沈阳市市政工程养护管理处、沈阳市桥梁安全监控中心
[2]黄河立交桥保护措施，沈阳地铁十号线七标长江街站
[3]长江街站监测方案，沈阳地铁十号线七标长江街站