８２ 江苏建筑 ２０１６年第５期（总第１７８期） 地铁工程基坑周边建筑监测数据分析及应对措施 王海龙 ，郑心 ，胥稳 （ 常州市轨道交通发展有限公司，江苏常州２１３０００； 江苏省地质矿产局第一地质大队，江苏南京２１００００） ［摘 要］ 基坑开挖过程中，监测数据能够直观准确的反映基坑周边建筑物的变形，通过分析数据来判断建筑的安全状 态。分析监测数据，找出引起建筑物沉降原因，及时调整施工过程，减少基坑开挖过程对建筑物的影响。文章对科教城南站基 坑开挖过程中，周边建筑物短期内出现较大沉降原因做了分析，并提出了风险控制措施。 【关键词］ 基坑开挖；沉降；监测数据 【中图分类号］Ｕ２３１：ＴＵ４１３．６［文献标识码］Ａ［文章编号］ｌ００５—６２７０（２０１６）０５—００８２—０２ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔａｋｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｒｏｕｎｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｅｔｒｏ ＷＡＮＧ Ｈａｉ—ｌｏｎｇ ＺＨＥＮＧ Ｘｉｎ ＸＵ Ｗｅｎ （１．Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１３０００ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ １ｓｔ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｒｉｇａｄｅ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ ｇｅｏｌｇｏｙ＆ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｂｕｒｅａｕ．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１０００ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｕｃｔｕｒｅｓ ｎｅａｒｂｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｄｉｒｒｅｃｔｌｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｂｙ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｓｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｄａｔａ．Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｆｏｕｎｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｃａｎ ｂｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ，ｔｈｕｓ ｔｈｅ ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅｓ ｂｙ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｄｅａｌｌｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｋｅ Ｊｉａｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅｓ ｉｎ ａ ｓｈｏｒｔ ｐｅｒｉｏｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｒ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｓ ｗｅｌ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ １ 工程概况 一般情况下：建（构）筑物的沉降观测点应埋设在建 车站围护结构采用地下连续墙＋内支撑的结构形式。 标准段基坑埋深约２３．４ｍ．采用１．０ｍ厚．４２．４ｍ深地下墙作为 围护结构。端头井基坑埋深约２５．４ｍ．采用１．０ｍ厚，４６．４ｍ深 地下墙作为围护结构．使用阶段其又作为主体结构侧墙的 一（构）筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点（基础沉降缝）， 所布设的沉降监测点应以能反应建筑物的不均匀沉降为前 提．同时同一建筑物上两沉降测点间距不应大于２０ｍ。每幢 建筑物至少３点 测点布置图如图１所示。 ４ 监测数据分析 部分与内衬墙组成复合墙共同受力 沿车站主体基坑竖 向共设置６道支撑．支撑采用１道混凝土支撑＋４道钢支撑＋１ 道换撑．第１道为混凝土支撑。其余均为￣６０９ｍｍ（壁厚 １６ｍｍ）钢管撑。 ２地质水文条件 ４．１监测数据 ２０１５年２月２２日至３月２４日期间．基坑开挖至第２道钢支 撑位置．为配合土方开挖．多次进行坑内降水。这段时间内， 基坑周边地表监测点．建筑物监测点均出现较大幅度沉降。 车站基坑坑底位于⑥４层粉质粘土中．开挖深度内依 基坑周边数据异常监测点统计见表１。 周边建筑物测点变形如下所述： （１）学府名门花苑２层商铺位于基坑西侧，其中垂直于 基坑走向ＪＣ２５－ＪＣ２７断面时程曲线如图２所示．平行于基坑 走向ＪＣ２７一ＪＣ３１断面时程曲线如图３所示。 次为①层填土、③１层粘土层、④２粉土夹粉质粘土，⑤１层 粉土，⑥２层粉质粘土、⑥３层粘土，⑥４层粉质粘土；开挖面 以下依次为⑥４层粉质粘土，⑦１粉质粘土，⑧１粉质粘土夹 粉土，⑨１粘土，⑨２粉质粘土，⑨２ａ粉砂夹粉土，围护墙墙趾 位于⑨２粉质粘土中。第１承压含水层主要埋藏于④２粉土夹 粉质粘土层、⑤１层粉土层、⑧２层粉砂夹粉土层，涌湖水侧 向补给．水量较丰富： ３监测点布设 ［收稿日￣］２０１６－０７—２７ 【作者简介］王海龙，（１９８１一），常州市轨道交通发展有限公 司．工程师，从事地铁风险管理方面工作。 江苏建筑 ２０１６年第５期（总第１７８期） （２）大学新村ｌ３９＃楼位于基坑中段西侧，布点详情如 图ｌ所示．其中垂直于基坑方￣ＪＣ１９一ＪＣ２１断面时程曲线如 图４所示．平行于基坑走￣ＪＣ２２一ＪＣ２４断面时程曲线如图５所 。 大学新村＝区五层砖灌住宅楼 一— ＿ ● ’一． － 一・——一ｒ —／一ｒ／一 ｉ ，二， 一 ＿／／ 一／－ ／／／ Ｉ ｍＩ ，ｃ∞ ｌ ｌ● １ｋｔ烈日 『．．・ 删啪Ｉ１ 吨■ ．｛ Ｊ －２．ｔ —Ｌ● ＩＩ — ５ 一 ２ Ｉ ｌ５ —ｌＬ２ 一ｌ ｆ －Ｓ．５ —ＩＧ口 ｆ ｉ －‘ －ｔ， ｆ Ｉ１６ 图ｌ 科教城南站周边建筑物测点布置平面图 ■女ｍ№Ｍ －Ｉ＾４１ １ 一Ｉｊ．嵋 １－ｔｌｆ ｌ 图４ ＪＣ１９－ＪＣ２１断面时程曲线 事府名仃械．＝屡囊■ ： 一 一 大学新村＝区五层砖澹住宅棱 ’ ’ｑ 一—— —● ： １． ・ｔ—一！一— —一—＿ 一 ——一 — Ｊ－ ．．－ ，一－—一 ． ／ Ｊ ：：： －——－ 一 一 一 一一一 ＝ ，一 ｌＪ ＿ １ ， ，Ｉ● 一／ 一—————１翳ｒ————ｒ—一一努 一一毒｝——斗…一 ——斗——。 Ｌ——｛ 一一｜． ‘， ，． 二／ １．二／ ｌ ｋ● 攫懋 ％ Ｌ 一一囊 一＃二一 ＝＝丰…一告 …Ｉ ｌ Ⅻ 一２．ｔ ・ｔＢ — ＿ ｌｌ ｌ ｝・ｌ ‘ 一２．■ － ｅ Ｉ ｌ Ｉ ｌ 图２ ＪＣ２５一ＪＣ２７断面时程曲线 Ｉｊｌ：魏｜璺Ｂｌ筮 ｋ■．ｊ 幽 ４ －１．１ ．—Ｉ ｝ Ｉ Ｉ２ —Ｉ‘● 一ｌ＾３ ｛ Ｉ 一ｉ＾１ —ＩＬ４Ｉ ｆ １ —Ｌ２ －ｔ埘 ２ ｌ 学府名门花赡二层商铺 图５ ＪＣ２２一ＪＣ２４断面时程曲线 ● 一 ｜一一一 一 。 ４．２沉降原因分析 结合监测数据及现场了解到的施工情况．科教城南站 在开始基坑降水施＿Ｔ后．施ｌＴ监测单位及第ｉ方监测单位 ——— ０一 ＝：：ｊ ——： ！ ／【 ｅ ～ ｉ ， Ｊ口． －ｉ● 】 Ｉ■ 一２● Ｉ Ｉ … ｌｉ Ⅻ ．● ：：蠹 ： 十—— ｝一｛＿—杀｝斗一—暑音——｝＿——｛翳——卜一—毫号一 一■ ｌ－ＩＬ‘Ｉ－ＩＬ１｝ⅢＩ一●｛一５ 的地表沉降及周边建筑物沉降监测点监测数据显示累计沉 降变形值渐进变大．且靠近基坑边的监测点沉降变形值明 显大于远离基坑边的沉降监测点变形值．已经形成以基坑 图３ ＪＣ２７一ＪＣ３ｌ断面时程曲线 表ｌ 基坑周边数据异常监测点统计 （下转第９４页） ９４ 江苏建筑 ２０１６年第５期（总第１７８期） ８ 综合结论 造价的角度考虑。方案１预应力管桩方案为优选方案。 参考文献 经上述多方面的分析和对比．在场地浅层分布有较深 厚的流塑状淤泥质土的条件下，从承载能力、施工可行性、 【１】建筑桩基技术规范：ｊＧｊ９４－２ｏｏ８中国建筑工业出版社， ２００８． 沉降控制等方面综合考虑．方案３后注浆灌注桩方案为优选 方案；如场地浅部土层无淤泥或有较薄的淤泥层时。从综合 （上接第８３页） 为中心的沉降漏斗形状。初步分析了科教城南站沉降原因． 基坑降水导致的地层固结沉降变形是引起基坑外地面及周 孔进行灵敏度检测．不符合要求的要进行洗孑Ｌ处理．洗孔后 仍不满足要求的．重新打设。 边建构筑物沉降变形的主要原因．施工单位没有按降水专 项方案要求进行成井施工．将２口减压井改为混合井．使２层 （４）施工监测、第三方监测单位加大监测频率，施工监 测频率增加为２次，ｄ：第三方监测频率增加为１次，ｄ。监测数 据及时上传信息平台．施工监测单位当日数据成果须报送 第三方监测单位．施工监测、第三方监测单位监测成果每日 及时反馈施工、监理、设计、风险管理等单位，确保监测信息 畅通，监理对监测数据进行比对分析．各单位若发现异常。 及时上报，采取相应措施。施工监测、第三方监测单位基坑 施工影响以外的地面沉降监测应持续进行 （５）施工单位在后续施工过程中．应严格控制围护结构 变形．按需降水．密切关注基坑周边建筑物及各类管线的差 异沉降值．将影响降到最低．监理加强尽快开挖的安全监 督．严格按设计图纸及专项施工方案要求去施工．发现异 常．及时采取措施 （６）加强坑外水位观测孑Ｌ水位观测与分析工作，一旦发 现承压水水位观测孔数据异常．及时分析原因．如判断地连 墙接缝有渗漏或围护结构没有将第Ⅱ层承压水隔断．施工 单位应及时采取有效措施控制承压水水头损失．控制基坑 周边环境变形．必要时在基坑外增加承压水回灌井．控制承 压水水头损失 参考文献 承压含水层上下沟通，使得坑内疏干井降水时影响⑨ 深层 承压含水层水位，同时又对⑨ 深层承压含水层的２口减压 井进行连续降水．是导致地表及周边环境沉降变形的主要 因素之一。除此之外．科教城南站位于常州市南部区域沉降 漏斗北边缘．根据工程地质勘察报告及通过对施工测量控 制点的联测，发现科教城南站还是有一定的区域沉降。基坑 降水施工引起的沉降、区域沉降、围护结构地下连续墙施工 对墙体周边的地层扰动后的地层固结沉降．是基坑周边地 表、建筑物、地下管线发生沉降变形的原因。但持续对⑨２ａ 深层承压含水层的降水应是主要原因 ５风险控制措施与建议 （１）暂停基坑深部承压水降水井（４７ｍ深度）的抽水，并 对停抽之后一周的监测数据进行分析．判定环境沉降变形 与⑨ 承压含水层降水的关系。 （２）尽快将目前基坑南端头、北端头的２口的⑨ 混合承 压水降水井封掉，以避免基坑内其他疏干井降水时，⑨ 承 压含水层越流补给，造成⑨ 承压含水层水头下降。重新打２ 口只降⑨ 承压水的减压降水井；再打２口只降⑧ 承压水的 降水井．确保基坑端头井开挖到位时不会造成基坑突涌和 底板以下地层隆起 承压降水井根据基坑开挖进度按需抽 水，密切关注水位变化．且保证基坑开挖安全。 ｆ１】刘国彬，王卫东．基坑工程手册『Ｍ】．北京：中国建筑工业出 版社．２００９． ｆ２１夏才初，潘国荣．土木工程监测技术『Ｍ１．北京：中国建筑工 业出版社．２０１２． （３）坑外增补打设⑨ ⑧ 层水位观测孔，且保证观测 孑Ｌ质量．能够真实反映坑外水位变化情况。对所有水位观测
