1、某地铁基坑围护结构测斜数据异常分析探讨 李建民 武汉地铁集团有限公司 摘 要： 保证测斜监测数据真实性和准确性, 是基坑工程安全开挖施工的重要保障。本文依托某地铁换乘车站基坑工程, 对导致测斜监测数据异常的观测人员、测点埋设、仪器使用、初始值测取、观测时间与气象环境等影响因素进行了系统分析, 并给出了合理化的建议。关键词： 基坑工程; 测斜; 监测数据; 影响因素; 作者简介：李建民 (1958) , 男, 江西省鹰潭市人, 高级工程师, 从事地铁工程设计理论与施工技术方面研究。收稿日期：2017-10-21Analysis and Discussion of the Abnormal Slo
2、pe Measurement of a Subway Foundation Pit Supporting StructureLI Jianmin Wuhan Metro Group Co., Ltd.; Abstract： The accuracy and veracity of the slope measurement of a supporting structure is a key factor for safe excavation of foundation pit.In this paper, focusing on a foundation pit of a railway
3、transfer station, several key factors resulting in abnormal measurement including the proficiency of operator, the setting of observation points, the selection of instrument, the selection of beginning point, measuring time and weather during measurement are systematically analyzed, respectively.Fur
4、ther, some reasonable suggestions are proposed.Keyword： foundation pit; inclination; monitoring data; influencing factor; Received： 2017-10-210 引言相比地表沉降、桩顶沉降和桩顶水平位移等监测项目, 基坑围护结构深层水平位移 (测斜) 更能反映围护结构在水土压力作用下连续性变形特征, 因此基坑开挖过程中测斜值的异常分析对正确了解基坑安全状态至关重要1-4。1 工程概况某地铁换乘站基坑深度为 25m29.7m, 共设五道支撑, 其中第一道为钢筋混凝土支撑,
5、 其余为钢支撑。基坑内外均设降水井, 开挖方式为明挖顺做法施工。车站结构所处土层主要为粘土、粉质粘土、及部分粘土粉砂互层。孔隙承压水主要赋存于 (11-1) 层、 (11-2) 层、 (11-3) 层、 (12) 层中, 其上覆粘性土层为相对隔水顶板;承压水的稳定水位为地面以下 12.8m12.9m。各土层物理力学性质指标, 见表 1。2 异常简述2012 年 11 月 1 日, 开挖断面 6-6 (即 5 号测斜孔对应断面) 附近基坑开始土方开挖;2 日, 第二层土方开挖, 架设第二道钢支撑完成;3 日, 第三层土方开挖, 架设第三道钢支撑完成;4 日, 第四层土方开挖, 架设第四道钢支撑完
6、成;5 日, 基坑开挖最底层土, 第五道钢支撑未架设, 5 号测斜孔第三方监测数据呈现异常, CX5-08CX5-23 测点测斜变化速率及累计沉降量增幅较快, 测点 CX5-17 变化速率-5.21mm/d, 累计-30.80mm, 分别超出 2.0mm 和 0.1H, 即设计报警值。该断面因基坑开挖出土, 基坑两侧地面沉降测点、冠梁沉降和水平位移测点, 以及支撑轴力数据线均被渣土覆盖或破坏。针对测斜数据异常, 现场暂停基坑第五层土方开挖, 架设完成第五道钢支撑, 清运基坑周边堆土荷载, 并及时加强测点保护和提高监测频率, 并将第三方和施工方监测数据进行对比分析。6日, 5 号测斜孔数据仍增幅
7、较大。双方监测数据结果显示, 5 号测斜孔最大测斜变化率为-11.18mm/d 和-5.79mm/d, 所处点位分别为 CX5-17 和 CX5-19。第三方和施工方监测结果存在一定差异。7 日, 双方监测数据呈现收敛趋势, 单点测斜变化率减小。第三方和施工方监测结果显示, 5 号测斜孔, 测斜最大变化率分别为 CX5-14 (-0.41mm/d, 累计-16.45mm) 和 CX5-17 (-1.2mm/d, 累计-43.18mm) 。图 1 给出了基坑测斜监测点布置方式和开挖工序。表 2 中负值代表墙体向坑内发生移动, 正值代表墙体向坑外发生移动。图 2 和图 3 分别基坑开挖不同工序时的
8、现场照片。表 1 各土层主要物理力学性质指标表 下载原表 3 产生数据异常的原因分析结合异常数据分析和实际工程经验发现, 导致第三方监测和施工监测数据异常的影响因素很多, 其中最主要的影响因素大致为:观测人员、测点埋设、仪器使用、初始值测取、观测时间与气象环境等, 以下对各种影响因素逐一分析:图 1 地铁车站测斜监测点布置和开挖工序分布图 下载原图图 2 3 日 6-6 监测断面附近第二道钢支撑已架设 下载原图图 3 3 日 6-6 监测断面附近正在第三层土方开挖 下载原图表 2 CX5 测斜监测数据对比表 (施工方和第三方监测) 下载原表 (1) 观测人员:观测时仪器放置偏差, 以及每个人读
9、数的习惯不同, 都会导致每次读数不同, 引起偶然误差, 故在工程中尽量按照事先规定, 进行专人观测, 减少人为因素影响;(2) 测点埋设:施工方埋设测斜管时, 不规范操作导致管体产生偏移、管内十字卡槽错位, 另外, 测斜管内有异物掉入、测斜管埋设在施工缝处等因素影响, 也会导致监测数据异常;(3) 仪器使用:各型测斜仪器的基本原理相同, 不同型号的测斜设备区别仅在于数据处理方式有所不同。实际测量过程中, 测斜仪探头在放入管内或向外拉伸的过程中可能受到冲击, 往往会造成基准值偏移。因仪器弹簧老化, 滑轮未完全位于卡槽中;测斜孔深度较大, 测量误差由地下往上累计传导;传感器后连接电缆绳长度差异,
10、导致实际上的测量位置不同;测量过程中, 施工方监测曾因仪器损坏而更换过测斜仪, 更换不同型号设备等均会对监测结果造成影响;(4) 初始值采集:施工方监测单位在基坑降水前采集的数据初值, 而第三方监测单位是在基坑降水完成后采集的初值。因基坑降水导致的地下水环境变化, 同样也会导致测斜监测误差;(5) 观测时间与气象环境:施工方监测和第三方监测工作时间分别为早晨和下午;不同时段, 气温变化会对监测设备的测量精度产生影响, 也会影响最终的监测结果。4 结论及建议(1) 实际工程中导致监测数据出现异常的主要因素, 包括监测人员、测点埋设、仪器型号、初始值测取、观测时间与气象环境等;(2) 采集测斜数据
11、初始值时, 应确保第三方和施工方所处监测环境相同, 减小人为因素干扰;(3) 监测仪器在使用前进行校核, 监测仪器操作人员需持证上岗, 并定期进行培训, 人员相对固定, 这样可减小数据误差;(4) 对于监测数据异常变化, 应加密监测, 以确保监测数据的准确性和及时性, 并结合实际工况加以分析, 才能对基坑的安全状态进行更准确地判断。参考文献1屠传豹, 陈勇, 刘国彬, 李翔宇.地铁深基坑测斜监控指标的探讨及实践J.岩土工程学报, 2012, 34 (增刊) :28-32. 2袁登科, 刘国彬.南京地区深基坑测斜警戒值的探讨J.合肥工业大学学报, 2009, 32 (10) :1566-1570. 3黄克辉.基坑测斜观测数据误差分析方法研究J.上海地质, 2005 (1) :55-57. 4刘朝明.基坑工程测斜数据挖掘与安全分析探讨J.城市轨道交通研究, 2006 (12) :57-60.
