摘要：本文結(jié)合廣州地鐵二號(hào)線南浦站基坑變形的分析和控制實(shí)例，探討分析了地鐵車站軟土基坑變形規(guī)律和所采取的控制措施，供今后類似基坑工程的設(shè)計(jì)和施工借鑒。
　　關(guān)鍵詞：軟土基坑；基坑變形；控制措施
　　目前，地鐵深基坑安全受到社會(huì)廣泛關(guān)注。大量的地鐵基坑監(jiān)測資料顯示，圍護(hù)變形主要發(fā)生在基坑土方開挖階段。而引起基坑變形的因素有基坑所處的地質(zhì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐型式、基坑開挖工法、水文狀況等，變形危害主要表現(xiàn)在周邊地表沉降、建（構(gòu)）筑物沉降甚至破壞、埋地管線斷裂等。鑒于廣州地鐵二號(hào)線南浦站基坑所處軟土淤泥地質(zhì)具有可塑或流塑性、強(qiáng)度低、含水量大等特點(diǎn)，從而加大了控制基坑變形的難度，為將基坑變形危害降到最低，本文結(jié)合工程實(shí)例從車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐設(shè)計(jì)、基坑開挖施工方法、基坑地質(zhì)條件、基坑監(jiān)測及周邊環(huán)境等方面總結(jié)分析南浦站基坑變形規(guī)律和控制措施。
　　1工程實(shí)例
　　1.1工程概況
　　廣州地鐵二號(hào)線南浦站位于番禺區(qū)碧桂大道�；�坑長約380米，挖深約17米，標(biāo)準(zhǔn)段寬17米，最大寬度22米。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800mm厚連續(xù)墻，支撐結(jié)構(gòu)為：第一層支撐采用八字撐的鋼筋混凝土梁，間距為9m；第二、三層采用Φ600鋼管支撐，間距為3m�；�坑所處軟土淤泥地質(zhì)（南端部分地層淤泥層厚度達(dá)20m，基坑底部仍為淤泥層），地下水豐富，珠江支流距離車站約400米處，受潮汐影響�；���?xùn)|南側(cè)為交通疏解道路。平面圖見圖1，剖面見圖2。

　　圖1車站平面布置圖
　　
　　圖2支護(hù)體系剖面圖
　　1.2施工介紹
　　由于南浦站設(shè)置存車線，車站兩端設(shè)置盾構(gòu)始發(fā)井,車站基坑規(guī)模相當(dāng)于2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車站基坑規(guī)模。為盾構(gòu)始發(fā)的工期考慮，車站380米的基坑土方施工由南北兩端同時(shí)向中部開挖。施工單位采用第一道混凝土支撐以下土方采用臺(tái)階式分層傳遞開挖方法，隨挖隨撐。實(shí)際情況是基坑地處淤泥，挖掘機(jī)操作平臺(tái)之間的距離較遠(yuǎn)，無法完全做到先撐后挖的施工方法，存在一定程度的超挖現(xiàn)象。在開挖過程中車站南端出現(xiàn)墻體水平位移變形超過設(shè)計(jì)控制值，東南側(cè)疏解道路面出現(xiàn)不同程度的沉降。后經(jīng)及時(shí)采取變形控制措施，確保了基坑安全。
　　1.3基坑變形監(jiān)測
　　從施工全過程的監(jiān)測結(jié)果得知，整個(gè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移位于基坑?xùn)|南側(cè)靠近疏解道附近的直段墻，最終累計(jì)位移達(dá)到84mm（設(shè)計(jì)控制值40mm，設(shè)計(jì)報(bào)警值30mm），基坑兩端擴(kuò)大頭的位移均在35-40mm以內(nèi)，基坑中部位移量比兩端大，達(dá)到50mm左右�；���?xùn)|側(cè)疏解道路的路面沉降平均值為160mm，最大沉降量達(dá)到285mm。
　　2基坑變形分析
　　從基坑監(jiān)測實(shí)際數(shù)據(jù)層面反應(yīng)基坑圍護(hù)支撐設(shè)計(jì)基本可靠，但是基坑安全儲(chǔ)備基本不足（超基坑報(bào)警值），如基坑?xùn)|南側(cè)靠近疏解道附近的直段墻和基坑中部圍護(hù)墻等個(gè)別處，實(shí)際基坑變形情況大于設(shè)計(jì)控制值�，F(xiàn)從車站基坑地質(zhì)、圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)、變形監(jiān)測數(shù)據(jù)和周邊環(huán)境等因素定性分析基坑變形產(chǎn)生的原因和規(guī)律，為后續(xù)基坑工程設(shè)計(jì)和施工提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
　　2.1軟土基坑變形的時(shí)空效應(yīng)分析
　　在基坑開挖過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力是一個(gè)非常復(fù)雜的三維空間體系。南浦站基坑兩端設(shè)置盾構(gòu)吊出井，施工開挖從端頭開始，基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)分析顯示軟土基坑變形的連帶性，主要表現(xiàn)如下：
　　1) 圍護(hù)連續(xù)墻最大變形量隨基坑開挖深度向下移動(dòng)。從圍護(hù)墻體水平位移監(jiān)測圖綜合分析得出，開挖至基底（已經(jīng)地基加固）后其最大變形位置基本在第三道支撐的位置。
　　2) 在軟土基坑中開挖面以下一定深度范圍內(nèi)的連續(xù)墻體會(huì)在外側(cè)水土壓力作用下提前變形，原因是軟土壓縮性大、強(qiáng)度低、變形快，提供的圍護(hù)墻體被動(dòng)土壓力很小所致；
　　3) 土方采用臺(tái)階式分層傳遞開挖方法，淤泥質(zhì)軟土中開挖臺(tái)階距離長，開挖臺(tái)階的上下臺(tái)階因開挖深度不同會(huì)出現(xiàn)一定程度的變形；
　　4) 開挖基坑端頭時(shí)，鄰近開挖面的下一開挖段（土體雖未開挖），因相鄰的墻體變形的連續(xù)性，使其墻體也出現(xiàn)一定程度的變形；
　　上述4種情況基坑變形隨著基坑開挖的縱向不斷延續(xù)，導(dǎo)致基坑變形薄弱處變形量較大，在軟土基坑中此變形不可忽視�？梢哉f，體現(xiàn)了基坑變形的時(shí)空效應(yīng)。
　　2.2支撐施工引起的軟土基坑變形分析
　　支撐施工引起的軟土基坑變形按支撐起作用時(shí)間點(diǎn)分為兩種：
　　1) 墻后分塊土體開挖和對應(yīng)支撐架設(shè)及施加預(yù)應(yīng)力時(shí)間階段。此階段是土體開挖卸載，圍護(hù)墻體為了平衡外側(cè)水土壓力和內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力而使產(chǎn)生的變形，又稱“無支撐暴露變形”。這段期間由于支撐沒有架好，坑底土體的應(yīng)力水平相對較高，使得土體在較高應(yīng)力水平下經(jīng)歷蠕變的高速發(fā)展階段。此變形影響因素很多，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、卸載引起的瞬間施工變形、土體蠕變引起的變形和坑外施工超載引起的變形等。無支撐暴露變形在軟土基坑變形見效快，而在支撐起作用后逐漸趨于穩(wěn)定。
　　2) 在一層土體開挖、支撐完畢至下一層土體開挖之間的時(shí)間階段。由于土體蠕動(dòng)、支撐軸力松弛、內(nèi)外土壓力變化等因素引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形，又稱”有支撐暴露變形”。此變形速率較為緩慢，變形大小與開挖暴露時(shí)間有很大關(guān)系，施工中應(yīng)盡量縮短開挖施工時(shí)間并盡快回筑結(jié)構(gòu)。若變形量過大則應(yīng)采取相應(yīng)設(shè)計(jì)和施工應(yīng)急措施。
　　2.3基坑周邊環(huán)境引起的基坑變形分析
　　工程實(shí)例中監(jiān)測資料顯示基坑?xùn)|南側(cè)直段墻累計(jì)變形最大，與基坑邊的交通疏解道路動(dòng)載有著密切的關(guān)系。道路動(dòng)載對車站東南部位的基坑開挖和變形影響是不間斷的，由于淤泥質(zhì)軟土自身穩(wěn)定性差、強(qiáng)度低和荷載傳遞快，在動(dòng)載影響下使得開挖卸載后外側(cè)壓力立即達(dá)到峰值，坑底土體的應(yīng)力水平相對較高而快速增加了墻體的變形量。相當(dāng)于上述階段變形量由于動(dòng)載存在乘擴(kuò)大系數(shù)，最終導(dǎo)致了墻體最大變形量嚴(yán)重超過了設(shè)計(jì)的控制值，軟土基坑設(shè)計(jì)應(yīng)充分重視。
　　3基坑變形控制
　　深基坑變形控制貫穿于施工的全過程。地鐵車站軟土基坑變形的控制措施應(yīng)結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基坑施工、周邊建（構(gòu)）筑物調(diào)查等各方面綜合考慮制定，還應(yīng)將實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)反饋設(shè)計(jì)勘察修正調(diào)整，及時(shí)有效地控制基坑變形。結(jié)合本工程實(shí)例，從設(shè)計(jì)和施工兩角度總結(jié)基坑變形控制。
　　3.1基坑變形控制設(shè)計(jì)措施
　　1) 針對本工程實(shí)例的地質(zhì)狀況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)應(yīng)增強(qiáng)圍護(hù)連續(xù)墻的剛度或增強(qiáng)圍護(hù)支撐體系，確�；�坑變形可控。如增厚圍護(hù)墻或圍護(hù)墻筋預(yù)應(yīng)力、增加鋼支撐或采用三道鋼筋混凝土支撐等方法以確�；�坑和周邊建筑的安全��
　　2) 要實(shí)地調(diào)查詳細(xì)的地質(zhì)勘察和周邊建筑物基礎(chǔ)后，才開始著手軟土基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，綜合考慮車站基坑周邊的環(huán)境安全，確定監(jiān)測控制點(diǎn)。
　　3) 在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，可對墻頂位移起到很好的限制作用。
　　4) 本工程實(shí)例軟土基坑長度方向時(shí)設(shè)計(jì)可采用中部剛性分隔設(shè)置，以限制基坑變形時(shí)空效應(yīng)所產(chǎn)生的變形量過大。
　　3.2基坑變形控制施工措施
　　1) 縮短開挖卸載至支撐起作用的時(shí)間，減小無支撐暴露變形；同時(shí)，應(yīng)盡量縮短有支撐暴露時(shí)間，減小有支撐暴露變形。
　　2) 為避免臺(tái)階式分層傳遞開挖法存在一定程度的超挖而增大基坑變形。本工程后期開挖調(diào)整采用長臂挖掘機(jī)基坑側(cè)出土挖掘，隨挖隨撐，及時(shí)上撐控制變形，基坑變形量下降約40-50%。
　　3) 若基坑工期許可，可采用鋼筋混凝土支撐消除有支撐變形；也可通過變形增量、支撐軸力損失量等分析確定復(fù)加頂力值及頻率的方法減小有支撐變形。
　　4) 若基坑出現(xiàn)變形量大、速率快等緊急異常情況時(shí)，除現(xiàn)場加密監(jiān)測頻率外，同時(shí)啟動(dòng)加撐應(yīng)急措施。處理原則是：若變形繼續(xù)增大，軸力不增，則在位移最大深度處加撐，連續(xù)監(jiān)測；若軸力也變大，則在同一層支撐水平方向也要加密支撐，直至變形收斂并穩(wěn)定。
　　4結(jié)語
　　在軟土基坑開挖過程中，基坑土體挖除后,嚴(yán)格遵循時(shí)空效應(yīng)原理,盡快架設(shè)支撐并施加預(yù)應(yīng)力,加快結(jié)構(gòu)回筑施工進(jìn)度，能有效的減少圍護(hù)墻的變形，是控制基坑變形的有效手段。通過各種途徑獲取基坑狀態(tài)的信息，做到信息化施工設(shè)計(jì)，確保基坑施工的安全。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]劉建航,候?qū)W淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997:203–211.