摘要：武漢地鐵11號線光谷五路站是典型的深長基坑，運營超過la，實施安全監(jiān)測及分析監(jiān)測數(shù)據(jù)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐安全的控制至關(guān)重要。基于現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，研究了基坑圍護(hù)樁頂水平變形的形成機制及分布規(guī)律，揭示了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形以受溫度的年度波動影響為主、施工影響引起的變形為輔，基坑變形的空間效應(yīng)只存在于施工引起的變形部分，而溫度變動引起的變形無空間效應(yīng)。研究結(jié)果表明，基坑的設(shè)計、計算及變形控制指標(biāo)的擬定均不可忽視溫度變化的影響。擬定基坑變形控制設(shè)計及基坑監(jiān)控指標(biāo)時，應(yīng)優(yōu)先考慮溫度影響，其次考慮空間效應(yīng)的影響。

　　關(guān)鍵詞：基坑圍護(hù)樁變形;溫度變化;變形監(jiān)測;深基坑;地鐵工程

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　　近年來，我國城市軌道交通建設(shè)飛速發(fā)展，截至2016年末，共有58個城市的城軌線網(wǎng)規(guī)劃獲批(含地方政府批復(fù)的14個城市)，在建線路約5 637km，規(guī)劃線路總長達(dá)7 305.30 km，可研批復(fù)投資累計約34 995億元。根據(jù)統(tǒng)計，有軌道交通的北京、天津、上海、武漢、長春、大連、深圳、重慶、南京、杭州在建設(shè)過程中都曾發(fā)生過基坑工程事故[1]。其中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐失效占事故原因的75%，這些事故中，施工原因占據(jù)了82%。安全監(jiān)測的實施及監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析是施工過程中對圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐安全控制的重要一環(huán)。

　　目前，主要依靠監(jiān)控指標(biāo)來判斷基坑圍護(hù)和支撐結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，而變形監(jiān)控指標(biāo)主要來源于工程經(jīng)驗，缺乏理論解釋，且各地標(biāo)準(zhǔn)不同，具體實施中還存在模糊性和不確定性。JGJ 120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[2]對監(jiān)測項目、方法、頻次做了具體規(guī)定，但沒有涉及監(jiān)控指標(biāo)。GB 50497-2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》對不同安全等級的基坑采用絕對位移值、相對基坑深度的控制值及變化速率3個指標(biāo)來作為預(yù)警參考值[3]。DB 42/T159-2012《湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)：基坑工程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定基坑支護(hù)工程監(jiān)測項目的報警值應(yīng)由基坑設(shè)計方確定，并對不同安全等級的基坑給出了變化速率和累計值兩個指標(biāo)作為參考[4]。

　　已有研究表明，溫度的變化會對深基坑支護(hù)內(nèi)力及基坑變形產(chǎn)生影響。向艷[5]研究了武漢某基坑的地連墻加鋼筋混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，認(rèn)為當(dāng)溫度從30 ℃增加到37℃時，內(nèi)支撐的軸力增幅達(dá)41%，冠梁水平位移有較明顯的降低;當(dāng)溫度降低時，冠梁頂水平位移增加，且坑壁外側(cè)土體的水平位移變化明顯滯后于地連墻的位移變化。劉暢等[6]對長178 m，寬148 m的深大基坑的16個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，環(huán)梁支撐軸力隨溫度升高而增大，影響趨勢顯著;溫度降低階段，圍護(hù)樁明顯向坑內(nèi)移動。楊歡歡等[7]采用有限元分析了太原地鐵中心街西站基坑工程，認(rèn)為支撐軸力隨溫度改變呈線性變化，第3道支撐的溫度敏感性大于前兩道，受溫度的影響最大。王曉偉等[8]分析了廣州市軌道交通三號線梅花園站基坑監(jiān)測結(jié)果，認(rèn)為地下連續(xù)墻水平位移最大值較大，變形值受土體性質(zhì)、天氣(主要為降水)、開挖、加撐等影響顯著，且地面超載對地面沉降影響不容忽視。鄭剛等[9]認(rèn)為溫度的影響是溫差作用下支撐、圍護(hù)樁(墻)和土體三者之間的變形協(xié)調(diào)問題，并據(jù)此提出了考慮圍護(hù)樁、支撐和土體之間相互作用的估算水平支撐溫度應(yīng)力的近似簡化分析方法。徐中華等[10]提出了依據(jù)基坑周邊環(huán)境的附加變形能力反推基坑工程的變形控制指標(biāo)和通過地區(qū)工程經(jīng)驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定監(jiān)控指標(biāo)兩種方法。 本文根據(jù)武漢地鐵11號線光谷五路站深基坑實測數(shù)據(jù)，通過分離溫度與施工過程影響及空間效應(yīng)，揭示深基坑位移增長的內(nèi)在機制，為位移監(jiān)控指標(biāo)研究提供依據(jù)。

　　1 工程概況

　　1.1 基坑及支撐結(jié)構(gòu)布置

　　光谷五路站位于武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)光谷五路與神墩一路交匯處。場地地面標(biāo)高在37.50 - 44.20 m之間(以孔口標(biāo)高計)，地勢有一定的起伏，地貌單元屬剝蝕堆積壟崗區(qū)(相當(dāng)于長江沖洪積III級階地區(qū))。車站主體基坑長241.33 m，寬56 m，深26 m，中部基槽深達(dá)32 m。基坑安全等級為一級，基坑側(cè)壁重要性系數(shù)1.0。車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1 200@1 800 mm鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐方案，內(nèi)支撐體系由冠梁、三道混凝土支撐、混凝土腰梁組成。冠梁采用尺寸為1 200 mmxl 000 mm鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，冠梁高程37 m，頂部采用1：1放坡形式過渡至自然地表高程，三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐尺寸為1 000 mmx800 mm，設(shè)置高程分別為37，28 m和21.5 m，基坑長邊中部基槽寬26.4 m，放坡1：0.5開挖至高程10.5 m，基槽內(nèi)另外布置斜拋鋼構(gòu)支撐。

　　1.2 工程地質(zhì)條件

　　(1)素填土(地層代號(1—2))。黃褐～褐灰～褐紅色，以粉質(zhì)黏土為主，軟～可塑～硬塑狀態(tài)，高壓縮性，下部為黏性土夾磚塊、碎石等組成，硬雜質(zhì)含量在25%以下，堆積年限一般少于10 a。埋深0.0 - 1.0 m，層厚0.3 - 2.8 m，場地大部分地段有分布。

　　(2)黏土(Q3al+pl)(地層代號(10-2》。黃褐～褐紅色，硬塑，很濕，中～低壓縮性，含鐵錳氧化物、結(jié)核及團(tuán)塊狀高嶺土。層頂埋深為0.0 - 5.0 m，層厚約為2.0 - 10.5 m。場地沿線均有分布。

　　(3)強風(fēng)化泥巖(地層代號(20a-l))。黃褐色～淺綠灰，泥質(zhì)膠結(jié)，手捏或水浸易散，巖芯大部分風(fēng)化成硬土狀，局部層理可見且夾未完全風(fēng)化巖塊，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。埋深7.8～13.8 m，厚度0.3 -5.8m。場地沿線絕大部分地段有分布。

　　(4)中風(fēng)化泥巖(地層代號(20a-2))。黃褐～灰褐～灰色，巖芯主要呈柱狀、碎塊狀，局部夾少量碎屑狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，傾角在45度-70度，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，層中夾粉砂質(zhì)泥巖，采取率約60%，巖芯較完整，屬于軟巖～極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅵ-V類。層頂埋深為5.7 - 18.6 m，揭露該層最大厚度為45.4 m。場地沿線均有分布。