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摘要：在地铁施工中，变形监测是非常重要的一项工作，其目的是掌握结构的受力状态与变形状态，掌握基坑、隧道周围环境的稳定状态，保证工程本身及周边环境安全。本文以大连地铁香工街站基坑开挖为例，阐述了地铁车站基坑开挖施工变形模拟与现场监测。
关键词：变形监测；变形模拟；现场监测
中图分类号： U213.2+13 文献标识码： A 文章编号：
1.地质情况
大连地铁香工街站，地貌为剥蚀低丘陵，场地地形较为平坦，地面高程15.41~17.70m。车站范围内上覆第四系人工堆积层(Q4 ml)，第四系上更新统坡洪积粉质粘土层、碎石层(Q3 dl+pl)，
下伏震旦系长岭子组钙质板岩(Zwhc)，中生代燕山期辉绿岩(βμ)。地质断面图如下：
车站位置地下水按赋存条件主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中。地下水位埋深3.60~13.40m，水位高程4.93~14.22m。年水位变幅约1~3米。地下水无化学侵蚀，为淡水。
表1. 岩土体物理力學参数推荐值一览表
表2.基坑支护参数
2.基坑开挖建模
Midas三维地铁基坑开挖建模，取其中地质较差地段进行建模分析。此处地段地层基本参数为：基坑宽14米，高15.5米，由于大于3倍隧道跨径的岩土对隧道几乎没有影响，基坑建模两边各取30米，即模型宽74米。模型高40米。由于模型网格比较多，故先建立三根桩进行分析，基坑纵向取6米，分5步开挖，每步开挖基本按照地层高度开挖。根据工程概况，确定土层属性。
表3.开挖及支撑步序
施工工艺采用五步开挖，设置四层支撑：其中第一道为砼支撑，余下三道为钢支撑。由 《基坑设计规范》基坑变形控制保护等级为一级，基坑最大沉降量≤0.15%H，最大水平位移≤0.15%H，且≤3cm，两者取小者。建模完成由软件计算，现分析每步开挖的情况。
第一步开挖：
表4. 最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第一步开挖X方向、Z方向位移符合规范。横向位移发生在基坑开挖两侧，由于有支撑的作用，故其位移量很小，竖向最大位移发生在基坑底部，为正值，即基坑底部土体受侧压向上隆起。
第二步开挖：
表5.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第二步开挖X方向位移符合规范，且与第一步开挖相对比，位移增加量不大；Z方向位移有2.1%超过规范值5mm，应注意加强防范。横向最大位移发生在基坑开挖两侧靠下侧，由于有支撑的作用，故其位移量很小，竖向最大位移发生在基坑底部，为正值，及基坑底部土体受测压向上涌起。
第三步开挖：
表6.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第三步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相比，位移增加量不大且竖向位移减小。因为基坑上部为粘性土，土质较松软，下部为钙质板岩，土质较坚硬，故其位移量减小。
第四步开挖：
表7.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第四步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相对比，位移增加量不大。
第五步开挖：
表8.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第五步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相对比，位移增加量不大，结构趋向稳定。
3.现场检测情况
根据计算结果，随着开挖深度的加深，位移在增加，但随着支撑的增加，位移的增加量在减少，且位移最大步超过规范要求值，如下图所示：
表9.支撑内力图
由图可知，Z方向位移在随着开挖深度的增加先增大后减少。先增大是因为基坑上部为粘性土，土质较松软，初步开挖时，由于两侧土体的挤压，中间土体向上隆起。随着开挖、支护的进行，隆起土体逐渐减少，且随着土体性质而改变，基坑下部土体为板岩，土质较好，故其位移减少。位移的变化趋势与现场实测数据反映一致。钢支撑轴力监测值在一个施工阶段内较稳定，各个施工过程的变化趋势与数值计算的结果基本吻合。
4.结论
通过现场检测与数值模拟对比可知施工设计安全可靠，且地表沉降控制在安全范围内，施工过程积累的施工、测量、监控等经验具有一定的实用性，值得推广与借鉴。
【参考文献】
[1]朱合华《地下建筑结构》中国建筑工业出版社2005年12月
[2]刘成宇《土力学》中国铁道出版社，2009年2月
[3]叶见曙《结构设计原理》人民交通出版社，2009年6月
[4]刘国彬,王卫东《基坑工程手册》北京:中国建筑工业出版社，2009
关键词：变形监测；变形模拟；现场监测
中图分类号： U213.2+13 文献标识码： A 文章编号：
1.地质情况
大连地铁香工街站，地貌为剥蚀低丘陵，场地地形较为平坦，地面高程15.41~17.70m。车站范围内上覆第四系人工堆积层(Q4 ml)，第四系上更新统坡洪积粉质粘土层、碎石层(Q3 dl+pl)，
下伏震旦系长岭子组钙质板岩(Zwhc)，中生代燕山期辉绿岩(βμ)。地质断面图如下：
车站位置地下水按赋存条件主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中。地下水位埋深3.60~13.40m，水位高程4.93~14.22m。年水位变幅约1~3米。地下水无化学侵蚀，为淡水。
表1. 岩土体物理力學参数推荐值一览表
表2.基坑支护参数
2.基坑开挖建模
Midas三维地铁基坑开挖建模，取其中地质较差地段进行建模分析。此处地段地层基本参数为：基坑宽14米，高15.5米，由于大于3倍隧道跨径的岩土对隧道几乎没有影响，基坑建模两边各取30米，即模型宽74米。模型高40米。由于模型网格比较多，故先建立三根桩进行分析，基坑纵向取6米，分5步开挖，每步开挖基本按照地层高度开挖。根据工程概况，确定土层属性。
表3.开挖及支撑步序
施工工艺采用五步开挖，设置四层支撑：其中第一道为砼支撑，余下三道为钢支撑。由 《基坑设计规范》基坑变形控制保护等级为一级，基坑最大沉降量≤0.15%H，最大水平位移≤0.15%H，且≤3cm，两者取小者。建模完成由软件计算，现分析每步开挖的情况。
第一步开挖：
表4. 最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第一步开挖X方向、Z方向位移符合规范。横向位移发生在基坑开挖两侧，由于有支撑的作用，故其位移量很小，竖向最大位移发生在基坑底部，为正值，即基坑底部土体受侧压向上隆起。
第二步开挖：
表5.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第二步开挖X方向位移符合规范，且与第一步开挖相对比，位移增加量不大；Z方向位移有2.1%超过规范值5mm，应注意加强防范。横向最大位移发生在基坑开挖两侧靠下侧，由于有支撑的作用，故其位移量很小，竖向最大位移发生在基坑底部，为正值，及基坑底部土体受测压向上涌起。
第三步开挖：
表6.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第三步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相比，位移增加量不大且竖向位移减小。因为基坑上部为粘性土，土质较松软，下部为钙质板岩，土质较坚硬，故其位移量减小。
第四步开挖：
表7.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第四步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相对比，位移增加量不大。
第五步开挖：
表8.最大位移值表
根据规范，最大水平位移为15%H=3.15cm且小于3cm，两者取小值。由上表得第五步开挖X方向、Z方向位移符合规范，且与上一步开挖相对比，位移增加量不大，结构趋向稳定。
3.现场检测情况
根据计算结果，随着开挖深度的加深，位移在增加，但随着支撑的增加，位移的增加量在减少，且位移最大步超过规范要求值，如下图所示：
表9.支撑内力图
由图可知，Z方向位移在随着开挖深度的增加先增大后减少。先增大是因为基坑上部为粘性土，土质较松软，初步开挖时，由于两侧土体的挤压，中间土体向上隆起。随着开挖、支护的进行，隆起土体逐渐减少，且随着土体性质而改变，基坑下部土体为板岩，土质较好，故其位移减少。位移的变化趋势与现场实测数据反映一致。钢支撑轴力监测值在一个施工阶段内较稳定，各个施工过程的变化趋势与数值计算的结果基本吻合。
4.结论
通过现场检测与数值模拟对比可知施工设计安全可靠，且地表沉降控制在安全范围内，施工过程积累的施工、测量、监控等经验具有一定的实用性，值得推广与借鉴。
【参考文献】
[1]朱合华《地下建筑结构》中国建筑工业出版社2005年12月
[2]刘成宇《土力学》中国铁道出版社，2009年2月
[3]叶见曙《结构设计原理》人民交通出版社，2009年6月
[4]刘国彬,王卫东《基坑工程手册》北京:中国建筑工业出版社，2009