摘要：本文結(jié)合廣州地鐵二號線南浦站基坑變形的分析和控制實例，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計和施工借鑒。
　　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廣泛關(guān)注。大量的地鐵基坑監(jiān)測資料顯示，圍護變形主要發(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。鑒于廣州地鐵二號線南浦站基坑所處軟土淤泥地質(zhì)具有可塑或流塑性、強度低、含水量大等特點，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)合工程實例從車站基坑圍護結(jié)構(gòu)及支撐設計、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工程實例
　　1.1工程概況
　　廣州地鐵二號線南浦站位于番禺區(qū)碧桂大道。基坑長約380米，挖深約17米，標準段寬17米，最大寬度22米。車站圍護結(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。基坑所處軟土淤泥地質(zhì)（南端部分地層淤泥層厚度達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。基坑東南側(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支護體系剖面圖
　　1.2施工介紹
　　由于南浦站設置存車線，車站兩端設置盾構(gòu)始發(fā)井,車站基坑規(guī)模相當于2個標準車站基坑規(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階式分層傳遞開挖方法，隨挖隨撐。實際情況是基坑地處淤泥，挖掘機操作平臺之間的距離較遠，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計控制值，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，整個基坑圍護結(jié)構(gòu)最大水平位移位于基坑東南側(cè)靠近疏解道附近的直段墻，最終累計位移達到84mm（設計控制值40mm，設計報警值30mm），基坑兩端擴大頭的位移均在35-40mm以內(nèi)，基坑中部位移量比兩端大，達到50mm左右。基坑東側(cè)疏解道路的路面沉降平均值為160mm，最大沉降量達到285mm。
　　2基坑變形分析
　　從基坑監(jiān)測實際數(shù)據(jù)層面反應基坑圍護支撐設計基本可靠，但是基坑安全儲備基本不足（超基坑報警值），如基坑東南側(cè)靠近疏解道附近的直段墻和基坑中部圍護墻等個別處，實際基坑變形情況大于設計控制值。現(xiàn)從車站基坑地質(zhì)、圍護支撐結(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)基坑工程設計和施工提供實踐經(jīng)驗。
　　2.1軟土基坑變形的時空效應分析
　　在基坑開挖過程中，圍護結(jié)構(gòu)的受力是一個非常復雜的三維空間體系。南浦站基坑兩端設置盾構(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) 圍護連續(xù)墻最大變形量隨基坑開挖深度向下移動。從圍護墻體水平位移監(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、強度低、變形快，提供的圍護墻體被動土壓力很小所致；
　　3) 土方采用臺階式分層傳遞開挖方法，淤泥質(zhì)軟土中開挖臺階距離長，開挖臺階的上下臺階因開挖深度不同會出現(xiàn)一定程度的變形；
　　4) 開挖基坑端頭時，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。可以說，體現(xiàn)了基坑變形的時空效應。
　　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間點分為兩種：
　　1) 墻后分塊土體開挖和對應支撐架設及施加預應力時間階段。此階段是土體開挖卸載，圍護墻體為了平衡外側(cè)水土壓力和內(nèi)側(cè)被動土壓力而使產(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，坑底土體的應力水平相對較高，使得土體在較高應力水平下經(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間階段。由于土體蠕動、支撐軸力松弛、內(nèi)外土壓力變化等因素引起圍護結(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間有很大關(guān)系，施工中應盡量縮短開挖施工時間并盡快回筑結(jié)構(gòu)。若變形量過大則應采取相應設計和施工應急措施。
　　2.3基坑周邊環(huán)境引起的基坑變形分析
　　工程實例中監(jiān)測資料顯示基坑東南側(cè)直段墻累計變形最大，與基坑邊的交通疏解道路動載有著密切的關(guān)系。道路動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、強度低和荷載傳遞快，在動載影響下使得開挖卸載后外側(cè)壓力立即達到峰值，坑底土體的應力水平相對較高而快速增加了墻體的變形量。相當于上述階段變形量由于動載存在乘擴大系數(shù)，最終導致了墻體最大變形量嚴重超過了設計的控制值，軟土基坑設計應充分重視。
　　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結(jié)合圍護結(jié)構(gòu)設計、基坑施工、周邊建（構(gòu)）筑物調(diào)查等各方面綜合考慮制定，還應將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋設計勘察修正調(diào)整，及時有效地控制基坑變形。結(jié)合本工程實例，從設計和施工兩角度總結(jié)基坑變形控制。
　　3.1基坑變形控制設計措施
　　1) 針對本工程實例的地質(zhì)狀況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，設計應增強圍護連續(xù)墻的剛度或增強圍護支撐體系，確保基坑變形可控。如增厚圍護墻或圍護墻筋預應力、增加鋼支撐或采用三道鋼筋混凝土支撐等方法以確保基坑和周邊建筑的安全。
　　2) 要實地調(diào)查詳細的地質(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結(jié)構(gòu)設計，綜合考慮車站基坑周邊的環(huán)境安全，確定監(jiān)測控制點。
　　3) 在圍護結(jié)構(gòu)設計時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) 本工程實例軟土基坑長度方向時設計可采用中部剛性分隔設置，以限制基坑變形時空效應所產(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間，減小無支撐暴露變形；同時，應盡量縮短有支撐暴露時間，減小有支撐暴露變形。
　　2) 為避免臺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)整采用長臂挖掘機基坑側(cè)出土挖掘，隨挖隨撐，及時上撐控制變形，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，除現(xiàn)場加密監(jiān)測頻率外，同時啟動加撐應急措施。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,嚴格遵循時空效應原理,盡快架設支撐并施加預應力,加快結(jié)構(gòu)回筑施工進度，能有效的減少圍護墻的變形，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，做到信息化施工設計，確保基坑施工的安全。
　　參考文獻：
　　[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.