基坑开挖及降水引起的地表沉降预测
作者简介：施成华，博士生，讲师收稿日期：２００４－１１－０１
基坑开挖及降水引起的地表沉降预测
施成华
彭立敏
（中南大学，湖南长沙４１００７５）
摘要：以随机介质理论、渗流理论和土体压密理论为基础，探讨了一种新的基坑开挖及降水引起的地表沉降的计算方法。推导了基坑降水渗降漏斗曲线方程及考虑水的渗流作用的基坑周边土体中有效应力的计算公式，并由此导出了考虑渗流作用的基坑降水地表沉降计算公式，再利用叠加原理，得到最终的由开挖和降水引起的地表沉降分布计算公式。工程实例分析计算结果表明，距基坑周边８～１０ｍ范围以内，基坑开挖和降水引起的地表沉降基本相当，而距坑周２０ｍ以外的地表下沉主要由降水引起，因此基坑降水引起的地表下沉不容忽视。本文推导的计算方法能充分反映基坑降水对周边地表下沉的影响，是一种计算基坑开挖及降水引起的地表沉降的有效方法。关键词：基坑开挖与降水；地表沉降；随机介质理论；渗流；土体固结中图分类号：ＴＵ４６＋３
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００６）０５－０１１７－０５
Ｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ
ＳｈｉＣｈｅｎｇｈｕａ
ＰｅｎｇＬｉｍｉｎ
（ＣｅｎｔｅｒＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ
４１００７５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｅｄｉｕｍｔｈｅｏｒｙ，ｓｅｅｐａｇｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｓｏｉｌｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ａｎｅｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｅｑｕａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｗａｓｄｅｒｉｖｅｄ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｏｉｌｓｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｗｉｔｈｓｅｅｐａｇｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｗａｓｔｈｕｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｂｏｔｈｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｗａｓｄｅｒｉｖｅｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ：ｉｎｔｈｅａｒｅａｌｅｓｓｔｈａｎ８￣１０ｍａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ，ｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｓｅｑｕａｌｔｏｔｈａｔｂｙｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｏｎｔｈｅｗｈｏｌｅ，ｗｈｉｌｅｉｎｔｈｅａｒｅａｍｏｒｅｔｈａｎ２０ｍａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ，ｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｉｓｍａｉｎｌｙｃａｕｓｅｄｂｙｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ；ｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｅｄｉｕｍｔｈｅｏｒｙ；ｓｅｅｐａｇｅ；ｓｏｉｌｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓｕｓｃｈ＠ｍａｉｌ．ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
引言
近年来，随着城市高层建筑的不断增加以及城市
地铁建设的发展，深基坑工程越来越多。在地下水较为丰富的城市，绝大多数基坑的开挖必然受到地下水的影响，为了防止基坑渗透破坏，在基坑开挖施工中，通常要采取一定的降水措施。基坑开挖导致坑底隆起，坑周墙体侧移，从而使土体产生地层损失，基坑降水一方面使坑周土体骨架的有效应力增加，另一方面由于水头差的存在使得土体中产生渗流动水压
力，这两种应力的存在都会导致土体固结压密，从而
导致地表产生沉降。在市区，地表沉降对临近建筑物和周围环境会产生较大危害，因此必须对其进行准确预测，从而反馈指导施工，避免产生不必要的损失。
基坑开挖引起的地表沉降已有较多的文献进行了研究
［１－３］
，但对基坑降水对周围地表沉降的影响问题
进行研究的文献还不多见。本文以随机介质理论、稳定状态渗流理论和土体固结压密理论为基础，考虑土体中水的渗流对地表沉降的影响，综合研究了基坑开挖及降水引起的地表沉降。推导了基坑开挖降水渗降漏斗曲线方程及基坑周边土体中有效应力的计算公式，并由此导出了基坑降水地表沉降计算公式，再利用叠加原理，导出了最终的地表沉降计算公式，编制
土木工程学报ＣＨＩＮＡＣＩＶＩＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪＯＵＲＮＡＬ
第３９卷第５期２００６年５月Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．５Ｍａｙ．
２００６
?
?土木工程学报２００６
年
图１
单元土体的固结压密
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔａｌｓｏｉｌ
了相应的计算机程序，并对一工程实例进行了分析。１基坑降水坑周土体中有效应力分析
１．１
降水前后土体中自重应力的变化
地下水位以下土体是一种由固相土颗粒和液相孔隙水组成的两相介质，土体内的应力由固体土颗粒和孔隙水共同分担，当土体内的水被疏干后，固体土体所承担的应力将增大，即有效应力增加。设ｈ０为降水前土体中地下水位（见图１），在η＝ｈ０以下的土体处于饱水状态，考虑一个位于深度η处的单元ｄξｄη，单元的应力为ｐ，其中孔隙水压力为ｐｗ，则土体颗粒的应力为σ＝ｐ－ｐｗ。降水前ｐ＝ｈ０γ０＋（η－ｈ０）γｆ，其中γ０为地下水位面以上岩土的容重（ｋＮ／ｍ３
），γｆ为地下水
位面以下饱和土体的容重（ｋＮ／ｍ３
），孔隙水压力ｐｗ＝
（η－ｈ０）γｗ，其中γｗ为孔隙水的容重（ｋＮ／ｍ３
）。由此可得
有效应力σ为：
σ＝ｐ－ｐｗ＝ｈ０γ０＋（η－ｈ０）（γｆ－γｗ）
（１）在深度η以上，地下水被完全疏干，孔隙水压力转为由土体颗粒承担，土体中有效应力σ′等于降水前土体中总应力ｐ，则有效应力增量△ｐ１为：
△ｐ１＝σ′－σ＝（η－ｈ０）γｗ
（２）１．２渗流作用下有效应力的变化
基坑开挖降水造成基坑内外存在水头差，从而引
起基坑周边土体中地下水的流动。由渗流理论
［４］
可
知，土体中水的流动会给岩土颗粒施加一个动水压力（渗透力），从而造成土体中有效应力的变化。当渗流方向向下时，土体的有效应力增加，这会引起土体在渗流作用下的附加沉降。
根据文献［４］，单位体积土体介质沿竖向所受的单位渗透力Ｄ为：
Ｄ＝ｒｗｉ
（３）
式中：ｉ为产生渗流的土体的水力坡降，ｉ＝ｄη／ｄｓ。
考虑平面情况，并忽略水平方向动水压力对地表
沉降的影响，即假定降水引发的渗流是一维竖向渗流［５］，由渗流动水压力引起的附加渗透有效应力△ｐ２为：
△ｐ２＝ＤＶ／Ａ＝γｗｉ［η
－ｆ（ξ）］（４）
式中：Ｖ、Ａ分别为渗流通过的岩土体体积和截面
积，ｆ（ξ）为降水漏斗曲线（见后叙述）。
２
基坑降水地表沉降计算
２．１
降水渗流作用下土体的固结
由以上分析，基坑降水必将引起土体自重有效应
力的增加以及由于地下水渗流而产生的渗透有效应力的增加，土体中这两部分有效应力的增加都会导致土体的固结压密，土的压密性可以由压密系数αｖ表示，即αｖ＝△ｅ／△ｐ，其中△ｅ为土中孔隙比的变化。
深度η处的一个单元ｄξｄη在有效应力增量△ｐ的作用下产生的微元压缩ｄｓ可以表示为［６］：
ｄｓ＝αｖ△ｐ１＋ｅ０
ｄη
（５）
式中：ｅ０为土的初始孔隙比。
将式（２）及式（４）分别代入上式，可得由自重有效应力增量△ｐ１和渗透有效应力增量△ｐ２引起的微元压缩ｄｓ１、ｄｓ２分别为：
ｄｓ１＝αｖ（η－ｈ０）γｗ
１＋ｅ０
ｄη
（６）ｄｓ２＝α
ｖγｗｉ［η－ｆ（ξ）］１＋ｅ０
ｄη（７）
以上两式写成简化形式有：
ｄｓ１＝Ｃ１（η）ｄη；ｄｓ２＝Ｃ２（η）ｄη
（８）
２．２土体疏水地表沉降计算
饱和土中的孔隙完全被水充满，是由固相的土粒
和液相的孔隙水组成的固液两相介质，这种多孔隙含水饱和土体，可以视为固液两相随机介质，土体颗粒
的移动应服从随机过程。在单元下沉ｄｓ的影响下，
ｄｓ水平以上的岩土体将向下移动，传递到地表就形
成微小单元下沉盆地Ｗｅｗ，根据随机介质理论［７，８］
，单
元下沉引起的地表下沉盆地可表示为：
Ｗｅｗ＝１ｒ（η）
ｅｘｐ－π（ｘ－ξ）２
ｒ２
（η）"#
（９）
式中：ｒ（η）为η水平上的地层主要影响范围，ｒ（η）＝η／ｔａｎβ
，β为地层主要影响范围角，其值取决于基坑所处的地层条件，可根据地质勘测资料选取，也可根据量测资料通过反分析方法计算得到。
如图２所示，基坑开挖以前地下水水位为η＝ｈ０，开挖以后，地下水水位下降并形成一渗降漏斗曲线
η＝ｆ（ξ）。在原始水位线η＝ｈ０与水位下降曲线η＝ｆ（ξ）之
间的降水部分中，任何单元岩土体均产生微小体积压
１１８
第３９卷第５期?
?图２基坑降水地表沉降计算图式
Ｆｉｇ．２Ｄｉａｇｒａｍｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ
ｄｕｅｔｏｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
ｐｉｔｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ
图３稳定潜水井降水漏斗曲线
Ｆｉｇ．３Ｄｒａｗｄｏｗｎｃｕｒｖｅｏｆｓｔｅａｄｙｉｎｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄａｑｕｉｆｅｒｗｅｌｌ
缩ｄξｄｓ１，由式（８
）有：ｄξｄｓ１＝Ｃ１（η）ｄξｄη（１０）
降水范围内各单元降水压缩形成的微沉降向上传播，在地表面上叠加综合，最后在基坑一侧地表形成的下沉Ｗｗ１为：
Ｗｗ１＝
Ω
!!Ｗｅｗｄｓ１
ｄξ＝Ｒ０!ｆ（ξ
）ｈ０
!ｔａｎβη
?ｅｘｐ－πｔａｎ２
βη
２（ｘ－ξ）"#２
Ｃ１
（η）ｄξｄη（１１）
同理，在水位下降曲线η＝ｆ（ξ）以下至基坑降水水位ｈｗ之间，任何单元岩土体同样均会由于渗流压力产生微小压缩ｄξｄｓ２，将这些体积压缩的影响叠加综合，在地表形成的下沉Ｗｗ２为：
Ｗｗ２＝
Ω
!!Ｗｅｗｄｓ２ｄξ＝
Ｒ０!Ｈ－ｈｗ
ｆ（ξ）
!
ｔａｎβη
?
ｅｘｐ－πｔａｎ２βη
２
（ｘ－ξ）"$２
Ｃ２
（η）ｄξｄη（１２）
上述两式叠加，即可得到由于基坑降水引起的地表下沉Ｗｗ为：
Ｗｗ＝Ｗｗ１＋Ｗｗ２
（１３）
２．３
基坑降水渗降漏斗曲线
基坑降水必然在坑周土体内形成渗降漏斗曲线，地下水向坑周排水井中流动，经过一定的时间渗流将趋向稳定，且服从线性的达西定律。假定坑周降水井为稳定的潜水井流（如图３所示），根据Ｄｕｐｕｉｔ微分方程
［４］
，可得基坑一侧的涌水量ｑ为：
ｑ＝ＫＡｄｈｄｒ＝２πｒｈＫｄｈ
ｄｒ
（１４）
式中：Ｋ为土层的渗透系数；Ａ为涌水断面积，其余
各符号意义见图３。
对式（１４）
分离变量，并在积分区间ｒｗ－Ｒ和对
应的ｈｗ－（Ｈ－ｈ０）进行积分得：
ｑ＝
πＫ［（Ｈ－ｈ０）２－ｈ２ｗ］ｌｎ（Ｒ／ｒｗ）
（１５）
式中：ｈｗ为降水井内水位（从隔水底板算起）；
ｈ０为原地下水位；Ｒ为疏水影响半径（可根据土层特
点确定或用文献［４］中经验公式计算）；ｒｗ为抽水井的
半径。
同理，对式（１４）在积分区间ｒｗ－ｒ和对应的ｈｗ－ｈ进行积分得：
ｑ＝
πＫ（ｈ２－ｈ２ｗ）ｌｎ（ｒ／ｒｗ）
（１６）
式中：ｈ、ｒ分别为渗降漏斗曲线上某一点到隔水底
板的垂直距离和到抽水井轴线的水平距离。
总流量ｑ与任一位置的流量ｑ应该相等，因此由式（１５）、式（１６）可得渗降漏斗曲线方程为：
ｈ２
＝ｈ２ｗ
＋
［（Ｈ－ｈ０）２－ｈ２ｗ］ｌｎ（ｒ／ｒｗ）ｌｎ（Ｒ／ｒｗ）
（１７）
对上式进行坐标转换，可得在图２所示的ξοη坐标系下的渗降漏斗曲线方程为：
η＝Ｈ－ｈ２
ｗ
＋
［（Ｈ－ｈ０）２－ｈ２ｗ］ｌｎ（ξ／ｒｗ）ｌｎ（Ｒ／ｒｗ）
%&
１
２（１８）将上式代入式（１１）及式（１２），即可计算出由
于基坑降水引起的地表沉降。
对于其他类型的井流情况，同样可根据以上相同的方法求得基坑降水渗降漏斗曲线方程。
３基坑开挖地表沉降计算
考虑平面问题，如图４所示，若基坑开挖后完全坍塌，则经过长时间后，将引起地表的最大下沉，实际上基坑开后要采取严密的支护措施，引起地表发生沉降的原因只是由于基坑周边土体向开挖空间运动所导致的基坑开挖断面的收缩。根据随机介质理论，参考文献［７］，把整个开挖范围分解为无限多个单元开挖ｄξｄη，基坑开挖引起的一侧的地表下沉分布Ｗｅ可用下式表示：
施成华等?基坑开挖及降水引起的地表沉降预测
１１９
?
?土木工程学报２００６年
图４基坑开挖横断面图Ｆｉｇ．４Ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ
ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
图５地表下沉计算值与实测值比较
Ｆｉｇ．５Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ
ｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
Ｗｅ＝!
（Ω－ω）／２ｔａｎβ
η
ｅｘｐ－πｔａｎ２β
η２
（ｘ－ξ）
"#２ｄξｄη（１９）
式中：Ω及ω的意义见图４，其值可根据现场实测数据得到，也可根据经验进行取值，实际计算中积分区间（Ω－ω）也可简化为矩形或其他形状进行积分；式中其余符号意义同前。
４基坑开挖及降水引起的最终地表沉降
基坑开挖与降水均会导致地表下沉，可以认为这两种因素引起的地表下沉是相互独立的，因此地表的最终下沉即可以按照叠加原理将这两种因素所产生的地表下沉进行线性叠加，即：
Ｗ＝Ｗｅ＋Ｗｗ（２０）以上公式已编制成相应的计算机程序，可方便地用于实际工程的计算。
５计算实例与分析
某小区高层住宅基坑，开挖深度为１０ｍ，场区土层主要是粉质黏土，隔水底板深２０ｍ，地下水主要是上层滞水和潜水，埋深为０．５ｍ，采取坑内积水井排水。地层主要参数为：压密系数为０．３，初始孔隙比为０．７４，开挖主要影响角的正切为０．６５，地下降水影响半径为１３０ｍ，水力坡降取计算范围内的竖向平均值，即ｉ＝０．０８。采用以上参数及本文编制的程序进行计算，可以得到分别由于开挖和降水引起的地表沉降Ｗｅ、Ｗｗ以及最终的地表沉降Ｗ如图５所示，图中圆点表示地表下沉的实际观测结果。
由图５中计算结果可知：
（１）基坑开挖引起的地表沉降范围约为距坑周１５￣２０ｍ，而降水引起的地表沉降范围则较大，因此坑周２０ｍ以外的地表下沉主要是由于降水引起的。
（２）由于降水引起的地表下沉在基坑附近同开挖引起的地表下沉基本相当，而在离基坑较远处则远远大于基坑开挖引起的地表下沉，因此，在地表下沉预测中，由于降水引起的地表下沉是不容忽视的。
（３）从本文计算结果与实测结果的比较可知，地表下沉最大值基本相等，但实测地表下沉最大值位置较计算值离坑周远，在离基坑稍远处计算值与实测值比较吻合，这主要是由于在基坑周围有围护结构，基坑附近的地表下沉受到围护结构与岩土界面的摩擦阻力的约束作用，从而使得坑周地表下沉较小，而在本文计算中没有考虑这种摩阻力的作用，使得计算结果在基坑附近同实测结果有一定的偏差，这将在以后的工作中作进一步的研究。
（４）本文计算方法用于无围护结构的敞口基坑开挖的地表下沉预测中，将会取得较好的效果。
６结语
采用随机介质理论、渗流理论和土体固结压密理论，对基坑开挖及降水引起的地表沉降进行了分析，推导了相应的计算公式并编制了相应的计算机程序，实例计算表明本文计算方法具有一定的计算精度，对地表沉降的预测具有较强的实用性。计算分析结果还表明，基坑开挖降水引起的地表下沉值及下沉范围均较大，基坑降水引起的地表下沉不容忽视。实际基坑工程施工中，应尽量避免在大范围内降低地下水位，以避免对基坑周边的建筑物及其他管道设施造成破坏性影响。
参考文献
［１］潘洪科，饶运章．深基坑开挖坑外地表沉降分析与计算［Ｊ］．黄金，２００２，２３（４）：２５－２７
［２］张尚根，陈志龙，曹继勇．深基坑周围地表沉降分析［Ｊ］．岩土工程技术，１９９９，（４）：７－１０
［３］张优闯，李少云，郭成志．基坑开挖降水引起周围地表沉降分析［Ｊ］．建筑科学，１９９７，（１）：１７－２６
［４］苑莲菊，等．工程渗流力学及应用［Ｍ］．北京：中国建材工业出版社，２００１
［５］谢康和，等．成层土中基坑开挖降水引起的地表沉降分
１２０
第３９卷第５期?
?ＡＳＣＥ，１９９４，１２０（１）：２５－４２
［８］刘晶波，吕彦东．结构－地基动力相互作用问题分析的一种直接方法［Ｊ］．土木工程学报，１９９８，３１（３）：５５－６４［９］谷音．结构地基动力相互作用问题高效数值方法研究及工程应用
［Ｄ］．北京：清华大学，２００５［１０］
刘晶波，王振宇，张克峰，等．考虑土－结构相互作用大型动力机器基础三维有限元分析
［Ｊ］．工程力学，２００２，１９（３）：３４－３８
［１１］
王振宇，刘晶波，裴欲晓，等．大型动力机器基础防微振计算理论与实测研究［Ｊ］．岩土工程学报，２００２，２４（３）：
３６３－３６６
［１２］
ＧｕｐｔａＩＤ，ＪｏｓｈｉＲＧ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ｗｉｔｈ
ｒｉｇｉｄ
ｍｏｄｅｓ［Ｊ］．Ｎｕｃｌｅａｒ
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ，１９９８，１８５：２９３－３０７
（上接第１１６页）
析［Ｊ］．浙江大学学报（工学版），２００２，３６（３）：２３９－２４２［６］钱家欢，殷宗泽．土工原理与计算［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，１９９６
［７］阳军生，刘宝琛．城市隧道施工引起的地表移动与变形［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００２
［８］
ＬｉｕＢａｏｃｈｅｎ．Ｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｄｕｅｔｏｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ
ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ［Ｃ］／／ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＲｏｃｋＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＰｅｒｇａｍａｎＰｒｅｓｓ，１９９３，７８１－８１７
［９］
刘宝琛，阳军生，张家生．露天开挖及疏水引起的地面沉降及变形
［Ｊ］．煤炭学报，１９９９，２４（２）：３９－４２［１０］刘兴旺，益德清，施祖元．基坑开挖地表沉陷理论分析［Ｊ］．土木工程学报，２０００，３３（４）：５１－５５
施成华等?基坑开挖及降水引起的地表沉降预测
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联合发起２００６年中国西安国际建筑科技大会，在全球范围寻求所有致力于建设和谐社会的人们，共同探讨实现“建筑—科技—人—自然”相互和谐之路。组织委员会主席：陈肇元（中国工程院院士，清华大学教授）徐德龙（中国工程院院士，西安建筑科技大学教授、校长）副主席：宁津生（中国工程院院士，武汉大学教授）
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委
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（按姓氏拼音排序）崔俊芝（中国）
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江亿（中国）
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ＮｏｒｉｈｉｔｏＴａｍｂｏ（日本）
ＰｅｔｅｒＢａｓｔ（德国）
ＰｅｔｅｒＳｃｈａｕｍａｎｎ（德国）
Ｓ．Ｂ．Ｒｉｆｆａｔ（英国）王梦恕（中国）
项海帆（中国）
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张小龙（中国）
张在明（中国）
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论文提交
会议征文截止日期：２００６年６月１８日更多信息请登陆：ｈｔｔｐ：／／ｘｉｃａｔ２００６．ｘａｕａｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
本次会议的工作语言为英语，所有收录论文将正式出版论文集，并由ＩＳＴＰ收录。会议安排
９月２２日会议注册
９月２３日开幕式及大会主题报告９月２４日分会报告９月２５日主题报告及闭幕式
会议注册会议注册费
◆国内代表：１０００元／人
◆
国内学生：７００元／人（需持有效学生证或学校介绍信）
注册费包含会议论文集、招待宴会、会议期间（９月２２～２５日）
早中晚餐（曲江宾馆用餐标准：１３０元／人?日）。
注册方法
预注册：通过会议网页ｈｔｔｐ：／／ｘｉｃａｔ２００６．ｘａｕａｔ．ｅｄｕ．ｃｎ在线注册（预注册者保证住宿安排）
正式注册：９月２２日在曲江国际会议中心缴费注册
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（上接第１１１页）
１２１
盾构现场施工隧道监测方法
精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进 环境监测 技术方案
目录 一工程概况 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据 四监测内容
上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案 前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全 工作井相连。 输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。
施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图： 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算 因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。 在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。 三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）
Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式
8．1．4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类，一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表：二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式；其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S -22 2i x ）
? ?? ? ? Φ-?= 2452tg Z i π 式中：V —地层损失（地表沉降容积）； i —沉降槽曲线反弯点； z —隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等，得i=6.9m ，由此根据以往的工程实践及经验公式，沉陷槽宽度B ≈5i ，可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m ，两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m ，并且沉陷槽的主要围在隧道轴线两侧6m 围，离轴线3m 的沉降量约为最大沉降量的60%～70%，离轴线6m 的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V 值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量，它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关，即 V=V 尾+V 粘-V 浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20～40mm ，盾壳厚度为70mm ，则：V=V 尾+V 粘-V 浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数， β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得 V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值：Smax=23.4mm 最大斜率：Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况，隧道埋深16m 左右情况下得出的，最大沉降量满足规和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的，但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别，目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆，而注浆的环节常有各种各样的问题发生，如缺量、过量、滞后、漏浆等等，不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映，同时不同的地质条件沉降亦有所不同，如粉砂土较粘土隆降起量要少，沉降速率要快，淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。 8．2 理论分析
地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量
地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量 【摘要】地表沉降及变形是地铁盾构隧道施工过程中最需要重点关注的问题，其直接影响周围地面建筑和地下设施的正常使用，因此，对地表沉降及变形测量至关重要。论文首先分析了盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，重点探讨了地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量方法。 【关键词】地铁隧道施工；沉降及变形；测量 盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展，已经有了很大的进步，由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻，但是盾构施工还是会不可避免地引起地层的扰动，引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时，就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全，进而引起一系列的岩土环境问题。由此可见，研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。 1 盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因 虽然不同学者基于各自的出发点提出了不同的盾构施工引起地表沉降及变形的机理，但是不可否认的一点就是土体位移源于开挖引起的扰动及由此产生的地层损失和扰动土的重新固结。1）地层损失。所谓地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和理论计算的排土体积之差。地层损失率以地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比来表示。地层损失一般包括盾构开挖面的地层损失、盾构纠偏产生的地层损失、盾构沿曲线推进时产生的地层损失以及盾壳外径和管片直径之间空隙引起的地层损失。引起地层损失的施工及其他主要因素有：盾构掘进时，开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起地层损失而导致盾构上方地面沉降及变形；当盾构推进时如作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力，则正面土体向上向前移动，引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。2）在盾构暂停推进时，由于盾构推进千斤顶漏油回缩，可能引起盾构后退，使开挖面土体塌落或松动，造成地层损失。3）由于向盾尾后面、隧道外围建筑空隙中压浆不及时、压浆量不足或压力不适当，使盾尾后坑道周边土体失去原始三向平衡状态，而向盾尾空隙中移动，引起地层损
地表沉降监测作业指导书
沉降监测作业指导书 1 目的和适用范围及标准 测定建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降以及基础和上部结构沉降。操作方法执行标准《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。 2 仪器设备 水准仪全站仪 3 沉降控制点布设 特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。 高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定： 1）高程基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方； 2）高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上； 3）高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的
工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。 沉降监测点的布设应位于建（构）筑物体上。高程基准点和工作基点标石、标志的选型及埋设应符合有关规范规定。 4 沉降观测 沉降观测分为：定期对高程控制网进行复测以确定控制网的稳定性，同时对沉降观测标进行观测。 基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并按《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》规定对其稳定性进行分析。 有工作基点时，每期变形观测时均应将其与基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。 沉降观测标的精度、观测仪器、观测方式均应达到相应等级的水准测量规范要求，沉降观测标必须位于水准观测线路中，不得使用碎步点方式对沉降观测标进行测量。 5 观测周期 按照《工程测量规范GB50026-2007》、《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》中的技术要求，确定相应等级的观测周期。
隧道监控量测观测标埋设要求
隧道监控量测观测标埋设要求 根据10月14日隧道监控量测现场检查结果，各隧道监控量测观测标均未严格按照要求进行埋设，为加强本标段监控量测工作管理，保证监控量测作业满足规范要求，确保隧道工程施工安全，监控量测标志埋设要求进一步明确如下： 1.地表沉降观测标 1.1埋设时间 地表沉降观测标志应在隧道正洞开挖施工前埋设，并于正洞开挖前及时采集初始读数。 1.2断面布置 地表沉降断面应超前隧道开挖面至少30米，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程。一般情况下，地表沉降测点间距按下表要求布置： 地表沉降测点横向间距为2～5m，隧道开挖范围内地表沉降点横向间距按2m要求布设，开挖范围外按照5m要求布设。在隧道路线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。 岩石地段地表沉降观测标志埋设入岩深度不小于0.5m，黄土地段地表沉降观测标志埋设深度不小于1.0m。采用钻孔的方式进行埋设并用混凝土进行加固，观测标直径不小于20mm。
图1.2.1 地表沉降横向测点布置示意图 注：上图中H为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。 2.洞内监控量测观测标 2.1埋设时间 洞内拱顶下沉及净空变化监控量测观测标应在隧道开挖后12小时内布设，并及时读取数据，最迟不得大于24小时。 2.2断面布置 顶拱下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点应布置在隧道轴线上，偏差不大于3cm，隧道拱顶下沉及净空变化测点断面按下表要求布置： 注：Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。 根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）及隧道工程监控量测设计图纸要求，本标段隧道均采用三台阶法进行开挖，隧道监控量测顶拱下沉测点及周边收敛测点埋设形式如图2.2.1所示：
铁路隧道地表沉降监测及数据分析
铁路隧道地表沉降监测及数据分析 [摘要]：隧道监控量测在整个铁路隧道施工具有重要作用。文章以新歌乐山隧道地表沉降监测项目为例，阐述了测桩点的布设、现场监测方法、数据获取与处理，并对数据做出合理判断分析和有益探讨，对实际生产工作具有一定指导意义。 [关键词]：铁路隧道施工监控量测地表沉降数据分析 0引言 隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程中，是一项非常重要的工作。监测的目的主要包括：保证施工安全；预测施工引起的地表变形；验证支护结构设计，指导施工；总结工程经验，提高设计、施工技术水平。 隧道地表沉降是隧道工程应进行的日常监控量测的必测项目。本文以新歌乐山隧道地表沉降为例，阐述了监测项目现场操作具体过程、数据获取及处理方法。 1新歌乐山隧道工程概况 新歌乐山隧道属新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程，位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约25～50m，设计时速120km/h。隧道进口里程K1106+280，出口里程K1108+547，全长2267m。隧道进出口为浅埋段，洞顶覆盖层仅4～8m，出口洞顶及周边有大量民房，且下穿公路，出口段约300m采用非爆破法开挖。不良地质有岩溶、煤窑采空区、富水软弱围岩，特殊岩土为盐溶角砾岩及石膏。施工难度极大，安全风险高，为极高风险隧道，如图1所示。 图1 新歌乐山隧道现场图图2新歌乐山隧道地表下沉测点布设示意图 2. 地表沉降 隧道洞口浅埋层覆盖薄，堆积松散、自身稳定性差。在施工过程中易受自重、雨水和施工爆破的影响，极易发生坍塌，沉降等大变形事故，威胁隧道的整体稳定。隧道开挖后，洞口浅埋段地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。因此，必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制，保证施工安全。 3. 监控量测方案设计
盾构隧道开挖引起的地表沉降规律
摘要:地表沉降值是衡量开挖方式是否合适的关键指标,因此监测和预测地表沉降有重要的实际意义。在文中,根据对盾构法开挖隧道引起的地表沉降监测资料,做出了观测断面中心点的速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图。通过分析 ,发现当盾构机到达测量断面前5ｍ～8ｍ后,地表测点的变形达到最大隆起值,然后测点的变形速度为负值,开始向下运动;在盾构机通过测量断面大约25ｍ后,测点位移几乎不再增加,变形速度也变得很小。 关键词:地表沉降;盾构机;测量断面 由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快等优点,在地铁工程中得到广泛应用。地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。所以,在施工中对隧道沿线进行地表沉陷监测是必不可少。它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管线因此受到的危害程度,以便拟定有效保护措施,并对其实施效果进行跟踪监督[1]～[3]。本文以某地铁盾构隧道的地面沉降观测为基础,详细分析了开挖过程中和完成后的沉降规律 ,这对评价开挖对地面建筑及地下管线的影响有一定的指导意义。1 地表沉降的影响因素及其发展过程影响盾构隧道地表沉降因素有渣土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等,而地表沉降是这些因素综合影响的结果。地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。沉降历时曲线可分为5个阶段,如图1所示[4]:(1) 先行沉降:指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离(数十米)开始,直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降。(2) 开挖面前的沉降和隆起:指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。(3) 盾尾沉降。指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降,主要是土的扰动所致。(4) 盾尾空隙沉降。指盾构机的尾部通过观测点的正下方之后所产生的沉降,是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形。(5) 后续沉降。指固结和蠕变残余变形沉降,主要是地基扰动所致。这些沉降多非同时发生,地基条件和施工状况不同,沉降的类型也有所不同。 2 地质概况该隧道位于新华夏系第二沉降带的区域构造背脊之上,在勘探深度范围内未见断层活动迹象。其埋深为15ｍ左右;开挖直径为5.7ｍ。从上往下,土层依次为人工填土层、粘质粉土砂质粉土、粉细砂和中粗砂、圆砾和卵石、粘质粉土砂质粉土。 3 观测数据分析在隧道沿线地表共连续布置了17个断面,每个断面布置了7个测点。在测量断面上测点分布形式,如图2所示。测量断面上的中心点位于隧道中心线上。随着盾构机推进,测量各个测量断面上各测点的高程变化,得到各点的沉降值。 3.1 观测断面沉降曲线分析根据观测到的每个断面上各个测点的沉降值,画出测量断面沉降曲线。通过做出的各个断面的沉降曲线,得出如下规律:(1) 当盾构机工作面在测量断面前大约3ｍ之前,各个测点的沉降值基本相等,即发生整体隆起或下沉,如图3ａ所示。(2) 当盾构机通过测量断面后9～27ｍ之间位移增加值变小,这说明从这以后盾构的推进对该断面的影响不大。(3) 位移增加最快的点一般位于盾构机通过测量断面0～12ｍ。在这段距离内,产生的沉降值在4～5ｍｍ之间。因此,在该区间要加强观测,以防发生大的沉降。(4) 沉降标准正态分布曲线不是在沉降最初阶段就出现,而是在沉降发生的图1所示的第2、3、4阶段出现,如图3ｂ所示;而且其出现点也没有规律。这说明地层沉降的变化过程无法用正态分布曲线(即ｐｅｃｋ公式)描述,只能用它来描述在该点以后的沉降发展。(5) 在有些断面,沉降标准
隧道沉降观测方案
中交第一公路工程局有限公司 CHINA FIRST HIGHW A Y ENGINEERING CO.,L TD. 新建沪昆铁路客运专线长沙至昆明段（贵州）CKGZTJ-4 标二工区 隧道沉降变形观测方案中交第一公路工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二工区 二○一一年一月
目录 一、总则 (2) 二、主要依据的标准及规范 (2) 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 (2) 四、一般规定 (3) 五、沉降观测的内容 (4) 六、沉降观测点的布置 (4) 七、观测精度 (4) 八、沉降观测频度 (4) 九、分析评估方法及判定标准 (5) 十、组织与管理 (6) 一、总则 1、为指导沪昆客运专线贵州段土建工程四标段二工区做好施工期间的沉降观测，通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析，预测工后沉降，确定无碴轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全，制定本方案。 2、无碴轨道铺设条件评估的重点是线下工程的变形，评估综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系进行实施。 3、基础工程的沉降观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况。 4、本规定适用于施工期及正式验收通过前的沉降观测评估工作。 二、主要依据的标准及规范 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）； 2、《高速铁路工程测量规范》及条文说明（TB10601-2009）； 3、《工程测量规范》（GB50026－2006） 4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 5、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》工管技2009-77号 6、沪昆客专隧道设计图纸 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 1、沉降监测网的建立、精度要求等应符合相关规范的要求； 2、沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立，按二等水准测
隧道监控量测观测标埋设要求(仅供参考)
一．地表沉降监测点 在与隧道中线垂直的横断面上布置监控量测测点,间距2～5m，在一个断面上布置7～11个点，靠近中线位置测点适当加密，量测范围为中线两侧不小于HO+B,明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。其测点布置如下图所示。
地表沉降测点纵向间距 测点埋设：在地表开挖90cm 深基坑，浇筑混凝土基础，同时放入长300mm ，直径22mm 的圆头钢筋，外露5mm ，四周填实。在开挖影响范围以外设置水平基准点2～3个,水平基准点埋设方法见"基准点布置示意图"。 基准点布置示意图（单位cm ）
二．洞内监控量测 1.洞内观察 开挖后及初支后及时采用肉眼观察和地质罗盘仪对开挖面揭示的地质情况进行描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析。详细描述、记录、并予以评估，作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。 2.洞内净空收敛监测点 净空收敛点量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定，参考下表确定。 必测项目监控量测断面间距表 净空收敛量测点距开挖面应小于1～2m，在每次开挖后尽早埋设读数，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环前必须完成初期支护变形的读数。
测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度等因素有关，本段隧道施工工法包括全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱方法、六步CD法，其主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 3.拱顶下沉监测点 拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测。每个断面布置1～3个测点，测点设在拱顶中心或其附近。量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 洞内监控量测点不得焊于钢拱架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于16mm的螺纹钢，前端外露钢筋（外露部分不得小于6mm）与正方形钢板焊接（60*60），然后贴上反射膜片（50*50）。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度不得小于50cm。
隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究
隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究 发表时间：2018-10-01T19:32:49.427Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：杨辉彪[导读] 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。 身份证号码：51130319861226xxxx 四川省南充市 637000 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。本文首先探究隧道地面沉降机理，分析沉降的主要原因，进而提相应的控制措施，旨在保障隧道施工安全性。 关键词：隧道施工；地面沉降；原因；控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环，让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。在实际施工过程中，往往会产生隧道地面沉降问题，会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量，也有很多文献阐述了隧道沉降机理，但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察，分析隧道地面沉降的是否均匀、动态，这样 才能够针对性找出控制方法，保证隧道工程保质保量的按期完工。 1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法，在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力，从而导致地面出现弹塑变形等问题，也就是引发地面沉降问题。沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉；支护结构空隙闭合导致地面下沉；管片衬砌结构自身变形造成地面下沉；隧道结构整体地面下沉。这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降，其中次固结沉降是一个长期控制的过程，特别是在隧道运营期间，需要考虑沉降的动态变化。盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结，这也是导致隧道沉降的根本原因。 2导致隧道施工引发沉降的因素第一，在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题，如果对此类问题没有进行及时处理，拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。通常情况下，隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级，如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环，就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。同时，在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理，同样会造成沉降，沉降程度与含水量有直接关系。第二，扰动土固结问题。如果开挖面涌水或衬砌出现漏水问题时，会导致地下水位下降，因此导致土体下降（地基下降），造成这一问题主要是因为地基有效应力增加，从而导致固结沉降问题。第三，地面损失。在盾构施工中会出现地层损失，并且收到了剪切力影响出现固结沉降问题。地层损失会导致土体开挖到竣工阶段产生的体积差，因此周围土体在弥补地层损失中产生了地层位移问题。导致地层损失的主要因素为：①开挖土体移动。在盾构掘进过程中，由于土体水受到水平支护应力较小的情况（小于原始测量力），土体就会朝向盾构内侧移动，从而导致地层损失问题，导致地面下降；在盾构突进时，如果正面土体侧压力在原始侧向力之上，会让土体产生上、前移动，同样会造成土层损失，导致都够前上方的土体隆起。②盾构后退。盾构施工过程中往往会出现暂停推进的情况，如果此时盾构千斤顶出现漏油回缩就会导致后退问题，导致土层面坍落、松动问题，出现地面损失问题。③土体进入到盾尾空隙。在施工中如果盾尾后隧道外部空隙中压浆不够及时，会导致压浆压力或压浆量不足等问题，这时的盾尾周边土体会打破原始三维平衡状态，土体朝向盾尾空隙当中移动，造成地层损失问题。④推进方向改变。盾构施工当中会产生曲线推进、抬头等情况，理论上开挖面是圆形，但实际上缺失椭圆，从而引发地层损失。 3隧道施工引起的地面沉降控制方法 3.1加强开挖面控制工作 在隧道开挖过程中如果遇到软弱围岩情况，需要保证施工的稳定性，进尺要短、控制爆破力度、快速封闭、定时测量，特别是针对Ⅴ级、Ⅵ级围岩，需要采用双侧壁导坑法、CD施工法、CRD施工法进行，加强循环进尺的控制工作，严格控制每一个开挖循环、支护循环，避免因提高施工效率而贸然挖进。在应用土压平衡掘进过程中，需要保证开挖面呈现出流塑状态，加强开挖面的控制工作，采用输送机并调整复数装置平整，保持碴仓土一定的压力，这样即可抵抗开挖面的土压和水压。如果出现水体，可以应用螺旋输送机和碴仓土进行止水，配合同步注浆系统和二次注浆操作进行控制。这样即可保障盾构开挖面的稳定性，避免地下水流出问题，从而实现地面沉降控制的目的。在应用土压平衡掘进过程中，碴土需要保持良好的流塑形态、稠度适中、摩擦角要低、渗透性要低，如果无法满足这些要求，可以对混合仓、螺旋输送机、开挖面中加入外加剂，实现软塑化处理，提高挖图器械性能，保证流动性。对于一些黏土地面（渗透小、易流动、摩擦力小），可以采用刀盘切下或螺旋输送机搅拌后提高流塑性。同时，针对砂性土止水性差的问题，如果开挖掘进水压较高，会产生地面涌水问题，这就需要注入一定量的添加剂，提高止水性，保证开挖面水压和土压，维持表面的稳定性。在实际应用中，将膨润土和泡沫注入到输送机口中，必要情况可以向盾壳上注入，这样可以填补盾壳空隙，从而起到控制沉降的目的。 3.2控制注浆量 注浆加固能够有效应对砂层、富水砂层问题，从而填补土体缝隙，减少沉降量问题。在隧道施工中，注浆防沉控制已经成为应用最为广泛的技术，如果不填充浆液，会导致沉降体积等于地面损失。理论上注浆率（填充率）达到100%即可控制地面沉降，但由于实际影响因素较多，通常注浆率要高于100%，甚至达到了200%以上（效果不够明显，因此不需要盲目注浆导致材料浪费）。在淤泥类黏土注浆中，每立方米采用2.3-2.7L浆液即可，浆液稠度控制在10左右；如果是粉质砂土层，每立方米注入0.1L浆液即可；针对不同深埋地区浆液量需要所有增加。浆液压入时间需要和管片脱开同步进行，否则只能控制上部沉降，无法控制下部土层沉降问题。在实际操作过程中，可以根据每环注浆量计算出手按次数；根据掘进速度计算出手按间隔时间，这样即可保证掘进工作和注浆工作同时结束。 3.3地层失水控制 由于地下水流动会产生砂土位移问题，导致砂土间隙缩小、水位下降，从而提高了土体内部应力，出现固结问题，表面沉降。由于砂土渗透性强，仅凭借土仓和络酸输送机压缩不能起到良好的效果，这就需要结合实际情况进行施工。在掘进过程中需要关注开挖面出水情况，如果碴土稀、水量大问题时，需要关闭螺栓输送机舱门，加入泡沫或膨润土外加剂，从而补充空隙，提高土层的止水性。在注浆过程中，需要保证管片壁注入量充足，对周围土体加固，从而起到止水目的，避免管片背后漏水。在通过富含地下水的地层时，需要让盾构机快速通过，并且在刀盘前方注入泥浆，在管片背后注入玻璃双浆液，这样可以封堵地下水，避免因为水量过多产生沉降问题。 4结束语
基坑沉降观测方案
力帆·红星广场项目一期工程B2组团和 C13组团工程 边坡沉降监测方案 编制单位:力帆·红星广场项目一期工程B2组团和C13组团项目 编制日期:二〇一七年九月
1、工程概况 本项目位于重庆市渝北区金开大道，东北临龙安路、西南侧为金州大道，东南侧为金开大道。总建筑面积约17.16万m2，主要由35栋3F/-1F别墅，1栋30F/-2F高层住宅，1栋23F/-2F酒店，1栋6F/-2F商业，2个地下车库组成，本工程为框架结构，抗震设防烈度为6度，基础采用旋挖桩、人工挖孔桩、条形基础、独立基础、筏板基础。 2、监测依据 全部观测按照以下标准执行 2-1《建筑变形测量规程》（JGJ/8-97） 2-2《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497－2009） 2-3《工程测量规范》（GB50026-2012） 2-4《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006） 2-5《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314） 3、监测目的 建筑物前期施工期间,基坑在回填之前由于卸除地基土自重或降水等因素而引起的基坑外影响范围内的建筑物及道路的结构应力也在缓慢调整。变形观测的目的就是：通过测量基坑周围预设的工作点和其周围建筑物特征部位之间的不对称变异量,对基坑在回填前及回填过程中的整体稳固趋势作出评估,为建筑质量评价和最
后验收提供参考依据。一般情况下建筑物的变形观测内容为:基坑周围建筑物和道路的水平位移、垂直位移。 4、监测项目 根据业主提供的地质勘查报告、设计支护方案及现场实际情况，具体监测内容为基坑坡顶位移监测。 5、测点布置 按照规范要求，各水准基点的间距应在20-40米范围以内；水准基点与被测建筑物的间距不应大于100米，且不小于30米，现根据场地条件、场地使用性质、地下埋藏物的情况、长期保存条件等，水准基点不应设置在高层建筑附近，本工程考虑设在基坑的东侧。 5.1监测点布设 本次观测的监测点布设沉降点8个，设计方案依据： （1）基坑边坡基坑边坡顶部的水平位移和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，基坑周边中部、阳角处应布置监测点。监测点间距不宜大于20m，每边监测点数目不应少于3个。监测点宜设置在基坑边坡坡顶上。 （2）基坑周边地表竖向沉降监测点的布置范围宜为基坑深度的1~3倍，监测剖面宜设在坑边中部或其他有代表性的部位，并与坑边垂直，监测剖面数量视具体情况确定。 下图为沉降观测点布设图：
地面采空区沉降观测设计方案
地面采空区沉降观测设计方案 一、设计情况说明 根据煤矿有关规定，煤矿采煤工作面对应的地面区域必须进行沉降观测，根据沉降观测数据确定地表的沉降程度。 我矿对地面采空区进行了沉降观测点位的布置，在地面北部、中部、南部各设置了一个控制点，作为沉降观测点使用。 二、沉降观测的相关知识 在沉降观测之前，由于采空区距离矿区控制点较远，为方便进行观测以及布点，特在矿区控制点的基础上，在采空区布设沉降观测点。 三、观测时间、方法和仪器 由于地表可能受到影响，因此在进行沉降观测前必须对沉降基准点进行监测，在无影响的情况下，方可进行沉降点观测。每二个月观测一次。 为保证沉降观测数据的精度，进行测量时仪器和测量方法必须一致，施测时必须做到“三固定”，即：固定仪器、固定观测人员、固定的基点和转点，以此减少观测误差，提高精度。日出或日落30分钟前后影响最大，避开此时间段进行测量，雨天严
禁作业。 由于地面的起伏变化较大，故决定采用经纬全站仪代替水准仪进行地面沉降观测。 四、测区特点 由于我矿区地面高低起伏变化较大，作业时会遇见大风、降雨等天气，因此测量工作较为困难。 五、测量标准 在采空区地表中间布设一条控制基线，同时作为沉降观测点使用，共计3个点。其中2个点向采空区两侧布设1个点，1个点在采空区中部，在进行沉降观测时，对其3个点进行观测。 由于采空区地表高低起伏变化较大，基本上为大型山坡，不利于水准测量，因此采用全站仪代替水准仪进行沉降观测。 利用全站仪进行三角高程测量。采空区地表沉降基准点和沉降观测点使用全站仪进行测放，保证沉降基准点的牢固性，同时对所有点进行坐标测量，找出相对位置，在以后的观测中，若发现点位位移，必须立即进行重新布设和测量。 六、数据对比分析 根据每次测得的沉降观测点的高程，分析采空区地面的沉降规律和沉降速度，根据这些规律采取措施，降低地面的沉降速度。
建筑基坑沉降、位移监测的内容及方法
《建筑基坑沉降、位移监测的内容及方法》 一、深基坑监测的意义 随着城市建设的发展，基坑施工的开挖深度越来越深，从最初的5～7m发展到目前最深已达20m多。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。 对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。 二、深基坑监测的内容及方法 深基坑施工，必须要有一定的围护结构用以挡土、挡水。围护设施必须安全有效。浅基坑的围护结构以前常用的是钢板桩或混凝土板桩；深基坑则大多采用现场浇灌的地下连续墙结构或排桩式灌注桩结构，并配以混凝土搅拌桩或树根桩止水。开挖时，坑内必须抽去地下水，7~15m深的基坑，中间必须配二到三道水平支撑，水平支撑采用钢管式结构或钢筋混凝土结构。围护结构必须安全可靠，并能确保施工环境稳定。从经济角度来讲，好的围护设计应把安全指标取在临界点附近，再靠现场监测提供的动态信息反馈来调整施工方案。 1、以下内容是基坑监测目前能够做到的也是应该做到的项目： （1）地下管线、地下设施、地面道路和建筑物的沉降、位移。 （2）围护桩地下桩体的侧向位移（桩体测斜）、围护桩顶的沉降和水平位移。 （3）围护桩、水平支撑的应力变化。 （4）基坑外侧的土体侧向位移（土体测斜）。 （5）坑外地下土层的分层沉降。 （6）基坑内、外的地下水位监测。 （7）地下土体中的土压力和孔隙水压力。 （8）基坑内坑底回弹监测。
浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析
浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析
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摘要：为了研究大连地铁２０２标段促进路站－春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律，通过现场实测和数据分析整理的方法，在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站，运用精密水准仪进行３个月的监测，监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方，沉降量约为２５．６６～３１．８２ｍｍ．提出了距跨比β的概念，距跨比β的有效工程取值范围－４＜β＜４，地表沉降与距跨比β密切相关，其中－２＜β＜２地表沉降剧烈阶段，约占整体变形的６７．５～７７．６％，沉降速率约达０．８４～０．９３ｍｍ／ｄ．建议应加强监测频率，增加现场巡视．现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合，监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用． 关键词：地铁隧道；人工素填土；地表沉降；文克尔沉降模型 ０引言 随着社会经济的迅速发展和城市化步伐的加快，我国的地铁建设进入高速发展时期．在地铁隧道施工过程中不可避免地扰动隧道周围的地层，产生地表沉降，严重时将影响到周边建筑物和地下管线的安全［１－３］．国内外学者展开了许多地铁隧道施工引起地表沉降变形方面的研究［４－５］，对指导工程建设具有重要的理论与实际意义．由于大连地铁２０２标段促春区间是在人工素填土层中的地铁隧道施工，地层含水量大，地层软弱，底下管线密布，因此，对人工素填土地层中隧道施工引起的地表沉降规律进行总结研究，有着非常重要的理论和现实意义． １工程背景 大连地铁２０２标段促进路站至春光街站区间设计范围为里程ＤＫ１１＋３６５．９４５～ＤＫ１２＋０１３．３５０，区间地貌为剥蚀低丘陵、冲洪积沟谷，地形起伏较大，整体上看中央高，两侧低，地面高程７．６９～２２．７８ｍ．沿线穿越街道、工厂、居民住宅区，建筑物密集，管线、管道众多．本文以暗挖区间为主要研究对象，右线先于左线开挖．左、右线隧道长分别为７３２．１２７ｍ和７３４．２７３ｍ．隧道主体横断面为单拱圆形断面，断面尺寸为６．３×６．５ｍ．隧道范围内上覆第四系人工堆积层（人工堆积素填土、杂填土层），第四系全新统冲洪积层（卵石层），第四系上更新统坡洪积层（粉质粘土），下伏震旦系五行山群长岭子组强（全风化岩、强风化岩、中风化岩）．隧道断面范围上方自上而下分别为：素填土（０．５０～１１．００ｍ）和杂填土层（１．４０～８．５０ｍ），卵石层（０．７０～１３．３０ｍ），粉质粘土（１．１０～１１．００ｍ），全风化岩（２．２０～２９．６０ｍ）．采用新奥法台阶法施工，上、中、下三个台阶依次进行施工，每次进尺１ｍ．暗挖结构超前支护采用超前小导管注浆对地层进行预注浆加固．施工后，及时进行隧道初期支护，支护方式采用立钢拱架和挂钢筋网喷混凝土方法，初期支护贯通后即采用二次衬砌． ２地表沉降监测方案 在隧道地表上方每隔３０ｍ布置一个观测断面，每个断面布置１２个点，沿着隧道轴线垂直方向地表均匀布置，间距为１．５ｍ，采用莱卡ＤＮＡ０３电子水准仪按照二级水准要求进行地表沉降观测，自从２０１１年１１月１日到２０１２月１月３１日，共计９０天的观测，为了便于分析，选取ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５个断面数据进行分析． ３监测结果分析 ３．１右线隧道开挖沿着隧道方向地表沉降分析 为了便于分析总结规律，以监测断面为基准，当掌子面通过监测断面后，掌子面与监测断面的距离为正值；当掌子面未通过监测断面时，掌子面与监测断面的距离为负值．设掌子面与监测断面间的距离为Ｌ，隧道拱径为Ｄ，即为拱跨，定义Ｌ／Ｄ比值为距跨比β，即 β＝Ｌ／Ｄ（１）
地表沉降观测办法
西石门铁矿 地表塌陷、断裂变形的观察办法（试行） 根据国家地质灾害防治条例的相关条例和局、矿的有关规定，以及结合我矿长期的观测经验。对我矿开采范围内各大采区因采矿出现的采空塌陷区和裂隙变形情况与马河沉降变形情况和尾矿库的监测情况。我矿地测科特制定了相关检测方法及观测结果整理的办法，以顺利有效地把灾害检测工作做好。能够准确地把观测结果上报有关部门以便采取积极有效措施，以防发生重大的灾害事件。 一、观测要求： 1、仪器：全占仪，精度±2″，钢尺。 2、观测时间：以长期固定检测与定期巡查和汛期强化检测相结合的方式进行。长期固定检测一般为每月两次，雨后加测，雨季加密为每周一次；定期巡查一般为每月进行一次。 3、观测点的设置：沉降观测点要布置在能反映沉降特征且方便观测的位置，一般采用条带型和十字型观测网，布置观测点使用钢钉和混凝土埋桩的方法。 4、沉降观测的五定：点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时环境条件要基本一致；观测方法、路线要固定。 5、沉降观测成果的整理：作好原始记录，检查原始记录是否正确，精度是否合格，计算出变化值。然后填入沉降观测表中，绘制出沉降与时间的曲线图。
6、沉降结果的上报：要定期将观测结果上报有关部门，如出现较大的变化时应及时上报，以便及时采取措施，防止出现重大灾害事件。 二、观测位置： 1、北采区：在北大坑南布置一条近东西向的观测线，10余个观测点；间距10-20；观测点采用混凝土现场浇注设桩。每年一季度末对塌陷区的面积、深度和断裂变形的范围进行观测。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 2、中采区：在塌陷坑东侧布置布置一条近东西向的观测线，10余个观测点，观测方法与北采区相同。 3、南采区：南区塌陷坑已基本用废石充填完毕，没法设置观测点，但在一些地段也存在着裂隙变形和小面积的塌陷。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 4、马河沉降区：在马河的沉降变形部位，位于马河河床内及马河北岸，对我矿安全生产构成极大地危险，为指导安全渡讯和治理维护的需要，在该部位布置三条主观测线及三条辅助观测线及散点；观测点的间距为10-20米；观测点采用在混凝土面上击注钢钉和埋设混凝土桩等方法。观测时间：汛期（7～8月）每10天观测一次，汛期后的两个月（9～10）每20天一次观测一次。其他月份每30天观测一次。在马河的两岸设置径流水位标志，为有关部门提供观测的数据。 5、尾矿库的观测：沿坝体轴线方向上布置一纵一横观测线，一纵：从底部堆石坝至沙棘林带的下沿，设5个观察点。一横：在411米坝面公
深基坑支护地表沉降数据分析
深基坑支护地表沉降数据分析 发表时间：2019-02-20T16:03:01.030Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：刘海涛[导读] 套管咬合桩支护下的地表沉降实测值与理论计算值对比分析，可为同类设计与地表监测参考借鉴。 陕西省铁路集团有限公司陕西西安 710054 摘要：随着社会经济的不断发展，对土地的需求日益增加，城市建设用地日益紧缺，加强城市地下空间开发利用，促进土地集约节约。文章以某城市轨道交通地下两层车站明挖深基坑为例，套管咬合桩支护下的地表沉降实测值与理论计算值对比分析，可为同类设计与地表监测参考借鉴。 关键词：深基坑监测地表沉降 地表沉降是在自然条件或人为因素影响下，由于地壳表层土体压缩沉陷而导致区域性地面标高降低的地质现象，在城市建设中是一种严重安全隐患。深基坑施工过程中地表沉降监测反映了施工对周围地表的影响及变化情况，计算沉降理论值指导现场施工，监测沉降数据反馈验证设计，综合分析地表沉降、地下水位、支撑轴力、桩顶位移等指导深基坑施工。 1. 工程概况 该地铁车站位于丁字路口南侧，城市主干道绿化场地内，绿化移栽完毕后场地条件简单。车站为13m地下二层岛式车站，沿该主干道东西向路侧设置，与远期5号线预留通道换乘。站台中心里程处底板埋深约16.526m，车站基坑长288.0m，基坑标准段宽21.7m，最宽处为26.7m，基坑深16.321m～18.093m,车站顶板覆土约3.0m。 2. 深基坑设计 基坑开挖范围土层分别为1-1杂填土层、2-6-3粉砂层、2-3-3黏土层、5-3-4粘土层、11-2-3中风化石灰岩层。地下水类型分别为潜水和承压水，潜水水位埋深0.3～4.2m，承压水水头埋深7.0m，抗浮设防水位按地表以下0.5m考虑，车站底板位于5-3-4粘土层。 围护结构采用?1000@800套管咬合桩+内支撑结构形式，共采用3道内支撑进行支护，其中第一道支撑采用矩形钢筋混凝土支撑，宽700mm、高900mm，间距9m，第二、三道支撑采用直径609mm、壁厚16mm的钢支撑，间距3.0m，沿车站宽度方向设置临时格构柱，以减小支撑计算长度，防止钢支撑整体失稳。 3. 地表沉降计算 车站施工围挡内南侧为主要施工场区，北侧紧邻城市主干道的人行道。围护计算按直径1000mm间距1600mm钻孔灌注桩进行计算，采用水下C35混凝土进行灌注，且不考虑C20素桩作用，地表沉降监测点平面布置详见图1。 1）计算参数 基坑设计深16.48m，插入8.32m，其中桩底插入中风化石灰岩约1.1m，桩长24.8m，地面超载按20.0kPa考虑，地下水位埋深0.50m，中风化石灰岩为承压含水层，坑外承压水水位7.0m。采用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)》进行设计计算，根据地勘剖面，该断面存在4.4m厚的2-6-3粉土，土层参数详见表1。 表1 土层参数 2）计算结果 地表沉降计算方法采用同济抛物线法，计算结果详见图2。 4. 理论计算值与实测值对比分析