深基坑钢支撑轴力伺服系统监测（2）

3工程水文地质条件

卡子门站地下水主要是空隙型，基岩的强风化区内存在少量的基岩裂缝水。潜水含水层主要分布于人工填土层、全新世冲淤积成因的粘性土层中。承压水含水层是④–4e卵砾石土和两层④粉质粘土隔水顶板及下伏岩层隔水底板。场地下伏的岩层以泥质砂岩为主，裂隙封闭，大部分被泥质填充，透水性和富水性均较差，水贫乏，基岩裂隙水对该项目施工影响不大。场地地下水和地下水的关系不紧密，而基岩裂缝水与承压水的水力关系密切。

调查期内，潜水稳定水位平均深度为4.60~ 4.90?m，稳定水面为10.39~12.48?m，其水位起伏与地形起伏较大，年平均变化范围均为2?m。④–4?e卵砾石土层中的承压水主要集中在地下5.3?m处。

4?工程难点和应对措施

车站最大开挖深度26?m，属危大深基坑，采用地下连续墙加混凝土支撑加钢支撑的混合支撑体系施工，正常断面采用5道钢支撑施工，双侧端头井采用6道支撑，双侧端头井第4道采用混凝土撑，剩余部分采用钢支撑，因常规钢撑受地下连续墙挤压后无法确保其轴力稳定性，必须手工测量，当轴力不够时，必须二次加压，耗时又费力，而且加力完成后打入钢楔通常会损失10?%力。遇到温差较大时，力的变化也会随之变化严重，难以保证围护结构变形。

为有效控制基坑工程变形，本次工程中的部分钢支撑体系采用伺服支撑轴力体系，每个钢支撑均设有回锁器，压力程达2?000?kN的液压缸，按设计要求逐级加压，使其轴力始终处于设计值之内，并严格控制围护结构的 变形。

5伺服系统实施情况

5.1?伺服系统布置及安装

依据设计施工图纸，1~10轴采用钢筋混凝土支撑+普通钢支撑。11~22轴采用钢筋混凝土支撑+伺服支撑系统，如图2所示。

图2?伺服钢支撑主机总成放置示意

在标准段（11~20轴）基坑内竖向布置6根支撑，第1道支撑采用钢筋混凝土支撑，横截面为800?mm×900?mm；第2、3、5、6道支撑采用壁厚16?mm的?609?mm钢支撑；第4道采用?800?mm钢支撑。

车站西侧端头井基坑设置6道垂直支撑，第1道支撑为800?mm×900?mm，第4道为钢筋混凝土支 撑，横截面为1?000?mm×1?100?mm，第2、3、6道支撑分别为16?mm的?609?mm钢支撑，第5道为?800?mm钢支撑。其中西侧端头井钢支撑斜撑均采用伺服系统。

根据施工设计图纸统计，本站基坑共使用609?mm伺服钢支撑系统130根，800?mm伺服钢支撑系统32根。每8根伺服钢支撑共用1台数控泵站，该基坑共需21台泵站。由于场地相对狭窄，在基坑北侧设置数控泵站（控制柜），数控泵站、油管、支撑头通过预留管道垂直连接，钢支撑预加轴力采用设计值的70?%施加，考虑控制基坑累计测斜问题，伺服补偿装置的加载力采用分级控制施加：第1级30?%，第2级50?%，第3级70?%，第4级100?%。

5.2?伺服系统过程中的应用

通过主机系统统一管理伺服系统数据，并与其他监测数据对比分析，全方位分析基坑的稳定性，全天进行管理，保证第一时间发现问题并及时处理。

6伺服系统实施效果

6.1?伺服桩体水平位移数据曲线

在基坑开挖之前，对桩体水平位移进行了原始数据采集，基坑土方开挖后应按设计图纸及施工规范、施工开挖监测方案要求及时实施监测，并将监测原始数据处理完成后进行汇总。伺服系统支撑轴力监测数据可在后台控制室下载，并进行汇总，结合现场开挖及钢支撑安装情况，进行监测数据分析，并绘制分析曲线图（图3）。

图3?桩体水平位移监测数据曲线分析

（a）ZQT19（17.95?mm）；（b）ZQT17（19.14?mm）

从图3可以看出，伺服系统钢支撑安装完成后，所对应的桩体水平位移数据较小，可完全达到设计控制值范围。

6.2?桩体水平最大位移

本次数据只截取变化较大的2个点位（桩体水平位移），从本次桩体水位移及基坑开挖的数据分析图（图3）可得知，最大累计变化量未超过设计控制值，甚至未达到控制值的70?%，所有数据都为正数，基坑围护结构向外位移。通过现场围护结构施工过程及开挖过程分析，最大位移变化为ZQT?17，在西侧端头井北侧，通过调查资料分析，此位置地面以下10?m为杜克商务施工回填杂土位置。

6.3?数据分析

自2021年12月28日第2道工作面开挖到2022年6月30日基坑基底工作面，在伺服支撑范围内，将水平位移的日变化速率控制在3?mm之内，完全符合设计要求。

6.4?结论

通过对上述数据分析，得出以下结论。

（1）采用伺服系统可以有效控制基坑的最大变形，同时可以使基坑的最大变形控制在32?mm以内。

（2）与传统普通支撑体系相比，伺服系统通过设置参数可自行控制，可大幅降低桩体水平位移的最大变化情况，实现了对基坑稳定性的安全。

（3）伺服系统能够以桩体水平作为调节轴力数据的依据，从而有效控制位移。

（4）与普通钢支撑相比，伺服系统完全不受温度变化的影响，通过自动调节系统，及时进行数据 控制。

7结束语

南京地铁10号线01标卡子门站施工过程中因周边环境及场地问题对基坑变形控制要求高，采用伺服系统将传统钢支撑与液压动力控制系统、可视化监控系统等相结合，全天候监测控制钢支撑轴力，解决常规施工技术控制监测变形难的问题，确保整个项目一直在受控状态，对周围建筑的安全起到了很大的作用。

（本文已完结）