地鐵基坑監(jiān)測

1、車站及站后區(qū)間基坑監(jiān)測方案一、監(jiān)測目的基坑施工過程中必須進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，其主要目的是在施工之前了解車站明挖深基坑施工過程中所可能產(chǎn)生地層變位和應(yīng)力的影響，明確這種影響的大小量級和范圍，明確危險可能發(fā)生的部位、方式及應(yīng)采取的施工對策，同時為現(xiàn)場監(jiān)控量測提供管理基準(zhǔn)和依據(jù)。二、監(jiān)測項(xiàng)目根據(jù)招標(biāo)文件、設(shè)計資料以及現(xiàn)場實(shí)際情況，本標(biāo)段施工過程中需對場區(qū)內(nèi)及周圍環(huán)境進(jìn)行日常的常規(guī)監(jiān)測如下：1、區(qū)間監(jiān)測區(qū)間設(shè)置的監(jiān)測項(xiàng)目有：（1）樁體水平位移、垂直位移、收斂值；（2）橫撐軸力；（3）地面水平位移及沉降，地下管線、構(gòu)筑物水平位移及沉降；（4）基礎(chǔ)不均勻沉降、水平位移、傾斜；（5）水位標(biāo)高、孔隙水壓。2、車站監(jiān)

2、測車站設(shè)置的監(jiān)測項(xiàng)目有：（1）基坑內(nèi)外情況觀察；（2）地表沉陷；（3）地下水位觀測；（4）墻水平位移；（5）橫撐內(nèi)力；（6）樁內(nèi)力；（7）基坑回彈；（8）支護(hù)結(jié)構(gòu)界面上側(cè)向壓力；（9）土層分層位移；（10）地下管線沉降及位移。三、監(jiān)測測點(diǎn)的布置監(jiān)測測點(diǎn)布置原則為：觀測點(diǎn)類型和數(shù)量的確定結(jié)合本工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)計要求、施工特點(diǎn)等因素綜合考慮，并能全面反映被監(jiān)測對象的工作狀態(tài)。1、區(qū)間監(jiān)測測點(diǎn)的布置見圖3.1.1。2、車站監(jiān)測測點(diǎn)的布置車站縱向監(jiān)測布置基本與區(qū)間相同，斷面布置見圖3.2.1。四、監(jiān)測方法和監(jiān)測頻率區(qū)間監(jiān)測的項(xiàng)目見表4.1，車站監(jiān)測的項(xiàng)目見表4.2。表4.1 明挖法區(qū)間監(jiān)測項(xiàng)目表

3、序號監(jiān)測對象監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測方法量測精度量測頻率備注1基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性樁體水平位移、垂直位移、收斂值精密光學(xué)測量滑動傾斜儀+1mm-1mm開挖過程中2次/天15 20米左右2支撐穩(wěn)定性橫撐軸力軸力計電阻應(yīng)變儀（片）+1t-1t開挖過程中2次/天、受力穩(wěn)定后1次/周1、考慮有代表性的支撐2、每施工段至少一組3地表變形地面水平位移及沉降，地下管線、構(gòu)筑物水平位移及沉降精密光學(xué)測量收斂儀+1mm-1mm圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中1次/天、開挖過程2次/天、主體施工2次/周15 20米4毗鄰建筑基礎(chǔ)不均勻沉降、水平位移、傾斜精密光學(xué)測量傾角儀+0.2mm-0.2mm同地表變形地面需設(shè)點(diǎn)5地下水位變化水位標(biāo)高、孔隙

4、水壓水位孔測量孔隙水壓力+10mm-10mm圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中1次/23天、土方開挖1次/天、主體施工2次/23天15 20米左右設(shè)一孔表4.2 明挖法車站監(jiān)測項(xiàng)目表序號觀測名稱圖例方法及工具測點(diǎn)距離備注1基坑內(nèi)外情況觀察現(xiàn)場觀察及地質(zhì)描述每次開挖后立即進(jìn)行2地表沉陷地表樁，精密水準(zhǔn)儀詳見監(jiān)測設(shè)計平面布置圖開挖前一定距離就開始量測拆撐時頻率適當(dāng)?shù)募用?地下水位觀測 打水位觀測孔，水位管，地下水位儀詳見監(jiān)測設(shè)計平面布置圖4墻水平位移 測斜管，頻率接受儀樁頂12.5m布設(shè)一次，樁身25m布設(shè)一次5橫撐內(nèi)力軸力計、頻率接受儀每50米布設(shè)一處6樁內(nèi)力 鋼筋計、電阻應(yīng)變儀鋼筋計布置在內(nèi)力變化處，每50米布設(shè)

5、一處7基坑回彈 回彈儀，水準(zhǔn)儀詳見監(jiān)測設(shè)計平面布置圖8支護(hù)結(jié)構(gòu)界面上側(cè)向壓力壓力盒、孔隙水壓力探頭、頻率接受儀每50米布設(shè)一處9土層分層位移分層沉降儀、頻率接受儀每30米布設(shè)一處10地下管線沉降及位移水準(zhǔn)儀根據(jù)管線狀況并與管線管理單位協(xié)調(diào)后布置1、地表沉陷監(jiān)測 (1) 地表沉陷監(jiān)測監(jiān)測儀器精密水準(zhǔn)儀，玻璃鋼瓦尺等。監(jiān)測實(shí)施方法a、基點(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，并且應(yīng)埋設(shè)在視野開闊、通視條件較好的地方；基點(diǎn)數(shù)量根據(jù)需要埋設(shè)，基點(diǎn)要牢固可靠?；c(diǎn)埋設(shè)方法示意圖如圖1所示。圖 基點(diǎn)埋設(shè)方法示意圖(單位:cm)b、沉降測點(diǎn)埋設(shè)：用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200300mm，直徑2

6、030mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)。c、測量方法：觀測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法?；c(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項(xiàng)限差宜嚴(yán)格控制，每測點(diǎn)讀數(shù)高差不宜超過0.3mm，對不在水準(zhǔn)路線上的觀測點(diǎn)，一個測站不宜超過3個，超過時應(yīng)重讀后視點(diǎn)讀數(shù)，以作核對。首次觀測應(yīng)對測點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應(yīng)小于±1.0mm，取平均值作為初始值。d、沉降值計算：在條件許可的情況下，盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進(jìn)行平差處理，提高觀測精度，然后按照測站進(jìn)行平差，求得各點(diǎn)高程。施工前，由基點(diǎn)通過水準(zhǔn)測量測出隆陷觀測點(diǎn)的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差HnH0即為沉降值。數(shù)據(jù)分

7、析與處理地表沉降量測隨施工進(jìn)度進(jìn)行，根據(jù)開挖部位、步驟及時監(jiān)測，并將各沉降測點(diǎn)沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度、加速度曲線圖。2、地下水位觀測監(jiān)測儀器水位計、PVC塑料管、電纜線。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)埋設(shè)：測點(diǎn)用地質(zhì)鉆鉆孔，孔深應(yīng)根據(jù)要求而定（以保證施工期產(chǎn)生的水位降低能夠測出）。測管用100mm的PVC塑料管作測管，水位線以下至隔水層間安裝相同直徑的濾管，濾管外裹上濾布，用膠帶紙固定在濾管上，孔底布設(shè)0.51.0m深的沉淀管，測管的連接用錨槍施作錨釘固定。測孔的安裝應(yīng)確保測出施工期間水位的降低。b、量測及計算：通過水準(zhǔn)測量測出孔口標(biāo)高H，將探頭沿孔套管緩慢放下，當(dāng)測頭接觸水面時，蜂鳴

8、器響，讀取測尺讀數(shù)ai，則地下水位標(biāo)高HWi=H-ai。則兩次觀測地下水位標(biāo)高之差HW=HWi HWi-1，即水位的升降數(shù)值。數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)水位變化值繪制水位-隨時間的變化曲線，以及水位隨施工的變化曲線圖。3、墻水平位移監(jiān)測儀器水平測斜儀，測斜管。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)埋設(shè)：對于基坑圍護(hù)樁測斜孔，在澆灌混凝土前安裝測斜管。管底應(yīng)埋置在預(yù)計發(fā)生傾斜部位的之下，測斜管應(yīng)豎直。b、量測與計算：測試時，聯(lián)接測頭和測斜儀，檢查密封裝置，電池充電量，儀器是否工作正常。將測頭放入測斜管，測試應(yīng)從孔底開始，自下而上沿導(dǎo)管全長每一個測段固定位置測讀一次，測段長度為1m，每個測段測試一次讀數(shù)后，將測頭提轉(zhuǎn)180

9、°，插入同一對導(dǎo)槽重復(fù)測試，兩次讀數(shù)應(yīng)接近，符號相反，取數(shù)字平均值，作為該次監(jiān)測值。在基坑開挖前，以連續(xù)三次測試無明顯差異讀數(shù)的平均值作為初始值。應(yīng)在正式測讀前5天以前安裝完畢，并在35天內(nèi)重復(fù)測量3次以上，當(dāng)測斜穩(wěn)定之后，開始正式測量工作。首先測試時沿預(yù)先埋好的測斜管沿垂直于隧道軸線方向（A向）導(dǎo)槽（自下而上每隔一米(或0.5m)測讀一次直至孔口，得各測點(diǎn)位置上讀數(shù)Ai（+）、Ai（-），其中“+”向與“-”向?yàn)樘筋^繞導(dǎo)管軸旋轉(zhuǎn)180°位置。然后以同樣方法測平行隧道軸線方向的位移。數(shù)據(jù)分析與處理每次量測后應(yīng)繪制位移歷時曲線，孔深位移曲線。當(dāng)水平位移速率突然過分增大是一種報

10、警信號，收到報警信號后，應(yīng)立即對各種量測信息進(jìn)行綜合分析，判斷施工中出現(xiàn)了什么問題，并及時采取保證施工安全的對策。4、橫撐內(nèi)力儀器設(shè)備軸力計和頻率接收儀。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)布設(shè)：在基坑的每個監(jiān)測主斷面上，在每道支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)布設(shè)測試儀器。數(shù)據(jù)分析與處理量測所得水平支撐軸力的數(shù)值繪成應(yīng)力變化曲線，及時報主管工程師。注意事項(xiàng)：軸力計的量程需要滿足設(shè)計軸力的要求。在需要埋設(shè)軸力計的鋼支撐架設(shè)前，將軸力計焊接在支撐的非加力端的中心，在軸力計與鋼圍囹、鋼支撐之間要墊設(shè)鋼板，以免軸力過大使圍囹變形，導(dǎo)致支撐失去作用。支撐加力后，即可進(jìn)行監(jiān)測。5、樁內(nèi)力儀器設(shè)備鋼筋計，電阻應(yīng)變儀。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)布設(shè)

11、：鋼筋計直接布置在鋼筋籠的主筋上。數(shù)據(jù)分析與處理量測所得鋼筋軸力的數(shù)值繪成軸力、應(yīng)力變化曲線。注意事項(xiàng)：安裝時應(yīng)注意盡可能使鋼筋計處于不受力狀態(tài)，特別不應(yīng)處于受彎狀態(tài)，將鋼筋計的導(dǎo)線逐段捆在臨近鋼筋上，引到外露的測試匣中，灌砼后，檢查鋼筋計的電阻值和絕緣情況，做好引出線和測試匣的保護(hù)措施。6、基坑回彈儀器設(shè)備回彈儀，水準(zhǔn)儀。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)布設(shè)：使用小口工程鉆機(jī)鉆孔，孔深達(dá)到設(shè)計平面以下數(shù)厘米后，將孔底清除干凈，然后將回彈儀在保護(hù)管下端孔口放入孔底，再利用輔助桿將回彈儀壓入孔底。b、觀測時先將保護(hù)管提起約10cm，在地面臨時固定，然后將輔助桿立于回彈標(biāo)頭即可進(jìn)行觀測。數(shù)據(jù)分析與處理量測所得

12、數(shù)值繪成回彈變化曲線。7、支護(hù)結(jié)構(gòu)界面上側(cè)向壓力儀器設(shè)備壓力盒、空隙水壓力探頭、頻率接收儀。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)布設(shè)：在支護(hù)之前將壓力盒按布置原則布設(shè)，然后進(jìn)行基坑支護(hù)。b、使用頻率接收儀測讀支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壓力的變化值。數(shù)據(jù)分析與處理量測所得數(shù)值繪成壓力-時間變化曲線。8、土體分層位移監(jiān)測儀器由兩大部分組成：一是地下材料埋入部分，由沉降導(dǎo)管、底蓋、沉降磁環(huán)組成，二是地面接收儀器SOILINSTR型分層沉降儀，由測頭、測量電纜、接收系統(tǒng)和繞線盤等組成，如圖所示。圖 垂直位移觀測孔示意圖監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)埋設(shè)：原則上布置在有選擇性、有代表性的斷面上。錨固體為磁式錨環(huán)，間距12米，鉆孔采用地質(zhì)鉆成孔，

13、遇到土質(zhì)松軟的地層，應(yīng)下套管或水泥護(hù)壁；成孔后將導(dǎo)管緩慢地放入孔中，直到最低觀測點(diǎn)位置，然后稍拔起套管，在保護(hù)管與孔壁之間用膨脹粘土填充；再用專用工具依次將磁式錨環(huán)沿導(dǎo)管外壁埋入設(shè)計的位置。錨點(diǎn)間用膨脹粘土回填。測管口上蓋，再用150的鋼套管保護(hù)，套管外用砼堆砌并標(biāo)明孔號及孔口標(biāo)高。b、量測及計算：量測時將探頭沿管內(nèi)壁由下而上緩慢提升測尺，當(dāng)通過測點(diǎn)磁環(huán)位置時，蜂鳴器發(fā)出聲響，此時讀取孔口標(biāo)志（基點(diǎn)）處測尺的讀數(shù)。數(shù)據(jù)分析與處理每次量測后應(yīng)繪制不同深度的位移歷時曲線、孔深位移關(guān)系曲線。當(dāng)位移速率突然增大時應(yīng)立即對各種量測信息進(jìn)行綜合分析，判斷施工中出現(xiàn)了什么問題，并及時采取保證施工安全的對策。

14、9、地下管線沉降及位移儀器設(shè)備水準(zhǔn)儀，玻璃鋼瓦尺等。監(jiān)測實(shí)施方法a、測點(diǎn)布置：地下管線測點(diǎn)重點(diǎn)布設(shè)在煤氣管線、給水管線、污水管線、大型的雨水管及電力方溝上，測點(diǎn)布置時要考慮地下管線與隧道的相對位置關(guān)系。有檢查井的管線應(yīng)打開井蓋直接將監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)到管線上或管線承載體上；無檢查井但有開挖條件的管線應(yīng)開挖暴露管線，將觀測點(diǎn)直接布到管線上；無檢查井也無開挖條件的管線可在對應(yīng)的地表埋設(shè)間接觀測點(diǎn)。管線沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置可視現(xiàn)場情況，采用抱箍式或套筒式安裝。每根監(jiān)測的管線上最少要有35個測點(diǎn)。基點(diǎn)的埋設(shè)同地表沉降監(jiān)測。b、測量方法：與地表沉降觀測同。c、沉降計算：與地表沉降觀測同。數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)施工進(jìn)度，

15、將各測點(diǎn)變形值繪成管線變形曲線圖。即： 繪制位移時間曲線散點(diǎn)圖，據(jù)以判定施工措施的有效性；位移時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數(shù)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測管線的最大沉降量；沿管線沉降槽曲線，判斷施工影響范圍、最大沉降坡度、最小曲率半徑等。五、監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)、警戒值1、監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控量測管理基準(zhǔn)值是根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、計算資料及類似工程經(jīng)驗(yàn)制定的。對于不同的監(jiān)測對象和不同的監(jiān)測內(nèi)容有不同的監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)，分別采用如下標(biāo)準(zhǔn)：（1）地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)地面最大沉降為0.0015h。(2) 建筑物沉降控制標(biāo)準(zhǔn)樁基礎(chǔ)建筑物允許最大沉降值不應(yīng)大于10mm；天然地基建筑物允許最大沉降值不應(yīng)大于30mm。對于重要建（構(gòu)）

16、筑物或建（構(gòu)）筑物本身設(shè)計有缺陷、既有變形以及結(jié)構(gòu)本身的附加應(yīng)力等因素，應(yīng)重點(diǎn)觀測并提高控制標(biāo)準(zhǔn)。(3) 建筑物傾斜控制標(biāo)準(zhǔn)建筑物允許沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。多層和高層建筑物的地基傾斜變形允許值如表5.1所示。表5.1 建筑物允許沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 變 形 特 征地 基 變 形 允 許 值中、低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部傾斜0.0020.003工民建柱間沉降差：1框架結(jié)構(gòu)2磚石墻填充的邊排柱0.002L0.007L0.003L0.01L注：表中L為柱中心距，單位：米。(4) 地下管線及地面控制標(biāo)準(zhǔn)煤氣管線的沉降或水平位移均不得超過10mm，每天發(fā)展不得超過2mm；自來水管線的沉降或

17、水平位移均不得超過30mm，每天發(fā)展不得超過5mm。承插式接頭的鑄鐵水管、鋼筋砼水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應(yīng)大于0.0025，采用焊接接頭的水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應(yīng)大于0.006，采用焊接接頭的煤氣管兩個接頭之間的局部傾斜值不大于0.002。相應(yīng)的道路沉降按上述相應(yīng)管線的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。 (5) 地下水位變化控制值受監(jiān)測、監(jiān)控的建（構(gòu)）筑物場地的地下水位下降幅度宜控制在5.0m內(nèi)，但最終須以建（構(gòu)）筑物的變形控制值來控制。本工程隧道施工，地下水位應(yīng)控制在開挖面以下0.5m，量測預(yù)警值為開挖面以下0.2m。（6）圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移最大為0.002h且30mm。為了盡快了解

18、本工程隧道最終穩(wěn)定的位移值，在施工初期，選擇有代表性的斷面進(jìn)行持續(xù)量測。對量測結(jié)果作回歸分析，求出回歸方程，進(jìn)行相關(guān)分析和預(yù)測，推算出最終位移值，并與規(guī)范允許值相比較，然后根據(jù)設(shè)計要求確定本工程的監(jiān)控量測控制值。2、警戒值當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到管理基準(zhǔn)值的70%時，定為警戒值，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測頻率。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到或超過管理基準(zhǔn)值時，應(yīng)停止施工，修正支護(hù)參數(shù)后方能繼續(xù)施工。在信息化施工中，監(jiān)測后應(yīng)及時對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，判斷監(jiān)測對象的穩(wěn)定性，并及時反饋到施工中去指導(dǎo)施工。見表5.2。 表5.2 監(jiān)測管理表 管理等級管理位移施工狀態(tài)U0Un/3可正常施工Un/3U0Un2/3應(yīng)注意，并加強(qiáng)監(jiān)測U0Un2

19、/3應(yīng)采取加強(qiáng)支護(hù)等措施注：U0實(shí)測位移值；Un允許位移值 Un的取值，即監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)。位移管理基準(zhǔn)值在地下工程安全監(jiān)控中有廣泛應(yīng)用，但需要補(bǔ)充說明的是對地下工程而言，位移指標(biāo)本身的物理意義不夠明確，主要是位移指標(biāo)與洞徑、埋深、支護(hù)、施工等影響因素關(guān)系未能很好解決，這方面的研究成果也不多見，因而位移控制指標(biāo)的制定和應(yīng)用必須同時考慮以上各種因素，并盡可能同時配合使用位移速率控制指標(biāo)。與位移相比，位移速率控制指標(biāo)有明確的物理意義，它反映了地層隨時間變化的變形效應(yīng)，在位移V=0 條件下，洞室圍巖趨于穩(wěn)定，反之，V=C（常數(shù)）或不斷增大，則說明地層處于等速或加速流變狀態(tài)，洞室是不穩(wěn)定的，因此位移速率控

20、制指標(biāo)是洞室失穩(wěn)的充分條件，在安全預(yù)報中，較位移指標(biāo)有更直觀和明確的控制意義。六、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理及信息反饋監(jiān)控量測資料均由計算機(jī)進(jìn)行處理與管理，當(dāng)取得各種監(jiān)測資料后，能及時進(jìn)行處理，繪制各種類型的表格及曲線圖，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行回歸分析，預(yù)測最終位移值，預(yù)測結(jié)構(gòu)物的安全性，確定工程技術(shù)措施。因此，對每一測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果要根據(jù)管理基準(zhǔn)和位移變化速率(mm)/d等綜合判斷結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況，并編寫周、月匯總報表，及時反饋指導(dǎo)施工，調(diào)整施工參數(shù)，達(dá)到安全、快速、高效施工之目的。取得各種監(jiān)測資料后，需及時進(jìn)行處理，排除儀器、讀數(shù)等操作過程中的失誤，剔除和識別各種粗大、偶然和系統(tǒng)誤差，避免漏測和錯測，保證監(jiān)測