地鐵車站施工監(jiān)測(cè)技術(shù)

地鐵車站施工監(jiān)測(cè)技術(shù)交流一、監(jiān)測(cè)工作的重要性及必要性二、深基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)三、隧道工程監(jiān)測(cè)技術(shù)四、監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)一、監(jiān)測(cè)工作的重要性及必要性監(jiān)測(cè)工作的重要性及必要性監(jiān)測(cè)的目的監(jiān)測(cè)與安全的關(guān)系監(jiān)測(cè)與施工的關(guān)系關(guān)于建筑基坑變形監(jiān)測(cè)的有關(guān)規(guī)定監(jiān)測(cè)的基本要求深基坑工程事故原因分析深基坑工程事故主要表現(xiàn)形式監(jiān)測(cè)工作的重要性監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為地鐵車站基坑施工中重要環(huán)節(jié)之一，基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的重要性主要體現(xiàn)在：（1）為施筑開展提供及時(shí)的反饋信息；（2）作為設(shè)計(jì)與施工的重要補(bǔ)充手段；（3）作為施工開挖方案修改的依據(jù)；（4）積累經(jīng)驗(yàn)以提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工水平。隨著現(xiàn)代工程施工環(huán)境的不斷復(fù)雜化，地鐵車站必須采用信息化施工。要實(shí)現(xiàn)信息化施工，首要的任務(wù)就是做好監(jiān)測(cè)工作，它可為信息化施工提供重要依據(jù)?？梢姡_展復(fù)雜環(huán)境下地鐵車站深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究對(duì)指導(dǎo)施工意義重大，合理的監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一環(huán)。監(jiān)測(cè)與施工的關(guān)系1、監(jiān)測(cè)是施工的“眼睛”，通過對(duì)設(shè)計(jì)指定的各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的及時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，并快速提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表和分析意見，能減少對(duì)工程的損失。2、監(jiān)測(cè)工作貫穿了整個(gè)施工的過程，即工程開工前，監(jiān)測(cè)工作就開始進(jìn)行方案編制、監(jiān)測(cè)布點(diǎn)等；工程完工后，仍將對(duì)基坑及周邊建/構(gòu)筑物等重要監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行6～12個(gè)月的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)與安全的關(guān)系05年7月21日中午，位于江南大道與江南西路十字路口西南角的海珠城廣場(chǎng)基坑南邊開始發(fā)生滑坡，事故首先從南側(cè)中段土釘墻噴錨支護(hù)段開始向基坑南側(cè)東、西兩段擴(kuò)展，結(jié)果導(dǎo)致3人死亡，4人受傷，地鐵二號(hào)線停運(yùn)1天，七層高的海員賓館倒塌，多家商鋪失火被焚，1棟7層居民樓受損，3棟居民被迫轉(zhuǎn)移。廣州市建設(shè)科技委專家從監(jiān)測(cè)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，在基坑滑坡前已有明顯預(yù)兆，但沒有引起應(yīng)有的重視，更沒有采用針對(duì)性的處理措施，是導(dǎo)致事故的原因之一。事故處理結(jié)果：對(duì)7個(gè)建設(shè)責(zé)任主體及其20名責(zé)任人給予行政處罰或處分，其中7人主要責(zé)任人因涉嫌觸犯刑法被司法機(jī)關(guān)逮捕；對(duì)事故發(fā)生負(fù)有監(jiān)管責(zé)任的14名行政人員給予降級(jí)或降級(jí)以下的行政處分和責(zé)令作出深刻檢討，并責(zé)成相關(guān)單位對(duì)市政府作出書面檢查。深基坑工程事故主要表現(xiàn)形式深基坑工程事故的主要表現(xiàn)形式基坑周圍道路、地下管線嚴(yán)重變形、開裂和坍塌基坑大面積滑坡支護(hù)系統(tǒng)破壞錨桿失效鄰近建筑物開裂水平位移過大支護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重傾斜止水帷幕破裂造成嚴(yán)重滲漏管涌造成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及建筑物破壞深基坑工程事故原因分析（從過程來看）工程勘察：資料不詳、不準(zhǔn)確、疏漏、失誤，結(jié)果不完備等。工程施工：施工質(zhì)量、施工工藝、材料質(zhì)量、施工機(jī)械化程度、施工速度和時(shí)機(jī)、管理水平等。工程監(jiān)理：監(jiān)理的監(jiān)督工作沒做好，不做到位等。工程建設(shè)方或大發(fā)包方：盲目壓價(jià)、層層分包、不恰當(dāng)參與選擇或強(qiáng)行拍板某些方案，長(zhǎng)期拖欠工程款等。規(guī)范：某些規(guī)范的規(guī)定不盡科學(xué)、合理、適用等。工程監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)不及時(shí)、不準(zhǔn)確，監(jiān)測(cè)儀器精度不夠、監(jiān)測(cè)方法不科學(xué)等。工程設(shè)計(jì)：掘支方案、降水方案、應(yīng)急方案、支護(hù)參數(shù)、穩(wěn)定性計(jì)算分析及與之緊密相關(guān)的側(cè)壁破壞模式的選擇與確定不正確等。監(jiān)測(cè)的目的1、為施工提供及時(shí)準(zhǔn)確的反饋信息；2、作為設(shè)計(jì)與施工的重要補(bǔ)充手段；3、作為施工開挖方案修改的依據(jù)；4、積累經(jīng)驗(yàn)以提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工水平；5、作為解決法律糾紛的有力證據(jù)。監(jiān)測(cè)的基本要求1、監(jiān)測(cè)工作必須是有計(jì)劃的；2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是真實(shí)可靠的；3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是及時(shí)的；4、埋設(shè)在結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測(cè)元件應(yīng)盡量減小對(duì)結(jié)構(gòu)正常受力的影響，埋設(shè)水土壓力檢測(cè)元件、測(cè)斜管和分層沉降管時(shí)的回填土應(yīng)注意與巖土介質(zhì)匹配；5、采取多種方法、實(shí)行多項(xiàng)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)方案；6、預(yù)先設(shè)定報(bào)警值和報(bào)警制度，報(bào)警值包括變形和內(nèi)力的量值和變化速率；7、監(jiān)測(cè)應(yīng)有完整的紀(jì)錄表、數(shù)據(jù)報(bào)表、圖形和曲線。1、法律法規(guī)（1）中華人民共和國(guó)建筑法（2）中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法（3）建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例（4）建筑安全生產(chǎn)監(jiān)督管理規(guī)定（5）工程建設(shè)重大事故報(bào)告和調(diào)查程序規(guī)定（6）建筑工程預(yù)防坍塌事故若干規(guī)定關(guān)于建筑基坑變形監(jiān)測(cè)的有關(guān)規(guī)定2、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(1)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）(2)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）(3)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）(4)基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程（CECS96：97）(5)建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程（DBJ/T15-20-97）(6)民用建筑物可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50292-1999）(7)工程測(cè)量規(guī)范（GB50026-93）(8)建筑變形測(cè)量規(guī)范（JGJ/T8-97）(9)城市測(cè)量規(guī)范（CJJ8-99）(10)精密水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（GB/T15314-94）(11)空隙水壓力測(cè)試規(guī)程（CECS55-1993）二、深基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)深基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)的控制值監(jiān)測(cè)的內(nèi)容監(jiān)測(cè)的概念施工監(jiān)測(cè)和信息化設(shè)計(jì)流程監(jiān)測(cè)報(bào)表和報(bào)告基坑側(cè)壁安全等級(jí)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目選擇監(jiān)測(cè)的概念監(jiān)測(cè)：采用各種測(cè)量設(shè)備、儀器（例如：全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀、軸力計(jì)、水位計(jì)、應(yīng)力計(jì)等），在一定的時(shí)間內(nèi)，按照行業(yè)規(guī)范、規(guī)定及專項(xiàng)方案，對(duì)客體進(jìn)行一定頻率的測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析對(duì)比，得出結(jié)論，從而提供給施工，最終達(dá)到監(jiān)督的目的。監(jiān)測(cè)監(jiān)督測(cè)量人儀器=++規(guī)則方案規(guī)程監(jiān)測(cè)=++概括例如抽象基坑側(cè)壁安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果基坑和環(huán)境條件一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境和地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重。1、開挖深度大于14米且在三倍開挖深度范圍內(nèi)有重要建/構(gòu)筑物、重要管線和道路等市政設(shè)施或在一倍開挖深度范圍內(nèi)有非嵌巖樁基礎(chǔ)深小于坑深的建筑物。2、基坑位于地鐵、隧道等大型地下設(shè)施安全保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)。二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境影響一般，但對(duì)地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重。除一級(jí)和三級(jí)以外的基坑工程。三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境和地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重。開挖深度小于6米且在三倍開挖深度范圍內(nèi)無特殊要求保護(hù)的建/構(gòu)筑物、管線和道路等市政設(shè)施。備注：1、從一級(jí)開始，向二、三級(jí)推定，以最先滿足為準(zhǔn)；2、有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目位置或監(jiān)測(cè)對(duì)象儀器最小讀數(shù)測(cè)點(diǎn)布置1支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移圍護(hù)結(jié)構(gòu)上端部全站儀1.0mm間距10～15mm2土體深層側(cè)向變形靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)的周邊土體測(cè)斜管、測(cè)斜儀1.0mm2～4孔，同一孔測(cè)點(diǎn)間距0.5m3支護(hù)結(jié)構(gòu)深層變形維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)測(cè)斜管、測(cè)斜儀1.0mm孔間距15～20m，測(cè)點(diǎn)間距0.5m4地下水位基坑周邊水位管、水位計(jì)5.0mm孔間距15～25m5沉降、測(cè)斜需保護(hù)的建/構(gòu)筑物全站儀、水準(zhǔn)儀1.0mm間距15～20m6支撐立柱沉降觀測(cè)支撐立柱頂水準(zhǔn)儀1.0mm不少于立柱總數(shù)的20%，且不少于3根7地下管線沉降和位移管線接頭全站儀、水準(zhǔn)儀1.0mm間距5～10m8錨桿拉力錨桿位置和錨頭鋼筋計(jì)、荷載計(jì)≦1/100(F.s)不少于錨桿總數(shù)的5%，且不少于5根9支撐軸力支撐中部和端部軸力計(jì)或應(yīng)變計(jì)≦1/100(F.s)每層8～12點(diǎn)10空隙水壓力周圍土體空隙水壓力≦1Pa2～4孔，同一孔測(cè)點(diǎn)間距2～3m11支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力圍護(hù)結(jié)構(gòu)后和嵌固段圍護(hù)結(jié)構(gòu)前土壓力計(jì)≦1/100(F.s)3～4孔，同一孔測(cè)點(diǎn)間距2～3m監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基坑側(cè)壁安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移√√√支護(hù)結(jié)構(gòu)深層變形√√√監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)建筑物、地下管線沉降和位移√√√地下水位√√△錨桿拉力√√○支撐軸力√△○支撐立柱沉降觀測(cè)√△○樁墻內(nèi)力√△○土體深層側(cè)向變形√△○空隙水壓力△○○支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力△○○備注：√為必測(cè)項(xiàng)目，△為應(yīng)測(cè)項(xiàng)目，○為可不測(cè)項(xiàng)目。監(jiān)測(cè)的控制值（GJB02-98）序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基坑安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)1最大水平位移控制值30mm50mm100mm2最大水平位移與基坑深控制比值0.0025h0.004h0.02h3報(bào)警值各項(xiàng)的70%～80%說明：h為基坑深度具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施過程包括：1）儀器選擇2）測(cè)點(diǎn)布置3）測(cè)試方法4）數(shù)據(jù)處理

監(jiān)測(cè)實(shí)施1、樁體變形監(jiān)測(cè)1）儀器設(shè)備采用CX系列鉆孔測(cè)斜儀。(如下圖)圖1所示為測(cè)斜儀量測(cè)的原理圖，圖中探頭下滑動(dòng)輪作用點(diǎn)相對(duì)于上滑動(dòng)輪作用點(diǎn)的水平偏差可以通過儀器測(cè)得的傾角Φ計(jì)算得到，計(jì)算公式(1)：(1)式中：第i量測(cè)段的相對(duì)水平偏差增量值；第i量測(cè)段的垂直長(zhǎng)度，取為1m；第i量測(cè)段的相對(duì)傾角增量值。(2)圖1測(cè)斜儀量測(cè)原理圖2）測(cè)點(diǎn)布置樁體測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置一般在圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)圖中標(biāo)示。布置原則：一般布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)各邊跨中，對(duì)于較短的邊線也可不布設(shè)，而對(duì)于較大的邊可根據(jù)基坑開挖深度可增至2~3個(gè)。如圖2，以了解基坑不同側(cè)壁的側(cè)向變形情況。圖2樁體測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖3）導(dǎo)管埋設(shè)在測(cè)管位置所對(duì)應(yīng)護(hù)坡樁鋼筋籠吊裝前，將導(dǎo)管固定在該鋼筋籠上，導(dǎo)管底部與鋼筋底部齊平，頂部高出地面40cm。導(dǎo)管和鋼筋籠一起吊裝就位，然后澆注混凝土，待混凝土凝固后導(dǎo)管與護(hù)坡樁樁體共同變形。4）測(cè)試方法在護(hù)坡樁帽梁施工完成后，土方開挖前，將測(cè)斜探頭放入導(dǎo)管，每1.0m作為一個(gè)采樣點(diǎn)，采集導(dǎo)管各點(diǎn)的初始數(shù)據(jù)，并根據(jù)施工進(jìn)度，對(duì)各點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行采集。測(cè)量時(shí)，將滾輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底，測(cè)量自孔底開始，自下而上沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔1.0m測(cè)讀一次，每次測(cè)量時(shí)，應(yīng)將測(cè)頭穩(wěn)定在某一位置上。測(cè)量完畢后，將測(cè)頭旋轉(zhuǎn)插入同一對(duì)導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測(cè)量。兩次測(cè)量的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)在同一位置上，此時(shí)各測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)讀數(shù)應(yīng)是數(shù)值接近、符號(hào)相反。如果測(cè)量數(shù)據(jù)有較大差異，應(yīng)及時(shí)復(fù)測(cè)。監(jiān)測(cè)從基坑開挖到主體結(jié)構(gòu)施工到±0.0標(biāo)高的全過程；監(jiān)測(cè)頻率：每天一次。測(cè)斜管綁扎測(cè)斜管位置圖

2、圍護(hù)樁樁身內(nèi)力監(jiān)測(cè)1）儀器設(shè)備采用JXG-1型鋼弦式鋼筋應(yīng)力傳感器，SS-II型頻率計(jì)數(shù)器。

鋼弦式鋼筋應(yīng)力傳感器

SS-II型頻率計(jì)數(shù)器

2）測(cè)點(diǎn)布置

一般布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各邊跨跨中，對(duì)于較短的邊線也可不布設(shè)，而對(duì)于較大的邊線可增至2~3個(gè)。森林公園站布置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)6個(gè)鋼筋計(jì)，共48個(gè)鋼筋計(jì)（測(cè)點(diǎn)布置見下圖）。3）傳感器安裝在每根樁的樁頂、樁中、柱底布置三對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)，分兩排，一排在基坑臨空面一側(cè)，另一排在樁后土體一側(cè)。鋼筋計(jì)連接桿與鋼筋籠鋼筋應(yīng)進(jìn)行綁焊，綁條鋼筋直徑為φ16或φ18，長(zhǎng)20cm，采用雙面焊，要求焊縫必須飽滿，焊條強(qiáng)度應(yīng)接近連接桿與鋼筋籠主筋強(qiáng)度，焊接完成后，連接桿再與傳感器螺栓連接，要求主筋與鋼筋計(jì)必須同心。在安裝前，采集鋼筋計(jì)初始值。樁體混凝土澆注后但未達(dá)到養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采集鋼筋計(jì)變化值。樁體混凝土達(dá)到養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后再次采集鋼筋計(jì)讀數(shù)值，作為樁體應(yīng)力初值的計(jì)算依據(jù)。根據(jù)施工進(jìn)度，定期采集鋼筋計(jì)數(shù)值，以便了解護(hù)坡樁樁體內(nèi)的應(yīng)力變化。監(jiān)測(cè)頻率：基坑開挖全過程監(jiān)測(cè)，每天一次。

4）測(cè)試方法3、邊坡土體頂部水平位移及樁頂位移

選用高精度經(jīng)緯儀。在進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置時(shí)，首先應(yīng)該選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇可通過國(guó)家或地區(qū)控制坐標(biāo)進(jìn)行放樣。一般通過選擇兩個(gè)控制點(diǎn)，通過三角放樣方法確定三個(gè)監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)（以防止監(jiān)測(cè)過程中基準(zhǔn)點(diǎn)失效）。基準(zhǔn)點(diǎn)一般應(yīng)選在距離基坑大約3～5倍的基坑深度。1）監(jiān)測(cè)儀器

2）測(cè)點(diǎn)布置

在邊坡土體頂部（或樁頂部）每隔15m選定一個(gè)測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)坐標(biāo)點(diǎn)，待混凝土凝固后可與土坡（或樁頂）共同變形。3）測(cè)定方法

采用平面導(dǎo)線測(cè)量，以基點(diǎn)1為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過測(cè)量距離與方位角，求出各點(diǎn)位的坐標(biāo)，平差后推算得到樁頂水平位移值（如圖所示）。在開挖前采集坐標(biāo)點(diǎn)初始值，開挖全過程監(jiān)測(cè)，每?jī)商煊^測(cè)一次。圖4圍護(hù)樁頂水平位移測(cè)試點(diǎn)布置方法與量測(cè)示意圖4）數(shù)據(jù)處理由每次測(cè)量數(shù)據(jù)可以得到變形值，并匯總成位移變化曲線。3.3.4地下水位

地下水位用水位觀測(cè)井監(jiān)測(cè)，觀測(cè)井布置在基坑四角和長(zhǎng)短邊中點(diǎn)。設(shè)井時(shí)，先在土體內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度，然后將帶有進(jìn)水孔的水位管放入孔中，于管外回填中粗砂至進(jìn)水段上方30cm，再在管外用粘土回填至地面高度。管口設(shè)必要的保護(hù)裝置。監(jiān)測(cè)頻率：從開挖至抵達(dá)基坑底，每三天觀測(cè)一次。

3.3.5鋼支撐軸力

1）儀器設(shè)備

采用鋼弦式軸力計(jì)（如圖）

鋼弦式軸力計(jì)

2）測(cè)點(diǎn)布置

在森林公園站基坑的兩道鋼支撐上布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置如圖

第一層鋼支撐監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

第二層鋼支撐監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

3）傳感器安裝在鋼支撐的一端安裝鋼弦式軸力計(jì)監(jiān)測(cè)支撐軸力，在監(jiān)測(cè)斷面處每道支撐各安裝一個(gè)，軸力計(jì)安裝在鋼支撐管與圍護(hù)墻間（軸力計(jì)安裝見下圖）。軸力計(jì)的量程需要滿足設(shè)計(jì)軸力的要求。在需要埋設(shè)軸力計(jì)的鋼支撐架設(shè)前，將軸力計(jì)焊接在支撐的非加力端的中心，在軸力計(jì)與鋼圍檁、鋼支