地鐵車站施工監(jiān)測技術(shù)

1、地鐵車站施工監(jiān)測技術(shù)交流 監(jiān)測已經(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)場監(jiān)測的重要性主要體現(xiàn)在：（1）為施筑開展提供及時的反饋信息；（2）作為設計與施工的重要補充手段；（3）作為施工開挖方案修改的依據(jù)；（4）積累經(jīng)驗以提高基坑工程的設計和施工水平。隨著現(xiàn)代工程施工環(huán)境的不斷復雜化，地鐵車站必須采用信息化施工。 要實現(xiàn)信息化施工，首要的任務就是做好監(jiān)測工作，它可為信息化施工提供重要依據(jù)。可見，開展復雜環(huán)境下地鐵車站深基坑施工現(xiàn)場監(jiān)測設計與實踐研究對指導施工意義重大，合理的監(jiān)測方案設計是至關(guān)重要的一環(huán)。（1）中華人民共和國建筑法（2）中華人民共和國安全生產(chǎn)法（3）建設工程安全生產(chǎn)管理條例

2、（4）建筑安全生產(chǎn)監(jiān)督管理規(guī)定（5）工程建設重大事故報告和調(diào)查程序規(guī)定（6）建筑工程預防坍塌事故若干規(guī)定GB50021-2001GB50007-2002JGJ120-99CECS96：97DBJ/T15-20-97GB50292-1999GB50026-93JGJ/T 8-97CJJ8-99GB/T15314-94CECS55-1993安全等級破壞后果基坑和環(huán)境條件一級支護結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境和地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴重。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

3、鐵、隧道等大型地下設施安全保護區(qū)范圍內(nèi)。二級支護結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境影響一般，但對地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴重。除一級和三級以外的基坑工程。三級支護結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境和地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴重。開挖深度小于6米且在三倍開挖深度范圍內(nèi)無特殊要求保護的建/構(gòu)筑物、管線和道路等市政設施。備注：1、從一級開始，向二、三級推定，以最先滿足為準； 2、有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級可根據(jù)具體情況另行確定。序號監(jiān)測項目位置或監(jiān)測對象儀器最小讀數(shù)測點布置1支護結(jié)構(gòu)頂水平位移 圍護結(jié)構(gòu)上端部全站儀1.0mm間距1015mm2土體深層側(cè)向變形靠近圍護結(jié)構(gòu)的周邊土體測斜管、測斜

4、儀 1.0mm24孔，同一孔測點間距0.5m3支護結(jié)構(gòu)深層變形維護結(jié)構(gòu)內(nèi)測斜管、測斜儀 1.0mm孔間距1520m，測點間距0.5m4地下水位基坑周邊水位管、水位計 5.0mm孔間距1525m5沉降、測斜需保護的建/構(gòu)筑物 全站儀、水準儀 1.0mm間距1520m6支撐立柱沉降觀測支撐立柱頂水準儀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、水準儀 1.0mm間距510m8錨桿拉力錨桿位置和錨頭鋼筋計、荷載計 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或應變計 1/100(F.s) 每層812點10空隙水壓力周圍土

5、體空隙水壓力1Pa24孔，同一孔測點間距23m11支護結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力圍護結(jié)構(gòu)后和嵌固段圍護結(jié)構(gòu)前土壓力計1/100(F.s) 34孔，同一孔測點間距23m監(jiān)測項目基坑側(cè)壁安全等級一級二級三級支護結(jié)構(gòu)頂水平位移支護結(jié)構(gòu)深層變形監(jiān)測范圍內(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樁墻內(nèi)力土體深層側(cè)向變形空隙水壓力支護結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力備注：為必測項目，為應測項目，為可不測項目。序號監(jiān)測項目基坑安全等級一級二級三級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0.0025h 0.004h0.02h3 報警值各項的70%80%說明：h為基坑深度具體監(jiān)測

6、項目的實施過程包括： 1）儀器選擇 2）測點布置 3）測試方法 4）數(shù)據(jù)處理 1、樁體變形監(jiān)測樁體變形監(jiān)測1）儀器設備采用CX系列鉆孔測斜儀。(如下圖) 圖1所示為測斜儀量測的原理圖，圖中探頭下滑動輪作用點相對于上滑動輪作用點的水平偏差可以通過儀器測得的傾角計算得到，計算公式(1)： (1)式中： 第i量測段的相對水平偏 差增量值； 第i量測段的垂直長度， 取為1m； 第i量測段的相對傾角 增量值。 (2)siniiLiiL圖圖1 測斜儀量測原理圖測斜儀量測原理圖iniiLsin102）測點布置樁體測斜監(jiān)測點布置一般在圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測圖中標示。布置原則：一般布置在圍護結(jié)構(gòu)各邊跨中，對于較短的邊線也

7、可不布設，而對于較大的邊可根據(jù)基坑開挖深度可增至23個。如圖2，以了解基坑不同側(cè)壁的側(cè)向變形情況。圖圖2 樁體測斜監(jiān)測點布置示意圖樁體測斜監(jiān)測點布置示意圖3）導管埋設 在測管位置所對應護坡樁鋼筋籠吊裝前，將導管固定在該鋼筋籠上，導管底部與鋼筋底部齊平，頂部高出地面40cm。導管和鋼筋籠一起吊裝就位，然后澆注混凝土，待混凝土凝固后導管與護坡樁樁體共同變形。4）測試方法 在護坡樁帽梁施工完成后，土方開挖前，將測斜探頭放入導管，每1.0m作為一個采樣點，采集導管各點的初始數(shù)據(jù)，并根據(jù)施工進度，對各點的數(shù)值進行采集。測量時，將滾輪卡在導槽上，緩慢下至孔底，測量自孔底開始，自下而上沿導槽全長每隔1.0m

8、測讀一次，每次測量時，應將測頭穩(wěn)定在某一位置上。測量完畢后，將測頭旋轉(zhuǎn)插入同一對導槽，按以上方法重復測量。兩次測量的各測點應在同一位置上，此時各測點的兩個讀數(shù)應是數(shù)值接近、符號相反。如果測量數(shù)據(jù)有較大差異，應及時復測。監(jiān)測從基坑開挖到主體結(jié)構(gòu)施工到0.0標高的全過程；監(jiān)測頻率：每天一次。測斜管綁扎測斜管綁扎測斜管位置圖測斜管位置圖 2、 圍護樁樁身內(nèi)力監(jiān)測圍護樁樁身內(nèi)力監(jiān)測1）儀器設備 采用JXG-1型鋼弦式鋼筋應力傳感器，SS- II型頻率計數(shù)器。 鋼弦式鋼筋應力傳感器鋼弦式鋼筋應力傳感器 SS-II型頻率計數(shù)器型頻率計數(shù)器 2）測點布置 一般布置在圍護結(jié)構(gòu)的各邊跨跨中，對于較短的邊線也可不

9、布設，而對于較大的邊線可增至23個。森林公園站布置8個監(jiān)測點，一個監(jiān)測點6個鋼筋計，共48個鋼筋計（測點布置見下圖）。3）傳感器安裝）傳感器安裝在每根樁的樁頂、樁中、柱底布置三對鋼筋應力計，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)。鋼筋計連接桿與鋼筋籠鋼筋應進行綁焊，綁條鋼筋直徑為16或18，長20cm，采用雙面焊，要求焊縫必須飽滿，焊條強度應接近連接桿與鋼筋籠主筋強度，焊接完成后，連接桿再與傳感器螺栓連接，要求主筋與鋼筋計必須同心。在安裝前，采集鋼筋計初始值。樁體混凝土澆注后但未達到養(yǎng)護強度時，應采集鋼筋計變化值。樁體混凝土達到養(yǎng)護強度后再次采集鋼筋計讀數(shù)值，作為樁體應力初值的計算

10、依據(jù)。根據(jù)施工進度，定期采集鋼筋計數(shù)值，以便了解護坡樁樁體內(nèi)的應力變化。監(jiān)測頻率：基坑開挖全過程監(jiān)測，每天一次。 4）測試方法）測試方法3、邊坡土體頂部水平位移及樁頂位移邊坡土體頂部水平位移及樁頂位移 選用高精度經(jīng)緯儀。在進行測點布置時，首先應該選擇一個基準點，基準點的選擇可通過國家或地區(qū)控制坐標進行放樣。一般通過選擇兩個控制點，通過三角放樣方法確定三個監(jiān)測基準點（以防止監(jiān)測過程中基準點失效）。基準點一般應選在距離基坑大約3 5倍的基坑深度。1 1）監(jiān)測儀器）監(jiān)測儀器 2）測點布置在邊坡土體頂部（或樁頂部）每隔15m選定一個測點，埋設坐標點，待混凝土凝固后可與土坡（或樁頂）共同變形。3）測定方

11、法 采用平面導線測量，以基點1為坐標原點，通過測量距離與方位角，求出各點位的坐標，平差后推算得到樁頂水平位移值（如圖所示）。在開挖前采集坐標點初始值，開挖全過程監(jiān)測，每兩天觀測一次 ?；?點 1測 點 1變 位 后 的 測 點 1測 點 3測 點 2基 點 2變 位 后 的 測 點 3變 位 后 的 測 點2基 點 3圖4 圍護樁頂水平位移測試 點布置方法與量測示意圖4）數(shù)據(jù)處理由每次測量數(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 地下水位用水位觀測井監(jiān)測，觀測井布置在基坑四角和長短邊中點。設井時，先在土體內(nèi)鉆孔至設計深度，然后將帶有進水孔的水位管放入孔中，于管外回填

12、中粗砂至進水段上方30cm，再在管外用粘土回填至地面高度。管口設必要的保護裝置。監(jiān)測頻率：從開挖至抵達基坑底，每三天觀測一次。 3.3.5鋼支撐軸力鋼支撐軸力 1）儀器設備）儀器設備 采用鋼弦式軸力計 （如圖） 鋼弦式軸力計鋼弦式軸力計 2）測點布置在森林公園站基坑的兩道鋼支撐上布置監(jiān)測點，測點布置如圖 第一層鋼支撐監(jiān)測點布置 第二層鋼支撐監(jiān)測點布置 3）傳感器安裝在鋼支撐的一端安裝鋼弦式軸力計監(jiān)測支撐軸力，在監(jiān)測斷面處每道支撐各安裝一個，軸力計安裝在鋼支撐管與圍護墻間（軸力計安裝見下圖）。軸力計的量程需要滿足設計軸力的要求。在需要埋設軸力計的鋼支撐架設前，將軸力計焊接在支撐的非 加力端的中心

13、，在軸 力計與鋼圍檁、鋼支 撐之間要墊設鋼板， 以免軸力過大使圍檁 變形，導致支撐失去 作用。4）測試方法 支撐加力后，即可進行監(jiān)測。監(jiān)測頻率為：從設置鋼支撐到拆除，每天觀測一次。模型及參數(shù)選擇支護結(jié)構(gòu)設計施工組織設計地質(zhì)勘察、巖土力學室內(nèi)試驗經(jīng)驗類比地基土分類施工組織設計地質(zhì)勘察、巖土力學室內(nèi)試驗理論方法施工監(jiān)測和信息化設計流程經(jīng)驗方法修改參數(shù)、模型反分析竣工監(jiān)測施工專家系統(tǒng)監(jiān)測施工施工組織設計序號分項項目名稱使用儀器1必測項目洞內(nèi)外觀察無2凈空水平收斂監(jiān)測收斂儀3拱頂下沉監(jiān)測水準儀4淺埋隧道地表下沉監(jiān)測水準儀5選測項目地表下沉監(jiān)測水準儀6圍巖內(nèi)部變形監(jiān)測全站儀、測斜儀7圍巖壓力監(jiān)測土壓力計

14、8錨桿軸力監(jiān)測錨索測力計9初期支護噴射砼應變監(jiān)測應變計10鋼架內(nèi)力及所承受的荷載監(jiān)測鋼筋計11二次襯砌砼應變監(jiān)測應變計12爆破振動監(jiān)測聲測儀位移速度（mm/d）監(jiān)測頻率監(jiān)測斷面到開挖面距離（m）監(jiān)測頻率52次/天1B2次/天151次/天（12）B1次/天0.511次/(23天)（25）B1次/(23天)0.20.51次/3天5B1次/7天0.21次/7天說明：本頻率針對于隧道水平凈空收斂和拱頂下沉監(jiān)測。重點明確實時跟蹤提前準備主動溝通高度負責工作技巧問題工作方法問題工作態(tài)度問題結(jié)合實際案例分析一德路站場地水文、地質(zhì)等情況海珠廣場站場地水文、地質(zhì)等情況海珠廣場站監(jiān)測難點 成因分析建議對策成因分析

15、： 深基坑開挖和暗挖隧道開挖后，圍巖應力、地下水系統(tǒng)等水力、地質(zhì)環(huán)境條件均會發(fā)生變化，隨之產(chǎn)生水平和垂直位移，該位移是圍巖和支護力學行為變化的最直接的綜合反映。 隨著施工的深入進行，場地周邊的水、土均將發(fā)生運動，并進行地質(zhì)、水力系統(tǒng)重組，其位移也將出現(xiàn)動態(tài)變化，并可能對周邊的建筑物、管線、地面環(huán)境等造成穩(wěn)定和安全威脅，特別是地基基礎(chǔ)很淺的、年代比較久遠的建/構(gòu)筑物，更是監(jiān)測的重中之重。一德路北側(cè)和海珠南路西側(cè)沿街騎樓建筑多建于解放前后，質(zhì)量差，多棟房屋已開裂，樁基多為約8米長的木樁。水文資料表明：場地內(nèi)富含空隙水和裂隙水，并預測一德路站場地與珠江有水力聯(lián)系。一德路站場地水文、地質(zhì)等情況地質(zhì)資料表明：海珠廣場站區(qū)域內(nèi)有廣從斷裂、海珠斷裂、清泉街斷裂。這些斷裂易受珠江水的侵蝕，且與珠江有較好的水力聯(lián)系。水文資料表明：海珠廣場站距離珠江180米。場地內(nèi)富含空隙水和裂隙水， #粉砂層（距離地面約5.912.7米）和#中風化地層（距離地面約1440米）內(nèi)的風化裂隙中賦存有水量。海珠廣場站場地水文、地質(zhì)等