XX公路下穿XX鐵路地道工程基坑施工監(jiān)測方案

PAGEPAGE4XXXX工程第四合同段【XXX公路下穿XXX鐵路地道】施工監(jiān)測專項方案編制：審核：批準：二〇〇九年六月1．編制依據(jù) 32．工程概況 32．1工程位置及工程范圍 32．2工程地質(zhì)條件 43．監(jiān)測的目的及意義 44．監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測控制標準 54．1主要監(jiān)測項目及監(jiān)測頻率 54．2主要監(jiān)測項目控制標準 55．主要監(jiān)測項目實施方法 65．1地表沉降監(jiān)測 65．2地表建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測 75．3樁頂水平位移 85．4圍護樁樁體水平位移 95．5圍護結(jié)構(gòu)鋼筋應力 105．6鋼支撐軸力 105．7地下水位觀測 116．信息化施工管理程序 116．1變形管理等級 116．2施工監(jiān)測反饋程序 126．3監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 137．監(jiān)控量測保證措施 138．工程突發(fā)情況及監(jiān)測應急措施 14PAGE6路中線正交，其具體分段為：9×20m。地道泵站：修筑起點為K16+144.090，終點為K16+204.090，總長60m，寬度30.09m。2．2工程地質(zhì)條件(1)、地形、地質(zhì)XXX公路下穿XXX鐵路地道下穿XXX鐵路，周邊地勢較平坦。根據(jù)地質(zhì)年代及時代成因，共分為八個工程地質(zhì)層，根據(jù)各土層特征及工程地質(zhì)性質(zhì)進而主要分為8個工程地質(zhì)層。(2)、地下水場區(qū)淺層地下水屬第四系潛水，地下水主要受大氣降水補給并以蒸發(fā)等方式排泄?？辈炱陂gXXX公路下穿XXX鐵路地道場區(qū)靜止地下水位埋深為0.4～2.45米，相當于標高1.85米～-0.25米。綜合判定為：XXX公路下穿XXX鐵路地道場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)存在（SO42-）的結(jié)晶類弱腐蝕和(Cl2-+SO42-+NO3-)的結(jié)晶分解復合類弱腐蝕性，綜合評價為弱腐蝕。(3)、地震穩(wěn)定性根據(jù)勘察結(jié)果，本場區(qū)地面下20米范圍內(nèi)，無可液化土層分布，可判斷本場地為非液化場地。場地土類別為Ⅲ類。3．監(jiān)測的目的及意義由工程概況可知，基坑工程設置于力學性質(zhì)相當復雜的地層中，在對基坑圍護結(jié)構(gòu)設計和變形預估時，圍護體系所承受的外部水土壓力等荷載存在很大的不確定性；另一方面，對地層和圍護結(jié)構(gòu)一般都作了較多的假定和簡化，與工程實際有一定的差異；使得現(xiàn)階段在基坑工程設計時，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算以及結(jié)構(gòu)和土體變形的預估與工程實際情況有較大的差異，并在一定程度上依靠經(jīng)驗。因此，在深基坑施工過程中，只有對基坑支護結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對基坑工程的安全性和周圍的土體有全面的了解，以確保工程的順利進行，在出現(xiàn)異常情況時及時反饋，并采用必要的工程應急措施。這也是動態(tài)信息化設計和施工的重要工作內(nèi)容。必須在施工的全過程進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測工作。監(jiān)控量測及信息化施工技術是地下工程施工方法的重要組成部分，是監(jiān)控工程周圍土體與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要手段。通過利用位移及應力的監(jiān)控測試信息，分析權(quán)衡施工方法的效果，并據(jù)此進行調(diào)整施工的方法，是動態(tài)的信息化設計和施工的重要工作內(nèi)容。為確保本工程結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全，在施工全過程必須全面、系統(tǒng)的進行監(jiān)測工作。監(jiān)測的目的及意義主要有以下幾方面：（1）施工過程中對周圍構(gòu)筑物、地下管線沉降進行監(jiān)測，確?；娱_挖施工影響范圍內(nèi)的構(gòu)筑物及地下管線的安全。（2）通過監(jiān)控量測了解基坑支護結(jié)構(gòu)在施工過程中受力的動態(tài)變化，了解基坑開挖引起周邊土體變形的大小，準確掌握基坑開挖過程中可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)。（3）通過監(jiān)控量測，收集相應工程數(shù)據(jù)，為以后的工程設計、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗，并可以和計算結(jié)果比較，完善計算理論。（4）XXX公路下穿XXX鐵路地道工程所處地理位置水位較高對支護結(jié)構(gòu)影響面積大，通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)反饋及時調(diào)整施工方案，確保鐵路安全運行。4．監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測控制標準4．1主要監(jiān)測項目及監(jiān)測頻率根據(jù)設計文件以及相關規(guī)范，監(jiān)測內(nèi)容見表1。表1XXX公路下穿XXX鐵路地道工程監(jiān)測項目表序號監(jiān)測項目測點布置測試儀器監(jiān)測精度量測頻率1地表沉降基坑周邊精密水準儀、銦鋼尺0.5mm基坑開挖過程中1次／天，根據(jù)變形速率，累計沉降等監(jiān)測數(shù)據(jù)增加監(jiān)測頻率，基坑開挖到底，混凝土結(jié)構(gòu)澆注完成后，1次／2天，根據(jù)變形監(jiān)測結(jié)果適當增大監(jiān)測頻率2地下管線沉降管線頂部地表3圍護樁樁頂沉降樁頂冠梁頂每10m布設一個4圍護樁樁體水平位移每12.5m測斜儀/測斜管0.0004度5樁頂水平位移樁頂冠梁頂部每20m布設一個經(jīng)緯儀26鋼支撐軸力每40米布設一個200噸軸力計、頻率接收儀器設備安裝初期1次／天，后期根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化調(diào)整監(jiān)測頻率7樁體應力測試每40m布設一組鋼筋計、頻率接收儀8地下水位監(jiān)測每邊布設一個水位計5mm根據(jù)季節(jié)的變化和監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化現(xiàn)場調(diào)整監(jiān)測頻率備注：具體測點布置見附圖。4．2主要監(jiān)測項目控制標準表2監(jiān)控量測控制標準表序號監(jiān)測項目控制標準來源1地面沉降25mm設計文件2需保護建筑物、地下管線沉降不同構(gòu)筑物不同的控制標準，根據(jù)實際情況選用業(yè)主單位要求3樁體水平位移30mm設計文件4樁頂水平位移表3基坑變形的監(jiān)控值（cm）基坑類別圍護結(jié)構(gòu)墻頂位移監(jiān)控值圍護結(jié)構(gòu)墻墻體最大位移監(jiān)控值地面最大沉降監(jiān)控值來源一級基坑353《建筑變形測量規(guī)范》JGJ8-2007二級基坑686三級基坑81010需要說明的是，以上控制標準僅僅是一個參考值，僅根據(jù)此參考值將不能及時有效地為業(yè)主提供出一份有質(zhì)量的綜合分析報告，起不到指導施工的作用。需要測試人員根據(jù)工程的具體情況，認真綜合考慮各種因素，將位移大小與速率結(jié)合起來，考察其發(fā)展趨勢，將各測試內(nèi)容結(jié)合起來，判斷其真實性，考察影響對象的重要性和承受性。另外，測試人員的總體綜合水平與具有同一類似工程監(jiān)測經(jīng)驗猶為重要。5．主要監(jiān)測項目實施方法5．1地表沉降監(jiān)測（1）監(jiān)測目的圖1基點埋設方法示意圖主要是圖1基點埋設方法示意圖（2）測量儀器精密水準儀，銦鋼尺等。（3）測量實施①基點埋設方法基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，并且應埋設在視野開闊、通視條件較好的地方；基點數(shù)量根據(jù)需要埋設，基點要牢固可靠，如圖1所示。②沉降測點埋設沉降測點埋設，用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200～300mm，直徑20～30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實。③測量方法觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點讀數(shù)高差不宜超過0.3mm，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，如超過時，應重讀后視點讀數(shù)，以作核對。首次觀測應對測點進行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應小于±1.0mm，取平均值作為初始值。④沉降計算求得各點高程。施工前，由基點通過水準測量測出沉降測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△Ｈ＝Hn－H0即為沉降值。⑤數(shù)據(jù)分析與處理（1）時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，根據(jù)沉降規(guī)律判斷圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和施工措施的有效性。（2）當位移——時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數(shù)進行回歸分析。預測最大沉降量。5．2地表建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測（1）監(jiān)測目的主要監(jiān)測基坑開挖過程中可能影響到的的沉降情況，來判定建（構(gòu)）筑物的安全狀態(tài)，以及檢驗采用的工程措施的可靠性，確保施工的順利進行。（2）監(jiān)測儀器精密水準儀，銦鋼尺等。（3）監(jiān)測實施①測點埋設在地表下沉的縱向和橫向影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物應進行建（構(gòu)）筑物下沉及傾斜監(jiān)測，基點的埋設同地表隆陷觀測。圖2建（構(gòu)）筑物沉降測點示意圖②建（構(gòu)）筑物沉降觀測點布設位置：建（構(gòu)）筑物的主要墻體及沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上；沉降縫、伸縮縫、新舊建（構(gòu)）筑物或高低建（構(gòu)）筑物接壤處的兩側(cè)；人工地基和天然地基接壤處、建（構(gòu)）筑物不同結(jié)構(gòu)分界處的兩側(cè)；煙囪、水塔和大型儲藏罐等高聳構(gòu)筑物基礎軸線的對稱部位，且每一構(gòu)筑物不得少于4個點；基礎底板的四角和中部；當建（構(gòu)）筑物出現(xiàn)裂縫時，布設在裂縫兩側(cè)。③沉降測點埋設，用沖擊鉆在建筑物的基礎或墻上鉆孔，然后放入長直徑200～300mm，20～30mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿填實。測點的埋設高度應方便觀測，對測點應采取保護措施，避免在施工過程中受到破壞。測點的布設如圖2示。④觀測方法：地表沉降觀測同。⑤數(shù)據(jù)分析與處理a.繪制時間—位移曲線散點圖b.當位移—時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數(shù)進行回歸分析。預測最大沉降量。根據(jù)所測建筑物傾斜與下沉值，判斷建筑物傾斜是否超過安全控制標準。及采用的工程措施的可靠性。5．3樁頂水平位移（1）監(jiān)測目的掌握樁頂?shù)乃轿灰谱冃未笮?，了解基坑的變形狀況，確?；庸こ痰陌踩┕ぁ＃?）監(jiān)測儀器電子經(jīng)緯儀，精度為2”（3）監(jiān)測實施①測點埋設在冠梁頂部每20m布設一個水平位移監(jiān)測點，冠梁澆注完成后，在冠梁頂部用沖擊鉆鉆孔，埋設水平位移監(jiān)測點，待水泥漿凝固后即可進行水平位移初始值測量。②水平位移監(jiān)測樁頂水平位移監(jiān)測采用小角度法進行監(jiān)測。圖3小角度法監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移測點布設示意圖③數(shù)據(jù)分析與處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的填寫、處理與地表下沉相同。如果樁頂水平位移值超限,可采取相應措施控制樁頂水平位移。5．4圍護樁樁體水平位移（1）監(jiān)測目的基坑開挖過程中圍護樁的樁體水平位移是反映基坑各部位水平變形大小的最直接的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所以基坑圍護樁樁體水平位移監(jiān)測的主要目的為監(jiān)測圍護的水平位移的大小，掌握基坑圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)。（2）監(jiān)測儀器測斜儀/測斜管（3）監(jiān)測實施①測點埋設在鉆孔樁施工過程中，按測斜管安裝要求，隨鋼筋籠一起灌注在樁里，在樁頂破除，冠梁澆注時，將測斜管接出地面。②樁體水平位移的監(jiān)測將測斜管直接埋設在支護結(jié)構(gòu)鋼筋籠中，安裝和埋設時，檢查測斜管內(nèi)的一對導槽，其指向應與欲測位移一致，及時修正。在未確認導槽暢通時，不得放入真實的測頭。埋設結(jié)束后，量測導槽方位、管口坐標及高程，及時做好孔口保護裝置，并做好記錄。測試時，聯(lián)接測頭和測度儀，檢查密封裝置，電池充電量、儀器是否工作正常，將測頭放入測斜管內(nèi)進行測試，測試應從孔底開始，自下而上沿導管全長每一個測段固定位置測讀一次,測段長度為1000mm，每個測段測試一次數(shù)據(jù)后，將測頭提轉(zhuǎn)180°插入同一對導槽重復測試，兩次讀數(shù)應數(shù)值接近，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。觀測間隔根據(jù)位移的絕對值或位移增長速率而定。當位移增大時，應加密觀測次數(shù)，并向監(jiān)理報告。5．5圍護結(jié)構(gòu)鋼筋應力（1）監(jiān)測目的了解基坑開挖過程中圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化狀況。（2）監(jiān)測儀器鋼弦式鋼筋計及VW-1型頻率接收儀。（3）監(jiān)測實施①測點埋設在圍護樁的內(nèi)外兩側(cè)各安裝一支鋼筋計，從鋼筋籠底往上每5米在鋼筋籠的內(nèi)外側(cè)各安裝一支鋼筋計，每根應力測試樁共安裝6支鋼筋計。測點安裝時在鋼筋籠相應測試部位截去一部分鋼筋，把鋼筋計焊接在原部位，代替截去的一部分。在焊接的過程中，用濕毛巾敷在鋼筋計上，交替焊接鋼筋計的兩端，以免過熱燒壞感應器。②數(shù)據(jù)計算每次所測得的頻率可根據(jù)鋼筋計的頻率-軸力標定曲線來直接換算出相應的軸力值。③數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)軸力值繪制鋼筋應力-隨時間的變化曲線，以及鋼筋應力隨基坑開挖進度的變化曲線圖。5．6鋼支撐軸力（1）監(jiān)測目的了解基坑開挖過程中鋼支撐的軸力變化情況，指導施工單位對鋼支撐軸力調(diào)整。（2）監(jiān)測儀器軸力計及VW-1型頻率接收儀。（3）監(jiān)測實施①測點埋設鋼支撐安裝前，先將軸力計的固定支架焊接在鋼支撐的固定端，待鋼支撐吊裝到位后，將鋼支撐軸力計放入固定支架內(nèi)，并調(diào)整固定螺絲保證鋼支撐與軸力計受力結(jié)合面平貼，在鋼支撐未施加軸力前測量軸力計的初始值，并將測量數(shù)據(jù)線的調(diào)整至安全位置，以方便觀測。②數(shù)據(jù)計算每次測得鋼支撐軸力計的頻率，可根據(jù)鋼筋計的頻率-軸力標定曲線來直接換算出相應的軸力值。③數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)軸力值繪制鋼支撐軸力-隨時間的變化曲線，以及鋼筋應力隨基坑開挖進度的變化曲線圖。5．7地下水位觀測（1）監(jiān)測目的了解基坑開挖過程中地下水位位置和水位的變化情況，以指導施工單位采用相應的支護措施。（2）監(jiān)測儀器水位計。（3）監(jiān)測實施①測點埋設如基坑周圍有降水井，可以利用降水井觀測地下水位。如沒有降水井，需在設計位置打設水位觀察孔，安裝直徑為100mm的pvc井管，在潛水水位以下，井管管身應鉆密集透水孔。②水位觀測將水位計探頭下入水位觀測井，水位計接觸水面后，發(fā)出信號，記錄下水位深度。③數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)地下水位的水頭位置和基坑開挖深度，分析地下水位對基坑圍護結(jié)構(gòu)安全的影響，并及時上報施工相關單位。6．信息化施工管理程序6．1變形管理等級在基坑開挖過程中實施信息化施工，監(jiān)測后應對各種數(shù)據(jù)進行及時整理分析，判斷其發(fā)展變化規(guī)律，并及時反饋到施工當中去，以此來指導施工。根據(jù)以往經(jīng)驗，采用《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術規(guī)則》（TBJ108-92）的Ⅲ級管理制度作為監(jiān)測管理方式。可按表4變形管理等級指導施工。表4變形管理等級管理等級管理位移施工狀態(tài)ⅢU0＜Un／３正常施工Ⅱ（Un／３）≤Ｕ0≤（2Un／３）加強支護ⅠＵ0＞（2Un／３）采取技術措施注：U0—實測變形值；Un—允許變形值；根據(jù)上述監(jiān)測管理基準，調(diào)整監(jiān)測頻率：一般在Ⅲ級管理階段監(jiān)測頻率可適當放大一些；在Ⅱ級管理階段則應注意加密監(jiān)測次數(shù)；在Ⅲ級管理階段則應加強支護，并加強監(jiān)測，密切關注工程過程，監(jiān)測頻率可加密到1～2次/天或更多。6．2施工監(jiān)測反饋程序主要以日報表、月報表的形式進行施工期間的反饋工作。施工期間有特殊情況時，將以階段小結(jié)形式進行及時反饋。日報表：在取得監(jiān)測數(shù)據(jù)后，要及時對原始數(shù)據(jù)進行計算，對測點數(shù)據(jù)變化較大者，應組織人員進行復測，并查看測點的可靠性，觀察測點施工附近情況，確認所取得數(shù)據(jù)的真實性，將所測得數(shù)據(jù)輸入計算機，由相關軟件自動計算得出，并生成相應的日報表，日報表上附簡短反饋信息，以指導施工。月報表：監(jiān)測工作歷時1個月后，將對本月監(jiān)測工作進行階段總結(jié)，提出施工中存在的問題，需注意的事項，應采取的對策等。月報表將在日報表的基礎上，由相應軟件直接輸出，包括月報說明、分析圖、表、匯總表、測點布置圖、工況記錄表等。每次監(jiān)測必須有監(jiān)測結(jié)果，日報表在量測完成后8個小時內(nèi)上報，并在每月25號之后下月之前向施工監(jiān)理、設計單位、業(yè)主提交監(jiān)測月報（月報數(shù)據(jù)截止到每月25號）。工程結(jié)束后，將根據(jù)業(yè)主要求，提供一份完善的施工期間監(jiān)測總結(jié)報告。下圖為監(jiān)測信息反饋程序圖。圖圖4監(jiān)測信息反饋程序序圖6．3監(jiān)測數(shù)據(jù)分析監(jiān)測工作進行一段時間或施工某一階段結(jié)束后都要對量測結(jié)果進行總結(jié)和分析，把原始數(shù)據(jù)通過一定的方法，如按大小的排序，用頻率分布的形式把一組數(shù)據(jù)分布情況顯示出來，進行數(shù)據(jù)的數(shù)字特征值計算，離群數(shù)據(jù)的取舍。尋找一種能夠較