城市轨道交通控制中心基坑开挖施工监测方案.docxVIP

目 录第一章 编制说明11.1编制依据11.2编制目的11.3适用范围11.4参建单位1第二章 工程概况22.1工程简介22.2基坑结构设计及施工方法22.3工程地质及水文地质条件22.3.1工程地质条件22.3.2土质情况22.3.3水文地质条件52.4工程周边环境72.5风险分析及应对措施72.5.1工程自身风险72.5.2周边环境风险82.5.3施工风险8第三章 基坑及周边环境影响预评估93.1模型建立93.2 基本参数93.3 计算工况103.4 数值模拟结果分析103.4.1. 基坑北部断面103.4.2. 基坑中部断面113.4.3. 基坑南部断面123.4.4. 各道支撑轴力和围护结构水平位移汇总133.5 主要结论14第四章 监测目的及内容144.1监测目的144.3监测等级、范围及工程影响区154.4监测内容164.4.1 巡视检查164.4.2 基坑围护结构监测项目174.4.3 周边环境监测项目184.5监测工作流程18第五章 测点布设与保护215.1测点布置原则215.2测点埋设方法215.2.1桩顶水平及竖向位移监测225.2.2桩体水平位移监测225.2.3支撑轴力监测235.2.4坑外地下水位监测245.2.5周边建（构）筑物竖向位移监测245.2.6周边建（构）筑物裂缝监测255.2.7周边地表竖向位移监测255.2.8周边管线竖向变形监测265.2.9立柱沉降监测275.3 测点保护及受损修复275.3.1测点保护275.3.2 测点损坏补救方案27第六章 平面及高程控制网296.1基准点埋设296.1.1沉降监测基准点296.1.2水平位移监测基准点306.2工作基点引测316.2.1沉降工作基点引测316.2.2水平位移工作基点引测316.3基点网校核316.3.1沉降基准网的校核316.3.2水平基准网的校核31第七章 监测方法及数据分析327.1 沉降监测327.1.1沉降监测方法327.1.2沉降监测技术指标337.1.3沉降监测的数据分析347.2水平位移监测347.2.1水平位移监测方法347.2.2水平位移监测技术指标357.2.3水平位移监测数据分析367.3桩体水平位移监测367.4支撑轴力监测377.5地下水位观测387.6裂缝观测38第八章 监测频率和监测周期40第九章 监测项目控制值及预警等级429.1监测项目控制值429.2监测预警机制439.3 监测预警响应439.4监测消警流程45第十章 监测成果提交及信息反馈4810.1监控成果组成4810.2 监测成果格式4810.3监测成果报送及信息反馈4910.3.1信息反馈目的4910.3.2监测成果报送50第十一章 监测人员及仪器设备5111.1 监测人员配备5111.2 监测仪器设备51第十二章 质量及安全保证措施5312.1质量保证措施5312.1.1质量保证体系5312.1.2技术保证措施5312.1.3仪器设备保证措施5412.2安全保证措施5412.2.1安全生产方针和目标5412.2.2安全管理制度5512.2.3安全生产要求5612.3文明施工保证措施56第十三章 监测应急措施5813.1应急预案5813.1.1恶劣天气条件下应急预案5813.1.2异常情况下应急预案5913.2应急组织机构59附录60第一章 编制说明1.1编制依据1）建筑基坑工程监测技术规范 （GB50497-2009）2）建筑变形测量规范JGJ 8-20073）地铁工程监控量测技术规范（DB11/490-2007）4）工程测量规范GB 50026-20075）城市轨道交通工程监测技术规范GB50911-20136）国家一、二等水准测量规范GB/T 12897-20067）国家三、四等水准测量规范GB/T 12898-20098）国家及广东现行的其他测量规范、强制性标准1.2编制目的基坑开挖是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是一个动态的过程。由于地质条件、荷载条件、材料、施工条件等复杂因素的影响，很难单纯从理论上预测施工中遇到的问题。必须在基坑开挖和支护期间对基坑支护结构及周围环境的开展严密的现场监测，以保证工程的顺利进行。本方案编写的目的就是保证施工监测顺利高效的实施，对施工过程中的监测工作进行指导，也是施工过程中监测点位调整的原则性文件，同时也能保证在监测人员变更之后监测工作的连续进行，避免出现工作交接不到位导致监测工作中断或出现重大监测事故等。1.3适用范围本方案的适用范围为xx站控制中心基坑开挖的整个动态过程。1.4参建单位建设单位：xx投资发展有限公司总承包单位：xx城市轨道交通2号线一期工程EPC项目总经理部设计单位：xx第四航务工程勘察设计院有限公司监理单位：（施工单位：xx第四公路工程局有限公司施工监测单位：xx大学工程规划设计院有限公司第二章 工程概况2.1工程简介佛山市城市轨道交通二号线一期工程xx控制中心位于佛山市禅城区魁奇二路与西街村xx大道交叉口的西北侧，东邻西街村xx大道，北侧毗邻旧魁奇路（魁奇二路辅路），隔路为澜石大涌及魁奇二路主道，西侧为工业区水泥道路。xx控制中心由塔楼、裙楼（包括调度大厅和地铁公安办公楼）及档案中心组成，带三层地下室，总用地面积约11000m2，其中：塔楼地上22层，采用框架核心筒结构，建筑高度99.9m，拟采用筏板基础；裙楼调度大厅地上4层，采用框架结构，建筑高度23.9m；公安办公楼地上5层，采用框架结构，建筑高度19.3m；档案中心地上13层，采用框架剪力墙结构，建筑高度59.7m；地下室共三层，地下一层层高5.4m，地下二层和地下三层层高3.9米。xx控制中心基坑深约15.3515.85m，基坑宽71.5，长112.9m。西北侧为客家庄帝景湾酒楼，距离基坑最近距离约为27.7m；西侧动力华新分条平板厂厂房，距离基坑最近距离约为17.6m；东南侧为密集住宅楼房，距离基坑最近距离约为35.2m。xx控制中心范围内主要管线为DN300、DN500、DN800雨水管，施工期间将其迁出围护结构外。2.2基坑结构设计及施工方法围护桩采用1000mm旋挖成孔灌注桩，桩间距1200mm。围护桩外侧设置单排600400mm密排水泥搅拌桩止水。本基坑竖向设置二道支撑，第一道支撑采用钢筋砼支撑，设置于墙顶冠梁处，斜撑、对撑支撑截面均为8001000m；第二道支撑采用钢筋砼支撑，设置于混凝土腰梁上，斜支撑截面为10001000m，对撑截面尺寸为12001000m。2.3工程地质及水文地质条件2.3.1工程地质条件场址区处于珠江三角洲冲积平原地貌单元，地形较为平坦开阔，地势较低，场地标高一般在2.503.50m，场区周边地表河、涌较为发育，呈纵横交错。地处佛山禅城较为中心区，因此建（构）筑物及人口相对密集，厂房或商铺林立。2.3.2土质情况根据钻探揭露、原位测试及室内土工试验成果，场地地层自地表向下依次为：第四系人工堆积成因（Q4ml）的素填土；第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）淤泥质土；第四系上更新统全新统冲-洪积层（Q3+4al+pl）粉质黏土；第四系残积成因（Qel）粉质黏土；下伏基岩为下第三系心组（E1-2b）泥质砂岩、砂岩。现将各岩土层有关特征、性质自上而下描述如下：1）人工填土层（Q4ml）素填土（Q4ml）：灰褐色、杂色，松散稍压实，稍湿，主要由砂、黏性土组成，均匀性差。钻孔顶部为1020cm的混凝土路面。该层广泛分布于场地内浅表部，层厚1.804.00m，平均层厚2.89m，层底标高-1.041.09m。属级松土。2）第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）淤泥质土（Q4mc）：黑灰色、灰褐色，流塑状，含较多有机质及腐殖质，土质较为均匀，黏塑性较好，具腐臭味，干强度低。局部夹13mm韵律状薄层状粉砂。该层呈薄层状、透镜体状分布于地层浅部，埋深浅、厚度小，层厚0.602.20m，平均层厚1.21 m，层顶标高-1.041.09m。属级普通土。实测标贯试验击数23击，平均2击。3）第四系上更新统全新统冲积-洪积黏性土层（Q3+4al+pl ，Q3+4al）淤泥质土（Q3+4al）：主要为河湖相沉积淤泥质粉质黏土、黏土，灰黑色、深灰色，流塑状，主要由粉、黏粒组成，含较多有机质及腐殖质，具臭味，土质较均匀，黏塑性好，手感较为细腻。该层呈层状分布于场区，层厚1.909.20m，平均层厚4.10m，层顶标高-10.86-2.92m。属级普通土。实测标贯试验击数23击，平均2击。粉质黏土（Q3+4al+pl）：黄褐色、灰褐色，软塑状。主要由粉、黏粒组成，土质均匀，黏塑性较好。局部含少量粉、细砂。该层呈薄层状分布于场区浅部，层厚1.006.30m，平均层厚1.84m，层顶标高-5.960.36m。实测标贯击数68击，平均6.75击。属级普通土。粉质黏土（Q3+4al+pl）：黄褐色、灰褐色，可塑状。主要由粉、黏粒组成，土质均匀，黏塑性较好。呈层状分布于场址区，层厚0.608.50m，平均层厚3.59m，层顶标高-13.230.04m。属级普通土。实测标贯试验击数716击，平均10.40击。粉质黏土（Q3+4al+pl）：灰白色、黄褐色、灰褐色，硬塑状。主要由粉、黏粒组成，土质均匀性较差，局部含较多粉、细砂粒，手感较为粗糙，黏塑性较好。该层透镜状零星分布于场区，层厚1.503.90m，平均层厚2.69m，层顶标高-13.16-1.84m。属级普通土。实测标贯试验击数1629击，平均18.60击。4）第四系残积层（Qel）粉质黏土（Qel）：红褐色、灰褐色，可塑状。由砂岩、泥质粉砂岩残积风化而成，土质风化均匀，黏塑性较好。该层呈透镜体状分布于场址区较深部。层厚2.302.50m，平均层厚2.40m，层顶标高-5.66-5.46m。属级普通土。实测标贯试验1次，击数15击。粉质黏土（Qel）：红褐色、灰褐色，硬塑状。由砂岩、泥质粉砂岩残积风化而成，土质风化均匀性较差，局部夹全风化岩，黏塑性较好。呈层状分布于场址区较深部，层厚0.907.50 m，平均层厚3.48m，层顶标高-19.33-8.22m。属级普通土。实测标贯试验击数1532击，平均22.59击。5）下第三系心组泥质砂岩、砂岩（E1-2b）按岩石风化程度可分为全、强及中风化岩，描述如下：全风化泥质砂岩（E1-2b）：红褐色、灰褐色，原岩结构可辨，风化强烈，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化，岩质极软，手捏即碎。该层广泛分布于场址区深部，厚度1.2013.30 m，平均厚度6.30 m，层顶标高-28.07-5.74 m。属极软岩，级硬土。实测标贯试验击数2945击，平均33.28击。全风化砂岩（E1-2b）：黄褐色、灰褐色，原岩结构可辨，风化强烈，岩芯呈坚硬砂土状，遇水易软化分解，岩质极软，手捏即碎。该层呈透镜状零星于场区，厚度1.007.00 m，平均厚度3.03m，层顶标高-24.03-16.04 m。属极软岩，级硬土。实测标贯试验击数3147击，平均39.40击。强风化泥质砂岩（E1-2b）：红褐色、灰褐色，原岩结构大部分破坏，风化强烈，裂隙发育，岩质软弱，手掰易断，岩芯呈半岩半土状、碎块状。该层分布于场址区深部，厚度0.7011.20m，平均厚度3.77m，层顶标高-46.02-15.74m。属软岩、极破碎，岩体基本质量等级为类，岩土施工工程等级为级。强风化砂岩（E1-2b）：灰白色、黄褐色，具明显细粒砂质结构，部分矿物发生蚀变，裂隙发育，风化强烈，岩质软弱，岩芯多呈碎块状、短柱状或半岩半土状。该层呈薄层状夹层或互层于场址区深部泥质砂岩地层中，厚度0.709.30m，平均厚度3.63m，层顶标高-44.13-17.54m。该层取岩石试样1组，天然单轴抗压强度0.320.99MPa。属软岩、极破碎，岩体基本质量等级为类，岩土施工工程等级为级。中风化泥质砂岩（E1-2b）：红褐色、灰褐色，泥质结构，中厚厚层状构造，裂隙较发育，岩质软，敲击易碎。岩芯较完整，多呈短柱状、柱状。埋藏于场址区深部，但埋深变化大，已揭厚度0.7025.50m，平均厚度5.39m，层顶标高-44.03-14.52m。该层取岩石试样41组，岩石天然单轴抗压强度4.7316.06MPa，平均值8.92MPa；饱和单轴抗压强度4.2712.30MPa，平均值6.39MPa。属软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为级，岩土施工工程等级为级。中风化砂岩（E1-2b）：黄褐色、灰白色，细粒砂质结构，中厚层状构造，裂隙较发育，岩质软，敲击易碎。岩芯较完整，多呈短柱状、柱状。分布于场址区深部，已揭厚度2.604.40m，平均厚度3.40 m，层顶标高-43.66-25.54 m，埋藏深度变化较大。该层取岩石试样4组，岩石天然单轴抗压强度20.6123.30MPa，平均值21.96MPa，饱和单轴抗压强度6.1720.97MPa，平均值13.57MPa。属软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为级，岩土施工工程等级为级。2.3.3水文地质条件2.3.3.1地表水、地下水类型及赋存场址区周边地表水体较为发育，主要为北江支流的澜石大涌及窦涌分别紧邻场地北、东两侧，澜石大涌宽约12m，深度约45m，岸坡以混凝土挡墙护坡，坡岸较稳定，水流较为平稳，受潮汐影响，潮差在1.5m左右；窦涌河面宽约6m，深约3m，岸坡以混凝土挡墙护坡，坡岸稳定，水流较为平稳，同样受潮汐影响，潮差也在1.5m左右。澜石大涌与窦涌在距场址区东北角约40m处交汇。地表水体对拟建场地的影响主要体现在基坑开挖过程中由于场地地势低洼，存在水头差，易诱发河水倒灌，引起基坑的涌水，威胁基坑施工安全。根据地下水赋存介质的类型结合含水层的性质，场地地下水主要分为两种类型：一是第四系松散地层孔隙水；第二类是基岩风化裂隙水。1）第四系松散地层孔隙水第四系松散岩类孔隙水是埋藏在第四纪松散沉积物孔隙中的地下水。根据钻探揭露，场地主要分布有：人工填土、软土、冲洪积成因的粉质黏土。人工填土成分较为混杂且均匀性差，孔隙比大，属中等强透水地层；软土含水率较高，但渗透性差，属微透水性地层；黏性土则属弱微透水层。场区内钻探并未揭露到连续分布的砂土地层，仅局部零星分布有粉土层，其黏粒含量相对较高，透水性亦相对较差，因此总体上讲，第四系孔隙水水量并不大，但场区毗邻河涌，尤其河涌水在丰水汛期、涨潮期或遇天文大潮期可通松散的第四系土层侧向向低洼地势排泄，因此基坑施工期间应做好相应的防渗措施。2）基岩风化裂隙水基岩风化裂隙水广泛分布于场区深部基岩节理、裂隙中，其赋水程度主要受节理、裂隙的发育程度，基岩的含水性、透水性，岩体的结构、构造，基岩的风化程度等影响。由于岩体的各向异性，加之岩体节理、裂隙发育的不均匀、无规律性，导致岩体赋水程度与渗透性也不尽相同。在岩体节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性也相对较好，反之亦然。场区内的基岩风化裂隙水主要赋存于岩石强、中风化带中，全风化岩及土状强风化带由于黏粒含量较高，其透水性相对较弱，富水性差；碎块状强风化及裂隙较发育的中等风化岩一般裂隙的贯通性较好，具导水性，因此透水性相对较好，属弱中等透水层，富水性中等。场地基岩风化裂隙水的富水性在空间分布上还受岩性分布的控制，泥质砂岩分布地段，节理、裂隙多被泥质充填，其富水性相对较贫乏，赋水能力差，透水性一般较弱，为相对隔水地层。砂岩分布地段，基岩多风化强烈，呈碎块状，水量相对较丰富，富水性较好，赋水能力强，透水性一般中等强，为相对良好的含水层。基岩风化裂隙水埋藏较深，上覆隔水层，因此一般具有承压性。2.3.3.2地下水补给与补排关系第四系松散地层孔隙水主要接受大气降水补给及河涌侧向补给，并在一定条件下接受底部基岩裂隙水的越流补给，由于周边地表水体发育，受涨落潮及丰沽水期的影响会出现地表水体与地下水之间的互为补给排泄的水量交换关系；基岩风化裂隙水主要接受上部第四系松散孔隙水的越流补给或区外侧向补给。地下水运动主要受地形、地貌控制，平原区地形平缓开阔，场区内地下水的流向与地形倾斜方向基本一致，地下水水流速度较缓慢，由高水头往低水头方向以渗流、越流的方式向低洼地段排泄，流量相对较小。总体上场区内的地下水补给、径流及排泄条件基本保持天然状态。2.3.3.3水土腐蚀性按照岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）（2009年版），场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。；场地土对混凝土结构具有微腐蚀性；对混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性；对钢结构有微腐蚀作用。2.3.3.4抗浮设防水位及内涝设防水位根据本场地水文、气象特征和工程设计经验，抗浮设防水位建议取场坪标高，且不低于工程设计要求达到的内涝设防水位（20年、50年、100年一遇内涝设防水位分别为2.81m、4.18m、4.29m）。2.4工程周边环境本基坑周边环境如下表所示表2-1周边环境汇总表序号风险工程名称位置、范围风险基本状况描述风险等级风险处理措施1客家庄帝景湾酒楼西北侧距离基坑边最近27.2m三级设置沉降及变形监测点，加强监测，并预留补偿注浆管措施。2动力华新分条平板厂厂房西侧距离基坑边最近17.6m 三级设置沉降及变形监测点，加强监测，并预留补偿注浆管措施。3澜石大涌北侧该涌挡墙结构距离基坑边最近41.3m三级设置沉降及变形监测点，加强监测。4住宅楼房东南侧距离基坑边最近35.2m三级设置沉降监测点，加强监测。2.5风险分析及应对措施2.5.1工程自身风险本基坑开挖范围内土层从上到下依次为素填土、淤泥质土、粉质黏土、粉质黏土、粉质黏土、淤泥质土、粉质黏土、全风化泥质砂岩、全风化砂岩、强风化泥质砂岩、强风化砂岩、中风化泥质砂岩、中风化砂岩。工程自身风险主要为地层带给基坑支护的不利影响。基坑的开挖面积较大、且基岩埋藏较深，所以基坑开挖引起的周围土体变形较大。尤其是在基坑中部，由于支撑刚度等原因，围护结构的水平位移相对较大。风险应对主要监测措施：在车站围护结构施工及基坑开挖过程中，对墙顶水平位移、墙顶垂直位移、支撑轴力等按照一定的频次观测，并对监测数据进行处理分析，提前预测风险，制定措施。围护结构水平位移测孔（测斜管）：在基坑周围预先埋设测斜管，采用倾斜仪进行监测。2.5.2周边环境风险基坑影响范围周边地表河、涌较为发育，呈纵横交错。地处佛山禅城较为中心区，因此建（构）筑物及人口相对密集，厂房或商铺林立。2.5.3施工风险基坑施工风险主要包括工程基坑自身风险及施工导致周边建（构）筑物正常使用功能或结构安全受到影响的风险。工程自身风险主要是基坑开挖风险，工程环境风险分析主要是基坑开挖对周边建（构）筑物影响的工程风险。通过风险分析及结构采取相应处理措施工程自身风险及环境工程风险均能得到有效控制。1）车站基坑的开挖面积较大、且基岩埋藏较深，基底主要位于粉质粘土层，围护结构插入深度7m至11m。开挖不当会引起土体过大变形，在开挖过程中应尽量减少对土体的扰动。开挖中应充分利用土体时空效应规律，严格掌握施工工艺要点：沿纵向按限定长度逐段开挖，在每个开挖段分层、分小段开挖，随挖随撑，按规定时限开挖及安装支撑并施加预应力。另外，应合理安排施工工序和材料进场时间，避免在基坑顶部周围堆放大量物品，严禁在坡顶堆放弃土，将荷载控制在设计允许范围内，减少基坑变形。2）施工时要注意地下水的不利影响，可采用结构自防水辅以全包式防水层的防水方案；同时采取有效的截水、降水措施，防止基坑隆起、管涌、流土、涌砂，导致基坑乃至周边建筑物、地下管线等的破坏。3）拟建控制中心要注意文明施工，保护周边环境，确保建筑物和管线的安全。第三章 基坑及周边环境影响预评估本章采用Plaxis有限元软件对基坑开挖过程中围护结构变形和受力、周边环境变形进行了分析。Plaxis是岩土领域专业的有限元计算软件，具有强大的建模、分析功能，内嵌多种经典及高级土体本构模型，能进行包括二维、三维在内的建模计算，由于其具有15节点的单元所以保证了其有较高的计算精度，在各种岩土及地下工程项目中得到了非常广泛的应用。3.1模型建立根据已有设计资料建立有限元数值模型，主要参考了基坑的围护结构平面图、不同区域的典型断面的立面图。在数值建模时，根据勘察资料确定土层分布和地下水位；根据设计资料确定基坑的平面形状、开挖深度，并考虑了围护结构的嵌入深度、刚度，钢筋混凝土支撑的尺寸、位置、间距等相关信息，然后利用软件模拟基坑开挖的全过程，分析开挖中围护结构的变形以及基坑开挖对周边土体的影响。为了减小边界效应的影响，模型向左右两侧延伸3倍开挖深度、向下延伸2倍开挖深度。模型对左右边界施加水平约束，对底部边界施加全约束。3.2 基本参数土体采用实体单元模拟，本构模型采用Mohr-Coulomb模型；围护桩及地下连续墙采用结构单元进行模拟，其抗弯刚度根据直径求出；内支撑及土钉等构件采用杆件单元模拟。涉及到的主要土层参数如下表所示：表3.1 土层参数信息土层r(kN/m3)c(kPa)()Es(MPa)v素填土18.3181050.31淤泥质土2-1B17.517740.40中细砂3-219.527210.30淤泥质土4-2B17.3123.540.4淤泥质土4N-118.6181060.37粉质黏土4N-218.6201290.33全风化岩619.82820130.30强风化岩7-122.33521150.29强风化岩7-2-222.38024180.26中风化岩8-2-124120261500.21中风化岩8-2-224140321500.213.3 计算工况该控制中心基坑的平面形状比较规则，但开挖面积大、基坑宽度超过60m；基坑开挖深度在16m左右，采取直径1000mm的排桩支护；坑内设置两道钢筋混凝土支撑。建模时根据图纸提供的不同断面的土层分布和围护结构形式来进行建模。设计图纸中给出了基坑北部、基坑中部、基坑南部三个区域围护桩左右两侧的断面图，经过比较选取了左、右断面中土层分布比较不利的情况来进行建模，共考虑了基坑北部、基坑中部和基坑南部的三个断面。数值模拟中，考虑的主要施工开挖步骤如下：1）模拟未进行人为施工前的自重应力场，得到土层中的原始应力分布；2）围护桩的施工；3）开挖第一层土体至第一道混凝土支撑的底部；4）施加第一道混凝土支撑；5）继续向下开挖至第二道支撑的底部；6）施加第二道混凝土支撑；7）继续向下开挖至基坑底部标高位置。基坑变形最大的阶段处于基坑全部开挖至底部设计标高、而还尚进行基础施工或回填时，即数值模拟中的最后一个开挖步骤是控制工况（数值模拟的结果也印证了这一点）。以下的结果分析均列举的是基坑在最后一个开挖步骤刚完成时的变形情况。3.4 数值模拟结果分析3.4.1. 基坑北部断面基坑北部的左右两侧有1-1和2-2两个断面，由于2-2断面处的土层分布相对更为不利，所以取2-2断面的土层分布进行建模。该部分基坑开挖深度15.5m左右，围护桩长23m，进入强风化岩。图3-1 开挖完成后的竖向沉降（mm）图3-2 开挖完成后的水平位移（mm）从图中可以看出，由于基坑开挖深度范围内分布较厚的黏土层、基坑开挖面积大，所以开挖至坑底引起的地表沉降比较明显，沉降变形呈现凹槽形，最大值在19mm左右，位于围护桩外1/3开挖深度附近。受土体沉降和坑底隆起的影响，开挖完成后的水平位移较大，最大水平位移在28mm左右，发生在第二道支撑处。所以在施工过程中，应重视开挖进度的控制以及围护结构水平位移的监测。3.4.2. 基坑中部断面基坑中部的左右两侧有3-3和4-4两个断面，由于3-3断面处的土层分布相对更为不利，所以取3-3断面的土层分布进行建模。该部分基坑开挖深度16m左右，围护桩长27m，进入强风化岩。 图3-3 开挖完成后的竖向沉降（mm） 图3-4 开挖完成后的水平位移（mm）从图中可以看出，由于基坑开挖深度范围内分布较厚的黏土层、基坑开挖面积大，所以开挖至坑底引起的地表沉降比较明显，沉降变形呈现凹槽形，最大值在17mm左右，位于围护桩外1/3开挖深度附近。受土体沉降和坑底隆起的影响，开挖完成后的水平位移较大，最大水平位移在33.5mm左右，发生在第二道支撑下方。由于数值模拟时考虑的是基坑全断面开挖这一最不利情况，实际围护桩的水平位移可能低于数值模拟的结果。但在施工过程中，应重视开挖进度的控制以及围护结构水平位移的监测。3.4.3. 基坑南部断面基坑南部的左右两侧有5-5和6-6两个断面，由于5-5断面处的土层分布相对更为不利，所以取5-5断面的土层分布进行建模。该部分基坑开挖深度16m左右，围护桩长26m，进入强风化岩。 图3-5 开挖完成后的竖向沉降（mm） 图3-6 开挖完成后的水平位移（mm）从图中可以看出，由于基坑开挖深度范围内分布较厚的黏土层、基坑开挖面积大，所以开挖至坑底引起的地表沉降比较明显，沉降变形呈现凹槽形，最大值在15mm左右，位于围护桩外1/3开挖深度附近。受土体沉降和坑底隆起的影响，开挖完成后的水平位移较大，最大水平位移在31mm左右，发生在第二道支撑和基坑底面之间。在施工过程中，应重视开挖进度的控制以及围护结构水平位移的监测。3.4.4. 各道支撑轴力和围护结构水平位移汇总从数值计算得到了基坑不同断面处各道支撑的轴力值，将各道支撑的最大轴力汇总在下表中。从表中可以看出，第二道混凝土支撑的轴力较大。这是由于基坑在深度方向上只设置了两道支撑，第二道支撑距坑底的距离较大。表3-2 各断面支撑轴力值基坑北部（第二道）基坑中部（第二道）基坑南部（第二道）最大值(kN)11051146117527.77mm33.64mm30.71mm基坑北部基坑中部基坑南部图3-7 各断面围护结构水平位移3.5 主要结论（1）由于该基坑的开挖面积较大、且基岩埋藏较深，所以基坑开挖引起的周围土体变形较大。尤其是在基坑中部，由于支撑刚度等原因，围护结构的水平位移相对较大。因此需做好施工进度的控制和监测工作。（2）数值模拟中考虑的是基坑全断面开挖，这与实际的工况有所出入，而且模拟中使用的参数是根据设计资料选取、与土层的实际参数可能有一定差别，因此实际基坑开挖后的变形值可能小于数值模拟结果。但总体来说，该基坑范围内的基岩埋深较大，所以开挖引起的变形可能比较显著。第四章 监测目的及内容4.1监测目的基坑开挖是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是一个动态的过程。由于地质条件、荷载条件、材料、施工条件等复杂因素的影响，很难单纯从理论上预测施工中遇到的问题。必须在基坑开挖和支护期间对基坑支护结构及周围环境的开展严密的现场监测，以保证工程的顺利进行。一方面为工程决策、设计修改、工程施工、安全保障和工程质量管理提供第一手监测资料和依据；另一方面有助于快速反馈施工信息，以便使本基坑工程参建各方及时发现问题并采用最优的工程对策；还通过监测分析，为以后的设计积累经验。通过对本工程围护结构及周边环境的监测主要达到以下目的：（1）对基坑施工期间基坑围护体系变形、附属设施施工及其它与施工有关的项目或量值进行量测，并且与设计值和项目控制值对比，及时和全面地反映其变化情况，确保基坑施工期间基坑和附属设施的安全稳定。（2）确保施工影响区域内的建（构）筑物、管线的安全稳定，为控制施工对周围环境的影响提供判断数据。（3）为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质量提供实测数据，是设计和施工的重要补充手段。（4）为理论验证提供对比数据，为优化施工方案提供依据，通过实现“信息化施工”为类似工程积累相关的经验。4.3监测等级、范围及工程影响区地铁控制中心基坑深15m16m，基坑宽73.5m，基坑变形控制保护等级为二级；基坑周边存在厂房和居民房，周边环境风险等级为二级；根据2.3工程地质及水文地质条件的分析，基坑周边地质条件复杂程度为中等；根据城市轨道交通工程监测技术规范（GB 50911-2013）及广东省相关技术要求，综合考虑基坑自身风险等级、基坑周边环境风险等级以及地质条件复杂程度，本基坑监测等级为二级，监测范围为基坑边缘线以外3倍基坑开挖深度。本基坑影响区根据工程施工对周围岩土体扰动和周边环境影响的程度及范围规划，可分为主要影响区、次要影响区和可能影响区。表4.1基坑工程影响范围划分基坑工程影响区范围主要影响区（I）基坑周边0.7H或Htan(45-/2)范围内次要影响区（II）基坑周边0.7H（2.03.0）H或Htan(45-/2)(2.03.0)H范围内可能影响区（III）基坑周边（2.03.0）H范围外注：1、H基坑设计深度（m），岩土体内摩擦角；2、基坑开挖范围内存在基岩时，H可为覆盖土层和基岩强风化层厚度之和； 3、工程影响分区的划分界线取表中0.7H或Htan(45-/2)的较大值。 4.4监测内容本基坑监测项目主要为（1）桩顶水平位移和竖向位移、（2）桩体水平位移、（3）支撑轴力、（4）地下水位、（5）周边地表竖向位移、（6）周边管线竖向位移、（7）周边建（构）筑物变形、（8）立柱沉降、（9）土体深层水平位移，其中（1）（8）为城市轨道交通工程监测技术规范GB50911-2013 规定的应测项目，（9）为建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）应测项目，采用现场巡视检查和仪器测试结合的方法进行监测。4.4.1 巡视检查主要包括以下内容：（1）基坑支护结构 支护结构成型质量； 冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现，支撑、立柱有无较大变形； 冠梁、围檩的连续性，围檩与桩之间的密贴性。围檩与支撑的防坠落措施； 支撑是否及时架设； 止水帷幕有无开裂、渗漏； 桩后土体有无沉陷、裂缝及滑移； 基坑有无涌土、流沙、管涌。（2）施工工况 开挖后暴露在表面的土质情况与岩土勘察报告有无差异； 基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖； 场地地表水、地下水排放状况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常； 基坑周围地面堆载情况，有无超堆载。（3）基坑周边环境 基坑周边建筑物有无裂缝、沉陷、倾斜； 基坑周边地面有无裂缝、沉陷； 周边管线有无不均匀沉降。（4）监测设施 基准点、测点完好状况； 有无影响观测工作的障碍物； 监测元件的完好及保护情况。（5）设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容。巡视检查以目测为主，可辅助放大镜、裂缝观测仪等工具及摄影摄像设备进行。如发现异常，及时通知委托方及相关单位。4.4.2 基坑围护结构监测项目根据城市轨道交通工程监测技术规范（GB50911-2013）、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）、以及基坑设计要求，进行监测点平面图布设（见附图）。监测项目及测点布置统计见表4.2。表4.2 基坑围护结构监测项目测点布设统计表序号主要监测项目监测点布置测点数量1桩顶水平位移围护桩中部、阳角处、深度变化部位、临近建筑物和地下管线等重要部位，测点水平间距1015m，且每边不少于 1个。16个2桩顶沉降16个3桩体水平位移围护桩端头每边布设一孔；其余地段在基坑特殊段（软土地段），沿基坑周边布置，周边中部、阳角处，每0.5m一测。16孔4支撑轴力支撑轴力选在基坑受力条件复杂部位及在支撑系统中起控制作用的支撑上，对于混凝土支撑，采用钢筋计布设在支撑支点间1/31/2部位，每个断面4个钢筋应力计。20个5立柱沉降立柱竖向位移监测选择基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立拄；竖向位移监测数量不应少于立柱总数量的10%,且不应少于3根；监测点布设在立柱顶部。 13个4.4.3 周边环境监测项目周边环境监测项目统计表如表4.3所示：表4.3基坑围护结构监测项目测点布设统计表序号主要监测项目监测点布置测点数量1坑外地下水位沿基坑周边布置，间隔30m左右布设1孔，重点布设在周边环境复杂部位，布设在止水帷幕外侧约2m处，孔深为基坑坑深加2m。8孔2周边地表竖向位移基坑端头布设一个断面，长边方向沿基坑水平间距30m左右布设一个断面，其中基坑深部变化部位、阳角处需布设断面。每个断面布设3个测点，测点间距分别为2m、5m、5m。32个3周边管线竖向位移测点布设在施工影响范围内的管线节点、转角和位移变化敏感的部位，间距约1520m布设测点，供水、煤气等压力管线宜埋设直接监测点，无法埋设直接监测点部位可设置间接监测点。55个，其中供水水管20个，雨水管35个4周边建筑沉降和位移测点布设在基坑施工影响范围内的建（构）筑物上，建筑4角（拐点）、高低差异较大部位、伸缩缝、沉降缝、不同基础埋深处宜布设测点；澜石大冲位于次要影响区，每间隔约20m布设一个测点。47个5深层土体水平位移变截面处6个说明：上述监测点在现场实际布设中，根据地面建筑、管线等变化情况实际布设。4.5监测工作流程工程监测流程如图4.1所示。各监测设备仪器的安装随基坑工程的施工步序开展，按如下顺序进行：（1）围护结构施工时，布设基坑周围地面沉降监测点、周围建构筑物沉降及倾斜监测点、周围地下管线竖向位移监测点，并实施监测，同步安装围护结构内的测斜管；（2）围护结构及坑内外加固施工完后，钻孔埋设坑外的水位管，深层土体水平位移测斜管；（3）冠梁施工时，埋设结构顶的位移测点，并做好测斜管的保护工作；（4）结构施工同步安装传感器，并测出初读数； 图4.1 工程监测简要流程（5）基坑开挖前，与第三方监测单位合作，共同采集测出其余各测试项目初始值；（6）每道支撑施工时，同步安装钢筋计，每根支撑全部撑上受力前，需完成轴力测试仪器的安装工作，并测出初读数；（7）设备安装好后，做好标记，加强测点的保护工作，提高测点的成活率。监测工作实施过程中如某一水准基准点被破坏，需及时通报业主、监理和总包单位并及时重新埋设，埋设结束后和未被破坏的基准点进行联测；当建筑物、管线、地表竖向位移监测点被破坏时及时重新布设并取得初始值，破坏点的累计在破坏前累计的基础上继续累加，确保测点监测数据的连续性。第五章 测点布设与保护5.1测点布置原则（1）验证设计数据而设的测点应布置在设计中的最不利位置和断面，如最大变形、最大内力处；为指导施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，目的为及时反馈信息，以修改设计和指导施工。（2）表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。（3）所设测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的变形刚度和强度。（4）实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应该有机结合，力求使同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。（5）深层测点的埋设应该提前埋设，以便监测工作开始时，测量元件进入稳定的工作状态。5.2测点埋设方法表5.1 测点埋设方法一览序号主要监测项目测点埋设方法1桩顶水平位移、沉降设置在桩顶冠梁上，直接埋设专用观测标。2桩体水平位移测斜管应在围护桩随钢筋笼下放，在测斜管内充满清水，防止测斜管上浮，等混凝土浇筑后检查测斜管是否畅通，周围砌设保护井，并设警示牌保护。3支撑轴力在混凝土支撑距离坑边1/3处，将4个钢筋应力计焊接于支撑四角主筋上。4立柱沉降测点设置在立柱顶，直接埋设专用观测标。5基坑外地下水位及深层土体水平位移采用钻机预先钻孔，在地面将水位管（测斜管）连接，并将接头密封，然后将水位管（测斜管）埋入钻孔内，上下用盖子封好，随后在水位管（测斜管）与钻孔的空隙内灌入粗砂材料将水位管（测斜管）固定，周围设立警示标志。6周边管线竖向位移在管线上部钻孔，埋设钢筋头至管线顶部，并用水泥砂浆固定监测标志，采用专用保护盖覆盖。7周边建筑沉降在建筑物承重墙或柱上粘贴专用监测标志或打设L型监测标。8周边地表竖向位移在基坑周边地表凿除硬化层，埋设塑料套管，再打入直径大于20mm，长度60cm100cm的钢筋头，空隙部位填充瓜子片或砂标明监测标志。5.2.1桩顶水平及竖向位移监测桩顶水平位移和竖向位移共用监测点，沿围护结构间隔约20m布设一个监测点，主体基坑共布设16个，编号：ZQS-01ZQS-16，ZQC-01ZQC-16。测点设在基坑冠梁上，设置强制对中的观测标志，双侧装置采用连接件尺寸与冠梁上埋设的固定螺栓连接，连接杆件尺寸与固定螺栓规格可根据采用的测量装置尺寸要求加工。埋设形式如图5.1所示，待围护结构上部混凝土浇筑完毕后直接插入强制对中预埋件作为监测点，测点埋设时避开基坑护栏、挡水墙，在相应地面上作明显标记，必要时对该点四周加护栏保护。图5.1桩顶水平位移观测点埋设示意图5.2.2桩体水平位移监测桩体水平位移监测点布设于钻孔桩（地下连续墙）内，共布设16孔，编号ZQT-01ZQT-16。测斜孔深度与围护结构钢筋笼等长，待被测桩钢筋笼成形后，按照钢筋笼的长度将4m或2m一节带十字导槽的测斜管连接（胶水连接，再上自攻螺丝，外侧胶带包裹），对准测斜管导槽的方向，再将测斜管牢固地绑扎在钢筋笼上。在下钢筋笼时将测斜管扎在钢筋笼主筋上一起成型，使测斜管埋设于围护桩内，完成后向管内加注清水，完成后盖上保护盖，防止异物掉入管内。在测斜管上端口外套PVC管或蛇皮袋，其长度应高于桩顶50cm。圈梁施工阶段必须与施工单位协调好，带测斜管的桩必须人工凿出桩头，且派人看护好测斜管，以防止破坏，同时应根据圈梁高度重新调整测斜管管口位置，一般需接长测斜管，此时除外槽对齐外，还要检查内槽是否对齐，在圈梁混凝土浇筑前，应对测斜管作一次检验，检验测斜管是否有滑槽和堵管现象，管长是否满足要求，若有堵管现象要做好记录，待圈梁混凝土浇好后及时进行疏通。如有滑槽现象，要判断是否在最后一次接管位置，如果是，要在圈梁混凝土浇筑前及时整改。待混凝土压顶梁浇注后开挖前进行初始读数的测读工作。埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直，测斜管的埋设时间与围护结构施工期同步。测斜管埋设示意如图5.2和图5.3所示：若围护桩钢筋笼需要分节吊装，上段测斜管要有一定的自由度，可以与下段测斜管对接。接头对接时，槽口要对齐，不能使束节破损，一旦破损必须换掉。接头处要用玻璃胶，并用螺丝固定连接，胶带密封。每节钢筋笼放入时，应该在测斜管内注入清水，测斜管的内槽口一边要垂直于围护结构边线，由于桩的钢筋笼是圆形的，施工时极有可能要发生旋转，使原对好的槽口发生偏转，为了保证安装质量，埋设测斜管的桩要与施工单位协调，尽量使桩孔无塌孔等不利于钢筋笼吊装的现象出现，若桩孔成型不太好，则改用邻近桩基埋设，钢筋笼吊装需安排有经验的吊车司机，并且吊装过程中有专人看护。 图5.2测斜管绑扎示意图 图5.3 桩体测斜孔埋设截面示意图5.2.3支撑轴力监测控制中心基坑有2道支撑。测点埋设在基坑内支撑受力较大的支撑上，每道支撑轴力监测点竖向位置保持一致。混凝土支撑每个截面内埋设4个钢筋应力计，测点编号详见监测平面图。混凝土支撑钢筋应力计电缆线焊接在钢筋笼内支撑轴力较大的点位为监测点（支撑1/3处），然后将各线头引出，做好标记，置于施工不易碰撞处；布设示意如图5.4所示。 图5.4混凝土支撑轴力安装示意图 5.2.4坑外地下水位监测基坑水位监测点沿基坑外侧土体间隔约40m布设，共布设8孔。潜水位水位管深入上层潜水土层，水位孔的管底埋置深度为最低允许地下水位之下23m；微承压水水位管深入相应承压水层，滤管埋设在该承压水层，在承压水层上部设置隔水层，编号为DSW-01DSW-08。埋设方法如图5.5和图5.6所示，水位管加盖保护，设警示标识，避免外因破坏。 图5.5 坑外水位管埋设实 图5.6微承压水位孔埋设示意图5.2.5周边建（构）筑物竖向位移监测主体基坑周边建筑物竖向位移观测点布设48个监测点，布设在构筑物拐角及承重部位。次要影响区建筑物测点布设沿外墙每15m20m布设一个测点，并需遵循以下布点原则。（1）建（构）筑物四角、高低悬殊或新旧