乌鲁木齐地铁1号线监控量测方案.doc

乌鲁木齐地铁一号线工程08标 乌鲁木齐地铁土建乌鲁木齐地铁土建0808标标 八楼站八楼站1 1号线车站监控量测方案号线车站监控量测方案 项目总工 项目经理 中铁四局集团乌鲁木齐地铁1号线工程项目经理部 二 一四年五月六日 乌鲁木齐地铁一号线工程08标 乌鲁木齐地铁土建乌鲁木齐地铁土建0808标标 八楼站八楼站1 1号线车站监控量测方案号线车站监控量测方案 文件编号 wlmqdt tj08 jklcfa 01 版 本 号 a版 修改状态 0 发放编号 编 制 复 核 审 核 批 准 有效状态 中铁四局集团乌鲁木齐地铁1号线工程项目经理部 二 一四年五月六日 目录目录 1 工程总体概况 1 1 1 工程简介 1 1 1 1 八楼站 1 号线 1 1 2 工程地质与水文地质情况 3 1 2 1 岩土分层及其特性 3 1 2 2 水文地质 4 1 2 3 地质情况评价 5 2 监测工作概述 5 2 1 监测设计原则 5 2 2 监测意义 6 2 3 监测依据 7 2 4 监测目的 8 2 5 监测原理分析 8 2 6 监测对象及范围 9 3 监测项目 监测频率及测点布置 9 3 1 监测项目 9 3 1 1 明挖车站 9 3 1 2 暗挖车站 10 3 2 监测频率 11 3 2 1 车站监控量测频率 12 3 3 测点布置 13 3 3 1 八楼站测点布置 13 4 监测实施方法 19 4 1 监测技术手段 19 4 1 1 明挖车站基坑主要监测项目的监测手段 19 4 1 2 暗挖车站和暗挖区间主要监测项目的监测手段 19 4 1 3 周边建筑物和构筑物主要监测项目的监测手段 19 4 1 4 测点埋设工作顺序 19 4 1 5 监测控制网的布设 20 4 2 监测技术措施 21 4 2 1 沉降观测 21 4 2 2 桩顶水平位移 22 4 2 3 桩顶垂直位移 24 4 2 4 土体侧向变形 24 4 2 5 桩体水平位移 26 4 2 6 土压力监测 28 4 2 7 钢 砼 支撑轴力 29 4 2 8 桩体钢筋受力监测 31 4 2 9 地下水位监测 32 4 2 10 地下管线沉降监测 33 4 2 11 拱顶下沉 34 4 2 12 洞周收敛 35 4 2 13 地表建 构 筑物监测 37 4 2 14 爆破振动监测 38 4 2 15 现场巡视 40 5 监控量测等级 控制标准及量测结束标准 40 5 1 监控测量的等级及精度要求 40 5 1 1 沉降监测等级划分及精度要求 41 5 1 2 建筑物变形测量的等级及精度要求 41 5 1 3 水准观测要求 42 5 1 4 采用仪器精度要求 42 5 2 监测控制标准 警戒值 43 5 3 量测结束标准 44 6 监控量测资料的整理与反馈及应用 44 6 1 监控量测资料的整理分析 44 6 2 监控分析结果反馈与应用 45 6 2 1 反馈流程 45 6 2 2 分析结果反馈与应用 46 7 监测工作管理 47 7 1 管理组织机构 47 7 2 监测保证措施 49 7 3 测点保护措施 50 7 4 监测项目安全生产管理制度 51 7 5 监控量测制度 51 8 紧急状态下的应急预案 52 8 1 成立监测应急领导小组 52 8 2 发紧急情况时的实施措施 52 8 2 1 监测单位 53 8 2 2 施工单位 53 8 3 保证应急预案顺利实施的各种保障措施 53 8 3 1 人力资源保障措施 54 8 3 2 仪器设备保障措施 54 8 3 3 物资材料保障措施 54 8 3 4 交通保障措施 54 9 附表 54 1 1 工程概况工程概况 1 1 1 1 八楼站八楼站 1 1 号线号线 八楼站是 1 号线与 3 号线换乘站 位于东西向新医路与友好北路 鲤鱼山南路交口 东侧 1 号线主体沿新医路呈东西走向 1 号线车站长 346 9 米 标准段宽 23 3 米 为暗挖地下二层框架结构岛式车站 1 号线车站共设置 4 个乘客出入口 1 个安全出口 1 部无障碍电梯 3 组风亭 vrv 室外 机 2 处 1 号线车站总建筑面积 22304 平方米 主体采用 pba 洞桩法施工 1 21 2 工程地质与水文地质情况工程地质与水文地质情况 1 2 11 2 1 岩土分层及其特性岩土分层及其特性 场地范围内主要地层由冲积 洪积河床堆积形成的第四系全新统 晚更新统圆砾 卵石及下伏的侏罗系泥岩 砂岩构成 地表广泛分布人工素填土和杂填土 在卵砾石层 中局部分布透镜体状黏质粉土 粉土和粉细砂 本车站详细地层分布及地层特征如下 1 第四系全新统 q4 人工填筑土 q4ml 广泛覆盖于城区及其附近地表 道路表面等 为人类活动所 致 由杂填土组成 1 杂填土 杂色 以建筑垃圾为主 含碎石块 粉土 混凝土块以及生活垃圾 极不均匀 潮湿 ii 级普通土 第四系冲洪积 q4al pl 10 卵石 q4al pl 杂色 成分以砂岩 灰岩为主 颗粒呈浑圆状 粒径组成 大于 200 mm 者约占 5 20 200mm 者占 70 75 余为砂粒及粉 粘粒充填 级配 良好 稍密 中密 潮湿 饱和 为 级硬土 2 侏罗系 j 1 2 强风化泥岩 j2 3ms 淡灰色 局部浅黄色 泥状结构 厚层状构造 节理 裂隙很发育 岩芯比较破碎 呈碎块状 局部有短柱状 风化层厚 2 5m 级硬土 级软石 1 3 中风化泥岩 j2 3ms 青灰色 泥状结构 厚层状构造 岩芯呈柱状 锤击 易碎 级软石 岩层产状 340 360 65 75 2 2 强风化砂岩 j2 3ss 灰色 灰绿色 局部棕黄色 细 中粒结构 层状构 造 钙质胶结 岩芯破碎 呈碎块状 局部呈短柱状 风化层厚 2 5m 级软石 2 3 中风化砂岩 j2 3ss 灰色 灰绿色 局部棕黄色 细 中粒结构 层状构 造 钙质胶结 岩芯呈柱状 锤击不易碎 级软石 1 2 21 2 2 水文地质水文地质 根据地质勘查报告 勘察深度范围内实测到一层地下水 地下水类型为潜水 二 水位埋深 6 4m 水位标高 801 92m 含水层主要为卵石 10 层 主要接受大气降水 侧向径流 管沟渗漏 绿化灌溉补给 以蒸发 侧向径流方式排泄 年变化幅度 1 2m 本勘察场地环境类型属 类 根据本场地水化学分析报告 按 岩土工程勘察规范 gb 50021 2001 2009 版 对地下水腐蚀性进行初步判定 潜水 二 对混凝土 结构具中腐蚀性 对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性 在干湿交 替条件下具弱腐蚀性 2 2 监测工作概述监测工作概述 2 12 1 监测设计原则监测设计原则 1 系统性原则 所设计的各种监测项目有机结合 相辅相成 测试数据能相互进行校验 发挥系统功效 对支护结构进行全方位 立体 实时监测 并确保监测的准确性 及时性 在施工过程中进行连续监测 保证监测数据的连续性 完整性 系统性 利用系统功效尽可能减少监测点的布设 降低成本 2 可靠性原则 所采用的监测手段应是比较完善的或已基本成熟的方法 监测中所使用的监测仪器 元件均应事先进行鉴定 并在有效期内使用 监测点应采取有效的保护措施 3 与设计相结合原则 对设计使用的关键参数进行监测 以便达到进一步优化设计的目的 对评审中有争议的工艺 原理所涉及的部位进行监测 通过监测数据的反演分析 和计算对其进行校核 依据设计计算确定支护结构 支撑结构 周边环境等的警界值 4 关键部位优先 兼顾全局的原则 对支护结构体敏感区域增加测点数量和项目 进行重点监测 对岩土工程勘察报告中描述的岩土层变化起伏较大的位置和施工中发现异常的部 位进行重点监测 对关键部位以外的区域在系统性的基础上均匀布设监测点 5 与施工相结合原则 结合施工工况调整监测点的布设方法和位置 结合施工工况调整测试方法或手段 监测元器件种类或型号及测点保护方式或措 施 结合施工工况调整测试时间 测试频率 6 经济合理性原则 在安全 可靠的前提下结合工程经验尽可能地采用直观 简单 有效的测试方法 在确保质量的基础上尽可能的选择成本较低的国产监测元件 在系统 安全的前提下 合理利用监测点之间的关系 减少测点布设数量 降低 监测成本 2 22 2 监测意义监测意义 1 及时发现不稳定因素 由于围护结构开挖面积大 边长长 区间隧道穿越区地质条件变化较大 周边环境 较复杂 施工周期长 加上自然环境因素的不可预测性 必须借助监测手段进行必要的补 充 以便及时获取相关信息 确保工程稳定安全 2 验证设计 指导施工 通过监测可以了解支护结构 隧道结构内部及周边土体的实际变形和应力分布 用 于验证设计方案与实际情况的吻合程度 并根据变形和应力分布情况来调整设计和施工 为施工提供有价值的指导性意见 通过监测掌握标段整体结构周围土体在施工过程中的动态 明确工程施工对原始 地层的影响程度 通过监测掌握暗挖隧道施工对围岩与结构受力变形的情况 并确定其稳定性 通过监测掌握工程施工对地下管线 建筑物的影响程度 并确保处于安全状态 及时整理资料 反馈信息 指导施工 3 保障业主及相关社会利益 围护结构开挖和地下工程施工将会对周边建筑物 道路和地下管线等产生一定的影 响 稍一疏忽或出现问题 将带来巨大的经济损失 人身安全 跟踪掌握在土方开挖和 地下结构施工过程中可能出现的各种不利现象 及时调整施工参数 工序以及是否要采 取应急措施等提供技术依据 对保障业主声誉及相关社会利益不受损害具有重大意义 4 分析区域性施工特征 通过对支护结构 周边建 构 筑物 道路 地下管线等监测数据的收集 整理和 综合分析 了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境的影响程度 分析区域性 岩土变形特征及支护方式 为以后的设计与施工积累宝贵经验 2 32 3 监测依据监测依据 编制本方案依据如下设计规范 规程 建筑变形测量规范 jgj8 2007 建筑基坑工程监测技术规范 gb50497 2009 工程测量规范 gb50026 2007 国家一 二等水准测量规范 gbt12897 2006 城市轨道交通工程测量规范 gb50308 2008 地下铁道工程施工及验收规范 gb50299 2003 城市地下水动态观测规程 cjj t76 98 建筑抗震设计规范 gb50011 2001 2008 年版 建筑基坑支护技术规程 db50497 2009 岩土工程勘察规范 gb50021 2001 工程岩体分级标准 gb50218 94 爆破安全规程 gb6722 2003 地铁设计规范 gb50157 2003 铁路隧道监控量测技术规程 tb0121 2007 国家或行业其他测量规范 强制性标准 乌鲁木齐市地铁工程监测管理办法 暂行 乌鲁木齐市地铁工程监测设计指南 暂行 乌鲁木齐地铁测量监理细则 乌鲁木齐市城市轨道交通 1 号线监控量测设计图纸 2 42 4 监测目的监测目的 地下工程按信息化设计 现场监控量测是监视围岩稳定 判断隧道支护衬砌设计是 否合理安全 施工方法是否正确的重要手段 通过监控量测 达到以下目的 1 将监测数据与预测值相比较 判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要 求 以确定和调整下一步施工 确保施工安全和地表建筑物 地下管线的安全 2 将现场测量的数据 信息及时反馈 以修改和完善设计 使设计达到优质安全 经济合理 3 将现场测量的数据与理论预测值比较 用反分析法进行分析计算 使设计更符 合实际 以便指导今后的工程建设 2 52 5 监测原理分析监测原理分析 根据设计文件以及本标段工程的具体情况 需对车站明挖法 暗挖法施工围护结构 主体结构和周围受影响的地面环境等进行安全监测 首先对工程施工可能引起地表下沉的原因 机理 规律及下沉值等作出必要的分析 进行预测控制 真正做到心中有数 1 采用暗挖法施工隧道 包括区间隧道和车站通风道及出入口 引起地表下沉的 主要原因为 开挖过程中的地层损失 支护结构的整体沉降及支护结构的受力变形 因应力变化而使土体产生的新的弹塑性变形 2 采用暗挖法施工车站主体结构引起的地表下沉主要包括 基坑开挖过程中存在的柱列式周边围护结构中柱与柱之间的地层损失 周边围护结构产生的水平位移 周边围护结构的下沉带动两侧土体的垂直沉降 基坑坑底隆起引起的墙外土体沉陷 对车站结构本身的实际应力变化情况与设计应力值的对比也应随时在掌握中 以确 保结构本身安全和施工安全 引起结构本身应力变化的主要因素有 施工方法 步骤的确定与改变 地质及围岩情况的改变 地表沉陷及地下水活动的异常情况出现 外部荷载的异常变化 按照可能产生变形及应力变化的因素分析 结合本工程情况 实施监测项目内容 监测项目以位移监测为主 同时辅以应力 应变监测 监测数据应相互印证 确保 监测结果的可靠性 2 62 6 监测对象及范围监测对象及范围 监测对象为主体基坑 竖井等的支护与周边环境 包括围护桩 钢支撑 支护等 工程周边地表土体 地下水 建 构 筑物 地下管线 城市道路及其他市政基础设施 等 监测范围包括 八楼站 车站三座施工竖井及所影响的既有建筑物和管线等 监测范围为 1 5h 范围内建 构 筑物均需进行监测 3 3 监测项目 监测频率及测点布置监测项目 监测频率及测点布置 3 13 1 监测项目监测项目 3 1 13 1 1 车站车站 为了确保施工期间基坑开挖的稳定性以及临近道路 地面交通和地下管线的正常使 用 在本工程主体结构应选择具有代表性的 4 5 个典型断面或部位布置测点进行监测 监测项目的测点布置 观测频率等应符合 建筑基坑工程监测技术规范 gb50497 2009 的有关要求 表表 3 1 1 13 1 1 1 监控量测项目表监控量测项目表 注 为必测项目 为选测项目 主要有以下内容 1 现场巡视 开挖围岩情况和稳定状态 以及已施工地段支护 衬砌安全性 2 地表沉陷 3 拱顶下沉 4 净空收敛 监测 项目 地层及 支护情 况观察 地表 沉 陷 拱顶 下 沉 净空 收敛 地下 水位 坑底 隆起 地中 水平 位移 地中 分层 沉降 地面建 筑 地 下管线 及构筑 物变化 钢管柱 应变 桩位移监测 项目 分类 5 地下水位 6 底部隆起 7 地中水平位移 8 地中分层沉降 9 地面建筑 地下关系啊及周边构筑物变化 10 钢管柱应变 11 桩位移监测 3 1 23 1 2 竖井及通道竖井及通道 1 洞内开挖后地质情况观察 观察开挖掌子面围岩情况和稳定状态 以及已施工 地段洞体支护 衬砌情况和结构安全性 2 拱顶下沉 3 水平收敛位移 4 基底隆起 5 钢支撑轴力 6 地表沉降 7 地下水位变化 8 竖井支护结构位移 变形 格栅钢架应力及侧土压力等进行监测 9 地面建筑物爆破振动 10 地下管线沉降 3 23 2 监测频率监测频率 监测对象逐项确定监测频率以满足工程监测工作的实际需要 根据监测数据反应情 况增加量测频率 3 2 13 2 1 车站监控量测频率车站监控量测频率 表表 3 2 2 13 2 2 1 量测频率表量测频率表 序 号 监测项目监测频率监测方法或仪器 1 建筑物沉降 倾斜及裂缝观 测 基坑开挖期间 1 次 天 基础完成后 1 次 7 天 精密经纬仪 对点觇板仪 2 地下管线沉降及水平位移同建筑物沉降精密水准仪 铟瓦尺 3 基坑四周地表沉降同建筑物沉降精密水准仪 铟瓦尺 4 围护结构顶沉降及水平位移 基坑开挖期间 1 次 天 基础完成后 1 次 3 天 测距仪 5 围护结构侧向位移同围护结构顶沉降测斜仪 6 基坑周边土体侧向位移同围护结构顶沉降测斜仪 7 支撑轴力同围护结构顶沉降轴力钢筋计 8 围护桩外侧土压力同围护结构顶沉降自动测试频率仪 9 坑内外地下水位同围护结构顶沉降钢尺水位计 10 坑底回弹隆起同围护结构顶沉降分层沉降仪 3 33 3 测点布置测点布置 3 3 13 3 1 八楼站八楼站 1 1 号线测点布置号线测点布置 3 3 23 3 2 竖井测点布置竖井测点布置 4 4 监测实施方法监测实施方法 4 14 1 监测技术手段监测技术手段 4 1 14 1 1 明挖车站基坑主要监测项目的监测手段明挖车站基坑主要监测项目的监测手段 1 地面沉降 采用精密水准仪进行监测 2 管线沉降 建筑物沉降 采用精密水准仪 3 桩顶水平位移 采用全站仪进行监测 测点埋设在围护桩顶冠梁上 4 桩顶沉降 采用精密水准仪测量 普通水准标识 5 土体 桩体变形 采用测斜仪 6 结构内力 采用振弦式应变计或表面应变计 7 钢支撑 锚杆内力 桩体钢筋受力 采用轴力计 钢筋计进行监测 8 围岩压力 采用土压力计 9 地下水位 在基坑周边施工观测井 采用电子水位计进行监测 4 1 24 1 2 暗挖车站主要监测项目的监测手段暗挖车站主要监测项目的监测手段 1 拱顶沉降 采用精密水准仪进行 2 围岩周边位移 采用收敛计进行监测 3 初支应力 采用钢筋计进行量测 4 围岩与初期支护 初期支护与二次衬砌接触压力 采用压力计进行量测 5 临时中隔墙及结构内力 采用应变计进行观测 6 爆破速率 采用测振仪监测 7 地表沉降 采用精密水准仪进行监测 8 管线沉降及基底隆起 采用精密水准仪 4 1 34 1 3 周边建筑物和构筑物主要监测项目的监测手段周边建筑物和构筑物主要监测项目的监测手段 1 建筑物基础下沉 采用精密水准仪进行监测 2 建筑物倾斜 可利用建筑物沉降观测资料通过计算来推求建筑物的局部和整体倾 斜 也可用全站仪配合反射膜片进行监测 4 1 44 1 4 测点埋设工作顺序测点埋设工作顺序 监测点的埋设随基坑围护工程 竖井 隧道掘进工序进行 基本顺序如下 1 进场后 未施工前 先期建立水准和平面位移控制网 2 先布设周围建 构 筑物的沉降观测点 管线和管沟沉降监测点 如场地允许时 布设地表沉降点 或在基坑开挖前清理场地后布设 3 围护施工时 同步埋设 安装测斜管和坑外土体测斜孔 4 冠梁浇筑后 进行围护桩顶沉降 位移测点的埋设 以及进行初始值的测取 并 做好测斜管的保护工作 5 基坑降水前完成水位观测孔的安装 并取得稳定初始水位 6 钢支撑施工时 同步安装轴力计 并测出初读数 7 基坑开挖前 应测出上述各测试项目的初始值 8 竖井 洞身周边收敛按照布点要求进行及时布置 4 1 54 1 5 监测控制网的布设监测控制网的布设 1 沉降监测控制网的布设 1 沉降监测控制网布设时采用测区原有高程系统 起始并附合于地铁施工控制网 2 沉降监测控制网采用水准测量方法 布设成闭合环或附合高程路线 3 沉降监测网按二个层次布网 由基准点组成控制网 由观测点和所联测的基准点 组成扩展网 4 沉降位移监测等级一般为三级 按国家二等水准测量技术要求作业 在量测断面 变形影响区 50m 之外 设置 3 个通视较好 测量方便 基础牢固的基准点 在监测中每 1 3 个月对基准点高程进行复核 视情况在监测过程中增设工作基点 5 基准点的标石及标志的埋设应符合工程测量规范 gb50026 2007 所规定的要求 2 平面控制网的布设 1 基坑开挖前在其周围地层变形影响范围外 便于长期保护的稳定位置 埋设不少 于 3 个基准点 布设平面位移监测网 布网时可采用独立的坐标系统 平面控制点标石 及标志的埋设应符合规范要求 2 对于建筑物较少的测区 监测网宜将基准点连同观测点按单一层次布设 对于建 筑物较多的且分散的大测区 监测网宜按两个层次布网 由基准点组成控制网 由观测 点与所联测的基准点组成扩展网 3 控制网布设时根据现场情况采用二等附合导线 扩展网和单一层次布网可采用角 交会 边交会 边角交会 基准线或附合导线等形式 各种布网均应考虑布网强度 长 短边不宜悬殊过大 4 在施工场地条件允许时用视准法 建立视准线比较困难时采用小角度法进行平面 位移沿特定方向的位移观测 3 基准点 沉降观测点的埋设方法 结构竖向位移观测点可采用冲击钻埋设法 即直接在结构物上用冲击钻钻孔 灌入 水泥浆 将圆端型圆钉插入固定牢固 地表沉降观测点须与砼路面隔离 基准点埋设在非路面土体中时 全部用混凝土浇 注 埋设的沉降监测点 或基准点 采用预制水泥标准桩 直径 100 长度 30cm 顶 端设圆端型圆钉作为沉降观测点测量标志栓 水泥标准桩埋设时先用电镐等工具打穿路面 挖出直径 20 30cm 深 60 80cm 的 孔 然后用砼封底作为基础 将水泥标准桩放入孔中 圆钉低于地面 3 5cm 孔内浇筑 混凝土至路面砼下方 5 10cm 位置处 上部用黄沙或泥土填充至路面 保证观测点与砼 路面分离 最后进行顶部处理 将 160pvc 管截成 5 8cm 一节 置入桩顶 圆心对准 圆钉 周边用混凝土将 pvc 管固定并与砼路面封死 为防止雨水或杂物灌入孔中 pvc 管可高出地面 2cm 同时用薄薄一层砂浆将孔内露黄沙表面水封 图 4 2 沉降测点埋设示意图 4 24 2 监测技术措施监测技术措施 4 2 14 2 1 沉降观测沉降观测 1 监测目的 主要了解施工期间对明挖车站基坑周围及暗挖车站 暗挖区间设计监测范围内的地 表道路等产生的影响 2 监测仪器 天宝 dini03 电子水准仪 铟钢尺 图 4 1 桩顶 结构顶位移测点布设图 3 测量原理 利用监测点相对于基准点的高程变化确定施工引起的沉降位移及影响范围 4 监测实施 测点布置 在基坑围护结构外侧布设地表沉降测点 监测范围为周围 1 5 倍基坑开挖深度 沿线 路方向 每隔一定距离设置一排横断面测点 测点设置按设计图纸布设 图 4 2 1 1 暗挖车站地表测点布置示意图 测量方法 地表沉降采用水准测量 按规定频率进行量测 数据处理与分析 首次观测时 一般取 2 3 次的观测数据平均值作为测点的初始标高 沉降位移为实测 值与初始值之差 沉降观测结束后应提交观测点位置图 沉降位移成果表 位移速率 时间 位移量曲线图等变形分析报告 沉降观测包括地表沉降 管线沉降 建筑物沉降及桩顶沉降 4 2 24 2 2 桩顶水平位移桩顶水平位移 1 监测目的 通过测定监测点坐标的变化 来反应桩顶的水平位移 2 监测仪器 徕卡 ts02 全站仪 3 测量原理 通过测量观测点的坐标 与初始值相比较 计算其位移量 4 监测实施 监测点坐标的测量 已知高级控制点 a b c 各点的三维坐标 xa ya ha xb yb hb xc yc hc d 为所要测的布置点 先把全站仪置于 a 点上 后视 b 点 设置气象改正 温度 气压 等数据 输入测 站点 a 的三维坐标 xa ya ha 和后视点 b 的平面坐标 xb yb 以及仪器高 目标高等测站设置数据 瞄准点 d 测量并记录 d 点的三维坐标 xd1 yd1 hd1 和 平距 sd1 同理 全站仪置于 a 点上 后视 c 点 设置气象改正 温度 气压 等数据 输入测站点 a 的三维坐标 xa ya ha 和后视点 c 的平面坐标 xc yc 以及仪 器高 目标高等测站设置数据 瞄准点 d 测量并记录 d 点的三维坐标 xd2 yd2 hd2 和平距 sd2 在测量过程中 两次得到的坐标取平均值 即为最后得到的布置点 d 的坐标 xd yd zd xd xd1 xd2 2 yd yd1 yd2 2 zd zd1 zd2 2 公式 1 5 o z x y c d b a 图图 4 2 2 1 监测点坐标测量示意图监测点坐标测量示意图 桩顶水平位移 先测得监测点 d 的初始坐标为 随着施工的继续推进 根据监测频率的要 00 dd yx 求跟踪监测坐标的变化 当监测点的坐标基本稳定时可停止监测 第 k 次测量后 计算 得 d 点的坐标为 则有在 k 周期的水平位移为 k d k d yx 公式 1 6 0 d k d k d xxx 0 d k d k d yyy 总的位移为 公式 1 7 22 k d k d yx 水平位移测量的精度控制 水平位移采用全站仪按高精度控制要求进行监测 监测测角中误差为 1 测距中误 差为 1mm 桩顶水平位移测量观测点应采用基础标志 控制点的标石 标志 应按照 建筑变 形测量规范 jgj8 2007 规定采用 数据处理与分析 水平位移测量结束后应提交观测点平面位置图 水平位移成果表 水平位移量曲线 图等变形分析报告 4 2 34 2 3 桩顶垂直位移桩顶垂直位移 测点设置在冠梁上 采用冲击钻埋设 观测方法详见 4 2 1 沉降观测 4 2 44 2 4 土体侧向变形土体侧向变形 1 监测目的 了解基坑施工过程基坑周围不同深度土体的水平变形情况 2 监测仪器 ck 801b 型测斜仪 测斜管 3 测量原理 测斜仪探头内的加速度计传感器可以将某处的倾斜角度以电压信号方式输出 并换 算成水平位移量 任一深度处的水平位移值为自基准点起算至此点的位移差值矢量和 4 监测实施 采用测斜仪对埋设在土体中的测斜管内进行测试 测点宜选在变形大 或危险 的 典型位置 布置观测点与成孔 观测点应该因地制宜 合理布置 测斜管采用钻孔埋设 管底应大于支护结构深度 且超过基坑开挖最大深度 3 8m 硬质基底取小值 软质基底取大值 施工时尽量要求 钻孔是铅锤的 偏差角应小于 2 终孔直径应大于测斜管外径 30mm 所有钻孔在埋设测 斜管前应该进行验收 合格后才能埋设 测斜管的安装 测斜管的上下管间应对接良好 无缝隙 接头处牢固固定 密封 测斜管安放就位后调正方向 使管内的一对测槽垂直于测量面 调整方向后盖上顶 盖 保持测斜管内部的干净 通畅和平直 管顶高出地面约 20cm 钻孔和测斜管之间要 回填 回填应选用粗沙缓慢进行 注意采取措施避免塞孔使回填料无法下降形成空洞 回填后通过灌水和间隔一定时间后的检查 在发现回填料有下沉时 再进行回填 回填 工作要确保测斜管与土体同步变形 埋设时间应在基坑开挖或降水之前 并至少提前 2 周完成 并作好清晰的标示和可靠的保护措施 测斜管的安装质量是测试效果的关键 应该遵循如下步骤 a 将测斜管装上管底盖 用螺丝或胶固定 b 将测斜管按顺序逐根放入钻孔中 测斜管与测斜管之间用接管连接 并用螺丝固定 测斜管在安装中应注意导槽的方向 导槽方向必须与设计要求定准的方向一致 将组装 好的测斜管按次序逐节放入钻孔中 直至孔口 c 当确认测斜管安装完好后即可进行回填 一般用膨润土球或原土沙 回填时每 填至 3 5m 时要进行一次注水 使膨润土球或原土沙遇水后 与孔壁结合的牢固直至孔口 d 测斜管地表管口段浇注混凝土 做成混凝土墩台以保护管口和管口转角的稳定性 墩台上应设置位移和沉降观测标点 e 露在地表上的测斜管应注意做好保护 盖上管盖 防止物体落入 f 安装完成后的测斜管应先用模拟测斜仪试放 试放时测斜管互成 90b 的两个导向 槽都应从上到下试放到 保证模拟测斜仪顺测斜管能顺畅通过 测斜仪的组装 在测试之前必须对测斜仪进行检验校正 并做好测试前的准备工作 再进行组装 量测与计算 测试方式应遵循下面两个要点 当测斜管下部可靠固定在基岩中 埋入深度应大于 5000mm 可认定基岩没有位移 此时测量可至下而上测读一次 直至管口 当测斜管 底部悬挂 底部未与基岩固定 此时应将管口作为位移零点 测量由上至下进行测量 根据地勘资料 管底位于基岩内 可作为位移零点 位移测试时沿测斜管垂直于线 路方向 a 向 导槽自下而上每隔一米测读一次直至孔口 得各测点位置上读数偏移量正 测 ai 反测 ai 其中 向与 向为探头绕导管轴旋转 180 位置 数据处理与分析 数据计算 第 i 次量测差值 ai ai 变量 本次测量值 上次测量值 本次位移 s k k 为修正值 第 i 点的绝对位移 各测点相对于上一测点的位移矢量和 量测后应绘制位移 历时曲线 孔深 位移曲线 当水平位移速率突然过分增大是一 种报警信号 收到报警信号后 应立即对各种量测信息进行综合分析 判断施工中出现 了什么问题 并及时采取保证施工安全的对策 4 2 54 2 5 桩体水平位移桩体水平位移 1 监测目的 了解基坑施工过程围护桩的侧向变形情况 2 监测仪器 ck 801b 型测斜仪 测斜管 3 测量原理 同土体侧向变形测量原理 4 监测实施 桩体水平位移采用测斜的方式进行 测点埋设 布置在基坑短边中点 阳角处 长边上设 3 4 个测点 预先把测斜管连接好 将测 斜管与围护桩钢筋笼绑扎在一起 并使一对凹槽垂直于基坑边 与钢筋笼一起放入钻孔 内 采用测斜仪在埋设于围护结构内的测斜管内进行测试 同一孔测点间距 0 5m 具体见下图 4 2 5 1 所示 围护桩 测斜管 土体侧向变形孔 观测槽 1 m 1 0 50c m 1 5 20cm 基 坑1 m 图图 4 2 5 1 土体及围护结构变形测斜布置示意图土体及围护结构变形测斜布置示意图 测斜管底宜与钢筋笼底部持平或略高于钢筋笼底部 管底密封 管口加保护盖 管 顶高出基准面 150 200mm 在测斜管管口段用混凝土墩子固定 保证管口段转角的稳定 性 测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设时 绑扎间距不宜大于 1 5m 原则是管子不移 动 不松动 测斜管的上下管间应对接良好 无缝隙 接头处牢固固定 密封 测斜管绑扎时应调正方向 使管内的一对测槽垂直于测量面 封好底部和顶部 保 持测斜管干净 通畅和平直 做好清晰的标示和可靠的保护措施 量测与计算 同土体侧向变形监测 数据处理与分析 量测后应绘制位移 历时曲线 孔深 位移曲线 当水平位移速率突然过分增大是 一种报警信号 收到报警信号后 应立即对各种量测信息进行综合分析 判断施工中出 现了什么问题 并及时采取保证施工安全的对策 4 2 64 2 6 土压力监测土压力监测 1 监测目的 了解施工过程中作用于围护结构上的土压力分布情况或初支与围岩之间的围岩压力 内衬与初支之间的接触压力 2 监测仪器 jdzx 2 振弦式测读仪 jdtyj 20 振弦式土压力计 3 测量原理 振弦传感器输出的是频率 源于一根张紧的钢弦振动的谐振频率与钢弦的张力成正 比 按照预先标定的 力 频率 关系曲线 可得出外部荷载的拉 压 力 4 监测实施 测点埋设 测点布置在围岩与初支 初支与二衬间 在施工时人工放置 图图 4 2 6 1 土压力盒布置示意图土压力盒布置示意图 现场测试元件的观测 根据设计每个断面的元件位置和数量进行埋设 并将元件的传输缆线引出 集中在 集线箱内 以便于保护电缆线和数据的采集 采用 jdzx 2 振弦式测读仪采集频率 f1 及模数 f2 等数据 数据计算 现场所测得的是传感器荷载频率值 与初始频率相对应 根据厂家提供的标定公式 和曲线可计算出相应的土压力值 以下为土压力的计算公式 每次所测得的频率可根据土压力盒的频率 压力标定曲线 来直接换算出相应的压力值 其相关的参数可根据每一个传感器的标定资料查找 不考 虑温度补偿 p k fi f0 b 式中 p 土压力 mpa k 仪器标定系数 mpa f fi 土压力计实时测量频率模数值 f0 土压力计基准模数值 b 土压力的计算修正值 mpa 数据处理与分析 根据压力值绘制土压力 随时间的变化曲线 以及土压力随开挖距离的变化曲线图 在围护桩纵截面图上 以一定的比例把压力值点画在各传感器分布位置 并以连线的形 式将各点连接起来 形成作用于围护桩上的土压力分布图 4 2 74 2 7 钢 砼 支撑轴力钢 砼 支撑轴力 1 监测目的 了解基坑开挖过程中支撑的水平受力情况 使用钢支撑轴力计或砼表面应变计来量 测其轴力变化 分析支撑体系的受力特点 及时比较设计所预期的性状与监测结果的差 别 预测下一阶段施工过程中可能出现的新动态 为后期开挖方案与开挖步骤提出建议 从而保证围护基坑的稳定性 减小桩体的侧向位移 保证主体施工的尺寸空间 对施工 过程中可能出现的险情进行及时的预报 当有异常情况时 立即采取必要的工程措施 将问题消灭于萌芽状态 以确保工程安全 2 监测仪器 jdflj 轴力计 jdebj 2 振弦式应变计 jdzx 2 振弦式测读仪 3 测量原理 同土压力计测量原理 4 监测实施 测量方法 通过测读仪读出传感器的测量频率和模数 计算支撑所受的轴力或产生的应变 传感器安装 支撑 锚 安放时 将轴力计安装架与其端头对中并牢固焊接 在拟安装轴力计位 置的墙体钢板上焊接一块 250 250 250mm 的加强垫板 以防止钢支撑受力后轴力计陷入 钢板 待焊接温度冷却后 将轴力计推入安装架并用螺丝固定好 安装过程必须注意轴 力计和支撑轴线在一条直线上 各接触面平整 确保钢支撑受力状态通过轴力计正常传 递到支护结构上 砼支撑应变计通过膨胀螺栓利用支架卡固定在支撑中间 表面和底面各设置一个 量测与计算 轴力计轴力计算公式 p k fi f0 b 式中 p 轴力计轴力 mpa k 仪器标定系数 mpa f fi 轴力计实时测量频率模数值 f0 轴力计基准模数值 b 轴力计的计算修正值 mpa 砼支撑应变量 轴力计算公式 k fi f0 b 式中 应变计的应变量 k 仪器标定系数 f fi 应变计实时测量频率模数值 f0 应变计基准模数值 b 应变计的计算修正值 可通过应变量计算支撑轴力 sss aen 式中 n 混凝土支撑轴力 mpa 钢支撑弹性模量 es 2 06 105 n mm2 s e 钢支撑截面面积 mm2 s a 实测应变值 取平均值 s 数据处理与分析 根据测读值绘制轴力值 随时间的变化曲线 以及轴力随开挖距离的变化曲线图 以 一定的比例把轴力值点画在各分布位置 并以连线的形式将各点连接起来 形成钢支撑 轴力分布状态图 若轴力值小于设计值 须判断原因并及时补加轴力至设计值 混凝土支撑可绘制应变量 时间的变化曲线 其余同上 4 2 84 2 8 桩体钢筋受力监测桩体钢筋受力监测 1 监测目的 了解施工过程中围护桩的结构内力情况 2 监测仪器 jdzx 2 振弦式测读仪 jfgjj 振弦式钢筋计 3 测量原理 土压力计 应变计 轴力计测量原理相同 4 监测实施 测点埋设 具体测点埋设位置见图 4 7 所示 测点布设时在钢结构应测部位截去一部分钢筋 把 钢弦式钢筋计再焊接在原部位 代替截去的那部分钢筋 钢筋应力计两端配有拉杆 可 将钢筋直接焊在拉杆上 截断后点焊 截断后点焊 钢筋应力计 电缆 结构钢筋 2 电缆沿结构钢筋牵引至临时测站 1 采用 姊妹杆法 安装 说明 电缆 钢筋应力计 图图 4 2 8 1 钢筋应力计埋设示意图钢筋应力计埋设示意图 现场测试元件安装时的注意事项 在焊接前应对钢筋应力计的初始频率进行测试 测试结果应和标定表的零点频率相 同 方可进行焊接 在焊接时必须对钢筋应力计进行水冷却 以免由于焊接时的高温传 到钢筋应力计上 损坏钢筋应力计内部电器元件 当钢筋应力计拉杆与钢筋焊完后 用 二次仪表测试钢筋应力计初始频率二次仪表显示的频率是否正确 如正确便可将其装到 工程部位 根据设计每个断面的元件位置和数量进行埋设 并将元件的传输缆线绑扎在钢筋上 集中在每根桩的集线箱处 每个桩设一个集线箱 以便于保护集线箱和数据的采集 应力计算 采用测读仪采集测量频率和模数值 现场所测得的是传感器的频率值 根据厂家提供的标定公式和曲线可计算出相应的 钢筋应力值 其相关的参数可根据每一个传感器的标定资料查找 p k fi f0 b 式中 p 钢筋应力 kn k 仪器标定系数 kn f fi 钢筋计实时测量频率模数值 f0 钢筋计基准模数值 b 钢筋计的计算修正值 kn 数据处理与分析 根据轴力值绘制钢筋应力 随时间的变化曲线 以及钢筋应力随开挖距离的变化曲线 图 在围护桩横断面图上 以一定的比例把应力值点画在各应力计分布位置 并以连线 的形式将各点连接起来 形成围护桩钢筋应力分布状态图 4 2 94 2 9 地下水位监测地下水位监测 1 监测目的 为保障基坑开挖施工顺利进行和保护周围地质环境不受影响 需进行地下水位监测 2 监测仪器 jdsc 50 电子水位计 800 井管 3 测量原理 将电测水位计的探头沿井管缓慢放下 当测头接触水面时 蜂鸣器就会响 此时读 取读数 该读数与孔口标高差即水位差 用水准测量方法测出孔口标高 从而确定水位 标高 进一步计算水位变化情况 4 监测实施 水位观测孔布设 水位观测孔布设在基坑四角部位 施工完成后将管口采用水泥墩固定 在水泥墩上 埋设水准标识 数据处理与分析 绘制各观测井孔 观测线水位降深随时间 s t 的变化曲线 及时发现问题 及时建 议 指导采取相应的防治措施 4 2 104 2 10 地下管线沉降监测地下管线沉降监测 1 监测目的 通过管线沉降监测 来判断地下管线的安全性 并采取相应措施进行管线保护 2 监测仪器 天宝 dini03 水准仪 铟钢尺 3 监测实施 监测点布置 根据现场管线设置情况 对于外露明线采取在管壁上刻画十字标志法 暗埋管线采 用间接测量地表沉降法 利用管井设测点法 燃气管线安装抱箍支架法等作为监测点 10m 10m 监测方法 管线沉降监测 管线沉降观测按国家二等水准测量技术要求进行测量 根据监测点各周期的高程变 图图 4 2 10 1 明线监测点布设示意图明线监测点布设示意图 化值 通过数据处理分析 计算实际沉降值 并分析产生的原因 预报管线的安全状况 管线水平位移监测 管线水平位移监测采用坐标法 在沿管线走向附近较稳固且通视良好的地方设置导 线点或利用施工控制网作为管线位移监测的依据 将全站仪架设在控制点上 将棱镜架设在监测点上 测出坐标 可用多个测回观测 取平均值作为观测坐标成果 数据处理与分析 沉降观测结束后应提交观测点位置图 沉降位移成果表 位移速率 时间 位移量 曲线图等变形分析报告 观测方法详见 4 2 1 沉降观测 4 2 114 2 11 拱顶下沉拱顶下沉 1 监测目的 通过拱顶沉降观测 了解拱顶下沉情况 为支护参数调整及衬砌时间提供依据 2 监测仪器 天宝 dini03 水准仪 铟钢尺 3 监测实施 沿隧道拱顶每 10m 布置一组 在确定量测的断面隧道开挖或初喷后 24 小时内 在隧 道拱顶部位埋设 1 个带挂钩的测桩 测桩埋设深度约 15cm 钻孔直径约 20cm 用早强锚 固剂固定 并进行初始读数 量测方法采用水准倒挂尺法 基准点分别设置在洞内和 洞外 用于校核 视线长度一般不大于 30m 量测观测点高程中误差控制在 0 5mm 以 内 见 图 4 2 11 1 拱顶下沉及周边收敛监测图 图图 4 2 11 1 拱顶下沉及周边收敛监测图拱顶下沉及周边收敛监测图 4 数据处理与分析 沉降观测结束后应提交观测点位置图 沉降位移成果表 位移速率 时间 位移量 曲线图等变形分析报告 观测方法详见 4 2 1 沉降观测 4 2 124 2 12 洞周收敛洞周收敛 1 监测目的 通过周边收敛观测 了解洞身收敛情况 为支护参数调整及衬砌时间提供依据 2 监测仪器 sl 2 钢尺收敛计 3 监测实施 沿隧道断面每 10m 布置一组 在确定量测的隧道断面开挖或初喷后 24 小时内 在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩 测桩埋设深度约 15cm 钻孔直径约 20cm 用 早强锚固剂固定 测桩设置保护罩 并进行初始读数 量测仪器采用隧道收敛计 量 测方法采用精度较高的水平基线量测方法 悬挂仪器及调整钢尺张力 测量前先估计两测点的大致距离 将钢尺固定在所需长度上 拉出钢尺将定位孔固 定在定位销内 将螺旋千分尺旋到最大读数位置上 25mm 将仪器两轴孔分别挂于 事先埋设好的测点上 一只手托住仪器另一只手旋进螺旋千分尺 直致内导杆上的刻度 线与向套上的刻度线重合时 即可读数 读数 定位销处的钢尺读数称为长度首数 螺旋千分尺读数为尾数 测距 首数 尾数 一般应重复操作三次读取三组数值 进行加权平均计算确定测量值 以减小测量时的视 觉误差 收敛值及收敛速度的计算 收敛值为两测点在某一时间内的距离的变化量 设 t1 时的观测值为 l1 t2 时的观 测值为 l2 则收敛值 l l1 l2 收敛速度 v t l t 其中 t t2 t1 温度校正计算 机械式收敛计均有温度误差 所以每次测出的读数还应加上温度修正值 即 实际测量值 修正后的钢尺长度 千分尺的读数 即 l ln 1 a t0 tn 式中 l 为温度修正后的钢尺实际长度 ln 为第 n 次观测时钢尺的长度读数 a 为钢尺线膨胀系数 取 a 12 10 6 t0 为首次观测时的环境温度 tn 为第 n 次观测时的环境温度 数据处理与分析 现场监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线 例如位移时间曲线 应注明 施工工序和开挖面距量测断面的距离 观测结束后应提交观测点位置图 位移成果表 位移速率 时间 位移量曲线图等变形分析报告 隧洞周边的实测位移相对值或用回归分析推算的最终位移值均应符合设计规定数据 值 当位移速度无明显下降 而此时实测位移相对值已接近设计规定的数值 同时支护 混凝土表面已出现明显裂缝 或者实测位移速度出现急剧增长时 必须立即采取补强措 施 并改变施工程序或设计参数 必要时应立即停止开挖 进行施工处理 4 2 134 2 13 地表建 构 筑物监测地表建 构 筑物监测 1 沉降监测的内容 主要的监测内容是 建筑物 构筑物的均匀或不均匀沉降及高层建筑物的倾斜 根 据监测情况考虑是否进行基础加固 2 监测仪器 图图 4 2 13 1 建筑物沉降监测点布置图建筑物沉降监测点布置图 天宝 dini03 水准仪 铟钢尺 全站仪 反光膜 3 监测点的布设 沉降测点采用 l 型 20 螺纹钢 在被监测建筑物四角基础上钻孔 将 l 型螺纹钢埋 入建筑物基础内 钢筋周围用混凝土或环氧树脂填实 钢筋露出基础约 5cm 露出部分磨 成半圆球形 具体见图 4 2 13 1 所示 建筑物倾斜测点可直接将反光膜贴在要监测的建筑物部位 4 监测方法 沉降观测按国家二等水准测量技术要求进行测量 根据监测点各周期的高程变化值 通过数据处理分析 计算实际沉降值 并分析产生的原因 预报建筑物的安全状况 建筑物倾斜监测可利用各测点的差异沉降间接计算倾斜值 也可利用全站仪直接读 出测点坐标 通过测点坐标的变化计算位移值 同桩顶水平位移测量方法 5 注意事项 对重点建筑物需加大量测频率 并且延长量测时间 针对具体的构筑物 制定专门的表格 及时上报监理 除沉降观测 倾斜观测外 还增加构筑物裂缝监测 现场勘踏裂缝的状况 记录 其走向 深度及长度 观测时使用读数显微镜 可精确到 0 02mm 对新出现的裂缝加 强观测并分析裂缝形成的原因 判断裂缝的发展趋势 制定相应的措施 定期对监测范 围内的所有裂缝进行巡视 对于新发现的裂缝 做好记录 及时布设观测标志进行量测 对周边建筑物现状进行拍照 装订成册 报监理和建设单位备案 6 全线重要建筑物 文保建筑物的监测 昆仑宾馆 位于友好北路东侧 人民会堂 位于友好北路西侧 宇豪馨怡酒店 位 于新医路医学院站旁 以上三栋建筑物在监测过程中作为重点监测对象 按设计文件要 求并结合现场实际情况进行测点布设 须加强监测 具体见测点布设图 监测时通过及 时进行沉降监测 倾斜监测 结构外观观察 爆破振动监测等监测项目 第一时间发现 第一时间进行处理 确保监测资料的准确性 及时性 完整性和有效性 4 2 144 2 14 爆破振动监测爆破振动监测 1 监测目的 通过实测爆破振动速度 监测爆