武汉地铁车站基坑监测方案.doc

武汉市轨道交通2号线18标洪山广场站基坑工程施工监测方案 武汉市轨道交通2号线18标 洪山广场站基坑工程施工监测方案（版本号V2.0 送审用）上海辉固岩土工程技术有限公司 2009年5月1 工程概况1.1 工程位置武汉市轨道交通2号线洪山广场站位于洪山广场西侧广场下，洪山广场周围为广场环路。根据招标设计说明，工程共分为两个标段：18A及18B。其中，18A标基坑工程为洪山广场站北侧部分，18B标基坑工程为洪山广场站南侧部分。施工前洪山广场鸟瞰图见图1。1.2 工程简况洪山广场站是轨道交通2号线与规划中的轨道交通4号线的换乘车站，且同期建设，一次建成。洪山广场站沿2号线方向车站长度约169m，沿4号线方向车站长度约155m，车站整体呈楔形。见图2。车站为地下三层岛式车站。站台层西侧为2号线轨道线，东侧为4号线轨道线。2号线与4号线的站台通过换乘通道相连通。车站共设置11个地面出入口、18个地面风亭。18A标基坑大致呈四边形形状，东、西两边长度分别为约90m及80m，南、北两边长度分别为约100m及150m。18B标基坑大致亦呈四边形形状，东、西两边长度分别为约74m及81m，南、北两边长度分别为约55m及100m。洪山广场站用“盖挖逆作法”设计和施工，施工顺序分为三个阶段。第一阶段是在现状地面上进行车站主体的围护桩和支承桩的施工。基坑围护结构由12001400mm钻孔灌注桩+850mm旋喷桩止水帷幕构成。第二阶段是制作整个车站结构的顶板，为此要将顶板以上的复土剥离。按设计底板的深度为35米不等，剥离这部分土层的工作从技术、安全方面考虑相当于一个浅型的基坑，所以第二阶段称为“浅基坑（阶段）”。它的围护采用“靠近中南路下穿隧道一侧采用SMW工法桩围护，其余三侧采用放坡围护”的设计。第三阶段为车站主体施工。车站顶板埋深：3.005.09米；车站底板埋深：25.0126.20米。车站主体主要采用盖挖逆作法施工，以钻孔灌注桩为支护结构，另在车站内有多排基础桩与中间钢管混凝土柱复合体作为开挖过程中车站结构体的主要承力体和车站永久结构的一部分。根据委托单位提供的招标设计说明，基坑变形控制等级为一级。N图1 施工前洪山广场现状鸟瞰图1.3 沿线周边环境（1）周围建筑物洪山广场站地处洪山广场西侧广场下，广场周边的建筑物主要有： 西北侧-洪山宾馆（距离基坑约60m）； 西南侧-在建的保利文化广场（距离基坑约65m）； 西侧-洪山体育馆（距离基坑约40m）； 东北侧-电信大楼（距离基坑约100m）； 东侧-湖北科技大厦（距离基坑大于150m）； 东南侧-武汉铁路局（距离基坑约100m）； 西北侧-洪山广场家具中心（距离基坑约65m）。（2）周围构筑物周边构筑物：洪山广场下的中南路下穿隧道（距离基坑约7m，为箱式矩形隧道）。（3）周围管线车站周围管线众多，含军用电缆、给水、电力、电信、煤气及排水管线等。 图2 洪山广场站平面示意图1.4 工程地质与水文地质1.4.1 区域地质概况武汉地区位于淮阳山字型弧顶西侧与华夏构造复合部位，也处于山字型构造上的新华夏系第二沉降带。燕山运动在本区遗留的构造形迹表明，本区内主压应力为近南北向，因此形成了一系列近东西向的压性结构面和相伴而生的近东西向压性断层、北北西及北北东的压扭性、张扭性断层。（1）地质构造根据武汉市基岩地质图，洪山广场处于大桥倒转向斜的核部偏北翼。大桥倒转向斜西起汉阳余氏墩，向东经长江大桥、珞珈山至新店。长约60km，宽约1.52.0km，轴线为北西西向。核部为三叠系大冶组灰岩，两翼为泥盆、二叠系地层。北翼倒转，倾向北，倾角7080度。该场地岩层产状近于075。（2）新构造运动及地震武汉市位于幕阜山地震小区西北缘，西与江汉洞庭地震小区邻接，北与桐柏大别地震小区相连。由于上述构造性断裂活动的不均匀性，区内中强地震分布具不均匀性，中强地震分布零散。自1330年以来的676年，记载发生M4.7级地震43次，其中M6.0级地震3次，最大一次为1917年湖南常德6.75级地震，若将范围稍作扩大包含邻近区内共发生M4.7级地震45次，最大一次为1631年安徽霍山6.25级地震。自1970年至今，仪器记录的地震活动表现为弱震和群震活动为主。主要震源深度在815km，平均在14km，属上壳浅源地震。武汉市地震活动较为频繁，但多属弱震，且具震级小、烈度偏低的特点。1.4.2地形地貌本场地属长江三级阶地地貌。场地内有冲沟发育，冲沟内分布有可塑软塑状态粉质粘土（地层代号6-1、6-1a）。依孔口标高计，其地面标高变化在32.0233.75m。1.4.3地层岩性通过钻探揭露，场地内的主要地层有：（1）人工填土（）层杂填土（地层代号1-1）：表面为装饰板材、沥青路面，其下为碎石及粘性土垫层。厚度为0.503.10m，平均厚度为1.54m。素填土（地层代号1-2）：黄褐色，主要由粘性土组成，含少量碎石、角砾等硬杂质，呈湿的、稍密状态。厚度为0.304.20m，平均厚度为1.63m。（2）第四系全新统冲洪积（）层粉质粘土（地层代号6-1）：灰褐色黄褐色，含黄色铁锰氧化物花斑，呈饱和、可塑状态。分布于广场北面冲沟地段。厚度为0.607.70m，平均厚度为3.94m。粉质粘土（地层代号6-1a）：灰褐色黄褐色，含黄色铁锰氧化物花斑，呈饱和、软塑状态。分布于广场北面冲沟内。3.205.30m，平均厚度为4.25m。（3）第四系上更新统冲积（）层粉质粘土（地层代号7-2）：褐黄黄褐色，含黑色铁锰氧化物及灰白色高岭土，呈饱和、硬塑状态。厚度为1.7011.70m，平均厚度为6.91m。（4）第四系中更新统冲洪积（）层含碎石粘土（地层代号10-2）：棕红色，含黑色铁锰氧化物,碎石含量530%左右，粒径大小一般为20300mm，岩性为坚硬的石英岩状砂岩。呈湿的、硬塑状态。厚度为1.108.90m，平均厚度为3.70m。含角砾粉质粘土（地层代号11-3a）：褐褐灰色，含有3050的角砾，角砾成分为炭质泥岩及硅质岩，粒径大小为620mm，呈饱和、可塑状态。其厚度为11.90m。含粘性土砾砂（地层代号11-3b）：黄褐色，砾砂成分主要为硅质岩，粒径大小为25mm，含有30的粘性土，呈饱和、密实状态。其厚度为7.1025.50m，平均厚度为17.36m。（5）第四系残坡积（）层粘土（地层代号13-2）：黄色棕黄色，含有少量母岩岩屑，呈饱和、硬塑状态。该层分布于洪山广场地段，厚度为0.803.30m，平均厚度为1.93m。（6）二叠系（P）岩层硅质岩（地层代号17a）：褐色肉红色，主要成分为石英，隐晶质结构，层状构造，裂隙极发育，裂隙面为黑褐色或肉红色。强风化岩层极破碎，岩芯为碎屑状；中风化岩层较破碎，呈碎块状或短柱状。属极硬岩。倾向北，倾角75。煤层（地层代号17b）：黑色，粗粒结构，颗粒为片状或粒状，可见已炭化的树木等植物，局部夹有炭质泥岩及炭质页岩，岩芯呈碎屑状。倾向北，倾角75。炭质灰岩（地层代号17c）：黑色，主要由方解石组成，含微量生物碎屑、褐铁矿，隐晶微粒结构，层状构造，上部有少量岩溶发育，下部岩芯完整。倾向北，倾角75。泥岩（地层代号17e）：黑灰灰紫红黄等多种颜色，以黑灰色为主，主要由水云母组成，并含有白云石、炭质、黄铁矿，泥质结构，层状构造，强风化层岩芯较完整，中微风化岩层岩芯完整。倾向北，倾角75。 钙质泥岩（地层代号17f）：灰青灰色，主要成分为水云母，泥质结构，层状构造，钙质胶结，强风化层岩芯较破碎，中微风化岩层岩芯较完整。倾向北，倾角75。（7）石炭二叠系（C-P）岩层泥灰岩（地层代号18b）：灰浅灰色，主要由隐晶微粒方解石组成，含少量水云母及微量的石英矿物、钙质生物碎屑，方解石呈隐晶状，水云母呈鳞片状。岩石完整性好。倾向北，倾角75。泥岩（地层代号18c）：黄紫红色，主要成分为水云母，并含少量石英粉砂、白云母、白钛石，泥质结构，薄层状构造，层面及裂隙面上有黑色薄膜。岩石完整性好。倾向北，倾角75。石灰岩（地层代号18d）：灰色，主要由隐晶微粒方解石组成，含少量钙质生物碎屑，方解石呈他形，常与泥岩呈互层状产出。岩石完整性好。倾向北，倾角75。1.4.4不良地质作用及特殊岩土（1）不良地质作用拟建车站地带未发现不良地质作用。（2）特殊岩土拟建场地内特殊岩土主要有人工填土。人工填土主要分布于整个拟建场地沿线，杂填土居上部，为沥青路面，其下为矿渣、碎石及粘性土垫层。素填土居下部，由粘性土组成，含少量碎石、角砾等硬杂质。呈中密状态，是上层滞水的赋积之处。（3）煤层现阶段地质勘察报告揭示局部场地有煤层分布，但未明确煤层性质，施工前应探明煤层中是否有瓦斯等有害气体分布，防止瓦斯燃烧、有害气体伤人等危险发生。1.4.5水文地质（1）地下水类型场地地下水类型为上层滞水、承压水、基岩裂隙水三种类型。上层滞水主要赋存于人工填土之中，大气降水及广场灌溉用水是其主要补给来源。其地下水位埋深1.203.40m，相当于标高32.6328.72m。该层地下水主要向广场中心下汽车地下通道内的排水设施集中排泄。车站施工时，宜设置止水帷幕，阻断地下水的来源。承压水赋存于冲沟的含粘性土砾砂层（地层代号11-3b）中，该砾砂层分布于工程地质平面分区图II区的狭长地带内，呈东西向展布，宽度约50m，北面有含碎石粘土（地层代号10-2）阻隔，南面是硅质岩隔断。该承压水从西向东径流与排泄，具有承压性，勘察其间，测得该承压水水位在8.66m，相当于标高23.73m。洪山广场车站底板埋深在24m左右，已深入至该砾砂层之中，该承压水的存在对施工有不利影响。施工时，在东、西两头设置止水帷幕，阻断地下水的来源，并在施工中采取降水。基岩裂隙水存在于基岩裂隙之中，水量小，对施工影响不大。（2）渗透性根据室内试验及经验数据，各土层渗透系数见表1。（3）地下水的腐蚀性该处承压水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。 表1 各土层渗透性系数 岩土名称地层代号渗透系数（m/d）渗透性分类杂填土1-13.204.50透水层素填土1-20.150.30弱透水层粉质粘土6-1、6-1a0.00050.0008不透水层粉质粘土7-20.0007不透水层含碎石粘土10-20.0003不透水层含角砾粉质粘土11-3a0.0060.007微透水层含粘性土砾砂11-3b1.51.6透水层粘土13-20.00020.0003不透水层2 监测方案编制2.1工程要点根据对工程地质资料及周围环境情况综合了解，通过对工程情况进行分析和预测，认为工程有以下要点：（1）基坑开挖深度较深，在基坑开挖施工过程中，由于水、土压力等各种荷载作用下产生侧向变形，而引起周围一定范围的地层移动，应加强对周围环境的监测，尤其车站东侧的中南路下穿隧道和管线的监测。（2）基坑开挖主要采用盖挖逆作法施工，在盖挖施工过程中和结构最终状态下的结构重量、支撑体系要经历重大变换，施工中必须加强中间立柱与围护体差异沉降的监测。（3）因浅层土中富含上层滞水、含粘性土砾砂层中含承压水，施工中应加强对地下水位的监测。（4）因基坑分三个阶段进行施工，在第二阶段（浅基坑）选用放坡为主的围护设计，开挖施工时要加强对坡顶/坡脚稳定的监测。（5）因至今未见车站附属结构（出入口、风井、通道等）的明确设计，故本监测方案只涉及车站主体施工的监测。附属结构的监测另案处理。2.2方案编制的原则（1）布设的监测内容及监测点必须满足设计和有关规范规程的要求，同时必须能客观全面反映工程施工过程中周围环境及基坑围护体系的变化情况，满足信息化施工的要求。（2）以三倍于基坑开挖深度为影响范围，周围建（构）筑物、地下管线和基坑本身作为监测及保护的对象。（3）监测过程中，采用的监测仪器及监测频率应符合设计和规范要求，能及时、准确地提供数据，满足信息化施工的要求。采用的监测仪器必须满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法必须准确、监测频率必须适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供数据。（4）监测数据的整理和提交应能满足现场施工和远程上传的要求。2.3监测工作的目的（1）对基坑施工期间基坑（及支护体）变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目或量值进行测量，以及时和全面地反映它们的变化情况，是本工程实现信息化施工的主要手段，是判断基坑安全和环境安全的重要依据；（2）为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质量及周边建（构）筑物、管线的安全运营提供实测数据。是设计和施工的重要补充手段；（3）为优化施工方案提供依据；（4）为理论验证提供对比数据；（5）积累区域性设计、施工及监测的经验。2.4方案编制的依据（1）委托单位提供的洪山广场站招标设计图纸及相关资料和要求；（2）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；（3）建筑基坑围护技术规程（JGJ120-99）；（4）基坑工程技术规程（湖北省地方标准）（DB42/159-2004）；（5）建筑地基基础技术规范（湖北省地方标准）（DB42/242-2003）；（6）工程测量规范（GB50026-2007）；（7）国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）。3 监测工作项目监测点的布置是以委托单位提供的招标设计资料及湖北省地方相关规范/规程为依据，结合本工程的特点，各监测项目的测点布设位置及密度应与围护结构类型紧密相关，控制测点布设密度以20m左右为一监测断面。为把握基坑变形状况，提高监测数据的质量，应在每一开挖段内有监测点。同时，也注重监测断面的布置，主要为了解变形的范围、幅度及方向，从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供监测信息。结合工程分段特点，监测项目如下：3.1 深基坑围护体系（1）围护体（内部）水平位移监测（测斜）；（2）围护墙体顶部水平位移监测； （3）围护墙体顶部垂直位移监测；（4）（各层内）立柱与围护墙差异沉降监测；（5）支撑体系（楼板）应力监测；（6）主动区水/土压力监测；（7）围护桩钢筋应力监测。3.2 周围环境保护体系（1）地下水位监测；（2）基坑周围地表沉降监测；（3）周围建（构）筑物沉降监测；（4）周围地下管线沉降变形监测。3.3 浅基坑围护体系（1）坡顶/坡脚沉降监测。4 监测方法、仪器和监测点布置的原则、埋设方法4.1 深基坑围护体系4.1.1 围护体（内部）水平位移监测（测斜）4.1.1.1 监测工作原理本项监测是深入到围护体内部，用测斜仪自下至上测量预先埋设在围护桩体内的测斜管的变形情况，以了解基坑开挖施工过程中，作为围护体和结构体一部分的围护桩在各深度上的水平位移情况。（1）测斜管在待测围护墙内埋设一条专门制造的“测斜管”。测斜管用PVC塑料制成，其内部有两对互成90角的凹槽，是为“测斜仪”使用的“定向槽”。（2）测斜仪 一种有两对（四个）导轮的角度测量仪器。其角度测量部分能测出测斜仪轴向与（即时的）铅垂线间的角度（t）；它的两对导轮间距离是定长“L”（一般L=50cm）。测斜仪本身防水，其尾后有一条兼作信号传送和荷重的钢丝多芯电缆。 使用时将导轮纳入测斜管待测方向的一对导槽中。 当测斜仪停在测斜管的某深度位置时，该处测斜管与铅垂方向的夹角t就被斜仪所测出。从简单的数学关系可知此位置时测斜管与铅垂位置偏开的距离（水平位移）为：S = Lsin t。见图3。 图3 测斜仪的工作原理 4.1.1.2 测点安装方法测点（测斜管）埋置于围护桩内，深度与围护桩等深，以便能测到桩底处的变形。围桩体中的测斜管固定在钢筋笼上与之一起放入并埋入混凝土中。埋设时，测斜管的一对槽口必须与所在的围护墙体成垂直位置。在围护桩顶部处要加钢套管于测斜管外以起保护作用，钢套管的上口必须高出围护桩顶部15cm、埋入围护桩的深度不能小于1m。投入使用的测斜管管口部要设可靠的保护装置。4.1.1.3 仪器美国 SLOPE INDICATOR 公司双向测斜仪，DATA MATE 数据采集仪；轮距：500mm；量程：53；分辨率：0.02mm/500mm；重复性：0.01%FS。见图4、图5。 4.1.1.4 测点数量18A标共计17个测点。18B标共计11个测点。18标共计28个测点。 图4（活动式）测斜仪、电缆和管口辅助滑轮 图5 DATEMATE 数据采集仪 图6 苏一光RTS632全站仪 图7 徕卡NA2型水准仪4.1.2 围护墙顶部水平位移监测（1）原理：利用前视固定点形成的测量基线，用全站仪测量地表各测点与基线间距离的变化；通过实测水平角、水平距进行计算，从而了解围护体顶部水平位移的情况。（2）仪器：苏州一光RTS632全站仪（图6）；精度：2(2+2ppm*D)。（3）布设方法与位置：在围护墙体顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与混凝土体间不应有松动。布设位置为：测斜孔对应的位置；在相邻两个测斜孔中点位置。（4）监测数量：18A标共计34个测点。18B标共计22个测点。18标共计56个测点。4.1.3 围护墙顶部垂直位移监测（1）原理：通过后视水准控制基准点，观测围护墙顶部测点高程的相对变化情况。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪（图7）及GPM3平板测微器，因瓦合金标尺；精度：0.5mm/km。（3）布设方法与位置：同“4.1.2 围护墙顶部水平位移监测”。（4）监测数量18A标共计34个测点。18B标共计22个测点。18标共计56个测点。4.1.4（各层内）立柱与围护墙差异沉降监测（1）原理：利用水准仪观测测点，了解（各层内）立柱和围护墙高程差异情况。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪（图7）及GPM3平板测微器，因瓦合金尺精度：0.5mm/km。（3）布设方法：在（各层内）立柱与围护墙上打入顶部为光滑凸球面的钢制测钉，测钉与结构体间连接牢靠。实施中18A标布设5组断面，断面布设的原则为：18A标段自北向南1/4D、1/2D及3/4D（D：18A标段南北向宽度）位置设三个断面（A-A、B-B和C-C），每个断面计划30个测点；同时沿南北向中轴线（沿中轴线各20m）邻近位置设2组断面（D-D和E-E）每个断面计划30个测点。累计5组断面，150个测点。18B实施中布设3组断面，断面布设的原则为：18B标段自北向南1/4D、1/2D（D：18B标段南北向宽度）位置设二个断面（F-F和G-G），每个断面计划30个测点；同时沿南北向中轴线位置设1组断面（D-D，系D-D的延续），计划该断面30个测点。累计3组断面，90个测点。说明：因出土的需要，预计在顶板及相应楼板上留尺寸较大的孔。这些开孔若与本项监测测点布置的断面重合，则监测断面和测定应作适当调整，以避开开孔位置。此调整留待开孔设计完成后在实施监测时进行。（4）监测数量18A标：共5个截面（每个截面30个测点），150个测点。18B标：共3个截面（每个截面30个测点），90个测点。4.1.5 支撑体系（楼板）应力监测（1）原理：在本工程盖挖逆作法施工中，顶板、两层中板及底板既作为结构体，也作为重要的支撑体系。基坑开挖中受周围土压力、立柱位移引起的应力及其他荷载的作用，会对各层板结构（内）应力产生影响。通过埋设在板上、下缘主筋上钢筋测力计的应力变化，监测板结构的应力变化。（2）仪器：GJJ-10型振弦式钢筋测力计（图8）；量程：100MPa（压），200MPa（拉）；规格暂取24；分辨率：0.05%FS。ZXY-2型频率读数仪（图9）；分辨率：0.1Hz。（3）工作原理和安装方法这是一种用（振）弦式原理工作的应变计，它通过附着在被测对象表面的振弦随着被测对象受力变形而自身（弦）的松紧发生变化导致的自振频率的变化而工作，频率值反映了被测对象的受力状况（方向和数值）的变化。（4）布设方法 监测断面分别为B-B、D-D（ 18A标）和F-F、D-D（18B标）。（顶板、下一层及下二层板）结构施工时在钢筋绑扎完成后，应力计安排在指定被测监测截面上，必须在监测截面上、下主钢筋上分别布设一个应力计，分别得到板上、下缘不同的应力值。在绑扎钢筋时在安装位置处切断主筋，将应力计两端与主筋用电弧焊的方法搭接，焊缝标准应符合规范要求，并且要采取冷却措施防止焊接时的热量传入应力计的钢弦式组件损坏应力计。钢筋应力计信号线用PVC管保护引出，在引出端要加以有效的保护装置。 图8 GJJ-10型振弦式钢筋测力计 图9 ZXY-2型频率读数仪（5）监测数量18A标：共2个断面（每个断面设2组测点，每组6只钢筋计），共计24只钢筋计。18B标：共2个断面（每个断面设2组测点，每组6只钢筋计），共计24只钢筋计。4.1.6 主动区水/土压力监测（1）原理：为实现对围护体主动区土体孔隙水压力及土压力的观测，要在钻孔桩（迎土侧）布置水压力/土压力监测项目。用埋设在钻孔桩内的水/土压力计来进行测试。水/土压力读数可反映不同工况下钻孔桩围护体不同深处所受土体孔隙水压力及侧向土压力的大小。（2）传感器：JTM-V3000C型振弦式孔隙水压力计（图10）和JTM-V2000B型振弦式土压力计（图11）；量程：（土压力计）0.4/1.0 MPa，（孔隙水压力计） 0.6/1 MPa；ZXY-2型频率读数仪（图9）；分辨率：0.1Hz。 （3）布设方法：监测点安排在钻孔桩围护体指定幅的钢筋笼中。水/土压力计布置在迎土面外侧围护体上，且成对布设。布设位置为-1m、-4m、-7m、-10m、-13m、-16m、-19m、-22m、-25m及-28m共十处。每个深度安排水/土压力计一只，共10只孔隙水压力计，10只土压力计（见图12）。 图10 JTM-V3000C型振弦式孔隙水压力计 图11 JTM-V2000B型振弦式土压力计 图12 钢筋应力、主动区孔隙水/土体 图13 气动顶出装置工作原理图侧压力测点布置示意图 （4）安装方法采用（气动）顶出器进行辅助安装土（水）压力计。将土（水）压力计和相应的（气动）顶出器预先安装在钢筋笼内预定的位置，随钢筋笼一起放入钻孔中；钢筋笼就位后，用（气动）顶出器将土（水）压力计压向槽壁的土体，紧密贴合。随后浇筑混凝土。压力计的电缆顺钢筋向上引出，并要加以有效的保护装置。（5）（气动）顶出器性能特点（气动）顶出器安装方法是一种改进，比“挂布法”可靠。适合大深度要求的条件下安装。其可靠性高，预装在钢筋笼上就位尺寸准确。随钢筋笼就位后，气泵即可以加压，将土（水）压力计压入(或)压向土层，就此进入工作状态。读数即刻就可以被地面上的仪器接收显示。提高了安装的成功率。见图13。（6）监测数量18A标设1处孔隙水压力/土压力监测。共计10只孔隙水压力计；10只土压力计。18B标设1处孔隙水压力/土压力监测。累计10只孔隙水压力计；10只土压力计。4.1.7 围护桩钢筋应力监测（1）原理：采用钢弦式钢筋应力计来测量。应力计应预埋在围护桩钢筋中指定位置处，随钢筋笼一起就位。为最终计算弯矩提供原始数据。（2）仪器：GJJ-10型振弦式钢筋测力计（图8）；量程：100MPa（压），200MPa（拉）；规格暂取24；分辨率：0.05%FS。ZXY-2型频率读数仪（图9）；分辨率：0.1Hz。（3）布设方法：布设深度为25m，在围护桩主动区及被动区均安装钢筋应力计，间距均为6m（图12）。在安装位置处切断主筋，将应力计两端与主筋用电弧焊的方法搭接，焊缝标准应符合规范要求，并且要采取冷却措施防止焊接时的热量传入应力计的钢弦式组件损坏应力计。钢筋应力计信号线用PVC管保护引出至地面，在地面的引出端要加以有效的保护装置。（4）数量18A标设1处围护桩钢筋应力监测。共计10只钢筋计。18B标设1处围护桩钢筋应力监测。共计10只钢筋计。4.2 周围环境保护体系4.2.1 地下水位监测基坑工程有降水措施，有专业降水单位进行坑内（包括承压水）水位监测，所以本监测方案不重复安排这部分工作。对于坑外，根据委托单位提供的资料，18A及18B标分界处位于轴线1-81-10及2-72-9间有一承压水带（东西向贯穿整个基坑，宽度约50m），水位监测按二部分进行。一般水位监测基坑采用钻孔桩加旋喷桩止水帷幕作为隔水的围护体，坑内、外降水主要是降低水位以便挖土施工。坑内、外抽水时，坑外观测孔的水位会受影响而发生波动；但在抽水暂停的间歇期，坑外（靠近围护体区域）的水位应会稳定在一个高度上，此时若有明显水位的下降，应视为是围护墙可能有漏水的现象发生的提示。本项水位监测目的主要是用于了解围护墙的止水（隔水）功能。承压水监测在坑内外降（承压）水的间歇期，若坑外承压水观测孔水位有明显的下降，视为是围护墙可能有漏水的现象发生的提示。（1）原理：预埋水位测管于基坑外的土体内，用水位计测量，了解水位变化。（2）仪器：尺式水位计；量程：40m；分辨率：1cm。（3）埋设方法：先在土体内钻孔至设计深度，然后将带有进水孔（孔外包有过滤材料）的水位管放入孔中，于管外回填中粗砂至进水段上方30cm，再在管外用粘土回填至地面高度。回填时要注意切实封闭被监测土层上所有可能含水的土层。管口设必要的保护装置。（4）监测数量18A标：共计3个测点（孔）（含承压水位观测：共2个测点）。18B标：共计1个测点（孔）。 图14 尺式水位计4.2.2 基坑周围地表沉降监测（1）原理：通过后视水准控制基准点，观测基坑周围地表沉降测点高程的相对变化情况。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪及GPM3平板测微器，因瓦合金标尺；精度：0.5mm/km。（3）测点布设： 在相应于“4.1.1围护墙（内部）水平位移监测（测斜）”的测点对应的边坡坡顶外侧1m处的地表布置地表沉降测点。 在上述“”围护墙外侧任意2个地表沉降测点之间设加密测点，位置于围护墙外侧1m处。 在18标基坑的四侧布设地表沉降盆测点。靠近中南路下穿隧道一侧各测点距离围护体的距离分别为17111835m。基坑其他三侧各测点距离边坡坡顶的距离分别为17111835m。 在中南路下穿隧道上方加密监测，共增设8个测点。间距为20m。（4）布设方法：测点为顶部光滑的具有凸球面的钢制测钉。打入土体中的测钉要有足够的长度，测钉与土体间不允许松动。（5）监测数量18A标：60个。18A标：40个。累计100个测点。4.2.3 周围建（构）筑物沉降/水平位移监测（1）原理：通过后视水准控制基准点，观测建筑物测点高程的相对变化情况，从而了解各监测点沉降的数值和其是否发生会引起倾斜或开裂的不均匀沉降。 对中南路下穿隧道，同时进行沉降和水平位移的监测。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪及GPM3平板测微器，因瓦合金标尺；精度：0.5mm/km。苏州一光RTS632全站仪（图6）；精度：2(2+2ppm*D)。（3）测点布设基坑实施中以距离基坑3倍开挖深度范围内的建筑物为重点监测对象。主要包括西北侧的洪山宾馆、西侧的洪山体育馆、在建的保利文化广场及洪山广场下的中南路下穿隧道。A对建筑物，测点设在四角，沿外墙每10m15m布设1个测点监测沉降。B对洪山广场下的中南路下穿隧道，测点设在隧道西侧的结构上，间距为20m。同时监测沉降和水平位移，测点共用。在待测部位，将专用测量测钉打入或埋入近地面的结构体内，测钉头部磨成凸球型。测钉与结构体间不允许有松动。（4）监测数量建筑物测点累计40个。中南路下穿隧道累计17个。共计57个测点。4.2.4 周围地下管线沉降变形监测工作重点主要对基坑周围相应于“三倍基坑开挖深度”范围内的地下管线进行监测和保护。具体监测安排宜待管线搬迁后对尚处于开挖影响区内的管线进行重点监测。监测工作将以管线的沉降监测为主。（1）原理：通过后视水准控制基准点，观测周围地下管线测点高程的相对变化情况，从而了解各监测点沉降的数值和其是否发生会引起管线处于不利状态的不均匀沉降。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪及GPM3平板测微器，因瓦合金标尺；精度：0.5mm/km。（3）测点布设：测点间距宜为1525m，实际埋设中可根据地面交通、管线类别及临近基坑开挖深度适当调整。布设方法根据现场情况灵活取用。（4）布设方法： 间接法布点A沉降测点采用16（18）mm螺纹钢筋埋（打）入管线上方紧邻土层中（螺纹钢筋的端部应深入到管线上方10cm左右；顶部应磨成光滑的凸型球面并高出地表12cm）；再在其外加一段长度比螺纹钢筋短23cm、内径25mm的钢管，亦打入土中（套管上口与地面平齐），这样可保证测到近管线埋设深度部分的土体沉降，并以此来表示管线的沉降。B.在管线窨井边直接布设凸型球面金属测钉作为管线沉降测点。C.在不方便上述两种测点布置时亦可采用测量专业沉降测钉布置在管线正上方表面硬层土体中或混凝土中，测钉在土层或混凝土中不能有松动。 直接布点对距地面较浅的压力管线，沉降测点可直接设点，方法是将各管线覆土挖开，暴露出管线，然后将12mm左右的螺纹钢筋一端用机械或其它合适的方法固定在管道上，另一端垂直向上引到地面高程（顶端磨成凸球面），然后回填土至原地面高度。在现场监测点布设中应做到：在条件允许的情况下每条路上尽可能取一条最重要、最危险的管线布设直接监测点；监测点尽可能设在管线出露点，如阀门、窨井上。在此基础上，根据管线的埋深，合理布点。（5）数量：120个测点。（测点根据现场交通、管线搬迁情况及管线类别确定测点布设方法。当管线搬迁开挖时，采用直接布点法；当不具备开挖出露条件时，采用间接布点法。）4.3浅基坑围护体系4.3.1坡顶/坡脚沉降监测（1）原理：通过后视水准控制基准点，观测浅基坑开挖时坡顶/坡脚成对沉降测点高程的相对变化情况。（2）仪器：徕卡NA2型水准仪及GPM3平板测微器，因瓦合金标尺；精度：0.5mm/km。（3）测点布设：测点布设于第一阶段浅基坑的坡顶/坡脚部位。成对布设。（4）布设方法：测点为顶部光滑的具有凸球面的钢制测钉。打入土体中的测钉要有足够的长度，测钉与土体间不允许松动。测点间距为20m。（5）监测数量18A标共设12对测点。18B标共设6对测点。每对测点在坡顶及坡脚各设1个测点。4.4监测点汇总 表2 基坑及周围环境监测测点汇总表序号监测项目单位数量备注1-1盖挖逆作基坑围护体系围护体水平位移监测（测斜）孔28孔深32m1-2围护墙顶部水平位移监测点561-3围护墙体顶部垂直位移监测点561-4（各层内）立柱与围护墙差异沉降监测截面8每截面设30个测点，共计240个测点1-5支撑体系（楼板）应力监测截面4每截面设2组测点，每组6只钢筋计，共计48只钢筋计1-6主动区水/土压力监测处2每处共10个深度，每个深度设水/土压力计各1只。共20只渗压计，20只土压计。用JACK法安装。1-7围护桩钢筋应力监测处2每处共5个深度，每个深度设钢筋计各2只。共20只钢筋计。1-8基坑周围地表沉降监测点1002-1浅基坑坡顶/坡脚沉降对18坡顶、坡脚各设1个测点，共36个测点3-1周围环境保护体系地下水位监测孔4含2个承压水观测孔。3-2周围建/构筑物沉降监测点573-3周围地下管沉降变形监测点120表3 仪器设备汇总表名称型号规格数量备注（活动式）双向测斜仪美国 SLOPE INDICATOR 公司1量程：53；分辨率：0.02mm全站仪苏州一光RTS632全站仪1精度：2(2+2ppm*D)水准仪徕卡NA2型/GPM3平板测微器1精度：0.5mm/km振弦式钢筋测力计国产68量程：100MPa（压），200MPa（拉）尺式水位计国产1量程：40m；分辨率：1cm振弦式土压力计国产20量程：0.4/1.0MPa振弦式孔隙水压力计国产20量程：0.6/1.0MPaZXY-2型频率读数仪国产1量程：5005000HZ；分辨率：0.1Hz台式电脑/打印机国产1套P4 （CPU）5 监测频率及报警值5.1 监测频率基坑变形控制等级为一级。根据设计文件及基坑工程技术规程（湖北省地方标准）（DB42/159-2004）等规范，现场监测的时间间隔按表4执行。表4 现场监测时间间隔表基坑等级施工状况一级备注施工前至少测2次初值当变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密。围护桩、地基加固和降水施工3d7d开挖施工1d顶板、各中层板结构施工1d浇好底板后7d内2d浇好底板后7d30d内2d7d浇好底板后30d后15d注：当监测数据达到报警范围，或若遇到特殊情况，如暴雨等恶劣天气以及其它意外工程事件，应适当加密观测、直至24小时不间断的跟踪监测。在基坑开挖间歇期、变形趋于稳定时，监测时间间隔可适当放长，例如调整为5天7天。加密监测时，考虑到土体变形特性及监测时间限制，监测项目首选：A围护体水平位移（测斜）监测；B支撑体系（楼板）应力监测；C地下水位监测。由委托单位审批后执行。5.2 报警值基坑变形控制等级为一级，因此监控施工过程中的基坑变形、环境变化情况工作应全面满足安全等级控制保护要求，使施工单位能随时了解变形情况，以便及时采取有关措施，调控施工步序与节奏，作到信息化施工，确保工程施工顺利进行。各项监测的数值达到一定范围（即：将产生不可接受的负面影响时）要进行“报警”。根据现有资料，报警值根据设计文件确定。对设计文件未及部分，我公司根据工程经验提建议值供参考。所有报警值在委托单位核准后方可执行。表5 报警值汇总表序号监测项目名称报警值依据1围护体（内部）水平位移监测（测斜） 累计值：30mm连线3天变化速率：2mm/d 围护设计说明变化速率为建议值2围护墙顶部水平位移监测累计值：16mm连线3天变化速率：2mm/d主体基坑监控量测设计变化速率为建议值3围护墙体顶部垂直位移监测累计：16mm；连线3天变化速率：2mm/d主体基坑监控量测设计变化速率为建议值4（各层内）立柱与围护墙差异沉降监测累计：10mm；连线3天变化速率：2mm/d建议值5支撑体系（楼板）应力监测设计值的80%建议值6主动区水/土压力监测设计值的80%建议值7围护桩钢筋应力监测设计值的80%建议值8地下水位监测100cm（在坑内降水的休止期坑外水位变化）建议值9基坑周围地表沉降监测累计值：20mm连线3天变化速率：2mm/d围护设计说明变化速率为建议值10周围建（构）筑物沉降/水平位移监测对建筑物：（1）允许倾斜：0.002注：倾斜指基础倾斜方向二端点的沉降差（差异沉降）与其距离之比（2）累计：20mm；变化速率：2mm/d建议值对中南路下穿隧道：沉降/水平位移累计8mm变化速率：1.5mm/d请隧道管理单位审核或重新提出11周围地下管线沉降变形监测累计：10mm；变化速率：2mm/d建议值12浅基坑开挖时坡顶/坡脚沉降监测累计值：20mm连线3天变化速率：2mm/d建议值6 监测点的安装与保护6.1 监测点的安装各监测点仪器设备的安装埋设必须满足本工程设计及有关规范的要求，并能全面反映工程施工过程中基坑围护及周围环境体系变化情况。与施工的进度相结合，根据施工工况的要求，随基坑工程施工的进度而开展，基本按如下顺序进行：（1）围护结构施工前，布设周围地表沉降点、周围地下管沉降点以及建筑物沉降点，并连续三次测出各监测点的初始值。（2）围护结构施工的同时，在围护结构内安装测斜管、水/土压力计及钢筋应力计。（3）围护结构施工完后，钻孔埋设坑外水位管。（4）钻孔桩围护体顶圈梁浇筑同时，埋设墙顶的沉降以及位移测点，并做好测斜管的保护工作，进行初始值的测取工作。（5）在基坑施工前，进行立柱沉降和围护墙沉降的观测点安装，并连续三次测出各监测点的初始值。（6）在绑扎各层板钢筋时，安装钢筋应力计，并连续三次测出各监测点的初始值。6.2 监测点的保护（1）各监测点仪器设备的安装埋设好后应立刻做好相应的标记，加强测点的保护工作，并提醒施工人员引起注意。（2）对于埋设在地下的测点应建立起相应的保护井。（3）在基坑开挖阶段，测点如有意外的损坏及时采取有效的补救措施。（4）特别加强对沉降/位移测点、水位、测斜孔等监测点的保护工作。确保监测点成活率在90以上，力争更高。7 监测质量的控制及实施7.1 监测技术质量的控制（1）对参与本工程的人员进行详细技术和质量交底；（2）积极开展自检和互检工作，每月进行质量抽查，确保提供准确无误的监测资料，以正确指导施工，达到信息化监测的目的；（3）施工时注意安全、文明施工；（4）施工影响范围内的地下管线，宜召开地下管线协调会，根据各地下管线公司的监护要求，进行监测工作。特别对上水、煤气等压力管线进行重点监测。管线搬迁改动同时可布设直接