轨道交通深基坑监测方案.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除武汉市轨道交通X号线一期土建工程第XX标段施工监测方案 (单位)XXXXXXXXXXXXXXX2014年07月25日目录1工程概况661.1XXX工程概况661.2工程地质及水文地质概况671.3XXX站工程概况721.4工程地质及水文地质概况732监测目的、原则与监测内容792.1监测目的792.2监测原则802.3监测内容803编制依据814安全监测设计824.1测点布置要求824.2监测方法835监测仪器安装与埋设976施工组织与管理986.1监测组织管理方针和目标986.2监测组织机构及人员996.3质量管理1017施工期观测1028监测数据整理、分析与反馈1038.1资料整理分析1038.2监测资料初步分析的主要方法1048.3异常值定性分析1058.4监测资料综合分析1068.5成果提交1079拟投入的人员10910组织机构和保障措施10910.1组织管理保障措施10910.2质量保障措施11210.3安全与文明施工管理11311安全监测精度、报警值11611.1监测精度11611.2监测报警值：117此文档仅供学习与交流1 工程概况1.1 XXX工程概况1.1.1 站址环境XXX站（原友谊路站）位于武汉市汉口区，现中山大道与三民路交汇处，车站东西向设置于中山大道下方。现中山大道道路宽22m，规划红线40m，现状道路为双向6车道，交通较为繁忙。站点周边500m范围内主要规划为、商业用地。1.1.2 周边建筑及地下管线本站现状周边控制性建筑主要是：站址范围内管线主要有:迁改原则:与车站主体结构平行的管线进行迁改或临时废弃，完工后尽量改移回原位，对于横跨车站管线根据管径.重量及管线权属部门意见选用钢管或钢桁架、钢梁悬吊处理。对邻近车站的管线,特别是重要的电力.通讯等管线,在车站施工期间必须及时与管线权属部门联系,加强保护,并按管线权属部门要求做好监测。1.2 工程地质及水文地质概况依据武汉华中岩土工程有限责任公司，2013年6月提供的武汉市轨道交通XXX一期工程标段友谊路站岩土工程勘察报告书（详细勘察阶段），本工程的工程地质和水文地质概况如下：1.2.1 场地环境概况拟建车站位于汉口主城区，距离长江直线距离约1.2km，区内原有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽地及暗沟、暗浜等，现多已填平，成为城市主城区，地层主要由新近填土，全新统黏性土、砂性土、砂卵石层及基岩构成，为长江I级阶地。拟建工程场地地形较为平坦，地面高程一般24.1024.43米之间，最大高差0.33m。1.2.2 环境等级及环境类别根据地质资料，本场区环境类型为类，场区内地下水在干湿交替作用下对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性，拟建场区土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。本工程混凝土结构所处环境类别为碳化环境。设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构碳化环境7作用等级为T3，设计地面以上混凝土结构处于露天条件，地面以上混凝土结构碳化环境作用等级为T2。根据混凝土结构设计规范（GB/50010-2010）相关规定，本工程地下混凝土结构环境类别为二b类，地面以上混凝土结构环境类别为二a类。1.2.3 岩土分层及其特征根据详勘地质资料，各层的地层岩性及其特点自上而下依次为：(1)杂填土（地层代号(1-1)）：杂色，湿，压缩性不均，该层为人类活动堆填而成，分布范围和厚度缺乏规律性，带有极大的人为随意性，往往在很小范围内，变化很大。拟建场区局部为水泥路面，其下含有较多的砖渣、碎石、砼块等建筑垃圾，夹有少量黏性土，个别钻孔存在中粗砂，局部夹有少量的生活垃圾及原有湖塘沉积的淤泥、淤泥质土，力学性质不均，工程性能差，硬杂质含量不均匀，部分地段超过50%，层厚0.75.0m，平均厚度2.9m，场区内均有分布，堆积年限一般大于10年，局部小于10年。(2)素填土（地层代号（1-2）：黄褐褐灰色，以粉质黏土为主，软可塑状态，含植物根系、小碎石及砂性土，局部夹有淤泥及淤泥质土。揭露厚度1.62.6m，平均厚度1.9m，层顶标高21.2323.56m，场区内仅个别钻孔分布，堆积年限一般大于10年，局部小于10年。(3)淤泥质黏土（Q4l）（地层代号（1-3）：灰灰褐色，切面光滑，富含有机质，偶见螺壳碎片，稍有臭味，无摇振反应，呈流塑状态，压缩性高。揭露厚度1.84.1m，平均厚度3.0m,层顶标高19.7222.42m，场区内仅2个钻孔分布。(4)黏土夹粉土（地层代号（2）：灰灰黄色，饱和，软塑状态，粉土中密，压缩性高，多以黏性土为主，仅个别钻孔分布有极薄层粉土，局部切面欠光滑，摇振有轻微淅水反应。揭露厚度2.06.8m，平均厚度3.4m，层顶标高20.9723.19m，场区内仅个别钻孔分布。(5)黏土（地层代号(3-1)）灰黄褐色，切面光滑，含氧化铁及氧化物结核，呈可塑状态，压缩性中等，韧性好，干强度高。揭露厚度1.29.3m，平均厚度5.3m，层顶标高15.6023.67m，场区内均有分布。(6)粉质黏土（地层代号(3-2)）：褐黄褐灰色，饱和，软塑状态，压缩性高。含铁锰质氧化物斑点，无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性较好。揭露厚度0.82.9m，平均厚度1.9m，层顶标高13.0715.75m。场区局部位置缺失。(7)粉质黏土、粉土、粉砂互层（地层代号(3-5)）：灰灰褐色，饱和，黏土为可塑状态，局部呈软塑状态(该层局部黏性土的液、塑限指标受所夹粉土、粉砂影响，呈假塑性，其状态以原位测试为依据，判定为可塑状态)，粉土为中密状态，粉砂为稍密状态，局部夹淤泥质土，摇振反应明显，见有石英、云母、长石等矿物，压缩性中等。粉砂含量分布不均匀，局部位置较为集中，并含有细砂颗粒。揭露厚度9.617.2m，平均厚度14.5m，层顶标高10.4515.22m。场区内均有分布。(8)粉细砂（地层代号(4-1)）：灰青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，局部夹极薄层黏性土、粉土。揭露厚度0.86.8m，平均厚度3.9m，层顶标高-5.251.00m。在场区内均有分布。(9)粉细砂（地层代号(4-2)）：灰青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，砂质较均匀，局部夹薄层粉质黏土、粉土，层底局部含有含少量中砂颗粒。揭露厚度11.218.1m，平均厚度13.9m，层顶标高-7.85-3.51m。在场区均有分布。(10)黏土夹粉土（地层代号(4-2a)）：灰色，饱和，粉质黏土呈可塑状态，粉土密实，压缩性中等，局部夹薄层粉砂。揭露厚度0.53.0m，平均厚度1.9m，层顶标高-17.48-6.71m。该层为（4-2）层中软弱夹层，厚度不均，分布无规律。(11)中细砂（地层代号(4-3)）：灰色青灰色，含云母、石英长石等矿物，局部夹薄层粉土及黏性土，呈饱和、密实状态，压缩性低。底部常混夹少量砾卵石。揭露厚度8.016.0m，平均厚度9.8m，层顶标高-23.73-17.05m。场区内局部未揭露。(12)中粗砂夹砾卵石（地层代号(5)）：灰色青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含石英、长石等矿物，砾卵石粒径1050mm，钻孔所见最大粒径达90mm，成分主要有石英岩、石英砂岩、燧石等，磨圆度呈次棱角状、亚圆形。砾卵石含量约15%40%，局部含量集中达60%，个别钻孔夹有少量黏性土。揭露厚度2.08.1m，平均厚度5.4m，层顶标高-33.55-26.13m。场区内均有分布。(13)强风化泥岩（地层代号(20a-1)：灰色，主要矿物成份为黏土矿物，已基本风化成土状，但原岩结构可见，手捏可碎，局部夹有未完全风化的中风化岩块，岩芯采取率65%75%左右。揭露厚度1.210.4m，平均厚度5.4m，属极软岩，岩体极破碎，基本质量等级为V级。层顶标高-36.18-31.75m，场区内均有分布。(14)中风化泥岩（地层代号(20a-2)）：灰色，主要矿物成份为黏土土矿物，泥质胶结，层状构造，层理结构，裂隙发育，裂隙面光滑，岩芯呈碎块状和短柱状，锤击声哑，易碎,岩芯采取率70%左右,RQD为35%。属极软岩，岩体破碎，基本质量等级为V级。层顶标高-44.33-34.75m，场区内均有分布。1.2.4 水文地质概况1）地下水的类型拟建场区的地下水有上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。a、上层滞水主要赋存于填土层中，受大气降水、地表水下渗及人类生产、生活用水排放影响，无统一自由水面。详勘阶段实测场区内上层滞水稳定水位埋深在0.642.90m之间，相当于绝对标高21.3723.58m。b、孔隙承压水主要赋存于(3-5)、(4-1)、(4-2)、(4-3)及(5)层，含水层渗透性一般随深度的增加递增，受侧向地下水的补给，与长江水力联系密切，呈互补关系，地下水位季节性变化规律明显，水量较为丰富。根据2012年10月20日LQJz-12-YY11孔内测得的承压水位标高在18.64m。c、基岩裂隙水赋存于泥岩中，基岩裂隙水水量较小，对本工程的影响不大。2）渗透性场区内(1-3)层、(3-1)层、(3-2)层、(3-3)层为相对隔水层，（2）层为弱含水层，(3-4)层为过渡层，垂直方向上渗透性较水平方向上小，(3-5)层、(4-1)层、(4-2)层、(4-3)层及(5)层为含水层，下伏基岩中泥质粉砂岩属弱含水层。3）抗浮设计水位根据场地地层特点、场地条件及武汉市地区经验，最不利条件下抗浮设计水位可按沿线地段规划路面标高取用。3.5地下水的腐蚀性场区内地下水在干湿交替作用下对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。1.3 XXX站工程概况1.3.1 站址环境XXX站位于武汉市汉口区，现中山大道与XXX步行街交汇处西侧，车站沿西南-东北向设置于中山大道下方。现中山大道道路宽1420m，规划红线宽40m，现状道路为双向四车道，交通较为繁忙。站点周边500m范围内主要规划为金融商业用地和军事用地。1.3.2 周边建筑及地下管线本站现状周边控制性建筑包括：基坑周边管线主要包括：迁改原则：与车站主体结构平行的管线进行迁改或临时废弃，完工后尽量改移回原位，对于横跨车站管线根据管径、重量及管线权属部门意见选用钢管或钢桁架、钢梁悬吊处理。对邻近车站的管线，特别是重要的电力、通讯等管线，在车站施工期间必须及时与管线权属部门联系，加强保护，并按管线权属部门要求做好监测。1.4 工程地质及水文地质概况依据武汉华中岩土工程有限责任公司，2013年6月提供的武汉轨道交通XXX一期工程标段XXX站岩土工程勘察报告（详细勘察），本工程的工程地质和水文地质概况如下：1.4.1 场地环境概况拟建车站位于汉口主城区，距离长江直线距离约1km，区内原有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽地及暗沟、暗浜等，现多已填平，成为城市主城区，地层主要由新近填土，全新统黏性土、砂性土、砂卵石层及泥岩构成，为长江I级阶地。拟建工程场地地形较为平坦，地面高程一般24.2024.99米之间，最大高差0.79m。1.4.2 环境等级及环境类别根据详堪报告，本场区环境类型为类，场区内地下水在干湿交替作用下对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性，场区土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010/J1167-2011）的判定标准，本工程混凝土结构所处环境类别为碳化环境。设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构碳化环境作用等级为T3，设计地面以上混凝土结构处于露天条件，且年平均相对湿度60%混凝土结构碳化环境作用等级为T2，地下水最低水位之下混凝土结构碳化环境作用等级为T1，薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥一侧混凝土的碳化作用等级按T3考虑，因此建议地下混凝土结构综合按T3作用等级考虑。地面以上混凝土结构碳化环境作用等级为T2。根据混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）相关规定，本工程混凝土结构所处环境类别为类（一般环境），设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构碳化环境作用等级为I-C类，地下水最低水位之下混凝土结构环境作用等级为-B类，因此建议地下混凝土结构综合按I-C类作用等级考虑。地面以上混凝土结构处于干湿交替环境作用等级为I-C类。根据混凝土结构设计规范（GB/50010-2010）相关规定，本工程地下混凝土结构环境类别为二b类，地面以上混凝土结构环境类别为二a类。1.4.3 岩土分层及其特征各层的地层岩性及其特点自上而下依次为：(1)杂填土（地层代号(1-1)）：杂色，湿，压缩性不均，该层为人类活动堆填而成，分布范围和厚度缺乏规律性，带有极大的人为随意性。拟建场区局部为水泥路面，其下含有较多的砖渣、砂土、碎砾石、砼块等建筑垃圾，人工开挖时发现含有局部地段有排列整齐的条石，所见条石最大长度约70cm，宽30cm，高20cm，局部夹有少量黏性土和淤泥质土，个别钻孔存在中粗砂，力学性质不均，工程性能差，硬杂质含量不均匀，部分地段超过50%，厚度1.4m5.3m，平均厚度3.1m，场区内均有分布，堆积年限一般大于10年，局部小于10年。(2)淤泥（地层代号（1-3）：灰灰褐色，切面稍有光泽，富含有机质，偶见螺壳碎片，稍有臭味，无摇振反应，呈流塑软塑状态。(3)粉质黏土夹粉土（地层代号（2）：黄褐色，黏土呈软塑状态，粉土呈中密状态，含少量砖渣、碎石及植物根系，压缩性高。本次勘探揭露厚度1.6m9.3m，平均厚度4.6m，层顶标高20.12m23.12m，场区内局部缺失。(4)黏土（地层代号(3-1)）灰黄褐色，饱和，切面光滑，含氧化铁及氧化物结核，呈可塑状态，压缩性中等，韧性较好，干强度较高。本次勘探揭露厚度2.5m11.1m，平均厚度6.0m，层顶标高17.44m22.11m，场区内局部缺失。(5)粉质黏土（地层代号(3-2)）：褐黄褐灰色，饱和，软塑状态，压缩性高。含铁锰质氧化物斑点，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。本次勘探揭露厚度1.6m7.0m，平均厚度3.8m，层顶标高13.80m19.14m，场区内局部分布。(6)黏土（地层代号(3-2a)）：灰黄褐色，饱和，可塑状态，压缩性中等，局部夹有少许粉土。本次勘探揭露厚度1.0m5.2m，平均厚度2.6m，层顶标高12.02m19.62m，场区内局部分布。(7)淤泥质黏土夹粉土、粉砂（地层代号(3-4)）：灰褐灰色，饱和，黏性土状态软塑为主，局部为流塑状态(该层局部黏性土的液、塑限指标受所夹粉土、粉砂影响，呈假塑性，其状态以原位测试为依据，判定为软塑状态)；粉土中密状态、粉砂松散状态。局部夹有淤泥，含有机质，压缩性高，摇振反应明显，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等。本次勘探揭露厚度2.2m5.0m，平均厚度3.7m，层顶标高1.92m15.60m，场区内仅局部分布。(8)粉质黏土、粉土、粉细砂互层（地层代号(3-5)）：灰灰褐色，饱和，粉质黏土为可塑状态，局部呈软塑状态(该层局部黏性土的液、塑限指标受所夹粉土、粉砂影响，呈假塑性，其状态以原位测试为依据，判定为可塑状态)，粉土为中密状态，粉砂为松散稍密状态，局部夹淤泥质土，摇振反应明显，见有石英、云母、长石等矿物，压缩性中等。粉砂含量分布不均匀，局部位置较为集中，并含有细砂颗粒。厚度4.0m11.9m，平均厚度7.0m，层顶标高7.12m14.42m。在场区均有分布。(9)粉细砂（地层代号(4-1)）：灰青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，局部夹极薄层黏性土、粉土。揭露厚度2.2m10.7m，平均厚度6.5m，层顶标高1.59m7.37m。在场区内均有分布。(10)粉细砂（地层代号(4-2)）：灰青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，砂质较均匀，局部夹薄层黏性土、粉土，层底局部含有含少量中砂颗粒。揭露厚度4.8m12.6m，平均厚度9.0m，层顶标高-6.30m2.03m。在场区均有分布。(11)中细砂（地层代号(4-3)）：灰色青灰色，含云母、石英长石等矿物，局部夹薄层粉土及粉质黏土，呈饱和、密实状态，压缩性低。底部常混夹少量砾卵石。揭露厚度12.518.8m，平均厚度15.3m，层顶标高-14.20-8.68m。在场区内均有分布。(12)中粗砂夹砾卵石（地层代号（5）：灰色青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含石英、长石等矿物，砾卵石粒径1050mm，钻孔所见最大粒径达90mm。成分主要有石英岩、石英砂岩、燧石等，磨圆度呈次棱角状、亚圆形。砾卵石含量约15%40%，局部含量集中达60%，个别钻孔夹有少量黏性土。揭露厚度2.06.2m，平均厚度4.1m，层顶标高-29.30-24.71m。场区内局部地段缺失。(13)强风化泥岩（地层代号(20a-1)）：灰色，原岩结构大部分破坏，矿物成分显著变化，遇水易软化，手可捏碎，局部夹有未完全风化的中风化岩块，岩体极破碎，采取率约65%80%，属极软岩，基本质量等级为V级。本次勘探揭露厚度1.6m4.6m，层顶标高-32.45m-29.25m，全场分布。1.4.4 水文地质概况1）地下水的类型拟建场区的地下水有上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。a、上层滞水主要赋存于填土层中，受大气降水、地表水下渗及人类生产、生活用水排放影响，无统一自由水面。详勘阶段实测场区内上层滞水稳定水位埋深在1.203.50m之间，相当于绝对标高21.3023.49m。b、孔隙承压水主要赋存于(3-5)层、(4-1)层、(4-2)层、(4-3)层及(5)层中，含水层渗透性一般随深度的增加递增，受侧向地下水的补给，与长江水力联系密切，呈互补关系，地下水位季节性变化规律明显，水量较为丰富。勘察期间于2012年11月22日在钻探孔LQJz04-12-JH1中实测承压水位埋深为6.60m，相当于绝对标高17.75m。c、基岩裂隙水赋存于泥岩节理、裂隙中，基岩裂隙水水量较小，对本工程的影响不大。2）渗透性场区内(3-1)层、(3-2)层、(3-2a)层为相对隔水层，(2)层为弱含水层，(3-4)层为过渡层，垂直方向上渗透性较水平方向上小，(3-5)层、(4-1)层、(4-2)层、(4-3)层及(5)层为含水层，下伏基岩中泥岩属相对隔水层。3）抗浮设计水位根据本地区经验，该车站抗浮设计水位取场地设计室外地面标高24.400。5、地下水的腐蚀性场区内地下水在干湿交替作用下对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。2 监测目的、原则与监测内容2.1 监测目的车站在施工过程中，必须保证结构的稳定性，以确保施工安全。同时还要保证施工不危及基坑周边建筑物和既有构筑物、地下管线的安全等，为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施，监测的目的主要是：（1）了解围护结构变形、中间柱轴力变化、内力变化情况，对结构的整体稳定性进行评价；（2）分析基坑周围土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节；（3）在施工阶段对基坑和基坑周边地层的沉降、地下水位及附近建筑物、地下管线的变形和关键部位受力情况进行跟踪测量，对观测的数据与允许值、理论值进行比较，使之能够及时可靠地反映出施工的情况及对周边环境所造成的影响；（4）通过获得的围护结构、主体结构及周围环境在施工中的综合信息，进行施工的日常管理，及时改进施工技术或调整设计以取得良好的工程效果和保护周围环境的效果，为优化和合理组织施工提供可靠信息，指导施工、改进施工工艺、合理安排施工进度，实现动态设计和信息化施工；（5）积累资料，为今后改进设计、施工提供总结经验和理论研究的实测数据提供参考；（6）为周边环境的安全、工程顺利竣工提供技术支撑。2.2 监测原则基坑施工监测从施工开挖开始，直至结构及周边环境稳定终止。安全监测应遵循如下原则：（1）重点监测原则。深基坑监测的主要监测量包括变形监测、受力监测、地下水监测等，其中变形监测是重点监测项目。结构与土体的变形是能够说明支护结构和土体实际状况的最可靠指标，它直接反映了支护结构和土体在各种荷载作用下的工作状况；（2）各监测物理量应尽量设置在同一监测断面或相近的监测断面内，以便于在监测资料分析时进行相关性分析及相互验证；（3）监测设计要遵循经济合理、技术可行的原则，监测断面的选择要综合结构、地质、施工、周边环境等多方面的因素综合考虑；（4）监测信息应及时反馈，对监测中出现的异常情况应及时上报给建设、监理、设计等单位，便于采取相应措施，降低施工带来的不利影响。2.3 监测内容序号监测项目监测范围测点范围1桩/墙体变形整个桩/墙体设计要求的每个测斜孔、竖向间距1m2桩/墙顶位移桩/墙顶冠梁长、短边中点且间距30m3基坑周围地表沉降周围二倍基坑开挖深度范围长、短边中点且间距30m4钢/混凝土支撑轴力支撑端部或中部设计要求的每个支撑轴力5桩内钢筋应力应变整个桩体长、短边中点、竖向间距5m6地下水位基坑周边基坑四角点、长短边中点7侧土压力围护桩迎土侧和嵌固段桩背土侧长、短边中点、竖向间距5m8周边建/构筑物沉降3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋48个测点且建筑物角点9周边建/构筑物位移3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋建/构筑物的基坑一侧方向的位移量监测10周边建/构筑物倾斜3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋建/构筑物的基坑一侧方向的倾斜量监测11周边建/构筑物裂缝3倍基坑深度范围内的建/构筑物范围内建筑物的所有因地铁施工引起的裂缝12管线沉降3倍基坑深度范围内有压管线、箱涵按照设计要求的测点13管线位移3倍基坑深度范围内有压管线、箱涵按照设计要求的测点14盾构隧道收敛沿垂直隧道轴线方向拱腰布设沿隧道前进方向拱腰每隔20m布设3 编制依据（1）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）（2）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）（3）城市测量规范（CJJ9-2011）（4）基坑工程技术规程（DB42/159-2004）（5）地铁设计规范（GB50157-2003）（6）工程测量规范（GB50026-2007）（7）国家一、二等水准测量规范（GB128972006）（8）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（9）城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）（10）建筑变形测量规程（JGB/T8-2007）（11）地铁工程质量检验评定标准（试行稿）（12）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（BG50308-1999）（13）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）（14）钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)（15）武汉市轨道交通XXX一期工程标段友谊路站岩土工程勘察报告书（详细勘察阶段）（武汉华中岩土工程有限责任公司，2013年6月）（16）武汉轨道交通XXX一期工程标段XXX站详堪岩土工程勘察报告（武汉华中岩土工程有限责任公司，2013.6）（17）武汉轨道交通XXX一期工程标段友谊路站至石桥路（幸福大道）站工程初勘岩土工程勘察报告（武汉华中岩土工程有限责任公司，2012.5）（18）武汉市轨道交通XXX一期工程施工设计（广州地铁设计研究院有限公司）（电子版）4 安全监测设计4.1 测点布置要求基坑工程的安全监测应看成整个工程设计的一个重要组成部分，根据基坑结构及周边建筑物的等级确定监测项目，监测设计必须与所有其他工程设计一样统一安排。监测设计贯穿于工程设计、施工以及整个工程寿命期内，合理的监测设计可以获得作为工程安全状况的正确评估，以改进基坑的设计、指导基坑的施工，使未来的设计、施工和运行更合理、更安全。根据设计要求及周边环境拟主要监测项目布置为：序号监测项目监测范围测点范围1桩/墙体变形整个桩/墙体设计要求的每个测斜孔、竖向间距1m2桩/墙顶位移桩/墙顶冠梁长、短边中点且间距30m3基坑周围地表沉降周围二倍基坑开挖深度范围长、短边中点且间距30m4钢/混凝土支撑轴力支撑端部或中部设计要求的每个支撑轴力5桩内钢筋应力应变整个桩体长、短边中点、竖向间距5m6地下水位基坑周边基坑四角点、长短边中点7侧土压力围护桩迎土侧和嵌固段桩背土侧长、短边中点、竖向间距5m8周边建/构筑物沉降3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋48个测点且建筑物角点9周边建/构筑物位移3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋建/构筑物的基坑一侧方向的位移量监测10周边建/构筑物倾斜3倍基坑深度范围内的建/构筑物每栋建/构筑物的基坑一侧方向的倾斜量监测11周边建/构筑物裂缝3倍基坑深度范围内的建/构筑物范围内建筑物的所有因地铁施工引起的裂缝12管线沉降3倍基坑深度范围内有压管线、箱涵按照设计要求的测点13管线位移3倍基坑深度范围内有压管线、箱涵按照设计要求的测点4.2 监测方法4.2.1 沉降监测实施方法1) 监测内容本监测项目的监测内容有：基坑立柱沉降、周边建（构）筑物沉降、地（路）面沉降监测。2) 基准点、工作点及观测点的布设原则基准点位置的选择要求基准点点位应选择在基坑土建施工影响范围外的稳定区域，一般情况下,应布设在3倍的开挖深度以外的稳定区域。其数量和分布在保证观测精度的前提下，应便于施工、施测和保存。根据实际情况,可采用基岩式基准点,亦可选择具有挖孔桩基础的高层建筑物的结构上建立基准点或稳固道路连续4个基准互相检核。观测点的布设位置观测点的布设按“监测设计图”的布点要求进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。3) 监测点制作及安装监测点点位的选择除了要满足精度的要求之外，还要做到不影响建筑物的外观，不影响车辆或行人的交通。工作点采用浅埋钢筋水准标志，观测点的布置及数量视具体情况而定。对于混凝土结构墙体上的观测点，采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位标志的方法。测点采用16不锈钢制作，测点端头加工成半球形，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔内灌注云石胶及其凝固剂进行固定，然后在孔中装入16不锈钢测点（测点固定部位做成螺纹）。样式如右图所示：4) 沉降观测方法及精度沉降观测时，根据周边建筑物监测点的分布情况，按如下步骤进行：(1)、布设水准控制路线水准路线控制网布设的基本原则采用分级，首先根据工程走向及周边建筑物监测点分布情况，布设首级控制网（起始、闭合于水准基点），观测首级控制点高程；其次，布设二级水准网（起始、闭合于首级控制点），观测各沉降点高程。首级控制和二级控制以布设成附合路线或闭合路线均可，具体采用那种路线，根据监测点分布情况和建筑物密集程度决定。在布设水准控制路线时，为确保前后视距差满足二级精度要求，同时满足变形监测的“三定”要求（测站固定、仪器固定、人员固定），在布设的同时量测出每次仪器的安置位置，并用红油漆在地面做出标记。(2)、水准控制点观测水准控制点采用闭合水准路线或附合水准路线进行往返测，取两次观测高差中数进行平差。各站观测的测站观测顺序：往测奇数站：后、前、前、后往测偶数站：前、后、后、前返测时，奇、偶测站观测顺序分别与往测的偶、奇测站相同。(3)、建筑物沉降点观测根据水准控制线路测出的各控制点高程数据，观测周围的各建筑（构）物沉降点，采用闭合线路或附合线路。建筑物沉降点观测时，各观测点也可采用支点观测，但支点站数不得超过2站，且支点观测必须进行两次观测。作业过程中严格遵守规范。每次观测由固定测量人员、固定仪器按相同的观测路线进行，观测记录至0.01毫米，计算及结果至0.1毫米。其精度按二等水准测量标准进行：序号项目限差1高程中误差1.0毫米2每测站高差中误差0.3毫米3基辅分划读数差0.3毫米4往返较差及附合或环线闭合差0.6毫米（n为测站数）5视线长度30米6前后视距差1.0米7任一测站前后视距差累计3.0米数据记录及平差处理：观测记录采用手提电脑自编记录计算程序进行，可提高工效和计算不出错。所有观测数据，都按规范规定要求的各项限差进行控制。内业中，利用合格的外业观测数据，用软件进行平差处理，计算各点的高程及沉降量、累积沉降量。4.2.2 水平位移监测实施方法1) 监测点布设方法（1）、工作基点及基点的布设按照建筑物变形测量规程的二级精度进行水平位移观测，视线长度100m，在每个基坑中布设1-2个工作基点（工作基点建立观测墩，以下称工作基点墩），工作基点墩位置布置在基坑的拐角处（在基坑拐角处，变形最小，一般仅为基坑最大变形的1/10左右）。工作基点墩的布置按如下要求进行，首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，孔深100mm，在孔内埋设25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩尺寸：长宽高=2502501200mm，墩顶部埋设强制对中螺栓和仪器整平钢板，螺栓尺寸暂定为10mm，并刻十字丝，在墩的中间增加加强钢筋，每个墩都加工一个钢盖板，不使用点时将盖板扣上，以保护测点不受破坏。工作基点观测墩规格及样式如右图：（2）、监测点布设监测点按“第三方监测设计图”进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。在基坑支护结构的冠顶梁上布设观测点，观测点也采用埋设观测墩的形式, 观测点观测墩的布置按如下要求进行，首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，孔深100mm，在孔内埋设25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩尺寸：长宽高=150150300mm，墩顶部埋设强制对中螺栓和棱镜整平钢板，螺栓尺寸暂定为10mm，具体尺寸根据仪器基座丝口尺寸决定，同时将强制对中螺栓顶部加工成半球形，并刻十字丝，在墩的中间增加加强钢筋，每个墩都加工一个钢盖板，不使用点时将盖板扣上，以保护测点不受破坏。测点观测墩规格及样式如右图：（3）、监测点布设要求在冠顶梁上埋设工作基点和观测点时，首先布设工作基点墩，在建立好工作基点墩后，将仪器架设在工作基点墩上，沿基坑边布设观测点墩，观测点位置必须选择在通视处，要避开基坑边的安全栏杆，一般情况下，离基坑300mm比较合适，既可避开安全栏杆，又不会影响施工，也便于保护。工作基点和观测点建墩的优点：可以消除观测过程中的对中误差，同时观测过程中可以大幅度提高观测效率，因为墩的稳固性比脚架好，减小了基坑施工的震动对仪器的影响，也提高了观测人员的仪器整平对中效率，减少了安置仪器、棱镜的操作步骤（不需要架设脚架），缩短观测时间。缺点：埋点费用会有所增加，埋点时间会有所增加。根据我院在深基坑监测的实际工作中使用观测墩的情况分析，埋点费用和埋点时间增加都不大。同时为了检核工作基点的稳定性，可以在离基坑5倍（100150m）左右的距离埋设检核基点，由于该点已经在基坑范围外，一般采用深埋点，不再建墩。也可以利用附近的高层建筑物上的避雷针或稳固建筑物墙边，用后方交会法检核工作基点的稳定性。2) 观测方法（1）、水平位移基点及工作基点观测方案水平位移基点观测采用前方交会法，工作基点墩的稳定性检查采用后方交会法。（2）、水平位移监测点观测方案根据基坑施工现场实际条件，水平位移监测极坐标法进行：极坐标法是利用数学中的极坐标原理，以两个已知点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角的方法。如图： 测定待求点C坐标时，先计算已知点A、B的方位角测定角度和边长BC，根据公式计算BC方位角： 计算C点坐标：4.2.3 结构及土体侧向位移监测实施方法监测原理及技术要点在基坑监测中，测斜仪主要用来监测挡土墙、围护桩及土体水平位移。（1）、观测方法测斜观测分正测和反测，观测时先进行正测（每个测斜仪的导轮架上都标有一个正方向），再进行反测，一般是每0.5m，读数一次，测斜探头放入测斜管底应等候5分钟，以便探头适应管内水温，观测时应注意仪器探头和电缆线的密封性，以防探头数据传输部分进水。测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。（2）、计算公式首先，必须设定好基准点，基准点可以设在测斜管顶部或底部。若测斜管底部进入基岩较深的稳定土层，则底部可以作为基准点。对于悬挂式（底部未进入基岩的）可以将管顶作为基准点，每次量测前必须采用光学仪器或其他手段确定基准点的坐标。当被测土体、桩体、墙体产生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，便可计算出土体（桩体、墙体）的水平位移。设基准点为O点，坐标为（X0，Y0），于是测斜管轴线各测点的平面坐标由下列两式确定：式中 测点序号，=1，2，; 测斜仪标距或测点间距（m）；测斜仪率定常数；X方向第段正、反测应变读数差之半；Y方向第段正、反测应变读数差之半；为消除量测装置零漂移引起的误差，每一测段两个方向的倾角都应进行正、反两次量测，即当或0时，表示向X轴或Y轴正向倾斜，当或0时，表示向X轴或Y轴负向倾斜，由上式可计算出测斜管轴线各测点水平位置，比较不同测次各测点水平坐标，便可知道土体、桩体、墙体的水平位移量。监测点（孔）布设方法（1）、布设方法监测点（孔）按“第三方监测设计图”进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。测斜管宜选在变形大（或危险）的典型位置埋设，一般在基坑边的中部。土体测斜管采用钻孔埋设，围护结构测斜管采用预制埋设。两种方法的实施方法如下：A钻孔埋设钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层中钻孔测斜。首先在围护桩（或连续墙、土层）上钻孔，孔径略大于测斜管外径，一般测斜管是外径76,钻孔内径110的孔比较合适，孔深一般要求穿出结构体38m比较合适，硬质基底取小值，软质基底取大值。然后将在地面连接好的测斜管放入孔内，测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆，埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。B绑扎埋设通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在挡墙钢筋笼上，钢筋笼入槽（孔）后，水下浇筑混凝土。测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5米，测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。（2）、测斜管埋设应遵守的原则及注意事项A、土体侧向变形测斜管埋设与安装土体侧向变形测斜管采用钻孔埋设，埋设与安装应遵守下列原则：1）在靠近基坑侧壁的土体中埋设测斜管，测点位置选择在变形大或危险的典型位置。2）测斜管的长度为基坑开挖面以下38米，遇硬质基底（岩层）取小值，偏软基底取大值。当通过平面测量的方法，将管顶作为位移计算的基准位置时，管底应超过围护结构底部不少于1米。3）用钻机成孔（一般测斜管是外径76,钻孔内径110的孔比较合适），成孔后将测斜管逐节组装并放入钻孔内，下入钻孔内预定深度后，向测斜管与孔壁之间的空隙进行回填，以固定测斜管。4）测斜管与钻孔之间的空隙用细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆缓慢进行回填，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，进行补充回填。回填工作要确保测斜管与土体同步变形。埋设就位的测斜管5）测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处用自攻螺丝牢固固定、用封箱胶密封。6）测斜管安放就位后调正方向，必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直（即平行于位移方向）。7）调整方向后盖上顶盖，保持测斜管内部的干净、通畅和平直。管顶宜高出地面约1050cm。8）做好清晰的标示和可靠的保护措施。进行钻孔和测斜管之间的回填。9）埋设时间应在基坑开挖或降水之前，并至少提前两周完成。B支护结构变形测斜管埋设与安装支护结构测斜管埋设与安装应遵守下列原则：1）采用测斜仪在埋设于围护结构内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。2）管底宜与钢筋笼底部持平或略低于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）。3）测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5m。测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。4）测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处用自攻螺丝牢固固定，用封箱胶密封。5）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（即平行于位移方向）。6）封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直。7）做好清晰的标示和可靠的保护措施。8）已施工了围护结构的情况，如需要采取钻孔埋设的方法，参照土体侧向变形测斜管埋设要求实施。3、观测方法（1）、侧向位移监测测斜管应在测试前5天布设完毕，在35天内重复测量不少于3次，判明处于稳定状态后，进行测试工作，其步骤如下： 用模拟测头检查测斜管导槽； 使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，深点深度同第一次相同。 每一深度的正反两读数的绝对值宜相同或相近，当读数有异常时应及时补测。（2）、基准值测定待测斜管稳定状态后，用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值。4.2.4 地下水位监测方法利用水位管和钢尺水位计，配合水准测量，确定地下水位高程，通过各观测期水位管内水面高程的变化，监测地下水位的变化量。水位管及其埋设：水位管采用65mmPVC塑料管，水位管底部设1m沉淀段，沉淀段以上为滤水段，滤水段管壁设68列6mm孔径的滤水孔, 滤水段外壁用3-5层纱网包裹，绑扎牢固。在监测对象设计位置处使用钻机钻孔（孔径100mm）至设计深度，用水冲洗沉渣。冲洗完成后，将制作好的水位管下入孔中。钻孔与管间用砂子回填至过滤段，再用粘土填充。水位管管口应高出地面100mm以上并安装管口盖以防地表水及杂物进入管内。水位监测仪器：SWJ90钢尺水位仪（钢尺量距读数精度为1mm）、索佳SDL30电子水准仪。水位监测方法：松开钢尺水位计绕线盘后面制动螺丝，使绕线盘能自由转动，按下电源按钮（电源指示灯亮），把测头放入水位管内，手拿钢尺电缆，让水位测头在管内缓慢向下移动，当测头触点接触到水面时，水位仪接收系统便会发出蜂鸣声，此时读出钢尺电缆在管口处的读数，即为水位管内水面至管口的距离。水位监测计算：为了确定水位变化量，采用水准仪水准测量的方法测定水位管管口高程，由下式计算水位管内水面的高程：式中：水位管内水面高程（m）；水位管管口高程（m）； 水位管内水面与管口的距离（m）。若初始观测水位高程为，当期（第i次）观测水位高程为，上期（第i-1次）观测水位高程为，则当期水位变化量为：累计水位变化量为：4.2.5 支撑轴力监测方法对于钢结构支撑杆件，目前较普遍的是采用轴力计(也称反力计)和表面应变计两种形式。 轴力计可直接监测支撑轴力, 表面应变计则是通过量测到的应变再计算支撑轴力。1、安装方法将轴力计圆形钢筒安装架上没有开槽的一端面与支撑固定头断面钢板焊接牢固，电焊时安装架必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。待冷却后，把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内，然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，确保支撑吊装时，轴力计和电缆不会掉下来。起吊前，测量一下轴力计的初频，是否与出厂时的初频相符合(20Hz)。钢支撑吊装到位后，在轴力计与墙体钢板间插入一块250mm250mm25mm钢板，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体内，造成测值不准等情况发生。在施加钢支撑预应力前，把轴力计的电缆引至方便正常测量位置，测试轴力计初始频率。在钢支撑施加预应力同时测试轴力计，看其是否正常工作。待钢支撑预应力施加结束后，测试轴力计的轴力，检验轴力计所测轴力与施加在钢支撑上的预顶力是否一致。2、轴力计计算方法轴力计： 式中钢支撑轴力(kN)；轴力计标定系数（kN/Hz2）；轴力计监测频率（Hz）；轴力计安装后的初始频率（Hz）。4.2.6 隧道围岩收敛监测埋设方法：按要求放出测点位置，在测点处钻孔，埋入膨胀螺栓，尽量使两测点轴线在基线方向上，拱顶沉降预埋件销孔轴线处于铅垂位置，上好保护帽，待稳定后即可量测。测量方法：采用收敛仪进行量测，量测时应记录环境温度，以便对测得数据进行修正，拱顶、拱底变形按国家二等水准测量各限差要求进行测量，并符合国家二等水准的各项精度要求。5 监测仪器安装与埋设各监测设备仪器的安装随基坑工程的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：（1）先期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、周围地下管线沉降监测点；（2）连续墙施工时，同步安装墙体内的测斜管；（3）连续墙及坑内外加固施工完后