浅谈明挖地铁车站深基坑施工监测

浅谈明挖地铁车站深基坑施工监测 摘 要：为了进一步确保地铁车站在基坑开挖的安全性，本文结合某车站明挖深基坑施工，通过监测方法、监测要求、监测内容、仪器设备、观测方法、报警、消警等方面对施工监控量测进行的论述，可为深基坑施工监测提供借鉴。 关键词：明挖 深基坑 施工 监测 在地铁车站基坑开挖过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划地进行现场施工监测十分必要。 下面就某地铁车站为例介绍地铁明挖车站施工监测方法。 1 工程简介 1.1 工程概况 车站主体为地下双层双柱三跨式车站，其中地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站结构覆土厚度为3.6m，采用明挖顺作法施工。 车站总长276.1m，标准段总宽20.9m。基坑支护钻孔灌注桩+内支撑。钻孔灌注桩标准段采用8001300，盾构井段加密至8001000/1100，内支撑第一道撑采用混凝土撑和钢支撑，其余采用609，t=16的钢管支撑。 车站上方地下管线较多，车站范围内管线有污水、电力、电信、移动管线。所有管线在车站主体土方开挖前所有管线均迁改至结构施工范围以外。 1.2 监测组织 1.2.1监测组织体系 （1）建立完善的监测组织 针对工程监测的特点，应成立专业监测队，由具有施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成，可由测量工程师担任监测负责人，负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。一个车站基坑检测人员应不得少于5人。 （2）建立良性的信息反馈机制和信息化施工程序 监测小组与驻地监理、设计、甲方及相关各方建立良性的互动关系，积极进行资料的交流和信息的反馈，优化设计，调整方案，保证工程顺利进行。 2 监控量测要求 2.1 总体要求 项目部设专人负责监测工作，监测仪器设备的种类、精度和数量满足工程的需要，并严格按照国家有关规定，定期对仪器进行检定。监测人员和设备要在施工期间保持相对稳定。 监测队必须熟知施工图纸监测项目、点位、监测频率、方法等。 在进行监测时，必须遵守先复测、后利用的原则，即在确保所采用的基准点准确无误后（平面控制点不少于 3 个，高程控制点不少于 2 个），方可进行下一步的监测工作，复测结果要记录在监测手簿。 点位布设前，做好监测范围内的管线调查工作，避免在布点时对电缆、光缆等造成破坏，引发事故。 应加强对测点的保护，如损坏需及时补设，确保监测数据的准确性和连续性。 2.2监测基本技术要求 一般要求如下： （1）监测项目分为应测项目和选测项目两类。 （2）车站施工地段，监测范围应视车站周围环境和建（构）筑物情况确定监测范围。 （3）监测频率应与施工进度密切配合，并针对不同工法和不同施工步序分别制定相应的监测频率。 （4）施工中应按施工进度及时监测，对监测数据进行分析处理后，及时反馈给业主、设计、监理和施工单位。 （5）在测点验收后七日内共同完成连续三次的初值同步采集工作，并在三日内报送监理单位进行核对，监理单位两日内反馈复核意见，各监测单位对不满足误差要求的测点重新采集初值。 3 监测内容 3.1 监测点的布设原则 （1）观测点类型和数量的确定结合本工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑，并能全面反映被监测对象的工作状态。 （2）为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利的位置及断面上，其目的是及时反馈信息、指导施工。 （3）表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。 （4）埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。 （5）在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。 （6）根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定工作状态。 （7）如果测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。 3.2 监测内容 依据建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）、基坑支护设计图纸以及基坑工程地质条件和周边环境条件确定。 3.3 监测仪器 监测仪器的好坏直接影响到工程的质量，影响到整个工程质量的好坏，因此在车站开工前，应充分做好准备工作。采用精度高、性能好的监测仪器。 1. 采用精密水准仪进行沉降和隆起监测； 2.采用全站仪进行围护结构水平位移监测； 3.采用测斜仪进行围护桩体变形、土体分层位移监测； 4.采用振弦式读数仪结合轴力计进行支撑内力监测； 5.采用振弦式读数仪结合钢筋计进行围护桩内力监测； 6.采用数字频率仪结合压力盒进行围护桩侧向土压力监测。 仪器的使用遵循以下原则： 1）监测过程中所使用的仪器及附件须经过专业检测单位全面检验，合格后方能使用，在使用过程中应定期检验，并保存检测记录； 2）仪器由专人保管，定期保养； 3）使用前检查仪器工具是否完好，仪器背带和提手是否牢固； （1）监测点布置图； （2）监测记录及报表； （3）土压力值历时关系曲线； （4）对土压力监测成果的计算分析资料。 此项为选测项，不纳入正式监测项目，只设置个别点作为本企业的技术资料积累之用。 5 监测控制及安全质量保证措施 5.1监测初始值测定 测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。 5.2施工监测频率 监测频率基坑开挖深度小于5m，每2天1次；基坑开挖5-10m，每天1次；基坑开挖深度大于10m到底板浇筑后7天，每天2次；底板施工后814d，每天1次；底板施工后1528d，每2天1次；底板施工后28d，每3天1次。 5.3 监测控制标准、报警值、控制值及判定 5.3.1 监测控制标准 在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以级管理制度作为监测管理方式。管理等级见下表。 监测管理表 管理等级 管理位移 施工状态 U0.8U0 加强监测、发出警报并及时反馈 注：其中U为实测值，U0为最大允许位移值，即控制值。 5.3.2监测及巡视预警判定 预警分为监测值预警、巡视预警和综合预警。根据情况严重性依次分为黄色预警、橙色预警和红色预警，预警及判定分类见下表。 预警级别 预警状态描述 黄色监测预警 “双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值（极限值）的70%时，或双控指标之一超过监控量测控制值的80%时 橙色监测预警 “双控”指标均超过监控量测控制值的80%时，或双控指标之一超过监控量测控制值时 红色监测预警 “双控”指标均超过监控量测控制值，且实测变化速率出现急剧增长时。 监测点三级警戒状态判定表 5.4 应急措施 当速率（累积变化量）超过设计允许值的80%或巡视内容达到报警时启动应急预案。 根据监测项目控制指标，按照变形量和变形速率双控指标进行监测点预警判断。经判断达到综合预警状态时，及时通过口头、电话或者短信方式报驻地监理、第三方监测单位及业主，同时采取相应应急措施。 预警响应机制： （1）预报警发布单位 轨道公司根据各方的监测建议发布预报警，并一次性直接通知各监控实施层（第三方监测单位、监理单位、施工单位）。 （2）预报警响应形式 监控实施层应根据预警级别及风险工程等级的不同，安排不同层级的部门、领导予以响应。各层的部门、领导发出的指令动作和处理建议应作指令的记录。 6 消警 消警流程： （1）黄色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对黄色预警的消警做出判定，消警结果报到第三方监测单位和轨道公司。 （2）橙色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对橙色预警的消警做初审，后经第三方监测单位复审，做出橙色预警的消警判定，消警结果报到轨道公司。 （3）红色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的处理措施、处理效果、巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对红色预警的消警做初审，后经第三方监测单位复审，报工程一处、安全质量处做出最终的红色预警的消警判定。 7 停止监测判别标准 施工单位对于结构施工已完成回填的部位可以提交停止监测申请报告，经标段监理、第三方监测、建设单位审核后方可停止项目监测，并报轨道公司备案。 主要参考文献 1 夏才初， 李永盛. 地下工程测试理论与监测技术M .同济大学出版社， 1999； 2 夏才初. 潘国荣. 土木工程监测技术M. 北京： 中国建筑工业出版社，