地铁施工监测方案

1、郑州轨道交通1号线03标段市体育馆站基坑工程施工安全监测方案目录一、工程概况 (31.1工程位置 (31.2工程简况 (31.3工程地质、水文地质条件 (31.4场地周围环境及管线 (5二、监测方案编制 (52.1工程特点 (52.2监测工作的目的 (52.3方案编制的原则 (62.4方案编制的依据 (62.5监测工作的内容和项目 (6三、监测的方法、仪器和监测点布置的原则、埋设方法 (73.1基坑围护体系 (73.2周围环境保护体系 (10四观测频率及报警值 (124.1观测频率 (124.2报警值 (13五监测质量的控制及管理 (145.1监测点的安装 (145.2监测点的保护 (155.

2、3监测技术的要求 (155.4人员组成及信息反馈 (16六监测测点布置示意图 (17郑州轨道交通1号线03标段市体育馆站基坑工程施工安全监测方案(V2.0实施版一、工程概况1.1工程位置郑州市轨道交通一号线土建施工03标段,位于郑州市中心城区、起始于中原东路与大学路路口,穿越京广铁路、郑州火车站,经过二七广场,沿人民路向东北方向延伸到达紫荆山站。市体育馆站位于人民路与管城路后街交差的丁字路口处项目地理位置见图1。紫荆山站市体育馆站郑州火车站站二七广场站中原东路站图1工程地理位置1.2工程简况市体育馆站位于人民路与管城路后街交差的丁字路口处,车站主体为地下三层双柱三跨岛式站台,车站外包总长度为1

3、38m,宽度20.9m,标准段结构高度为18.96m,站台宽度为12m,站中心顶板覆土3m设4个出入口,2组风亭。本工程主体结构标准段基坑开挖深度约22.16m,钻孔灌注桩长约34.16m;端头井基坑开挖深度约26.31m,钻孔灌注桩长约46.31m;主体围护结构采用D12001600旋挖桩。主体围护结构支撑采用砼梁支撑结合钢支撑,第一、三道采用6001000砼米支撑,第二、四道采用60016钢支撑。附属围护支撑采用100016和60016的钢管支撑。主体和附属工程均采用明挖顺筑法,基坑周边环境安全等级为一级,基坑安全保护等级为一级。1.3工程地质、水文地质条件市体育馆站地貌单元为黄淮冲洪积平

4、原,在场地勘测揭露55.0m深度范围内,地层主要为人工填土、第四系全新统(Q4粉土、粉质粘土、粉细砂及第四系上更新统(Q4沉积的粉土、粉质粘土等土层。自上而下各类的土层的构成如下:表1地质岩性特征表 水,地下稳定水位埋深5.710.50m,地下水位高程为89.0991.84m,主要赋存于约32m 内浅粉土、粉质粘土、粉细砂、中砂层。其中约19m以浅粉土、粉质粘土层位第(1大含水层,属弱透水层;约1932m范围内的粉细砂、中砂层位第(2大含水层,属透水层。含水层的渗透系数平均值分别为3.0m/d,地下水补给主要为有降水入渗、人工用水、地表水径侧渗、径流等补给,地下水的排泄,主要为开采排泄、蒸发排

5、泄、越流排泄和径流排泄等形式1.4场地周围环境及管线市体育馆站所在地区,是郑州市总体规划商业区之一,为商业和交通中心。周边有丹尼斯、体育馆、按摩医院、中原图书馆、新华集团家属楼、中医院附一院家属楼等商业住宅大楼,四周道路人流、车流量都相当大。另在基坑周围有多条市政管线:人民路主要管线有:雨污水管、军用电缆、燃气管线、电力管线、自来水管等。二、监测方案编制2.1工程特点根据对施工设计、地质资料以及周围环境情况综合了解,通过对基坑围护体系和周围环境变形情况进行分析和预测,认为本工程有以下特点:该基坑开挖深度较深,在基坑开挖施工过程中,由于水、土压力等各种上部荷载作用下产生侧向变形,而引起周围一定范

6、围的地面沉降,因此在施工中应加强对墙体位移监测。本工程位于闹市区,基坑周边环境复杂。基坑开挖后,坑底土的卸荷回弹导致坑底土体隆起而引起周围地面沉降,应加强对周围建筑物以及地下管线沉降的监测,随时掌握基坑周围土体的位移及水位变化情况,以确保施工安全。根据设计的要求,基坑变形和环境保护等级按一级基坑工程的标准执行。2.2监测工作的目的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,是本车站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;为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质

7、量及周边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;为优化施工方案提供依据;为理论验证提供对比数据;积累区域性设计、施工、监测的经验。2.3方案编制的原则按照“时空效应”的原理,基坑开挖后由于基坑内土体的卸荷引起坑底土体产生以向上为主的位移,并且由于卸荷而同时也引起围护结构在两侧压力差的作用下产生的水平方向位移和墙外侧土体的位移。因此,基坑变形包括围护结构的变形、坑底隆起及基坑周围地层移动。其特点为先变形,后支撑。在基坑开挖及支护施工过程中,每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间与围护体、土体位移有一定的相关性。2.4方案编制的依据1中华人民共和国国家标准国家一、二等

8、水准测量规范(GB/T12897-2006;3中华人民共和国国家标准城市轨道交通工程测量规范(GB50308-2008;4中华人民共和国国家标准建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009;5中华人民共和国国家标准工程测量规范(GB50026-2007;6中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-1999;7中华人民共和国行业标准建筑变形测量规范(JCJ8-2007;8由业主、设计、施工单位提供的本工程相关资料;2.5监测工作的内容和项目围护体(内部水平位移监测(测斜;围护墙体顶部水平位移监测;围护墙体顶部垂直位移监测;支撑轴力监测;坑内立柱垂直位移监测;基坑底板隆起监测

9、;地下水位监测;基坑周围地表沉降监测;周围建筑物沉降监测;周围地下管沉降变形监测;三、监测的方法、仪器和监测点布置的原则、埋设方法监测点的布置是以设计提供的保护等级及建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009为依据,结合本工程的特点,同时参照围护体分段、施工缝、诱导缝位置、及开挖分段长度等参数,各监测项目的测点布设位置及密度应与围护结构类型、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。进行测点布置。同时,也注重了监测断面的布置,主要为了解变形的范围、幅度、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的监测信息。3.1基坑围护体系.

10、本项监测是深入到灌注桩内部,用测斜仪自下至上测量预先埋设在灌注桩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灌注桩在深度方向上的水平位移的情况。仪器:南京葛南测斜仪,数据采集仪。量程:±53°。分辨率:±0.024%F.S.。原则:测点布置在基坑周边的围护体中,每一开挖段布设1组。布设方法:测斜管应与灌注桩的钢筋笼等深,并固定在其上与之一起放入槽壁内,埋入混凝土中。测斜管的一对槽口必须与所在的围护体成垂直位置。在围护体顶部处要对测斜管外以起保护,投入使用的测斜管管口部要设可靠的保护装置。编号:ZQT-01ZQT-14;共计14个测点。

11、(测点布置参见后附的示意图利用经纬仪测量围护体顶部各测点与测量基线间距离或角度的变化再进行计算;如果视线受限制,则建立平面控制网,采用全站仪测水平角、水平距进行计算,从而了解围护体因相应位置土体的挖除对其顶部水平位移的影响程度,分析围护体的稳定情况。测点布设位置与围护体(内部水平位移测点相同。仪器:南方NTS-352;精度:2(2+2ppm*D。编号:ZQS-01ZQS-14;共计14个测点。(测点布置参见后附的示意图在围护墙体(围檩顶部的测点处埋入(或打入特制钢制测钉。测钉与混凝土体间不应有松动。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。测点布设位置与围护体(内部水平位移测

12、点相同。仪器:苏光DSZ2型精密水准仪,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/km。在围护墙体(围檩顶部的测点处埋入(或打入特制钢制测钉。测钉与混凝土体间不应有松动。编号:ZQC-01ZQC-14;共计14个测点。(测点布置参见后附的示意图支撑有钢支撑和(钢筋混凝土支撑(简称“混凝土支撑”两类。钢支撑采用支撑轴力计来监测其支撑轴力的变化。轴力计安装在钢支撑管与围护间,有专用的支持器以保证加装了轴力计的钢支撑的正常工作,起到应有的支撑作用。仪器:钢弦式支撑轴力计,数字式读数仪;量程:100MPa(压,200MPa(拉;精度:2%。布设方法:支撑轴力计应在支撑吊装前进行安装。在钢支

13、撑端部的活络头侧设置轴力计,将保护外套用电焊固定在钢支撑活络头处,轴力计最后固定在保护外套中。编号:ZL-01-02/04ZL-07-02/04;共计:7个断面14个轴力计(测点布置参见后附的示意图监测混凝土支撑内部的(主钢筋的应力,根据钢筋混凝土正常受力时内部钢筋和混凝土协同变形的原理,再通过钢筋和混凝土两种材料的弹性模量,计算整个支撑(全断面应力的变化。仪器:GJJ-10型振弦式钢筋测力计,ZXY-2型频率读数仪;量程:100MPa(压,200MPa(拉;精度:2%。 GJJ-10型振弦式钢筋测力计ZXY-2型频率读数仪布设方法:支撑施工时在钢筋帮扎完成后,应力计安排在指定被测支撑(直撑或

14、斜撑的监测截面上,必须在监测截面上下平行的主钢筋上分别布设一个应力计,以便整理数据时取其平均值以消除弯曲的影响,得到纯压力值。在绑扎钢筋时将钢筋应力计焊在主筋上,应力计的电缆用PVC管保护后引出。编号:ZL-01-01/03ZL-07-01/03;共计:7个断面28个钢筋计(测点布置参见后附的示意图将水准尺固定在基坑内的立柱顶部,通过后视水准控制基准点观测立柱顶部测点高程的变化情况。沿基坑纵轴中心线布设。仪器:苏光DSZ2型精密水准仪,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/km;布设方法:在立柱桩顶测点位置打入(埋入特制钢钉,测钉与混凝土体间不应有松动。编号:LZC-O1LZC

15、-04;共计:4个测点。(测点布置参见后附的示意图将水准尺固定在基坑底板面顶部,通过后视水准控制基准点观测基坑底板顶部测点高程的变化情况。沿基坑纵轴中心线布设。仪器:苏光DSZ2型精密水准仪,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/km;布设方法:在基坑底板面顶部测点位置打入(埋入特制测钉,测钉与混凝土体间不应有松动。编号:LQ-01LQ-04;共计:4个测点。(测点布置参见后附的示意图3.2周围环境保护体系由于基坑内部采用井点降水,降水单位必定进行坑内水位测量,本方案不作(坑内水位测量的重复安排。坑内抽水时,坑外的地表水位也会受一定程度的影响而发生波动;但在抽水暂停的间歇期,坑

16、外(靠近围护体区域的地表水位应会稳定在一个高度上,此时若有明显水位的下降,应视为是围护体可能有漏水的现象发生的提示。所以坑外水位的监测是用于了解围护体水(隔水功能的。原理:预埋水位测管于基坑外的土体内,用水位计测出水位管内水面距管口的距离,然后用水准测量方法测出水位管管口绝对高程,最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程。仪器:尺式水位计;量程:30m;分辨率:1cm。布设方法:先在土体内钻孔至设计深度,孔径100mm,然后将管径为53mm的PVC带有用土工布裹住的进水孔的水位管放入孔中,再于管外回填中粗砂至进水段上方30cm,其上方回填粘土封孔。管口设必要的保护装置。基坑内水位可利用降水井进行

17、量测,无须埋设水位管,数量可根据实际情况现场确定,亦可由降水单位观测。编号:SW-01SW-06共计:6个观测井。(测点布置参见后附的示意图利用水准仪观测测点高程变化情况。仪器:苏光DSZ2型精密水准仪,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/km;外侧2m处的地表布置测点。2在垂直基坑长边方向布设监测截面,截面布设4点,向外延伸5m,以监测沉降的影响范围,从围护墙外测起算各点相距为2m+1m+1m+1m。布设方法:测点为顶部光滑的具有凸球面的钢制测钉。打入(埋入土体中的测钉要有足够的长度(0.81米,测钉与土体间不允许松动。布设测点时如有障碍物则测点应避让。编号:DB-01-0

18、1/04DB-14-01/04;共计:14组,56个测点。(测点布置参见后附的示意图通过后视水准控制基准点观测周围建筑物沉降监测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。仪器:苏光DSZ2型精密水准仪,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/(km。对基坑周围影响区范围内如民宅和楼房则应进行沉降监测,测点主要设在建筑物四角,距离基坑距离<15m建筑物测点加密。在建筑物的待测部位,将L型测钉打入或埋入近地面的结构体内,测钉头部磨成凸球型。测钉与建筑物间不允许有松动。编号:JCJ-01JCJ-55;共计:测点55个。(测点布置参

19、见后附的示意图施工前与各管线单位联系,摸清地下管线的具体位置,并将管线落实到具体布点图上,按要求进行监测点的埋设,并做好监测点的保护工作,施工时加强沿线巡视,发现问题及时解决。对重要的管线根据需要跟踪监测,并把监测信息及时反馈给各单位。根据车站施工对地下管线影响的需要,本着既能全面掌握信息,又要经济安全地完成整个工程的原则,对常规管线的监测利用地表沉降监测网,但为了更直接地了解车站施工对管线的影响程度,各种管线的设备点(如阀门井、抽油井、人孔、窨井等进行直接监测。原理:地下管线变形监测水准高程观测的方法来了解被保护管线的沉降,从而了解其是否发生会引起管线处于危险状态的不均匀沉降。仪器:苏光DS

20、Z2型精密,平板测微器,因瓦合金尺;精度:±0.7mm/km。监测点布置方法:间接法布点:沉降测点采用(1620mm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1 2cm;再在其外加一段长度比螺纹钢筋短2-3cm、内径25mm的保护管,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。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

21、端磨成凸球面,在其外加一段的螺纹钢筋略短2-3cm,然后回填土至原地面高度。根据规范要求,需对基坑周围相应于“两倍基坑开挖深度”范围内的地下管线进行监测和保护。原则上于最临近基坑的管线和重要管线上布置观测点,观测点最小间距15m左右。按照工程惯例,管线在正式施工前会进行适当搬迁或作出具体的施工保护方案。具体监测安排宜待搬迁后对尚处于开挖影响区内的管线制定,监测工作将以管线的沉降监测为主。编号:GXC-Y、R、D、JL-O1GXC-Y、R、D、JL-10、09、O5、O6共计:30个测点。(测点布置参见后附的示意图表2:监测点汇总表序号监测项目单位数量备注1基坑围护体系围护体(内部水平位移点14

22、2围护体顶部水平位移点14 3围护体顶部垂直位移点144支撑轴力钢筋混凝土支撑(钢筋计只28钢支撑(轴力计145坑内立柱垂直位移点4 6基坑底板隆起点47周围环境保护体系地下水位监测点68基坑周围地表沉降点56 9基坑周围建筑物垂直位移点55 10基坑周围地下管线沉降点30四.观测频率及报警值4.1观测频率监测频率布置的基本原则是必须在确保基坑安全的前提下,从实际出发,根据业主的要求,结合本工程的特点,综合基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性,自始至终要与施工的进度相结合,满足施工工况的要求,在“全面、准确、及时”的原则下安排频率以及监测进程,尽可能建立起一个完整的监测预警系统。参照“建筑基坑

23、工程监测技术规范(GB50497-2009、设计说明和郑州市轨道交通工程监控量测管理办法(试行的相关要求,现场监测的时间间隔按下表执行:表3:现场监测时间间隔表基坑工程施工至开挖前的监测频率视具体情况确定。当监测数据达到报警范围,或若遇到特殊情况,如暴雨、台风或大潮汛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。4.2报警值本工程基坑开挖的安全等级基坑为一级,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等级控制保护要求,使施工单位能随时了解变形情况,以基坑等级施工状况一级二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。桩

24、基施工3d 7d 围护结构施工3d 2d 地基加固和降水2d 7d 开挖05m 1d 2d 开挖510m 1d 1d 开挖1015m 1d 1d 开挖>15m浇垫层1d 1d 浇好垫层浇好底板1d 2d 浇好底板后7d内1d 2d 浇好底板后7d30d内3d 7d 浇好底板30d180d7d15d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”。报警值应根据“建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009”的规定和设计有关图纸说明执行。以下内容汇总成表,请委托单位审批。表4:报警值汇

25、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:24mm;变化速率:3mm/d(GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范(条文说明04-CZ10-02JG-01-292围护墙体顶部水平位移监测累计值:24mm;变化速率:3mm/d 3围护墙体顶部垂直位移监测累计值:20mm;变化速率:3mm/d4支撑轴力监测第一道:对撑1870KN斜撑680KN;第二道:对撑1670KN斜撑1660KN;第三道:对撑10140KN斜撑4030KN;第四道:对撑1750KN斜撑4060KN;设计说明图号:ZG1HX-S-04-CZ10-02JG-01-295坑内立柱垂直位移监测基坑

26、底板隆起监测累计值:35mm;变化速率:3mm/d(GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范(条文说明6地下水位监测累计值:1000mm;变化速率:500mm(GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范测图ZG1HX-S-04-CZ10-02JG-01-297基坑周围地表沉降监测累计值:30mm;变化速率:3mm/d 8周围建筑物沉降监测累计值:30mm;变化速率:3mm/d9围地下管沉降变形监测刚性管道:1压力:累计值30mm;变化速率3mm/d;2非压力:累计值40mm;变化速率3mm/d;柔性管线:累计值40mm;变化速率5mm/d;各项监测的数值达到一定范围(即:将产生不

27、可接受的负面影响时要进行“预警”。其它特殊部分应由设计单位给出或按其它有关规范的数值执行,或由有关各方(设计、监理、施工、监测共同研究后决定。五.监测质量的控制、实施及管理5.1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体系及周围环境保护体系的变化情况。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施工前,布设基坑周围地表沉降点、周围地下管沉降点以及建筑物沉降点,并连续两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。3围护结构施工完后,在坑内降水开始前,钻孔埋设

28、坑外水位。4围檩浇筑同时,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在基坑开挖前,进行立柱桩顶沉降的观测点安装,并连续三次测出各监测点的初始值。6在进行钢支撑以及混凝土支撑施工的同时,安装轴力计及钢筋应力计,并连续两次测出各监测点的初始值。5.2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特别加强对水位、轴力、测斜孔等监测点的保护工作。确保监测点成活率在郑州轨道交通 1 号线 03 标段市体

29、育馆站基坑工程施工安全监测方案 90以上，力争达到 100。 53 监测技术的要求 监测过程中，采用的方法、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。 531 监测质量部分 1）对参与本工程的人员进行详细技术和质量交底； 2）积极开展自检和人员互检工作，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，必须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。 532 测量仪器部分 1）在测量工作开始之前，对所有仪器设备进行全面检查和标定，保证仪器正常 工作； 2）建立水准测量控制网，在远离施工区域（大于 3H）的稳定的基础处设立 3 个基点，整个沉降测量系统采用二等水准测量，在此基础上联测其水准高 程，位移宜采用独立的坐标系统及单向定位测量方法； 3）每天工作开