地铁车站基坑监测方案

基坑位移监测方案1工程概况武汉市轨道交通3号线为武汉市第一条穿汉江地铁，它起始于沌阳大道站，终止于汉口三金潭站。全长28公里，设站23座，范湖站为第14座车站。附属建筑面积6808m2，总建筑面积23251m2。有效站台宽11m，有效站台中心处轨面绝对标高为-1.450m。车站主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙，并入岩以满足抗浮要求；出入口和风道部分采取SMW工法桩加内支撑，桩径850mm，咬合250mm电信、自来水、排水等管线。拟建场区地形平坦，原始地貌属长江冲积I级阶地。场区内地表水体不发育，未发压水、碎屑岩裂隙水。地下水对砼及砼中钢筋不具腐蚀性，对地下钢结构具弱腐蚀性。2编制依据及主要原则2.1编制依据1）武汉市轨道交通3号线一期工程设计施工图2）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB-50308-1999）1基坑位移监测方案50497-20092.2主要原则1）对围护体系及支撑系统中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监测；2）对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；3）除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点；结合施工实减少对施工质量的影响；结合施工实际确定测试频率。4）监测网监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，设置不少于3个点。3监测目的和任务3.1施工监测目的期间开展严密的现场监测，以保证工程的顺利进行。为此基坑工程施工监测的目的如下：1）监测基坑稳定和变形情况，验证围护结构、支护结构的设计效果，保证基坑稳定、支护结构稳定、地表建筑物和地下管线的安全；2）提供判断基坑、结构和周边环境基本稳定的依据；3）通过监控量测，了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全；4）通过量测数据的分析处理，掌握基坑和坑壁岩土体稳定性的变化规律，修改或确认设计及施工参数，并为今后类似工程的建设提供经验。3.2施工监测主要任务1）通过对地表变形、围护结构变形、基坑开挖后坑壁土体内力的监测，掌握土体与支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业和确保施工安全。2）经量测数据的分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和地层及支护的稳定。2基坑位移监测方案3）对量测结果进行分析，可应用到其它类似工程中，作为指导施工的依据。4监测组织与流程4.1监测组织1）成立专业监测小组，设小组负责人。监测组织机构见图4-1。2）监测小组主要职责：①负责监测方案和监测计划的制定、量测的安排；②负责监测管理工作；理等；测结果）反馈给领导及现场施工，以指导施工。问题通知项目部领导，并协助主管工程师制定相应措施。3）现场监控量测，按监测方案认真组织实施，并与其它环节紧密配合，不得中断施工。4）预埋测点牢固可靠，并易于识别和妥善保护，不得任意撤换和人为破坏。5）监测的实施按测点布设、量测和资料报告整理三个阶段组织进行。6）由监测小组及时向监理工程师报告监测成果。土木总工程师对方案和监测结果做决定监测小组组长监测工程师制定监测方案，负责数据处理监测小组成员负责测点的布置、监测图4-1监测组织机构4.2施工监测流程3基坑位移监测方案信息化施工工艺流程如图4-2所示。图4-2信息化施工工艺流程图5测点布设原则1、按照监测方案，在现场布设测点，原则上以监测方案中的设计位置布置。实际根据现场情况可在靠近设计测点位置设置测点，但以能达到监测目的为原则。2、监测测点的类型、数量结合工程特点、设计要求、施工特点等因素综合考虑，但要必须以能保证安全施工为原则。3、为验证设计数据而布设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而设指导施工。4、地表及建筑物变形测点的位置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。6、各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映4基坑位移监测方案不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。7、测点的埋设应提前一定时间，并及早进行初始状态的量测。8、测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原位置处补设监测点，以保证该测点观测数据的连续性。6监测项目及监测仪器6.1监测项目施工方法等特点，确定监测项目和使用的监测仪器。监测项目见表6-1《范湖站施工监表6-1范湖站施工监测项目汇总表序号监测项目监测仪器及方法测点布置预警数值量测频率备注1*围护结构渗漏及裂缝观测目测视具体情况而定含地质条周围地面裂缝、塌超载等2*基坑周围地表沉降详见测点布置图地表沉降不应超过30mm3*基坑周围建筑物沉降及倾斜4*5*6*建筑物裂缝观测描绘基坑周围地下管线沉降围护墙顶水平位移及竖向位移沉降标、位移标、全站仪、水准仪基坑外65米范围内，测点间距10-15米详见测点布置图煤气管道变形监控报警值为10mm，或连续三天道变形监控报警值为30mm，或连续三天超过2mm/d；30mm或连续三天变形速率超过3mm/d基坑开挖深度≤5m,1次/2挖深度5～15m,1次12挖深度≥15m,2次/1天，7基坑底回弹详见测点布置图8*墙体水平位移9地下水位量测测斜孔、测斜仪水位管、地下水位仪详见测点布置图详见测点布置图降水单位负责10*钢管支撑轴力钢弦式或电阻应变式轴力计、频率接收仪或电阻应变仪详见测点布置图支撑内力监测报警值不超过设计值的70%1次/1～2天，11围护结构内力监钢弦式或电详见测点基坑深度5基坑位移监测方案测阻应变式钢筋计、频率接收仪或电阻应变仪布置图变化处增加12墙背侧向土压力13墙背侧水压力土压力盒、频率接收仪孔隙水压力计详见测点布置图详见测点布置图埋设1周降水单位负责标有*为必测项目，其余为选测项目。图6-1《主体结构测点横断面布置图》6.2监测仪器1）从可靠性、坚固性、通用性、经济性、测量原理和方法、精度和量程等方面综合考虑选择监测仪器。6基坑位移监测方案2）监测仪器和元件在使用前进行检定和调试。3）由监测小组指定专人做好监测仪器和元件的保管和管理工作。表6-2施工监测仪器汇总表仪器名称规格型号单位数量全站仪Leica402台1精密水准仪LeicaDNA03台1铟钢尺2米个2频率接收仪SS-2台1测斜仪CX201台1游标卡尺0-150mm个17监测方法7.1地表沉降监测1）测点埋设如图7-1，在平行于车站主体围护结构的方向,并分别距围护结构边缘按照15～20m要低于路面5-10cm，并于测点外侧设置保护管，且上面覆盖盖板保护测点。图7-1地表沉降测点剖面2）监测方法7基坑位移监测方案保证监测精度。测精度，范湖站沉降监测采用精密水准仪按二等水准精度要求进行监测。③沉降监测的技术措施：a、观测前对所用的水准仪和铟钢尺进行校验，做好记录，在使用过程中不随意更换；b、首次进行观测，适当增加测回数，一般取2--3次的数据作为初始值。c、定期对水准点进行校核、测点检查和仪器校验，确保测量数据的准确性和连续性。d、记录每天测量的气象情况、施工进度和现场工况，以供监测数据分析时参考。e、确定沉降监测控制标准值，作为监测数据分析时的对照数据，测量数据超出允许值时及时反馈信息。3）主要施工对策等措施确保施工安全。停止施工，立即采取支撑、封堵等应急措施，会同有关单位共同制定相应对策。7.2围护墙顶及立柱水平及竖向位移监测1)测点埋设面2cm，并用红漆标注，这些点即作为水平位移量测。2)监测方法小，不会影响量测结果的真实性。坚向位移监测方法同地表沉降监测。7.3围护墙体水平位移监测8基坑位移监测方案1)测点埋设测斜管两端封闭并牢固绑扎在钢筋笼背土面一侧，同钢筋笼一同放入地下连续墙基槽正测斜管的方向。2)监测方法开始测读，按0.5米间隔测读一次，徐徐提升测斜仪，直至测斜管顶。同时用光学仪器测试原理见图7-2。图7-2测斜仪工作原理示意图计算公式：XiXXii0式中：△Xi为i深度的累计位移(计算结果精确至0.1mm)9基坑位移监测方案Xi为i深度的本次坐标(mm)Xi0为i深度的初始坐标(mm)Aj为仪器在0方向的读数Bj为仪器在180方向上的读数C为探头标定系数L为探头长度(mm)αj为倾角7.4钢管支撑轴力监测产生微应变。其应变量可通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据应力计频率推算出支撑钢管所受的轴力。行监测。7.5周边建筑物监测1）建筑物沉降监测①建筑物沉降监测点埋设根据地质和车站深度等确定的施工影响范围是车站结构1.5倍埋深范围内的所有地面建筑物。在这些建筑物的四个角上采用植筋的方式，将钢筋植入建筑物的构造柱或地圈梁中（如图等其稳固后方可使用。沉降观测点的埋设特别注意保证在点上垂直置尺和良好的通视条件。图7-3建筑物测点剖面10基坑位移监测方案②建筑物沉降监测方法的精度进行量测。沉降监测时应注意：a、观测时充分考虑施工的影响，避免在空压机、搅拌机等振动影响范围之内。b、观测在水准尺成像清晰时进行，避免视线穿过玻璃、烟雾和热源上空。前视各点观测完后，回视后视点，最后闭合于水准点。2）建筑物裂缝监测①测点埋设如图7-4用两块白铁皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂缝的一侧，并使其一边和裂缝的边缘对齐。另一片为50mm×200mm，固定在裂缝的另一侧，并使其中一部分紧贴相邻的正方形白铁皮。当两块白铁皮固定好以后，在其表面均涂上红色油漆。图7-4建筑物裂缝监测标志②监测方法a、首先了解建筑物的设计、施工、使用情况及沉降观测资料，以及工程施工对建b、当裂缝继续发展，两白铁片将逐渐拉开，露出正方形白铁片上原被覆盖没有涂油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用尺子量出。c、定时进行观测，观测频率按两次观测间裂缝发展不宜大于0.1—0.5mm及裂缝所基坑位移监测方案处位置而定。③邻近建筑物保护措施a、在车站施工过程中充分考虑地面沉降问题，以减少施工中地面沉降变化过大。主要措施有及时按设计按要求架设钢支撑：开挖至一定深度时及时架设钢支撑加强支护，以减少围岩变形。b、施工监测反馈信息指导施工：在开挖中依据监测数据分析结果，采取各种措施建筑物变形得到控制。c、制定应急措施：平常预备一定数量的备用钢支撑。当周边建筑物沉降或变形趋或变形得到纠正。3）建筑物倾斜监测算建筑物倾斜的方法既能达到反映建筑物的倾斜变化情况又切实可行。方法如图7-5。α=h/Lα—推算的倾斜度h—相对沉降差L—两监测点水平距离L

BAB图7-5建筑物倾斜计算示意图12基坑位移监测方案由此即可按上式推算建筑物倾斜度α和判断倾斜方向。相对沉降差h与沉降监测结果相结合。监测点间的水平距离L用经鉴定的钢卷尺丈量两次。测量距离相对中误差不大于1/2000。7.6基坑底部回弹法采用几何水准法，高程误差不大于1mm，在观测点位置预埋隆起观测点。7.7地下水位监测在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，PVC管观测和分析,对于了解和控制基坑降水深度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的回填泥球联系程度具有十分重要的意义。透水段回填黄砂标高的差即为水位累计变化量。采用SWJ—90电测水位计。基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，水位孔剖面示意图可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。1）测点埋设用钻机在主体结构外侧按照设计（孔位、孔深符合要求）钻孔，逐节放入PVC水位管。水位管成孔垂直度要求水平5/1000。13基坑位移监测方案2）监控方法采用触发式水力装置，直接将接头利用钢尺校核过的绳子悬吊于控制水位面标高止出现仪器故障，旁边设水位观测孔用以随时观测控制。7.8地下管线监测1）测点埋设方式埋设测点。埋入管顶的钢筋与管顶接触的部分用砂浆粘合，并用钢管将钢筋套住，盖板Φ200保护钢管

测点被测管线图7-6监测点埋置图2）监测方法①管线位移：采用全站仪用极坐标测量的方法，量测管线测点的水平位移。②管线沉降：采用精密水准仪按二等水准量测的方法，量测管线测点的垂直位移。量测时应注意使用的基点应布置在施工影响范围以外稳定的地面上。③管线裂缝：使用裂缝观察仪对裂缝进行观察。3）施工对策注浆加固及加强支撑等措施确保管线安全。停止施工，会同有关单位共同制定相应对策。14基坑位移监测方案7.9土压力与孔隙水压力监测1）测点埋设先在选定位置，用地质钻机沿连续墙外侧钻直径为φ130mm的钻孔，钻孔到所需要入中砂，以高出孔隙水压力计位置0.2m-0.5m为宜，最后在孔里埋入粘土，按次顺序，依次将各个不同深度的土压力计和孔隙水压力计埋设完毕，最后将孔封堵好。2）量测计算可依据渗水计（土压力计）压力-频率标定曲线来直接换算出相应的孔隙水压力值（土3)数据处理与分析绘制基坑各个施工阶段，土压力（孔隙水压力）随时间的变化曲线。7.10围护结构内力监测上的监测频率进行数据采集、处理、备案并进行汇总分析。8监测数据处理与应用监测数据分析与反馈，用于修正设计支护参数及指导施工、调整施工措施等。1、监测数据散点图和曲线法中的任意一种。位移（u）-时间(t)关系曲线的时间横坐标下，应注明施工工序。将现场监测数据绘制成u-t时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。握位移变化规律；处理。15基坑位移监测方案见图8-1。位移图8-1岩土体蠕变曲线图表示地层趋于稳定，其支护结构是安全的；警告，及时调整施工程序，加强支护系统的刚度和强度；3）破坏区段：变形速率逐渐增加，即du2/dt2＞0，为三次蠕变区，曲线出现反弯点，表示地层已达到危险状态，必须立即停工加固。上述三种标准综合分析反馈于设计及施工应用。2、沉降与水平位移数据分析对量测数据进行整理，按照1中所述的方法，绘制沉降-时间曲线和水平位移-时间曲线，根据曲线表现的形态进行分析判断，提出相应措施。3、钢支撑轴力与支护结构内力数据分析与反馈1）将采用接收频率仪接收的频率按公式换算成钢支撑轴力和支护结构内力。2）将设计轴力和支护结构内力与实测值进行对照分析，分析钢支撑与支护结构的受力状态。3）如果钢支撑轴力或支护结构内力超过允许控制标准值时，采取改变支撑体系或开挖方式等措施确保施工安全。9监测预警值和监测频率16基坑位移监测方案面建筑物的稳定和安全。有关部门，共同研究控制措施。不宜超过设计限值。本工程主要监测项目报警指标初步拟定为：项目报警指标备注围护结构水平位移30mm或连续三天变形速率超过3mm/d供水管道变形监控报警值为5mm/d地表沉降累计不应超过30mm支撑轴力监测不超过设计值的70%读数，以保证测试数据更接近真实。根据监测数据变化情况，监测频率进行适当调整；测，直至24小时不间断的跟踪监测。10监测质量保证措施1）建立监测专业组：建立专业监测小组，由具备丰富施工经验、监测经验及有结对这些资料进行计算分析对比。2）制定详细的监测计划：根据施工监测的要求制定监测计划，并报监理工程师和人员的设置等。3）采购元器件及有关监测元件和仪器的标定：根据监测计划，在施工前，备齐所有的监测元件和仪器。并根据规范进行有关标定工作。4）处理好施工和监测的关系：妥善协调好施工和监测的关系，将观测设备的埋设17基坑位移监测方案并详细作出记录备查。5）三角网点和测点的保护：保护和保存好本合同范围内全部三角网点、水准网点和自己布设的网点，使之容易进入和通视，防止移动和破坏。6）监测数据的采集整理工作联系单、监测会议纪要。②采用专用的表格记录数据，保留原始资料，并按要求进行签字、计算、复核。遵守操作规程、定期检查维护监测系统，加强上岗人员的培训工作等内容。对量测产生的各种误差采用对比检测验、统计检验等方法进行检验。7）监测结果的分析、处理：对监测数据及时进行处理和反馈，预测基坑及结构和段、分工序对量测结果进行总结和分析情况显示出来，进行数据的数值特征计算，舍掉离群数据。趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移量和掌握位移变化规律参数。11监测作业安全制度1）不能在运转中的机器、吊机大臂等下方作业；2）带电作业时应注意用电器的安全操作，做到岗前培训教育，外露传动装置系统必须有防护网罩；3）进入施工现场必须戴安全帽等必要的防护品；4）邻边作业时主要应佩带好安全保护带；5）作业时注意道路上来往的车辆，配备相应的道路施工反光设施；6）对房屋进行监测时应小心物体掉落；18基坑位移监测方案7）开展文明教育，加强班组建设，提高班组整体素质，遵守武汉市民行为规范；8）配备卫生员及急救药品，并与就近医院协商，就突发事故能做出应急处理。附件：范湖站围护结构信息化监测布置图19武汉市轨道交通三号线土建工程第十一标段基坑监测方案编制：复核：审批：中铁隧道股份有限公司武汉轨道交通三号线十一标项目经理部二○一二年六月目录1工程概况.......................................................................................................................................................12编制依据及主要原则...................................................................................................................................13监测目的和任务...........................................................................................................................................23.1施工监测目的...................................................................................................................................23.2施工监测主要任务...........................................................................................................................24监测组织与流程...........................................................................................................................................34.1监测组织...........................................................................................................................................34.2施工监测流程...................................................................................................................................35测点布设原则...............................................................................................................................................46监测项目及监测仪器...................................................................................................................................56.1监测项目...........................................................................................................................................56.2监测仪器...........................................................................................................................................67监测方法.......................................................................................................................................................77.1地表沉降监测...................................................................................................................................77.2围护墙顶及立柱水平及竖向位移监测...........................................................................................87.3围护墙体水平位移监测...................................................................................................................87.4钢管支撑轴力监测.........................................................................................................................107.5周边建筑物监测.............................................................................................................................107.6基坑底部回弹.................................................................................................................................137.7地下水位监测.................