地铁车站深基坑监控量测作业指导书 

PAGE1262-地铁车站深基坑监控量测作业指导书1、工程概况1.1工程简介×××站为地下三层岛式车站,有效站台中心里程为×××+×××，起点里程为×××+×××，终点里程为×××+×××，全长149.0m，标准段外包宽21.8m，站台宽12.0m，线间距15.0m，采用明挖法施工。围护结构采用地下连续墙加内支撑。1.2监测的重点根据设计图纸中有关施工监测部分的内容，结合×××站的地理位置、基坑的开挖深度及车站的设计特点来考虑，我们认为监测重点为监测地下连续墙的水平位移、地表沉降、支撑轴力、地面建筑物沉降倾斜、地面建筑裂缝、地下水位、墙身变形支撑立柱沉降等方面监测。1.3工程地质情况简介根据地质调查和钻孔揭露，场区表层分布第四系全新统（Q4），其下依次为全新统冲积层（Q4al）、第四系中更新统冲积层（Q2al），第四系残积层（Qel），下伏基岩主要为白垩系神皇山组（Ks）紫红色泥质粉砂岩、偶夹粉砂质泥岩或砾岩。2、目的规范深基坑施工过程中监控量测作业行为，按照设计及规范要求监控测量到位，确保深基坑开挖施工安全受控，制定本作业指导书。3、适应范围本作业指导书适用于开挖深度30米内，不需要提前进行基坑降水施工，杂填土至中风化泥质粉砂岩无降水条件下的地铁车站明挖深基坑开挖监控量测施工，。4、编制依据4.1×××轨道交通×××标段合同文件，×××站监控量测设计图纸、围护结构设计图纸；4.2×××站所处的周边环境、地质条件、工程特点等实际情况；4.3相关量测的规范、标准以及公司之前监控量测施工经验；4.4通过批复的深基坑施工方案等。5、技术标准及要求5.1本标段×××站主体围护结构设计图纸5.2《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299—1999，2003修订版；5.3《建筑基坑工程检测技术规程》GB50497—2009；5.4《建筑变形测量规程》JGJ/T8—97；5.5《城市测量规范》CJJ8—99；5.6《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308—1999。6、建筑物、管线和其他项目的前期调查6.1临近建筑物调查方法6.1.1对3倍基坑深度范围内各建筑（构筑）物的有关材料、状况和既有的损坏、变形等作详细的记录，填写调查表，并由建筑物业主签字认可。6.1.2拍摄影响范围内每栋建筑物的街道正视照片，放大为4×6寸的光面彩色系列照片。6.1.3拍摄影响范围内建筑物每一处缺陷的详细照片，并按显示其位置的示意图或说明进行顺序编排。6.1.4对影响范围内建筑物的内外构件包括表面修整、维修保养情况进行调查，摄影资料应包括各种缺陷和裂缝、湿斑、抹面脱落和其他损坏。6.1.5对影响范围内建筑物主要结构的裂缝、开裂和磨损的混凝土、外露和锈蚀的钢筋等，应进行重点拍摄，并显示其位置。6.2管线调查结果项目部进入施工现场后，对现场的管线进行摸底调查结果列出。6.3建筑物调查结果项目部进入施工现场后，对深基坑开挖的周边的建筑物进行摸底调查结果列出。6.4其他调查项目6.4.1降雨量：从有关部门收集有关资料，总结该区域每年、每季度降雨量的分布情况。6.4.2温度：测量施工区域内地下温度、地表温度、监测点附近的温度调查，并进行统计。6.4.3人流量、车流量：调查高峰期及不同时段道路上车流量和行人数量。在调查期间，同时对所有项目的资料进行收集、测量、统计，并综合存入监测管理系统，以便给后续监测、施工提供可靠的资料。6.4.4天气预报：及时与当地气象部门取的联系，以取得科学，准时的气象资料，指导施工。7、施工监控测量7.1监测目的和范围7.1.1为了实施对施工过程的动态控制，掌握地层与围结构体系状态，及施工对既有建（构）筑物的影响，必须进行现场监控量测。通过对量测数据的整理和分析，及时确定相应的施工措施，确保施工过程和既有建筑的安全。在地铁施工期间，并对可能发生的危险及环境安全隐患或事故提供及时、准确的预报，提前采取预防措施，避免事故的发生。7.1.2通过对监测信息的分析，指导后续工程的施工。7.1.3为今后类似工程的建设提供经验。7.1.4根据设计图纸中有关施工监测部分的要求，结合车站的地理位置、基坑的开挖深度及车站结构形式的特点，根据设计要求确定监测重点为地下连续墙的水平位移、地表沉降、支撑轴力、地面建筑物沉降倾斜、地面建筑裂缝、地下水位、墙身变形、支撑立柱沉降等方面监测。施工中在保证施工安全、施工质量的前提下确保附近建筑物及不能迁移的地下管线正常使用。7.2监测组织与程序建立专业监测小组，以项目总工程师为直接领导，由具备丰富施工经验、监测经验及分析能力的工程技术人员组成。负责监测方案的制定、监测器具的埋设和调试、监测数据的收集、整理和分析，并采用先进可靠的计算软件，快速、及时、准确的反馈信息，指导施工。同时与预测的数据进行对照，有利于及时发现异常，及早采取措施。7.3监测项目及使用仪器为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全，结合车站和区间地形地质条件、支护类型、施工方法等特点，确定监测项目和使用的监测仪器。车站监测项目主要包括：1、地下连续墙的水平位移；2、地表沉降；3、支撑轴力；4、地面建筑物沉降倾斜；5、地面建筑物裂缝；6、地下水位；7、墙身变形；8、支撑立柱沉降。具体监测项目及使用仪器见表7.3-1，表7.3-2如下：7.3-1监测项目数量汇总表序号监测项目方法及仪器测点布置量测频率量测精度监测项目报警值必测项目1地下连续墙水平位移全站仪共约布设20个点，测点平均间距20米基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/2天1.0mm见预警值参照表2地表沉降水准仪围护结构周边土体基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/3天1.0mm3支撑轴力轴力计每层布置12个断面，共计60个1次/天≤0.5/100(F.s)4地面建筑物沉降倾斜全站仪水准仪3倍基坑深度范围内、每建筑物布置不小于3点1次/15天1.0mm5地面建筑裂缝裂缝测量仪、游标卡尺3倍基坑深度范围内、每建筑物布置不小于3点基坑开挖期间1次/2天，基本稳定后1次/5天0.5mm6地下水位水位管水位仪测孔平均间距40米降水期间1次/2天5．0mm7墙身变形测斜管、测斜仪共布设20个点基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/3天1.0mm8支撑立柱沉降水准仪不少于立柱沉降的20%开挖前期1次/2天1.0mm7.3-2施工监测仪器汇总表类别设备、仪器名称单位数量备注监测仪器全站仪套1与测量组共用电子水准仪套1与测量组共用钢卷尺（3m/5m/30m）把2/2/1与测量组共用铟钢尺把2与测量组共用计算机台1轴力测量仪、轴力计台2/60裂缝测量仪、游标卡尺台/把1/4水位管、水位仪台20/1测斜仪台17.4监测组主要人员组成监测组人员主要由项目部派出参加过业主组织的关于监测培训学习的人员担任组长和副组长，其他组员亦由项目部施工经验较丰富的技术人员组成。人员组成见表7.4-1。表7.4-1监测组主要人员配置表序号姓名职称拟任职务1×××工程师组长2×××测工组员3×××技术员组员4×××技术员组员5×××技术员组员7.5车站施工监测布置、控制网的布设以及相应工艺流程7.5.1监测点布置原则7.5.1.1按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，可在靠近设计测点位置布设测点，以能达到监测目的为原则。7.5.1.2为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工部位，其目的是为了及时反馈信息，以修改设计和指导施工。7.5.1.3地表变形测点的位置既要考虑反应对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。7.5.1.4深埋测点（结构变形测点等）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。7.5.1.5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不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。7.5.1.6监测点的埋设应提前一定的时间，并及早进行初始状态的量测。7.5.1.7监测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。图7.5-1车站施工监测施工工艺流程7.5.2监测控制网的布置。高程起算点的布设2倍基坑深度以外便于重复测量，并且要通视良好、稳固、能够永久保存的地方或建筑物上，该项目布设4个高程控制点作为沉降观测的基准点。以×××站地铁车站工程高程点数据为起算依据，按二等水准观测方法进行施测，构成附合水准路线。闭合差小于±4.0mm（L为水准路线长度，km），基准点在建筑施工过程中宜1~2个月复测一次，点位稳定后每季度或半年复测一次。8、监测手段及方法8.1地表沉降8.1.1监测方法：主要监测基坑开挖引起的地表变形情况。监测方法是在地表埋设测点，用高精度水准仪进行下沉的量测。根据量测结果进行回归分析，判断基坑开挖对地表沉降的影响。8.1.2测点布置原则：测点布置在地面上，距基坑边2.5米的位置，相邻两组测点间距20m8.1.3监测频率：基基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/3天。8.1.4监测精度：±1mm。8.1.5相应对策：当地表沉降速度过大，加快监测频率，必要时，停工检查原因，采用加强支撑和加固地层的措施保证施工安全。地表沉降观测地表沉降观测点地表沉降观测点8.2地面建筑裂缝8.2.1监测方法：在裂缝的两边分别固定两个钢钉，同时测量出两个钢钉的初始坐标并计算出距离，在以后监测过程中，通过与初始数据的对比判断出裂缝是否增加，也可通过裂缝测量仪直接测量。8.2.2测点布置原则：3倍基坑深度范围内的建筑物，每个建筑物上布设不少于3个。8.2.3监测仪器：裂缝测量仪、游标卡尺.8.2.4监测对象：周边建筑物。8.2.5监测频率：基坑开挖期间1次/2天，基本稳定后1次/5天。8.2.6监测精度：±0.5mm8.2.7相应措施：当地面建筑出现裂缝时，我们将加密观测，同时加密钢支撑，加大监测频率。当超过最大控制值时，立即停止施工，组织专家对施工工艺和设计进行改革，并采取有效措施进行加固。8.3地下连续墙水平位移8.3.1监测方法：在围护结构顶部沿车站每20m用Φ25手钻机打眼，埋入Φ25钢筋头，钢筋头露围护结构部分打磨成光滑的圆形，并且在上面刻上“十”8.3.2测点布置原则：水平位移在围护结构顶部沿车站轴向平均20米设置一测点。8.3.3监测仪器：全站仪8.3.4监测频率：基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/2天8.3.5监测精度：±1mm。8.3.6相应措施：当围护结构的水平位移及沉降超过警戒值时（预警值为基坑开挖深度的2‰，控制值为基坑开挖深度的2.5‰），通知有关部门，加大监测频率，组织有关技术人员分析施工因素，调整钢支撑参数，或同时采用地层加固措施，确保围护结构稳定；当超过最大控制值时，停止施工，组织专家对施工工艺进行改革，并采取有效措施，等围护结构得到稳定后在重新开工。8.4支撑轴力8.4.1监测方法：车站基坑开挖共设置了一道混凝土支撑，四道钢支撑，由于长沙地区夏季和冬季温差较大，温度的变化对钢支撑的受力必然产生一定的影响。监测过程中采用轴力测量仪进行量测。轴力计埋设时轴力计的尾翼与钢支撑端部焊接牢固，另一端与连续墙紧密相贴，当有空隙时用厚钢板塞紧。把轴力计的导线引到路面上，便于观测。轴力计安装好后轴力测量仪读取初始数据，在以后的监测过程中通过与初始数据的对比，判断钢支撑的受力情况。8.4.2测点布置原则：测点布置在支撑的端部，每层支撑设12个断面，共计60个。8.4.3监测频率：1次/天。8.4.4监测精度：≤0.5/100（F.S）。8.4.5相应对策：根据量测结果分析钢支撑的受力情况，确定是否调整钢支撑的参数。当钢支撑受力超过设计要求时，加密钢支撑，保证施工的安全。钢支撑轴力计电缆线钢支撑轴力计电缆线钢支撑轴力计电缆线钢支撑轴力计测量线钢支撑轴力计安装后样子8.5地面建筑物的沉降倾斜8.5.1监测方法：主要监测建筑物的不均匀沉降，用精密水准仪进行量测，根据测量结果判断建筑物变形和沉降情况。8.5.2测点布置原则：3倍基坑深度范围的建筑物均为监测对象，每个建筑物上布设不少于3点。8.5.3监测频率：降水期间1次/15天。8.5.4监测精度：±1mm8.5.5相应措施：当建筑物的变形接近预警值时，加大监测频率，再根据情况及时采取加强开挖部分的支撑或加固地层等措施，必要时，对建筑物的基础采取加固措施。8.6地下水位变化监测8.6.1监测方法：水位标高采用水位仪观测；水量采用水表进行监测；同时进行水质及水温监测；孔隙水压采用孔隙水压计观测。8.6.2测点布置原则：沿基坑四周每40m8.6.3监测频率：降水期间1次/2天。8.6.4监测精度：±5mm8.6.5相应措施：根据地下水位、水压变化情况，确定基坑开挖是否采取排水或送水措施，保证周围建筑物不因地下水位变化过大而引起下沉、倾斜。地下水位监测测量8.7墙身变形8.7.1监测方法：将与测斜仪配套的测斜管预先安装在围护结构的钢筋笼上，随钢筋笼浇筑在砼中。预埋测斜管时，接头处用螺丝上紧后，再用胶带缠紧，防止渗水。管子连接好后，用铁丝固定在钢筋笼桁架中心，固定时注意一对测槽与钢筋笼截面平行，一对与钢筋笼截面垂直。开挖前量测初始数值，量测时，将测头放到测斜管底部进行观测，测头每提升0.5m，读一个数据，一直到达测斜管的顶部。把测头取出旋转180度重新放入测管底部重复以前的操作，又可得第二组数据。数据处理时，将第一组数据减去第二组（也就是第一次0.5m数据和第二次的0.5m的数据相减依次类推，0.5，1.0，1.5，2.0……），以此来消除平衡伺服加速度计的零偏影响。测斜仪测头在竖直位置时读书产生零偏差，理想的零偏差应该是零，但是用测头时，由于传感器的偏差，滑轮的磨损或者由于测头下落中或安装测管的偏差，底部相碰太厉害造成的冲击等，通常也会产生一个微小的变化。下次的测斜观测数据，当与原状的观测数据项比较可知测斜管倾斜量的变化所引起的位置变化。倾斜量的变化（Lsinθ）分析的最好方式是通过计算上部滑轮组相对于下部滑轮组间观测读数间距（L）的水平偏移（通常滑轮是借于测头公制的0.5m）。在测斜仪各位置处，各轴的两组读数（正测、反测）相减就可得到sinθ，把这个值乘以读数间距（L）和相应的系数，就得到一个以工程单位输出的水平偏移。这些偏移与最初的观测值相比较所积累的偏差形成一条偏移曲线。当把这些递增的水平偏差累加起来，从测孔底部绘成曲线，结果就是初次观测的与后来的任一次观测之间的水平位移变化曲线。代表此观测期间土体发生的变形，即水平位移。从这个偏移曲线上很容易看出在某个深度正在发生偏移。8.7.2测点布置原则：共布设20个点。8.7.3监测仪器：测斜仪8.7.4监测频率：基坑开挖期间1次/天，基本稳定后1次/3天8.7.5监测精度：±1mm。8.7.6相应措施：当围护结构的水平位移及沉降超过警戒值时（预警值为基坑开挖深度的2‰，控制值为基坑开挖深度的2.5‰），通知有关部门，加大监测频率，组织有关技术人员分析施工因素，调整钢支撑参数，或同时采用地层加固措施，确保围护结构稳定；当超过最大控制值时，停止施工，组织专家对施工工艺进行改革，并采取有效措施，等围护结构得到稳定后在重新开工。测斜仪监测测量8.8支撑立柱沉降8.1.1监测方法：主要监测基坑开挖引起的支撑立柱沉降变形情况。监测方法是在立柱顶部埋设测点，用高精度水准仪进行下沉的量测。根据量测结果进行回归分析，判断基坑开挖对地表沉降的影响。8.1.2测点布置原则：不少于设计数量的20%。8.1.3监测频率：基坑开挖前期1次/2天。8.1.4监测精度：±1mm。8.1.5相应对策：当立柱沉降速度过大，加快监测频率，必要时，停工检查原因，采用加强支撑和加固地层的措施保证施工安全。电子水准仪进行沉降监控测量9、监控量测结果的分析反馈随着施工的进展，监测工作在施工期间穿插进行。为了能够保证施工的安全性，做到监控能时时指导施工，应及时将处理数据分析反馈。监测结果以电子版形式发给监理及业主。制定报表制度，监控量测资料按照图表格式进行整理，凡在当天监测得到的数据，应当天处理完毕，并及时反馈给现场的技术人员。采取预警控制法结合变形速率进行安全信息反馈，凡监测数据超过预警值或超过规范时，监测人员应在当天的报表中标注出来，及时向技术主管部门进行汇报。每周将本周的报表进行处理，进行一次汇总，做成成果表进行周报。每次测量后对量测面内的每个量测点分别作回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移（应力）变化规律，并由此判断施工方法的合理与安全性。对每项量测，总变形量应在允许范围之内，且不大于预留变形量，否则采取必要措施（如注浆、加密支撑间距等），以减小变形量。10、施工监测的要求10.1建立监测专业组负责测点布设及监测，及时收集、整理各项监测资料，并对资料进行计算分析对比。10.2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。10.3测定预警值本项目监测项目预警值见表10.3-1表10.3-1预警值参照表序号量测项目控制标准预警值报警值1地下连续墙水平位移0.25%H18.4mm232地面建筑物沉降+10,-30mm+8,-24mm+10,-30mm建筑物倾斜钢筋砼3.00%2.40%3.00%砖砌3.50%2.80%3.50%3地表沉降+10,-30mm+8,-24mm+10,-30mm4地下水位坑内外水位＜1.0m800mm累计1000mm:变化速率500mm/d5地面建筑裂缝建筑累计1.5~3mm并持续发展1.2~2.4mm累计1.5~3mm并持续发展地表累计10~15mm并持续发展8~12mm累计10~15mm并持续发展挡墙累计10~15mm并持续发展8~12mm累计10~15mm并持续发展根据监测内容，本站选用围护结构水平位移及钢支撑轴力两项设定预警值，作为施工安全判别的标准，其安全性判别标准见表10.3-2。表10.3-2安全性判别标准位置道数轴力第二道第三道第四道第五道备注东端盾构井计算轴力1197110317391524预加轴力800800800600西端盾构井计算轴力1162168318821193预加轴力8008008006003轴-10轴计算轴力1313202921871340预加轴力80080080060011轴-18轴计算轴力1262151613831004预加轴力80080080060010.3.1围护结构水平位移容许值：标准段和盾构端头段30mm10.3.2支撑轴力容许值为支撑轴力设计值，当实测值<0.8*[容许值]时，安全；当实测值=（0.8~1.0）*[容许值]时，注意；当实测值>1.0*[容许值]时，危险。10.3.3当建筑整体倾斜累计值达到2/1000或倾斜速度持续3d大于0.0001H/d（H为建筑承重结构高度）时应报警。10.3.4其他情况报警根据《建筑基坑工程检测技术规范》GB50497-2009执行，并采取相应措施。10.3.5当安全性为注意时，应加密观测次数，当安全性为危险时，应每天观测，并召集设计、施工及监理等单位进行会诊，对可能出现的各种情况作出估计和决策，并采取有效措施，不断完善与优化下一步的设计施工。10.3.6施工和监测的关系。妥善协调好施工和监测的关系，将观测设备的埋设计划列入工程施工进度控制计划中。及时提供工作面，创造条件保证监测埋设工作的正常进行。在施工过程中教育全体施工人员采取切实有效措施，防止一切观测设备、观测测点和电缆受到机械和人为的破坏，如有损坏，按监