提高基坑墙顶水平位移监测数据精度

中国中铁四局集团城市轨道交通工程分公司2015年QC成果发表会资料汇编中铁四局城市轨道交通工程分公司二〇一五年十一月二十日目录一、小组概况.........................................1二、选题理由.........................................2三、设定目标.........................................3四、目标可行性分析.................4错误!未定义书签。五、分析原因.........................................5六、要因确认.........................................6七、制定对策........................................15八、对策实施........................................17九、效果检查........................................20十、巩固措施........................................22十一、总结和下一步打算..............................23发表人：曾庆春中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第1页共28页提高基坑墙顶水平位移监测数据精度中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组工程概况：杭州地铁5号线SG5-3标杭师大站主体围护结构标准段宽21.3m，车站外包总长205.6m，标准段基坑深度约15.3m，两端头井基坑深度约17.3m，车站围护结构采用800mm的连续墙，连续墙深度为29m~32m，非栈桥区冠梁断面尺寸为1400mm×900mm，冠梁顶面低于原地面1.1m~2.1m。沿基坑四周共布设26个监测断面，每个监测断面的监测项目为：地表沉降、水位监测、深层土体测斜、墙体测斜、墙顶水平位移、墙顶竖向位移、支撑轴力等7个监测项目。一、小组概况表1QC小组成员简况表小组名称中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组成立时间2015.08.19课题类型现场型组长王明小组人数7人活动日期2015.8.19-2015.9.19活动频次每周3次，每次4小时活动次数12次QC时间48小时姓名性别文化程度小组职务行政职务组员分工情况王明男本科组长总工程师技术指导闫高闯男本科组员工程部长组织、协调、计划曾庆春男本科组员测量工程师统筹、计划、组织、发表张良伟男本科组员技术员数据收集、信息反馈黄剑男专科组员技术员数据收集、信息反馈赵宏伟男专科组员安质部部长质量验收、信息反馈罗浩威男研究生组员施工监测技术负责人现场实施中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第2页表2QC小组活动计划表2015年8月19日～2015年9月19日实施项目2015年第1周第2周第3周第4周选择课题★现状调查★目标设定★原因分析★要因确认★制定对策★实施对策★★★效果检查★★巩固措施★回顾总结★二、选题理由围护墙顶部水平位移主要由围护结构顶部支撑施筑前挖土引起的变形和支撑杆件压缩带来的变形两部分组成。过大的水平位移会影响到基坑内主体结构的施工空间及周围环境安全。通过监测位移量必要时调整基坑开挖顺序和速度、反算地层的水土压力，确保基坑和周围环境的安全，判定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，验证基坑开挖方案的正确性，并对可能发生的危险提供及时、准确的预报，避免事故的发生。在地铁基坑监测中，墙顶水平位移、墙体测斜、墙顶竖向位移、支撑轴力、地表沉降、土体测斜等监测项目布设在同一断面上，其数据相互影响、相互分析，进行多层次监测分析。其中地连墙墙体的测斜监测是最直接的反应出基坑的稳定、安全状态。但在墙体测斜的数据分析中，是参照上口自上而下进行相对位移计算，此时必须要利用同一断面的墙体测斜进行修正校核。所以如若墙顶水平位移监测数据精度不达标，将直接影响墙体测斜数据的可靠性。1、摸索出一套精密可靠、易于操作且经济合理的水平位移监测方法，实时准确的掌握基坑安全状态，指导下一步施工。中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第3页2、对墙顶水平位移监测进行深度研究，改善管理、改进工艺，降低施工风险及保障企业经济效益。3、通过开展QC小组攻关活动总结出一套标准化的操作流程，提高大家监测理论知识的理解。鉴于上述情况，我们决定以“提高基坑墙顶水平位移监测数据精度”为课题开展QC小组攻关活动。三、目标设定1、现状调查为避免基坑开挖引起的墙顶水平位移对数据分析的影响，我部选择在基坑开挖之前（默认为监测点稳定）对杭师大站的12个监测点进行一周的数据采集，其中ZQT7-ZQT12位于北侧，ZQT16-21位于南侧。其监测数据详见“表3水平位移数据分析表”示：表3水平位移监测数据分析表点号单日变化量mm（+为向基坑方向，-为向基坑外）8/198/208/218/228/238/248/25点位中误差ZQS72.82.3-1.8-1.4-2.0-2.23.22.49ZQS83.2-3.3-1.5-1.21.2-1.91.82.33ZQS9-2.1-2.8-1.1-1.00.21.92.01.87ZQS102.2-2.1-2.01.90.8-1.52.32.03ZQS112.0-2.3-1.1-1.41.8-1.42.92.08ZQS122.52.4-0.42.0-0.9-3.2-1.42.20ZQS16-2.71.90.11.9-1.1-1.4-0.61.71ZQS17-1.61.61.41.8-0.92.2-2.11.80ZQS18-1.10.9-2.42.90.11.9-1.91.97ZQS19-0.9-3.01.91.9-0.4-1.80.81.86ZQS20-1.42.2-1.1-2.3-1.01.32.21.87ZQS21-1.20.9-1.91.4-1.52.3-3.22.01制表：黄剑日期：2015.8.25中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第4页图1水平位移日变化曲线图-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.08/198/208/218/228/238/248/25单日变化量mm（+为向基坑方向，-为向基坑外）ZQS7ZQS8ZQS9ZQS10ZQS11ZQS12ZQS16ZQS17ZQS18ZQS19ZQS20ZQS21结论：墙顶水平位移的日报警值为±3mm/d，预警值为±2.4mm/d，8月19日-8月25日在基坑尚未开挖时监测数据中就有6天达到日变化速率预（报）警值，且监测数据变化无明显规律。监测点位中误差也大于《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008)的规定小于等于±1.5mm。2、目标设定墙顶水平位移监测点平均点位中误差0.000.501.001.502.002.50活动前活动后系列1±2.02mm±1.50mm中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第5页四、目标可行性分析⑴领导重视：施工监测对于基坑安全开挖的重要性是众做周知的，在历次的周例会中及基坑开挖方案的自评及研讨会中，领导多次提出监测数据真实可靠对于整个工程的重要意义。因此，项目部领导对QC小组开展“提高基坑墙顶水平位移监测数据精度”的课题极为重视，并在人力、物力、经费和技术指导上对QC小组活动的开展、实施给予大力支持。⑵人员优势：QC小组成员对基坑施工监测具有丰富的实际操作经验和相关理论分析的能力，并且本QC小组在课题研究及技术创新方面拥有较高的水平，为目标的实现夯实了基础。⑶队伍优势：参与本工程的施工监测方经验丰富，多次承接地铁基坑施工监测项目，对墙顶水平位移监测较为熟悉，能较好地执行QC小组制定的对策。⑷目标重难点：本课题重点主要体现在测量外业数据采集及误差对比分析方面，我项目部在此次课题研究方面只需要投入部分人力资源，不产生过多的经济负担。⑸通过分析，经过QC小组讨论，如果我小组可以将墙顶水平位移监测数据精度控制在目标值范围内，对于后期指导调整基坑开挖顺序和速度，判定基坑的安全性及施工对周边环境的影响，验证基坑开挖方案的正确性，并对可能发生的危险提供及时、准确的预报，避免事故的发生有着重要意义。综合上述因素，我们认为本课题设定的目标是能够实现的！五、分析原因通过现状调查及原因分析，造成数据精度不达标的因素，归纳起来有仪器设备、人员、测量方法选择、外界条件影响四个方面。我们QC小组采用“头脑风暴法”展开讨论和分析研究，对问题产生的原中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第6页因进行细部解析：仪器设备人员外界条件测量方法精度不达标仪器性能不达标作业人员未经培训温度、气压变化影响仪器性能仪器对中误差目标偏心误差照准及读数误差现有仪器采用极坐标法不能满足要求阳光直晒对仪器性能的影响制图：曾庆春日期：2015年08月26日六、要因确认表4要因确认计划表序号末端原因确认方法标准负责人完成日期是否要因1作业人员未经培训检查是否有培训记录，是否进行了考核严格执行技术培训考核制度，考核合格率100％曾庆春罗浩威2015.8.20非要因2照准及读数误差检查目标成像是否清晰，十字丝清晰度，检查是否存在视差目标成像清晰，十字丝清晰，调节目镜及望远镜调焦消除视差张良伟黄剑2015.8.20非要因3仪器性能不达标检查仪器检定证书、自检记录仪器各部件完好、稳定性良好曾庆春张良伟2015.8.20非要因4仪器对中误差现场检查对中误差小于0.5mm张良伟黄剑2015.8.20要因★5目标偏心误差现场检查目标偏心误差小于0.5mm张良伟黄剑2015.8.20要因★中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第7页6温度、气压变化影响仪器性能现场检查每天大致同一时刻进行外业测量，并在作业前测量实时温度气压，并输入仪器设置中进行自动修正张良伟黄剑2015.8.20非要因7阳光直射影响仪器性能现场检查尽量在早晨阳光不大时进行数据采集，阳光较强时给仪器打伞遮阳张良伟黄剑2015.8.20要因★8极坐标法精度不能满足要求对极坐标法进行精度评定监测点平均点位中误差小于±1.5mm张良伟黄剑2015.8.20要因★制表：曾庆春日期：2015年08月20日要因确认一：人员缺少技术培训确认方法：检查是否有培训记录，是否进行了考核制度标准：作业前技术交底及技术培训到位率100%实测：QC小组调查成员组织对施工监测的7人进行调查，均接受过技术培训及考核，考核全部合格，其中3名主要操作人员考核分数都达到90分以上并持有测量员证且工作经验两年以上。施工监测人员进行技术培训中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第8页监测技术交底中铁四局杭州地铁5号线SG5-3标项目部QC小组提高基坑墙顶水平位移监测数据精度第9页作业人员持证上岗结论：施工前培训考核合格率100%且主要操作人员均持证上岗，非要因。要因确定二:照准及读数误差影响成果确认方法：现场进行实操检查标准：成像清晰，眼睛左右移动，十字丝照准的目标不随着晃动实测：QC小组调查成员进行实际操作，施工监测所使用的全站仪望眼镜放大倍率为32倍，目标成像清晰，通过目镜及物镜调焦可以很好的消除视差，且读数为电子显示，不存在读数的误差结论：照准及读数误差较小，非要因。要因确定三:仪器性能不达标确认方法：检查仪器检定证书，并对仪器进行自检标准：定期进行校检，满足施工精度要求实测：QC小组调查成员对仪器设备进行检查，检查发现所用设备均已送检标定。调查成员还对仪器的轴系关系、测距系统及配套对点基座、棱镜等设备进行检查，仪器设备性能良好。中铁四局杭州地