地铁车站及站后区间影响下基坑监测方案

地铁车站及站后区间影响下基坑监测方案一、监测目的基坑施工过程中必须进行动态监测，其主要目的是在施工之前了解车站明挖深基坑施工过程中所可能产生地层变位和应力的影响，明确这种影响的大小量级和范围，明确危险可能发生的部位、方式及应采取的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据。二、监测项目根据招标文件、设计资料以及现场实际情况，本标段施工过程中需对场区内及周围环境进行日常的常规监测如下：1、区间监测区间设置的监测项目有：（1）桩体水平位移、垂直位移、收敛值；（2）横撑轴力；（3）地面水平位移及沉降，地下管线、构筑物水平位移及沉降；（4）基础不均匀沉降、水平位移、倾斜；（5）水位标高、孔隙水压。2、车站监测车站设置的监测项目有：（1）基坑内外情况观察；（2）地表沉陷；（3）地下水位观测；（4）墙水平位移；（5）横撑内力；（6）桩内力；（7）基坑回弹；（8）支护结构界面上侧向压力；（9）土层分层位移；（10）地下管线沉降及位移。三、监测测点的布置监测测点布置原则为：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。1、区间监测测点的布置见图3.1.1。2、车站监测测点的布置车站纵向监测布置基本与区间相同，断面布置见图3.2.1。四、监测方法和监测频率区间监测的项目见表4.1，车站监测的项目见表4.2。6280050005000左线轨道中心线右线轨道中心线50005000120003580013000地表沉陷地下水位观测墙水平位移横撑内力桩内力基坑回弹支护结构界面上侧向压力图3.1.1区间监控量测布置示意图表4.1明挖法区间监测项目表序号监测对象监测项目监测方法量测精度量测频率备注1基坑围护结构的稳定性桩体水平位移、垂直位移、收敛值精密光学测量滑动倾斜仪+1mm-1mm开挖过程中2次/天15～20米左右2支撑稳定性横撑轴力轴力计电阻应变仪（片）+1t-1t开挖过程中2次/天、受力稳定后1次/周1、考虑有代表性的支撑2、每施工段至少一组3地表变形地面水平位移及沉降，地下管线、构筑物水平位移及沉降精密光学测量收敛仪+1mm-1mm围护结构施工中1次/天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周15～20米4毗邻建筑基础不均匀沉降、水平位移、倾斜精密光学测量倾角仪+0.2mm-0.2mm同地表变形地面需设点5地下水位变化水位标高、孔隙水压水位孔测量孔隙水压力+10mm-10mm围护结构施工中1次/2～3天、土方开挖1次/天、主体施工2次/2～3天15～20米左右设一孔表4.2明挖法车站监测项目表序号观测名称图例方法及工具测点距离备注1基坑内外情况观察现场观察及地质描述每次开挖后立即进行2地表沉陷地表桩，精密水准仪详见监测设计平面布置图开挖前一定距离就开始量测拆撑时频率适当的加密3地下水位观测打水位观测孔，水位管，地下水位仪详见监测设计平面布置图4墙水平位移测斜管，频率接受仪桩顶12.5m布设一次，桩身25m布设一次5横撑内力轴力计、频率接受仪每50米布设一处6桩内力钢筋计、电阻应变仪钢筋计布置在内力变化处，每50米布设一处7基坑回弹回弹仪，水准仪详见监测设计平面布置图8支护结构界面上侧向压力压力盒、孔隙水压力探头、频率接受仪每50米布设一处9土层分层位移分层沉降仪、频率接受仪每30米布设一处10地下管线沉降及位移水准仪根据管线状况并与管线管理单位协调后布置1、地表沉陷监测(1)地表沉陷监测①监测仪器精密水准仪，玻璃钢瓦尺等。②监测实施方法a、基点埋设：基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。基点埋设方法示意图如图4.1.11所示。图4.1.1基点埋设方法示意图(单位:cm)b、沉降测点埋设：用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。c、测量方法：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。d、沉降值计算：在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。③数据分析与处理地表沉降量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。2、地下水位观测①监测仪器水位计、PVC塑料管、电缆线。②监测实施方法a、测点埋设：测点用地质钻钻孔，孔深应根据要求而定（以保证施工期产生的水位降低能够测出）。测管用Φ100mm的PVC塑料管作测管，水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管，滤管外裹上滤布，用胶带纸固定在滤管上，孔底布设0.5～1.0m深的沉淀管，测管的连接用锚枪施作锚钉固定。测孔的安装应确保测出施工期间水位的降低。b、量测及计算：通过水准测量测出孔口标高H，将探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂鸣器响，读取测尺读数ai，则地下水位标高HWi=H-ai。则两次观测地下水位标高之差△HW=HWi–HWi-1，即水位的升降数值。③数据分析与处理根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线，以及水位随施工的变化曲线图。3、墙水平位移①监测仪器水平测斜仪，测斜管。②监测实施方法a、测点埋设：对于基坑围护桩测斜孔，在浇灌混凝土前安装测斜管。管底应埋置在预计发生倾斜部位的之下，测斜管应竖直。b、量测与计算：测试时，联接测头和测斜仪，检查密封装置，电池充电量，仪器是否工作正常。将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次，测段长度为1m，每个测段测试一次读数后，将测头提转180°，插入同一对导槽重复测试，两次读数应接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值。在基坑开挖前，以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。应在正式测读前5天以前安装完毕，并在3～5天内重复测量3次以上，当测斜稳定之后，开始正式测量工作。首先测试时沿预先埋好的测斜管沿垂直于隧道轴线方向（A向）导槽（自下而上每隔一米(或0.5m)测读一次直至孔口，得各测点位置上读数Ai（+）、Ai（-），其中“+”向与“-”向为探头绕导管轴旋转180°位置。然后以同样方法测平行隧道轴线方向的位移。③数据分析与处理每次量测后应绘制位移—历时曲线，孔深—位移曲线。当水平位移速率突然过分增大是一种报警信号，收到报警信号后，应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。4、横撑内力①仪器设备轴力计和频率接收仪。②监测实施方法a、测点布设：在基坑的每个监测主断面上，在每道支撑与围护结构布设测试仪器。③数据分析与处理量测所得水平支撑轴力的数值绘成应力变化曲线，及时报主管工程师。注意事项：轴力计的量程需要满足设计轴力的要求。在需要埋设轴力计的钢支撑架设前，将轴力计焊接在支撑的非加力端的中心，在轴力计与钢围囹、钢支撑之间要垫设钢板，以免轴力过大使围囹变形，导致支撑失去作用。支撑加力后，即可进行监测。5、桩内力①仪器设备钢筋计，电阻应变仪。②监测实施方法a、测点布设：钢筋计直接布置在钢筋笼的主筋上。③数据分析与处理量测所得钢筋轴力的数值绘成轴力、应力变化曲线。注意事项：安装时应注意尽可能使钢筋计处于不受力状态，特别不应处于受弯状态，将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上，引到外露的测试匣中，灌砼后，检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。6、基坑回弹①仪器设备回弹仪，水准仪。②监测实施方法a、测点布设：使用小口工程钻机钻孔，孔深达到设计平面以下数厘米后，将孔底清除干净，然后将回弹仪在保护管下端孔口放入孔底，再利用辅助杆将回弹仪压入孔底。b、观测时先将保护管提起约10cm，在地面临时固定，然后将辅助杆立于回弹标头即可进行观测。③数据分析与处理量测所得数值绘成回弹变化曲线。7、支护结构界面上侧向压力①仪器设备压力盒、空隙水压力探头、频率接收仪。②监测实施方法a、测点布设：在支护之前将压力盒按布置原则布设，然后进行基坑支护。b、使用频率接收仪测读支护结构侧压力的变化值。③数据分析与处理量测所得数值绘成压力-时间变化曲线。8、土体分层位移①监测仪器由两大部分组成：一是地下材料埋入部分，由沉降导管、底盖、沉降磁环组成，二是地面接收仪器—SOILINSTR型分层沉降仪，由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成，如图4.8.1所示。保护盖盖板钢套混凝土磁环底盖导管图4.8.1垂直位移观测孔示意图②监测实施方法a、测点埋设：原则上布置在有选择性、有代表性的断面上。锚固体为磁式锚环，间距1～2米，钻孔采用地质钻成孔，遇到土质松软的地层，应下套管或水泥护壁；成孔后将导管缓慢地放入孔中，直到最低观测点位置，然后稍拔起套管，在保护管与孔壁之间用膨胀粘土填充；再用专用工具依次将磁式锚环沿导管外壁埋入设计的位置。锚点间用膨胀粘土回填。测管口上盖，再用Ф150的钢套管保护，套管外用砼堆砌并标明孔号及孔口标高。b、量测及计算：量测时将探头沿管内壁由下而上缓慢提升测尺，当通过测点磁环位置时，蜂鸣器发出声响，此时读取孔口标志（基点）处测尺的读数。③数据分析与处理每次量测后应绘制不同深度的位移—历时曲线、孔深—位移关系曲线。当位移速率突然增大时应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。9、地下管线沉降及位移①仪器设备水准仪，玻璃钢瓦尺等。②监测实施方法a、测点布置：地下管线测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型的雨水管及电力方沟上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置关系。有检查井的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设置可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。每根监测的管线上最少要有3～5个测点。基点的埋设同地表沉降监测。b、测量方法：与地表沉降观测同。c、沉降计算：与地表沉降观测同。③数据分析与处理根据施工进度，将各测点变形值绘成管线变形曲线图。即：绘制位移—时间曲线散点图，据以判定施工措施的有效性；位移—时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测管线的最大沉降量；沿管线沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。五、监测控制标准、警戒值1、监测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标准：（1）地表沉降控制标准地面最大沉降为0.0015h。(2)建筑物沉降控制标准桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10mm；天然地基建筑物允许最大沉降值不应大于30mm。对于重要建（构）筑物或建（构）筑物本身设计有缺陷、既有变形以及结构本身的附加应力等因素，应重点观测并提高控制标准。(3)建筑物倾斜控制标准建筑物允许沉降差控制标准如下表所示。多层和高层建筑物的地基倾斜变形允许值如表5.1所示。表5.1建筑物允许沉降差控制标准变形特征地基变形允许值中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工民建柱间沉降差：1．框架结构2．砖石墙填充的边排柱0.002L0.007L0.003L0.01L注：表中L为柱中心距，单位：米。(4)地下管线及地面控制标准煤气管线的沉降或水平位移均不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；自来水管线的沉降或水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。承插式接头的铸铁水管、钢筋砼水管两个