隧道基坑监测技术方案

-1-隧道基坑监测技术方案姓名：学号：班级：-2-第一章工程概况1.1工程概况新建铁路成都至绵阳、乐山－双流机场隧道地处成都平原，地形平坦开阔，隧道埋深4m，地表房屋密集，厂房众多，道路纵横交错，交通方便。隧道进口里程DIK173＋260，出口里程DIK179＋730，全长6470m，其中DIK178＋570～DIK178＋870段下穿规划中的机场滑行跑道。该段隧道总长300m，拱顶以上埋深12m左右（考虑机场滑行道回填高度8m）。1.2工程地质及水文地质概况该隧道基坑的上述特点决定了隧道基坑的支护工作难度特别大，必须保证隧道基坑的安全。所以该隧道基坑监测工作必不可少，而且要求高。1.3隧道基坑支护形式本段隧道按明挖顺作法施工，采用钻孔灌注桩加桩间土钉墙作围护结构，坡面采用锚网喷防护，喷C20混凝土厚10cm，桩间土钉采用Φ42钢化管，每根长3～5m，桩顶以下前三排土钉长度5m，其余土钉长度3m，间距1.5m。基坑安全等级为一级。围护桩桩径1.2m，桩间距2.4m，基坑内支撑采用Φ600mm(壁厚12mm)钢支撑加І56a双拼工字钢围檩。-3-第二章监测方案编写依据2.1监测设计原则（1）根据基坑开挖深度要求，按一级基坑监测执行。（2）监测内容及监测点的分布满足工程支护设计及有关规程和规范的要求，满足全面监测施工中的基坑变形，环境变化情况。使施工单位能及时了解变形态势态，以便及时采取有关措施，调控施工步序与节奏，做到信息化施工，最大限度地规避风险，确保开挖顺利和施工安全。（3）施工中加强监测，保护重点对象（监测基准点、基坑四角及有特殊要求的监测点）。除了采取有针对性的保护措施外，监控其保护措施的有效性是监测的主要任务。（4）监测采用的方法，监测仪器及监测频率应结合设计和规范要求，满足工程需要，保障工程施工阶段的正常监测，及时准确提供数据，满足信息化施工的要求。（5）监测数据及时整理分析能满足现场施工进度、工况及特殊要求。及时与各方联系，提交阶段性数据。（6）将监测数据与预测值相比较，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定后一步部的施工参数，做到信息化施工。（7）将现场测量结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。（8）基坑监测周期贯穿于基坑开挖和地下工程施工的全过程，直到基坑回填完毕。（9）基坑支护设计方案或施工有重大变更，建设方及相关方应及时通知监-4-测方，及时调整监测方案。（10）工程监测期间建设方及施工方应协助监测单位保护好监测基准点及变形监测点。2.2设计要求由于该隧道基坑具有以下特点：（1）隧道基坑护施工工期紧，难度大。（2）隧道基坑一侧正在进行填土施工，填土高度8米，对隧道基坑的安全提出严重挑战。2.3监测方案编写依据本监测方案主要依据以下几种规范和文件编写：（1）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；（2）《工程测量规范》（GB50026-2009）；（3）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）；（4）《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-2009）；（5）《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97）；（6）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；第三章监测内容3.1监测目的（1）确保支护结构的稳定和安全，确保基坑周围的建筑物、构筑物、-5-道路及地下管线的安全和正常使用。根据监测结果，判断基坑工程的安全性和对周围环境的影响，防止工程事故和周围环境事故的发生。（2）指导基坑工程的施工。通过现场监测结果的信息反馈，采用反分析方法求得更合理的设计参数，并对基坑的后续施工工况的工作性状进行预测，指导后续施工的展开，达到优化设计方案和施工方案的目的，并为工程应急措施的实施提供依据。（3）验证基坑设计方案，完善基坑设计理论。基坑工程现场实测资料的积累为完善现行的设计方法和设计理论提供依据。监测结果与理论预测值的对比分析，有助于验证设计和施工方案的正确性，总结支护结构和土体的受力和变形规律，推动基坑工程的深入研究和发展。3.2监测对象基坑工程现场监测的对象分为两大部分：围护结构检测和周围环境监测。围护结构检测包括围护砖墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、地下水位等的监测。周围环境的监测包括道路、地下管线、邻近建筑物、地下水位等项目。第四章监测点的布设根据环境监测和基坑围护体系两方面的内容布置监测点，监测点的布置原则以掌握基坑开挖过程中基坑的整体工作性状和周围环境的变化，同时考虑相对重要部位进行重点监测。4.1围护桩桩身倾斜监测用于了解在基坑开挖的过程中，主动土压力作用下，围护桩的变形发展趋势。-6-测斜管绑扎在一根主筋上，布置在靠近土体一侧，测点位置从上到下选8个，两两间隔1.5米。4.2围护桩主筋应力监测用于了解在基坑开挖的过程中，主动土压力作用下，围护桩的主筋应力的变化。主筋应力（及弯矩）监测采用钢筋计，钢筋计布置在钢筋笼中一对对称分布的主筋上，分前后左右，每根桩布置32个钢筋计。4.3围护桩弯矩监测用于了解在基坑开挖的过程中，主动土压力作用下，围护桩的主筋应力的变化。主筋应力（及弯矩）监测采用钢筋计，钢筋计布置在钢筋笼中一对对称分布的主筋上，分前后左右，每根桩布置32个钢筋计。4.3内支撑结构轴力监测用于了解在基坑开挖的过程中，支撑轴力的大小（1）对于钢筋混凝土支撑，可采用钢筋应力计和混凝土应变计分别量测钢筋应力和混凝土应变，然后换算得到支撑轴力。（2）对于钢支撑，可在支撑上直接粘结电阻应变片量测钢支撑的应变，即可得到支撑轴力。当然，也可利用轴力计量测。钢筋计与主筋成上下左右对称布置，一般布置四个。4.5围护桩顶水平位移监测用于了解在基坑开挖的过程中，围护桩身及桩侧土体水平位移的发展动态。采用视准线法，在基坑边埋设两个永久工作的基准点，然后用一台全站仪照准测点，定期量测偏移量，用交会法可以算出偏移量。4.6围护桩顶沉降监测-7-用于了解基坑开挖对周围建筑物地表沉降的影响。桩顶沉降可在稳固的地方设置一台精密水准仪，采用在桩顶挂垂球的方法测出沉降量。4.7基坑外地下水位监测用于了解在基坑开挖的过程中，基坑外地下水位的变化。在PVC管上打数排小孔做成花管，钻机钻孔后，将主管和花管埋设于孔内，做好防排水措施，做好观测记录。4.8地表裂缝观测用于了解在基坑开挖的过程中，处于滑动区范围的土体变形发展趋势，用于评价支护结构的支护效果，为加强支护提供依据。裂缝观测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。根据裂缝形式的不同分别采用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期量出标志间距离求得裂缝变化值，或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值；4.9监测基准点基准点是为了测量相对变形而选定的固定测点。应选择相对稳定，不易破坏，便于观测点作为基准点。第五章监测方法、精度及选用仪器5.1围护桩桩身水平位移监测土体和围护结构的深层水平位移通常采用钻孔测斜仪测定，当被测土体产生水平位移时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪测量测斜管轴线与铅垂线之间的夹角的变化量，从而获得土体内部各点的水平位移。测斜仪分为便携-8-式测斜仪和固定式测斜仪，目前应用最广的是便携式测斜仪。便携式数字测斜仪使用时首先需要预埋测斜管道，常用于监测滑坡区和深洞开挖土体的侧向位移，也用来监测诸如堤坝结构的变形，或者是水平预埋测斜管检测大型建筑地面沉降。其核心设备是二力平衡的伺服加速度计。具有耐久性，高精度,快速反应等优点。系统精度：±6mm/50个读数，通过软件的修正程序可以得到更高的精度5.2主筋应力（及弯矩）监测主筋应力（及弯矩）监测采用钢筋计。钢筋计是用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内，测量结构物内部的钢筋应力，并可同步测量埋设点的温度的振弦式传感器。钢筋计的应力测量范围通常在200~300MPa，其中拉伸可达300MPa，压缩可达200MPa，其监测精度为0.01MPa/F。5.3支撑轴力监测支撑内力监测一般可以采用下列途径进行：（1）对于钢筋混凝土支撑，可采用钢筋应力计和混凝土应变计分别量测钢筋应力和混凝土应变，然后换算得到支撑轴力。（2）对于钢支撑，可在支撑上直接粘结电阻应变片量测钢支撑的应变，即可得到支撑轴力。当然，也可利用轴力计量测。第六章监测频率和观测次数支护桩桩顶水平位移和沉降、支护桩深层侧向位移从基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测一次；浇筑完结构底板到浇筑主体结构施工，每周监测2~3次；各道支撑拆除后的三天到一周，每天监测一次。支撑轴力和锚杆拉力的监测期限从支撑和锚杆的施工结束到全部支撑-9-拆除实现换撑的过程，每天监测一次。土体分层沉降、孔隙水压力、土压力、支护墙体内力监测期限为：基坑每开挖其深度的1/5~1/4或在每道内支撑施工期间测读2~3次，必要时可加密到每周监测1~2次；基坑开挖到设计深度到浇筑完整体结构底板期间，每周监测3~4次；浇筑完主体结构底板到全部支撑拆除实现换撑，每周监测1~2次。地下水位监测期限是整个降水期间，或从基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测一次。支护结构有渗漏水现象时，要加强监测。当基坑周围有地下管线、道路和建筑物需要监测时，周围环境的沉降和水平位移需要每天监测一次，建筑物倾斜和裂缝宽度的监测频率为每周监测1~2次。基坑周围的土层中的孔隙水压力、土体深层沉降和侧向位移监测项目，在支护桩施工时的监测频率为每天一次，基坑开挖时的监测频率与支护桩内力监测频率一致。第七章控制标准与险情预报预警制度一般分级进行，分为安全、注意、危险三种指标。当监测值达到警戒值的80%时，口头报告施工现场管理人员，并在监测日报表上提出报警信号。当监测值达到警戒值的100%时，书面报告建设单位、监理和施工现场管理人员，并在监测日报表上提出报警信号及建议。当监测值达到警戒值的110%时，除书面报告建设单位、监理和施工现场管理人员，应通知项目主管立即召开现场会议，进行现场调查，确定应急措-10-施。1、基坑围护结构倾斜与发展速率这项指标主要通过分析测斜仪结果得出。对于一般性的基坑工程且周围环境无严格的位移要求时，最大位移值一般控制为80mm，每天发展不超过10mm。对于周围存在要求严格保护的建（构）筑物的基坑，应根据保护对象的具体要求来确定围护结构位移的控制标准。2、地下管线（包括煤气管线、自来水管线、电缆和电话线等）的位移和发展速率在地下管线当中，以煤气管线最为重要，煤气管线的位移：沉降或水平位移均不得超过10mm，每天发展不得超过2mm。自来水管道位移，沉降或水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。3、基坑外水位变化坑内降水或基坑开挖引起坑外水位下降不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm。4、立柱桩差异隆起与沉降基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10mm。每天发展不得超过2mm。5、弯矩及轴力根据设计计算书确定，一般将警戒值定在80％的设计允许最大值内。另外，对于测斜、围护结构纵深弯矩等光滑的变化曲线，若曲线上出现明显的折点变化，也要作出报警处理。6、几个相关指标-11-(1)支护结构顶部水平位移一级基坑最大水平位移控制值取30mm,最大水平位移与基坑深度控制比值取最大水平位移与基坑深度控制比值取0.0025h(取两者最小值)二级基坑最大水平位移与基坑深度控制比值取0.004h(取两者最小值)三级基坑最大水平位移与基坑深度控制比值取0.02h(取两者最小值)(2)临近建筑桩基础建筑物沉降预警取10mm,倾斜取倾斜度0.002(3)地下水位坑外水位累计下降2000mm，速率500mm/日。第八章信息反馈与监测成果在基坑监测前要设计好各种表格。记录表和报表应根据监测项目和监测点的数量合理的设计。监测过程中除了及时给出各种监测报表和测点位置布置图外，还要及时绘制各监测项目的各种曲线，用以反映监测内容随基坑开挖施工发展趋势，指导基坑施工方案实施和调整。主要监测曲线包括：（1）、监测项目时程曲线（2）、监测项目速率时程曲线（3）、监测项目在各种不同工况和特殊日期的变化趋势图。第九章监测工作的组织机构及参加人