地铁车站施工监测技术课件.ppt

1、地铁车站施工监测技术交流 监测已经成为地铁车站基坑施工中重要环节之一，基坑工程现场监测的重要性主要体现在：（1）为施筑开展提供及时的反馈信息；（2）作为设计与施工的重要补充手段；（3）作为施工开挖方案修改的依据；（4）积累经验以提高基坑工程的设计和施工水平。随着现代工程施工环境的不断复杂化，地铁车站必须采用信息化施工。 要实现信息化施工，首要的任务就是做好监测工作，它可为信息化施工提供重要依据。可见，开展复杂环境下地铁车站深基坑施工现场监测设计与实践研究对指导施工意义重大，合理的监测方案设计是至关重要的一环。（1）中华人民共和国建筑法（2）中华人民共和国安全生产法（3）建设工程安全生产管理条例

2、（4）建筑安全生产监督管理规定（5）工程建设重大事故报告和调查程序规定（6）建筑工程预防坍塌事故若干规定GB50021-2001GB50007-2002JGJ120-99CECS96：97DBJ/T15-20-97GB50292-1999GB50026-93JGJ/T 8-97CJJ8-99GB/T15314-94CECS55-1993安全等级破坏后果基坑和环境条件一级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工影响很严重。1、开挖深度大于14米且在三倍开挖深度范围内有重要建/构筑物、重要管线和道路等市政设施或在一倍开挖深度范围内有非嵌岩桩基础深小于坑深的建筑物。2、基坑位于地

3、铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内。二级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响一般，但对地下结构施工影响严重。除一级和三级以外的基坑工程。三级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工影响不严重。开挖深度小于6米且在三倍开挖深度范围内无特殊要求保护的建/构筑物、管线和道路等市政设施。备注：1、从一级开始，向二、三级推定，以最先满足为准； 2、有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。序号监测项目位置或监测对象仪器最小读数测点布置1支护结构顶水平位移 围护结构上端部全站仪1.0mm间距1015mm2土体深层侧向变形靠近围护结构的周边土体测斜管、测斜

4、仪 1.0mm24孔，同一孔测点间距0.5m3支护结构深层变形维护结构内测斜管、测斜仪 1.0mm孔间距1520m，测点间距0.5m4地下水位基坑周边水位管、水位计 5.0mm孔间距1525m5沉降、测斜需保护的建/构筑物 全站仪、水准仪 1.0mm间距1520m6支撑立柱沉降观测支撑立柱顶水准仪1.0mm不少于立柱总数的20%，且不少于3根7地下管线沉降和位移 管线接头全站仪、水准仪 1.0mm间距510m8锚杆拉力锚杆位置和锚头钢筋计、荷载计 1/100(F.s)不少于锚杆总数的5%，且不少于5根9支撑轴力支撑中部和端部轴力计或应变计 1/100(F.s) 每层812点10空隙水压力周围土

5、体空隙水压力1Pa24孔，同一孔测点间距23m11支护结构侧土压力围护结构后和嵌固段围护结构前土压力计1/100(F.s) 34孔，同一孔测点间距23m监测项目基坑侧壁安全等级一级二级三级支护结构顶水平位移支护结构深层变形监测范围内建筑物、地下管线沉降和位移地下水位锚杆拉力支撑轴力支撑立柱沉降观测桩墙内力土体深层侧向变形空隙水压力支护结构侧土压力备注：为必测项目，为应测项目，为可不测项目。序号监测项目基坑安全等级一级二级三级1 最大水平位移控制值 30mm50mm100mm2最大水平位移与基坑深控制比值0.0025h 0.004h0.02h3 报警值各项的70%80%说明：h为基坑深度具体监测

6、项目的实施过程包括： 1）仪器选择 2）测点布置 3）测试方法 4）数据处理 1、桩体变形监测桩体变形监测1）仪器设备采用CX系列钻孔测斜仪。(如下图) 图1所示为测斜仪量测的原理图，图中探头下滑动轮作用点相对于上滑动轮作用点的水平偏差可以通过仪器测得的倾角计算得到，计算公式(1)： (1)式中： 第i量测段的相对水平偏 差增量值； 第i量测段的垂直长度， 取为1m； 第i量测段的相对倾角 增量值。 (2)siniiLiiL图图1 测斜仪量测原理图测斜仪量测原理图iniiLsin102）测点布置桩体测斜监测点布置一般在围护结构监测图中标示。布置原则：一般布置在围护结构各边跨中，对于较短的边线也

7、可不布设，而对于较大的边可根据基坑开挖深度可增至23个。如图2，以了解基坑不同侧壁的侧向变形情况。图图2 桩体测斜监测点布置示意图桩体测斜监测点布置示意图3）导管埋设 在测管位置所对应护坡桩钢筋笼吊装前，将导管固定在该钢筋笼上，导管底部与钢筋底部齐平，顶部高出地面40cm。导管和钢筋笼一起吊装就位，然后浇注混凝土，待混凝土凝固后导管与护坡桩桩体共同变形。4）测试方法 在护坡桩帽梁施工完成后，土方开挖前，将测斜探头放入导管，每1.0m作为一个采样点，采集导管各点的初始数据，并根据施工进度，对各点的数值进行采集。测量时，将滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔1.0m

8、测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。测量完毕后，将测头旋转插入同一对导槽，按以上方法重复测量。两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两个读数应是数值接近、符号相反。如果测量数据有较大差异，应及时复测。监测从基坑开挖到主体结构施工到0.0标高的全过程；监测频率：每天一次。测斜管绑扎测斜管绑扎测斜管位置图测斜管位置图 2、 围护桩桩身内力监测围护桩桩身内力监测1）仪器设备 采用JXG-1型钢弦式钢筋应力传感器，SS- II型频率计数器。 钢弦式钢筋应力传感器钢弦式钢筋应力传感器 SS-II型频率计数器型频率计数器 2）测点布置 一般布置在围护结构的各边跨跨中，对于较短的边线也可不

9、布设，而对于较大的边线可增至23个。森林公园站布置8个监测点，一个监测点6个钢筋计，共48个钢筋计（测点布置见下图）。3）传感器安装）传感器安装在每根桩的桩顶、桩中、柱底布置三对钢筋应力计，分两排，一排在基坑临空面一侧，另一排在桩后土体一侧。钢筋计连接杆与钢筋笼钢筋应进行绑焊，绑条钢筋直径为16或18，长20cm，采用双面焊，要求焊缝必须饱满，焊条强度应接近连接杆与钢筋笼主筋强度，焊接完成后，连接杆再与传感器螺栓连接，要求主筋与钢筋计必须同心。在安装前，采集钢筋计初始值。桩体混凝土浇注后但未达到养护强度时，应采集钢筋计变化值。桩体混凝土达到养护强度后再次采集钢筋计读数值，作为桩体应力初值的计算

10、依据。根据施工进度，定期采集钢筋计数值，以便了解护坡桩桩体内的应力变化。监测频率：基坑开挖全过程监测，每天一次。 4）测试方法）测试方法3、边坡土体顶部水平位移及桩顶位移边坡土体顶部水平位移及桩顶位移 选用高精度经纬仪。在进行测点布置时，首先应该选择一个基准点，基准点的选择可通过国家或地区控制坐标进行放样。一般通过选择两个控制点，通过三角放样方法确定三个监测基准点（以防止监测过程中基准点失效）。基准点一般应选在距离基坑大约3 5倍的基坑深度。1 1）监测仪器）监测仪器 2）测点布置在边坡土体顶部（或桩顶部）每隔15m选定一个测点，埋设坐标点，待混凝土凝固后可与土坡（或桩顶）共同变形。3）测定方

11、法 采用平面导线测量，以基点1为坐标原点，通过测量距离与方位角，求出各点位的坐标，平差后推算得到桩顶水平位移值（如图所示）。在开挖前采集坐标点初始值，开挖全过程监测，每两天观测一次 。基 点 1测 点 1变 位 后 的 测 点 1测 点 3测 点 2基 点 2变 位 后 的 测 点 3变 位 后 的 测 点2基 点 3图4 围护桩顶水平位移测试 点布置方法与量测示意图4）数据处理由每次测量数据可以得到变形值，并汇总成位移变化曲线。3.3.4地下水位地下水位 地下水位用水位观测井监测，观测井布置在基坑四角和长短边中点。设井时，先在土体内钻孔至设计深度，然后将带有进水孔的水位管放入孔中，于管外回填

12、中粗砂至进水段上方30cm，再在管外用粘土回填至地面高度。管口设必要的保护装置。监测频率：从开挖至抵达基坑底，每三天观测一次。 3.3.5钢支撑轴力钢支撑轴力 1）仪器设备）仪器设备 采用钢弦式轴力计 （如图） 钢弦式轴力计钢弦式轴力计 2）测点布置在森林公园站基坑的两道钢支撑上布置监测点，测点布置如图 第一层钢支撑监测点布置 第二层钢支撑监测点布置 3）传感器安装在钢支撑的一端安装钢弦式轴力计监测支撑轴力，在监测断面处每道支撑各安装一个，轴力计安装在钢支撑管与围护墙间（轴力计安装见下图）。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

13、，在轴 力计与钢围檩、钢支 撑之间要垫设钢板， 以免轴力过大使围檩 变形，导致支撑失去 作用。4）测试方法 支撑加力后，即可进行监测。监测频率为：从设置钢支撑到拆除，每天观测一次。模型及参数选择支护结构设计施工组织设计地质勘察、岩土力学室内试验经验类比地基土分类施工组织设计地质勘察、岩土力学室内试验理论方法施工监测和信息化设计流程经验方法修改参数、模型反分析竣工监测施工专家系统监测施工施工组织设计序号分项项目名称使用仪器1必测项目洞内外观察无2净空水平收敛监测收敛仪3拱顶下沉监测水准仪4浅埋隧道地表下沉监测水准仪5选测项目地表下沉监测水准仪6围岩内部变形监测全站仪、测斜仪7围岩压力监测土压力计

14、8锚杆轴力监测锚索测力计9初期支护喷射砼应变监测应变计10钢架内力及所承受的荷载监测钢筋计11二次衬砌砼应变监测应变计12爆破振动监测声测仪位移速度（mm/d）监测频率监测断面到开挖面距离（m）监测频率52次/天1B2次/天151次/天（12）B1次/天0.511次/(23天)（25）B1次/(23天)0.20.51次/3天5B1次/7天0.21次/7天说明：本频率针对于隧道水平净空收敛和拱顶下沉监测。重点明确实时跟踪提前准备主动沟通高度负责工作技巧问题工作方法问题工作态度问题结合实际案例分析一德路站场地水文、地质等情况海珠广场站场地水文、地质等情况海珠广场站监测难点 成因分析建议对策成因分析

15、： 深基坑开挖和暗挖隧道开挖后，围岩应力、地下水系统等水力、地质环境条件均会发生变化，随之产生水平和垂直位移，该位移是围岩和支护力学行为变化的最直接的综合反映。 随着施工的深入进行，场地周边的水、土均将发生运动，并进行地质、水力系统重组，其位移也将出现动态变化，并可能对周边的建筑物、管线、地面环境等造成稳定和安全威胁，特别是地基基础很浅的、年代比较久远的建/构筑物，更是监测的重中之重。一德路北侧和海珠南路西侧沿街骑楼建筑多建于解放前后，质量差，多栋房屋已开裂，桩基多为约8米长的木桩。水文资料表明：场地内富含空隙水和裂隙水，并预测一德路站场地与珠江有水力联系。一德路站场地水文、地质等情况地质资料

16、表明：海珠广场站区域内有广从断裂、海珠断裂、清泉街断裂。这些断裂易受珠江水的侵蚀，且与珠江有较好的水力联系。水文资料表明：海珠广场站距离珠江180米。场地内富含空隙水和裂隙水， #粉砂层（距离地面约5.912.7米）和#中风化地层（距离地面约1440米）内的风化裂隙中赋存有水量。海珠广场站场地水文、地质等情况暗挖隧道下穿海珠广场站二号线阶段，包括：对地铁的营运监测和隧道自身的稳定性监测。海珠广场站监测难点 建议对策：1、项目部建立信息化施工管理体系，并指定信息沟通负责人，加强与设计、施工、监测，各层级等之间的有效沟通，以及时分析、处理突发事情。2、项目部成立QC小组，并对重点建/构筑物的监测设立专项监测方案。3、筛选出场地周边的重点建/构筑物等，并专人、及时、准确地对这些重点建/构筑物等进行水平位移和垂直位移、应力应变监测。4、在特殊时期成立巡视小组，定时对重点建/构筑物等进行观察。