地铁车站明挖基坑监控量测作业指导书.docx

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地铁车站明挖基坑监控量测作业指导书

地铁车站明挖基坑监控量测作业指导书

1、监测目的

（1）、监测基坑结构应力和变形情况，掌握基坑围护结构的动态，验证基坑支护的设计效果，保证支护结构稳定、地表建筑和地下管线的安全。

并对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。

为施工日常管理提供信息，保证施工安全。

（2）、提供判断基坑结构基本稳定的依据，确定车站主体结构的施作时间。

（3）、通过监控量测，了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，以便及时调整施工方法，确保施工安全。

（4）、通过量测数据的分析处理，掌握基坑结构稳定性的变化规律，修改或确认车站主体结构设计参数。

控制地表的下沉，确保地面交通顺畅和地面建筑物的正常使用。

（5）、通过监控量测了解本工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程的发展提供借鉴、指导作用。

2、监控量测流程图

监控量测流程图见下图：

3、监测项目及频率

监测项目及频率见下表：

4、监测点的选设

监测测量点可分为控制点和观测点（或测点）。

控制点包括基准点、工作基点等。

各种测量点的选设及使用，应符合下列要求：

（1）、基准点的选设必须保证点位地基坚实稳定、通视条件好、利于标石长期保存与观测。

基准点的数量不少于3个，使用时应做稳定性检查或检验。

（2）、工作基点应选设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置，并应满足下列要求：

①设置在地表的工作基点：

采用人工挖孔或大钻孔埋设法在地表设置的工作基点，其钢筋长度不应小于3m，直径为20mm，并作保护；

②设置在建筑物上的工作基点：

应选择在地铁施工影响区以外、建成时间较长且有地下室的建筑物上设置。

工作基点直径不得小于20mm，并作保护。

（3）、观测点选设在变形体上能够反映变形特征的位置，并便于工作基点或邻近的基准点和其它工作点对其进行观测。

（4）、定期对基准点、工作基点进行检测。

监控量测流程图

监测项目和监测频率表

5、监测方法

（1）、工程建筑物变形监测

①基础沉降监测

a监测前在便于监测高度处布设监测点，每个基础角点均布设监测点，且满足

15~20m的间距要求。

监测点均用Φ22半圆头钢筋或膨胀螺栓，采用水泥砂浆埋置稳固牢靠，对各监测点作好编号，并作好标记与保护，以防外力破坏监测点，影响监测结果的真实性。

b考虑到从设计院提供的水准点引测，测量路线过长，转站次数过多，影响量测精度，因此可在影响区范围之外选取多个水准基点（三个以上），而且选定的准基点应能覆盖车站所需要监测沉降位移的范围，能够以最少的转镜次数测定监测点的沉降变形。

c在基坑开挖前，采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行沉降初始值测量，测定初始读数时应增加测回数，

以精确确定初始值且满足：

实测高差较差不大于0.2n1/2mm，一般取3～5次的数据，取其平均值作为测点的初始读数。

d基坑开挖过程中按围护结构施工中1次/天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周的频率进行。

e监测频率对各监测点进行高程测定，及时作好记录，将当日高程值与前次高程值进行较差，得出本次监测时间段的沉降变形量。

实测数据后及时进行分析，将本次变形值与前次变形比较，分析其变形速率，并绘制变形速率曲线与累计变形量曲线。

如下图：

监测点累计沉降与沉降时态曲线示意图

f根据每次监测之沉降值分析基础的沉降量和时态曲线的走向，以提前作好应对措施。

在对建筑物基础沉降监测过程中，应随时注意其累计变形量，当累计沉降量与允许沉量靠近并预计累计沉降量还有上升可能时，应及时汇报项目总工程师，研究是否能继续施工。

g为最大限度的保证监测精度，应按照同一个水准基点控制相同监测点进行，同一个监测点变形监测应采用同一条监测条线。

②水平位移监测与倾斜监测

a水平位移监测

建筑物平面变形监测点布置在楼顶面楼角，监测点用Φ22钢筋上标记号和混凝土埋设，并保证点位稳定，作好相应记录与编号。

因建筑物倾斜监测先应测定其平面位移，因此建筑物的倾斜监测也可用电子全站仪使用本方法进行。

如下图：

工程建筑物倾斜监测示意图

先测定监测点A的初始坐标（X0，Y0），再测定开挖过程中变形后坐标（X’，Y’），量得建筑物高度h，则倾斜度按如下过程进行计算：

L=√（（X0-X’）2+（Y0-Y’）2）

b倾斜监测

施工前，由监测基点通过水准测量测出建筑物沉降监测点的沉降值，采用差异沉降法进行计算：

Θ=arctanΔS/b

Θ为建筑物的倾斜角；b为建筑物宽度；ΔS为建筑物的差异沉降。

建筑物的变形监测应按围护结构施工中1次/天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周的频率进行。

（2）、地表沉降与水平变形、土体侧向变形、周边管线变形的监测

①地表沉降

对坑周边地表变形的监测与建筑物基础沉降和水平变形的监测方法一致。

地表水平变形与垂直变形的监测点可合设，按15~20米间距布置，具体布置位置按监测平面图为准。

监测点均按如下方法布设：

在需布设区域挖40~50cm深土坑，用混凝土埋设钢筋，钢筋埋入深度25cm以上，外露不得大于0.5cm，需加强对监测目标点的保护。

②周边管线变形监测

对周边管线的监测可在检查井处进行，先在检查井处选定好监测点，并作相应标记与记录，用精密水准仪测定好初始始值后，围护结构施工中1

次/

天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周的频率进行，变形控制值为：

a自来水管道变位，沉降或水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。

b对于光滑的变化曲线，若曲线上出现明显的折点变化，也应作出报警处理。

监测点埋设如图

管线监测点布置

（3）、围护结构监测

①墙顶水平位移监测

监测点可用Φ20钢筋制作，在浇灌围护墙时埋入钢筋桩顶部，埋深不少于10cm，外露长度不大于为1cm，顶部刻划十字丝。

如下图。

监测点示意图

在浇灌需布设监测点墙体时，应于墙顶施工完毕前将监测目标按图7-3埋入墙顶，使监测目标能很好地与墙体结合，并应保护，等墙体达致设计强度的50%之后，立即对墙体进行初始值的测定，并作好记录。

a在开挖过程中按每天2次的频率测定监测点变化，施作围护结构阶段按每天1次的频率测定。

b墙顶水平位可按单点改正方法进行。

在施工影响之外的坚固处设置A、B

两个标志点，其中一个设于在地面处做为置镜

点，另一个设于高处作为后视点用视准轴直接量出：

墙顶位移监测示意图

②墙体位移（桩体深层次位移）监测

墙体深层次位移与土体侧向位移监测均采用测倾管与测倾仪进行。

下图为测试墙体深层次水平位移时测斜管与钢筋的绑扎方式。

墙体位移测斜管计埋设示意

a埋设时将测斜管在现场组装后绑扎固定在墙体钢筋笼上，绑扎时应要使测斜管上下节的同一导槽衔接顺畅，避免导管的纵向旋转。

另外应将一对导槽方向平行主基坑法线。

b测斜管在随钢筋下放前，应将管底底盖封严封实，并在管内注满清水，以防止测斜管在浇灌混凝土时上浮，并防止水泥浆渗入管内。

测斜管应安放在靠近土体一侧。

c基坑开挖前，应确定墙体位移的初始位移，进行初始位移测试前，用清水将测斜管内冲冼干净，并先用测头模型沿导槽上下滑行一遍，待检查导槽正常后，将测头缓慢滑行至管底，再测定。

d应加强对测斜管口的保护，以防外力损坏和避免杂物掉入管内堵塞测斜管。

e按以下过程进行量测：

每次量测时均从管底往上测定，每个测点间距为0.5m。

初始数据测定。

将测头滑至管底每往上提升0.5m读一次数，并作好记录，测量完毕后将测头旋转180度滑入同一对导槽中至管底，每往上提升0.5m读一次数，并作好记录，在操作正常情况下，两次读数应为符号相反，数值一致。

按上方法连续测量三次，在结果无明显偏差时取平均值作为墙体的初始位移。

主基坑开挖过程中应按每天2次测定。

开挖过程中的监测为值减去初始值得当次时间段位移变形值。

根据监测结果绘制时程曲线。

③墙体内力监测、钢筋混凝土支撑轴力监测

a墙体内力监测

采用钢筋混凝土材料制作的围护支挡构件，其内力通常是在钢筋混凝土中埋设钢筋计，通过测定构件受力钢筋的应力，然后根据钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件计算得到。

当钢筋笼绑扎完毕后，将钢筋计串联焊接到受力主筋的预留位置上，并将导线编号后绑扎在钢筋笼上导出地表，从传感器引出的测量导线应留有足够的长度，中间不宜有接头。

钢筋笼下沉前应对所有钢筋计全都测定，核查焊接位置及编号无误后方可施工。

钢筋应力计算：

弯矩计算：

Mc=Ec[（σ1-σ2）/d]Ic/Es

Mc-监测断面计算弯矩

d-钢筋计之间的中心距离

σ1、σ2-每对钢筋计的计算应力

Ec、Es–混凝土和钢筋计的弹性模量

Ic-监测断面惯性矩

安全判别条件：

σi≤fyMc≤[M]

fy–钢筋抗压强度设计值

[M]-结构弯矩设计值

b支撑轴力监测

对于钢筋支撑杆件采用钢筋应变计直接监测支撑轴力，通过监测频率换算出相应的轴力值，监测断面选取在支撑的端头。

轴力计算公式：

Nc=K√f2-f02

Nc-相应的轴力计的监测轴力

K-轴力计常数

f0-轴力计埋设后初始自振频率

f0-轴力计监测自振频率

④地下水位监测

在基坑外距基坑2.5m的距离处布设水位观测井，将水位管预埋在观测井中，采用电子水位计测量水位距孔口的距离，用水准测量方法测出孔口标高，从而确定水位标高，进一步计算水位变化情况，降水施工前，对所有观测孔统一联测静水位，统一编号，量测基准点，选择典型代表性的一排观测孔，从降水开始，观测时间分别采用30min、1h、4h、8h、12h以后24h观测1～2次，直到降水工程结束。

水位井口设必要的保护装置，避免杂物或场外污水进入管内。

通过对水位的监测，可以进一步得到基坑内降水、开挖对基坑外部地下水的影响。

地表和建筑物的沉降，基本上都是因为大面积降水引起的，因此要严格控制地下水位，必要时加强观测频率。

根据经验，基坑开挖过程中水位下降不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm。

6、监测数据分析、处理

（1）、为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施：

①监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。

②制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。

③量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

④量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。

⑤量测设备、元器件等在使用前均需经过检校，合格后方可使用。

⑥各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

⑦量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。

⑧量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。

⑨各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

⑩针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。

（2）、取得各种监测资料后，需及时进行处理，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，保证监测数据的可靠性和完整性，对监控量测资料整理和初步定性分析。

①数据整理

把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。

②插值法

在实测数据基础上，采用函数近似方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。

③采用统计分析方法对监测结果进行回归分析

寻找一种能够较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测物理量进行预测，防患于未然。

如预测最终位移值，预测结构物的安全性，并据此

确定工程技术措施等