天津市地铁某站基坑监测技术方案secretWord格式文档下载.docx
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7.4监测信息反馈
8、观测原则及报警值
8.1观测原则
8.2报警值
9、监测质量保证措施
X路站位于XX，与X路斜交，车站周边地形比较复杂，交通拥堵。
本车站设有三组风亭，四个出入口，车站为两层侧式结构，两端为盾构始发井。
2、监测依据
1）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308--1999
2）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）;
3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）
4）基坑监测方案图（设计）；
5）《天津地铁三期工程施工监测技术规定》。
6）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-93
3、监测目的
1）对基坑施工期间基坑（及支护体）变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象以及其它与施工项目有关的内容进行监测，以便及时全面地反映基坑维护体的变化情况，是基坑维护主体工程实行信息化施工的主要手段，是判断基坑安全和环境安全的主要依据。
2）为施工参数、预估发展趋势、确保工程质量及周边管线的安全使用提供实时数据，是优化设计、施工的主要手段。
3）为理论验证提供对比数据，为优化施工方案提供依据。
4）积累区域性设计、施工、监测的经验。
根据基坑设计施工说明，需进行以下项目的监测。
1）墙顶水平位移、沉降监测；
各49个
2）围护体定向水平位移监测（测斜）；
18处
3）钢支撑轴力监测：
15处，每处5个，计：
78个
4）地下水位监测：
观测井19口，微井承压9口
5）地下孔隙水压力、土压力监测：
各4处计：
24个
6）基坑周围地表沉降监测：
约110个
7）基坑隆起监测：
约4处
8）基坑周围建筑物沉降变形监测：
约120个
9）基坑周围地下管线沉降变形监测：
约50个
10）围护体钢筋应力监测：
8处，计：
80个
11）分层沉降监测：
6处
依据工程类别、结构形式及管线状况、材质，结合有关规定、规程，确定监测管理基准值作为监测控制标准。
1）地表沉降控制标准
地表沉降控制标准0.001H；
一般允许隆起值为10mm；
允许沉降值为-30mm。
2）建筑物允许沉降标准
根据《建筑地基基础设计规范》确定的各建筑物的允许沉降值，或有关部门对建筑物沉降的特殊要求为标准，一般围护结构侧向位移0.0014H。
3）其它监测控制标准
煤气管线控制标准允许沉降值为10mm；
一般其他管线允许沉降值为20mm。
地下水位降幅累计小于1.0米
5、测控制网与监测点的布设和使用的仪器设备
高程控制点的布设
高程起算点的布设应远离基坑35米以外便于重复测量，并且通视良好、稳固的、能够永久保存的地方或建筑物上，该项目布设4个高程控制点作为沉降观测的基准点。
以地铁3号线工程水准点数据为起算依据，按二等水准观测方法进行施测，构成附合水准路线。
闭合差小于±
1.0
（n为测站数），基准点每6个月检测一次。
1）观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。
2）为监测施工而设的测点应布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息，指导施工。
3）地表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。
4）埋设测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。
5）在实施多项内容监测时，各类测点的布置在理论和实践上应有机结合，力求使同一监测部位同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。
6）深层测点应在基坑开挖施工前15天布置好，以便监测工作开始时，监测元件能够进入稳定的工作状态。
7）监测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点（埋入地下的监测件除外），保证该点观测数据的连续性。
8）监测点的编号原则：
以设计断面编号为主，按车站走向分左右编号，如C1-L123;
C1-R011,（C1为断面编号，L;
R分别表示左和右，后三位数字为点号）。
楼房监测点的编号为F123。
管线监测点的编号为G123.各种不同监测点分开报表，表头注明监测部位及监测项目和监测点类型等，附监测点位图。
序号
监测项目
监测仪器
量程
分辨率/精度
1
围护体水平位移（测斜）
1、北京航天十四所生产的测斜仪
30M
0.02mm
2
围护体顶部位移监测
1、徕卡2002全站仪
2、徕卡1001全站仪
1″（1+2ppm）
1″（2+3ppm）
3
支撑轴力监测
钢弦式支撑轴力计，数字式读数仪
根据设计值选定
2%
4
地下水位监测
使用钢尺水位仪，型号为SWJ—90
水位计
40m
1cm
5
围护体顶部沉降监测
德国NI002/NI007自动安平精密水准仪;
铟瓦标尺；
计算机记录
±
0.4mm/km
6
基坑周围地表沉降
7
坑底隆起监测
8
周围建筑物沉降监测
9
周围地下管线沉降监测
10
钢筋应力监测
中国丹东测试仪器厂GTL-2型钢筋应力计
＜0.2％F.S
11
分层沉降
使用钢尺沉降仪，型号为SWJ—90
30米
0.1mm
12
孔隙水压力
型号为kyJ—30
0.05%F.S
6、监测方法和监测频率
6.1墙顶水平位移、沉降监测；
1）点位的布设
墙顶水平位移监测、沉降点布置：
在压顶梁上每隔8-15m左右布设一点，共布设49个点。
用电锤在冠梁上打孔，埋入一边已做标记的方头形螺钉（测钉直径16mm），埋入时做标记面要朝向基坑外側。
2）观测方法
水平位移点监测：
利用高精度全站仪，采用极坐标法进行施测。
利用起算点坐标和实测的边长夹角，算出每个待测点的绝对坐标进而求出每个点的变化矢量。
沉降点监测：
采用高精度NI007型自动安平水准仪、配合半厘米分划铟钢标尺进行测量。
用光学测微法进行观测，测前应对仪器、标尺进行检定，每次观测前应对仪器I角进行检测，I<
15"
。
控制网及首次观测可采用单程双测站观测，其后可采用单程单测站观测，监测点必须构成闭合环，以确保《建筑变形测量规程》中规定的二级变形测量精度。
基准点选在离基坑50m以外的地方（基准点采用Φ15mm左右、长度1.5～2m的钢筋打入地下，地面用砼加固，或设置在年代较老且结构坚固的建筑物上），形成一个地面控制网，定期校核。
在基坑降水前对各监测点进行首次观测时，应对各观测点连续观测两次，两次高程平均值取中数作为初始值，以后每次观测均应与初始值比较，以求得垂直位移量的累计值及本次变化量。
6.2围护体定向位移监测（测斜）；
1）点位的布设
监测点分别布置在车站主体的连续墙中，按设计提供的监测图断面及要求布设18点。
详细布点设计见基坑监测位置图。
2）测斜管的埋设
按设计提供的监测图断面及要求测斜管共计布设18根测斜管。
在地连墙内埋设测斜管（管长20米～25米），先将测斜管绑在钢筋笼子的主钢筋上，密封测斜管底部及各处接头。
将钢筋笼吊入槽内，测斜管要背向开挖面放置。
埋设时，测斜管接头要对好管内壁的导向槽，导向槽的位置必须与所在的围护墙垂直。
为防止剔除地连墙超灌砼及冠梁施工时破坏测斜管，在围护墙顶部测斜管外加钢套管保护。
测斜管的上口必须高出连续墙顶部20cm。
见下图：
测斜管埋设示意图
3）观测方法
本项监测是深入到围护体（连续墙或围护桩）内部，用测斜仪自下而上测量预先埋设在围护体内的测斜管的变形情况，以了解基坑开挖过程中，作为围护体和结构体一部分的连续墙或围护桩在深度方向上的水平位移情况。
实测时首先将测头导轮高轮向基坑内侧方向放入测斜管，使测头上的导向轮卡在测斜管内壁的导槽中，沿槽划至管底以上50cm（防止掉入异物时测头无法到达起测位置而影响数据连续观测），在正式开挖前至少测2遍初值。
测读时由管底开始，利用测读仪每提升0.5m读数一次，直至管口。
拿出侧头后旋转180度重测一次，两次测量的深度必须一致。
由管底到管口的各段位移累计相加，即为各测点的实际位移。
性能指标：
传感灵敏度0.04‰、精度±
4mm/15m。
4）测量频率
基坑开挖前一周观测初始值，开挖后每天观测1次，底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.3钢支撑轴力监测
1）测点布设及测量方法
支撑轴力监测点布置：
按基坑监测位置图要求约25米布设一处。
在基坑横撑的一端布设轴力计，轴力计一端与横撑连接，另一端与支撑面相接，盾构井位置竖向布置6个轴力计，标准段及折返线竖向布置5个轴力计，共布置15个断面，单侧埋设（每道支撑安装轴力计一个），需埋设75个轴力计。
安装时必须保证轴力计中心线与钢支撑中心线在同一直线上，以保证轴力计测出的轴力能真实地反映钢支撑所承受的轴力大小。
测量方法：
用XP99C振弦式频率计，量测轴力计的频率值，当轴力计受到轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出轴力计受力的大小，通过换算计算出横撑内力的大小。
2）轴力计安装方法
钢支撑轴力监测的核心问题就是轴力计的安装。
必须保证轴力计中心线与钢支撑中心线在同一直线上，以保证轴力计测出的轴力能真实地反映钢支撑所承受的轴力大小。
轴力计安装步骤如下：
钢围檩安装好后，根据设计标高以及平面位置在钢围檩上及钢支撑端部挡板上画出钢支撑十字中心线。
根据轴力计截面半径大小，中心线位置，在钢围檩上及钢支撑端部的挡板上画出轴力计安装位置。
根据已画好的轴力计位置，在钢围檩上及钢支撑端部的挡板上采用电焊方式各焊一个高6cm，内径比轴力计外径大5mm左右的限位圆环。
将轴力计插入钢围檩上限位圆环内，然后将钢支撑端部的限位圆环套在轴力计上。
轴力计安装时，要对轴力计的引出电缆做好保护工作。
为了确保轴力计处于正确位置，在钢牛腿上焊两个半圆形基座，轴力计安装在其上面。
另一钢支撑安装时，中部应稍向上起拱，以保钢支撑支架拆除后，使其不因重力下垂而影响轴力计测试数据的准确性。
3）测量频率
每层支撑开挖初期每天观测1次，各支撑施工期间直至开挖至设计深度每天观测1次，底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.4地下水位的监测
基坑开挖前须进行降水，基坑内地下水位通常控制在开挖面以下1m左右，而基坑外地下水位通常不低于降水前地下水位1m。
降水速率不超过0.5m/天。
基坑开挖由浅入深，地下水位高度也逐渐降低，其控制需要通过计算来确定，即不能抽水过深引起地面沉降和周围建筑物变形，也不能由于抽水过浅而影响施工进行。
水位测管预埋于基坑外的土体内，用水位计进行测量，了解基坑外水位变化情况。
（从自然地面算起）
1）水位监测井的布置及测量方法
水位监测井做法与降水井做法相同，潜水观测井井深5m，减压降水观测井井深从地面至承压含水层下3m。
潜水水位监测井布置在基坑两侧，依据设计要求距围护结构外边缘2米，共布设9个断面，共计19口。
减压降水观测井布置按设计要求坑外布设在距围护结构外边缘2米、12米位置，布设8个断面，共计9口；
总共布设28口地下水位观察井（深井9口、浅井19口）。
观测井均匀布设在基坑的两长边外的土体中，距围护墙2-3m处，具体位置见基坑监测图
进行地下水位监测就是为了预报由于地下水位不正常下降引起的地层沉陷。
水位监测井采用大口井，水位监测井深度应超过基坑的开挖深度。
采用钢尺水位计（仪器精度±
1毫米）观测地下水位的变化。
在水位观测井顶部选用一点，做为观测井水位的基准点（与水准网点连测），从此基准点开始，将水位计探头沿水位井下放，当碰到水时接受机会发出蜂鸣声，此时读出至基准点的读数，再结合管口基准点的高程，就可以求出地下水位的绝对高程，进而监测地下水位的变化。
精度：
测量误差不大于5毫米
2）水位孔施工
水位孔采用小型钻机成孔，成孔深度应在设计最低水位之下。
当水位管采用φ50mm时，水位孔采用φ100mm孔径。
当钻进成孔至设计标高后，放入裹有滤网的水位管。
管壁与孔壁之间用净沙回填至离地表0.5m处。
再用粘土封填，以防地表水流入。
3）监测频率
基坑降水前测出初始值，基坑开挖中，每天测1次，底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.5地下孔隙水压力、土压力监测
1）测点布置
孔隙水压力计在地下管线和建筑物比较多的地方布设。
2）孔隙水压力、土压力计的埋设
采用小型钻机距地下连续墙0.5米-2米的地方成孔，成孔深度不小于25米，每隔5米放置孔隙水压力计、土压力计，并用散土回填，在地面引出信号电缆，做好保护。
3）观测方法
观测时利用振弦式频率接收仪，测得空隙水压力计、土压力计在受力后的自振频率读数，经公式转换计算后求出基坑降水、开挖时的土体的内部变化。
4）监测频率
基坑开挖前测出初始值，基坑开挖中，每天测1次，底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.6基坑周围地表沉降监测
1）测点布设
先布置高程起算点，高程起算点的布设应远离基坑50米以外，并且应通视良好、稳固的、能够永久保存的地方或建筑物上，该项目布设4个高程控制点作为沉降观测的基准点。
以天津市地下铁道二期工程三号线X路站水准点数据为起算依据，按二等水准观测方法进行施测，构成附合水准路线。
（n为测站数），基准点每个月检测一次。
地表沉降监测点布置：
每约25米布设一个断面，共计15个断面，每个截面大约布设8个监测点，共布设地表沉陷监测点约120个。
测点顶部要圆滑，柏油路面采用具有凸球面的钢制长50mm、直径20mm的圆头测钉打入地下作为观测点。
软土地基打入土体中的测点要有足够长度（0.3-1米）长钢筋打入地下作为观测点，测点与土体之间不允许松动。
（1）在对应于测斜点位置的围护墙外侧按设计段面布置地表监测点。
（2）在两侧端头井的外侧与基坑纵轴方向布设，每个截面布点约8个，向外延伸约40米，从围护墙外侧起算各点相邻距离分别为5+5+5+10+10米，见基坑监测方案图
基坑周边地面沉降点位布设示意图
2）观测方法
利用高精度水准仪观测测点高程变化情况，观测按不等距几何水准测量方法进行，测前应对仪器、标尺进行检验，仪器i角应保证i<
±
5″，视线长度＜50米，视线高度＞0.2米,基辅读数差＜±
０.5mm,基辅高差之差＜±
0.7mm。
沉降点的施测：
每次监测从基准点起测，高程引至工作点，采用不等距几何水准测量方法，后视照准读数两次，测点可多次测量。
使用E500S计算机程序纪录，数据自动传输，减少人为的错误。
编制沉降监测成果表。
基坑开挖时每天观测1次,底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.7基坑隆起监测
1）测点布设
为及时了解基坑内土体的回弹隆起情况，以便及早的采取有针对性的施工措施。
因此在基坑内布设监测点，每个施工段布点不少于3个。
基坑回弹监测点布置在基坑中央、距坑底边缘1/4底宽处，共计39个点。
在基坑土体内打孔后，把绑好磁环的回弹管下到孔内（把磁环预埋到低于基底20～30厘米处），绑磁环的材质遇水后会自动松开，磁环就与回弹管分离并与土体紧密的结合在一起，当土体沉降或上升时磁环也就与土体同时下沉或上升。
2）观测方法
随着基坑内土体的开挖卸载，坑内外产生土压力差，从而出现基底回弹。
观测方法：
将钢尺沉降仪的测头缓慢放入导管内，当测头感应到管外土层中磁环的磁场时，会发出连续不断的蜂鸣声，此时读出钢尺电缆在管口处的深度读数，再结合精密水准仪联测管口的高程，就可以求出土体中磁环所处的绝对高程，当土体回弹时，会带动磁环升降并改变其绝对高程，从而可得到不同深度土体的回弹量。
基坑开挖前测出每个测管的高程、磁环到管口的距离，作为基坑回弹的初始值。
测量精度：
1mm。
监测方法也可采用立柱沉降法，借用施工段内的立柱桩，在桩顶设测点，用立柱桩的沉降表征基坑底部土体的回弹。
测量频率：
基坑开挖前测出初始值，开挖时每天测1次，直至底板浇铸结束。
6.8周围建筑物沉降
在基坑开挖和施工降水过程中，常引起周围地面的下沉，从而造成建筑物的沉降，为此，在基坑施工期间必须对基坑周围的建筑物进行监测。
监测范围以2倍基坑开挖深度为宜，在此范围内的每一栋建筑物需布设适当的监测点。
原则上以能全面反映建筑物特点为准。
监测点的位置一般在建筑物的四角、大转角和建筑物伸缩缝处，原则上离基坑较近处多布点，离基坑较远处少布点，对跨度较大、基础较弱的建筑物适当加密，
在每栋建筑物外墙正负零以上10～15cm处，每间隔12米左右设一沉降观测点。
用电锤打孔打入鼓形测钉或埋入建筑物靠近地面的结构体内，露出结构体3-5cm，测点头部凸球形。
或射钉枪将射钉打入建筑物结构体内，露出结构体2～4cm，测点头部略向上，测点与建筑物之间不允许松动。
具体点位布设情况见点位布设示意图。
采用高精度水准仪观测高程变化情况（观测方法与地面沉降同），从而了解被保护建筑物的沉降变化，是否会产生因基坑施工造成周围建筑物产生沉降、倾斜或开裂的不均匀沉降。
监测频率：
基坑开挖每天观测1次,底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
建筑物沉降点布设示意图
6.9周围地下管线沉降变形监测
根据规范要求，须对基坑周围开挖深度2倍范围以内的地下管线进行监测，基坑周围地下管线有一部分在施工范围内，其具体的监测测点布置按管线切改后的最终管线位置图确定。
管线最大变形值按《天津地铁三期工程施工监测技术规定》执行。
考虑到年久老化的管线要严格控制报警值。
对煤气管道、自来水管道等有压力的管道允许变形值要严格掌握。
对这些管线应加强监测。
自来水管沉降不能超过20mm，沉降速率不能超过3mm/天，煤气管道沉降和水平位移不能超过20mm，沉降速率不能超过2mm/天。
a）监测点布置方法
地下管线监测点布设间隔为30m。
其中有特殊情况的地方视实际情况变化加密。
（1）间接法布点：
沉降监测采用钢筋标志打入管线上方紧邻土层中，钢筋端部应深入到管线上方10cm左右；
顶部磨成凸球面并高出地面1-2cm，，这样管线随地面变化，可以保证测到管线埋设深度的土体沉降，并以此来表示管线的沉降。
（2）直接法布点：
对距地面较浅的压力管线沉降观测点可直接设点，方法是将各管线覆土挖开，露出管线，然后将钢筋标志用机械或其它合适的方法固定在管道上，另一端垂直向上至地面，钢筋标志顶部磨成凸球面并高出地面1-2cm，柏油或水泥地面可在外面加一段套管，套管比钢筋短2-3cm，套管内径要大于钢筋标志，套管上口比钢筋标志的凸球面低3-5毫米，然后回填土至原地面高度。
b）监测使用精密水准仪进行观测（观测方法与地面沉降同）。
c）监测频率：
基坑开挖前观测初始值，基坑开挖每天观测1次,底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
部分地面点及地下管线监测点布设示意图
6.10连续墙体钢筋应力监测
1）钢筋应力计测点的布置及埋设
按监测设计图钢筋应力计布设位置8处、每处10个，计：
80个。
钢筋应力计从上到下每隔5米深布设2个钢筋应力计。
在地连墙钢筋笼焊接完成后，将装有钢筋应力计的连接铁棒绑结在地连墙钢筋笼的主钢筋内侧和外侧上，并用沾水棉布包好钢筋应力计的传感器，然后将钢筋计的铁棒两端点焊。
从铁棒中引出的钢筋应力计导线集束用胶布固定在钢筋上。
待钢筋笼吊入槽内后，将导线集束引至墙顶并注明号码套环标记。
采用振弦式钢筋应力计来监测地连墙内部钢筋应力的变化。
振弦式钢筋应力计工作原理是利用一根张拉并固定在应力计变形段两端中心位置的钢弦，在受力变形后自振频率发生改变，求出钢弦应力的大小，进而推算出被测钢筋受力的变化。
钢筋应力计算公式如下：
P=KΔF+bΔT+B
式中：
P—被测钢筋的荷载（KN）；
K—钢筋计的标定系数（KN/F）；
ΔF—钢筋计输出频率模数实时测量相对于基准值的变化量（F）；
b—钢筋计的温度修正系数（KN/0C）；
ΔT—钢筋计的温度实时测量相对于基准值的变化（0C）；
B—钢筋计的计算修正值（KN）；
观测时利用振弦式频率接收仪，测得钢筋计在受力后的自振频率读数，经上述公式转换后求出桩、墙的内部应力应变。
仪器精度：
2HZ。
3）监测频率
基坑内降水前测出初始值，开挖时每天1次，底板浇铸后每2天观测1次，中板浇铸后每周观测1次，顶板浇铸后停止观测。
6.11分层沉降观测
由于基坑的开挖，地下水的变化，地连墙的变形，影响不同深度的土层随之变化。
分层沉降的目的就是捕捉不同深度的土层沉降规律。
1）埋设方法：
按监测设计图土体分层沉降布设位置7处。
在基坑外距地连墙1-2米，距建筑物1-2米处，利用小型钻机钻孔，每孔深20m，竖向间隔5米放置一个磁环，将装有磁环的分层沉降管埋入孔内，露出地面20cm。
磁环按设计及勘察土层要求埋设，使用分层沉降仪从上倒下往返量测。
采用钢尺沉降仪配合专用的PVC导管和磁力环进行监测，当沉降仪接触到磁力环的磁场时，会发出蜂鸣声，此时钢尺读数就是磁力环所处地层土体的位置，重复观测后对比出现的数值变化即土体的沉降变化量。
3）监测频率
7．监测管理
7．1、人员组成
监测人员的组成，由专人管理负责，由专业测量工程师任组长及技术负责人，成立“基坑监测工程施工安全监测组”，重大问题由项目经理、项目工程师协助处理。
监测技术负责人与施工技术指导人员密切配合，监测组应及时了解施工工况、进程、施工部位，监测组及时反映监测数据资料，使监测真正成为指导施工生产的一种重要手段。
施工前，由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员一起建立专业监测小组，由监测小组专门负责这个合同段的监测工作。
监测小组的任务包括以下几个方面：
1）制定监测计划，布置、埋设、保护监测点及仪器；
2）及时收集、整理各项监测资料；
3）对收集的资料进行及时计算、分析、对比，研究其变形机理和变形趋势，并反馈到施工中去，为后续施工做出指导。
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