武汉地铁范湖车站ⅠⅡⅢⅣ号出口基坑施工监测方案1217Word下载.docx
《武汉地铁范湖车站ⅠⅡⅢⅣ号出口基坑施工监测方案1217Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉地铁范湖车站ⅠⅡⅢⅣ号出口基坑施工监测方案1217Word下载.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
各岩层的工程地质特征及分布情况描述见表1-1：
表1-1地层岩性性能表
地层
代号
地层名称
垂直渗透系数（cm/s）
颜色
状态
特征描述
层厚
1
杂填土
由碎石、砖渣、煤渣及少许粘性土组成，连续分布。
0.9～3.2m
3-1
粉质粘土
8．0E-8
黄褐色、灰褐色
可塑，
中压缩性
含铁锰氧化物，连续分布。
0.5～2.8m
3-3
淤泥质
1.2E-6
黄褐色、灰色
软～流塑，高压缩性
含少许有机及粉粒，连续分布。
3.3～7.6m
3-4
淤泥质粉质粘土夹粉土
灰色
软～流塑，中压缩性
中部多夹粉土及粉质薄层，连续分布。
2.4～8.6m
3-5
粘质粉砂、粉土、粉砂互层
含云母、石英等、腐植物，分布不连续。
5.1m
4-1
粉砂夹粉土
稍～中密，中压缩性
层中多夹粉土、粉质粘土薄层，含长石、石英、云母等，分布不连续。
6.7m
4-2
粉砂
中密、
少夹粉质粘土薄层，含长石、石英、云母等，连续分布。
6.4～12.3m
4-2a
灰褐色
夹粉质薄层，呈透镜体状分布于4-2层中，分布不连续
2.0m
4-2b
褐灰色
松散，可塑
含腐植质，分布不连续
0.9m
4-3
中下部夹粉质粘土薄层，含长石、石英、云母等，连续分布。
7.1～11.1m
4-3a
夹粉土
软塑、
高压缩性
层面上夹有粉土、粉砂薄层。
该层分布不连续，最大揭露厚度4.6m
4-3b
松散稍密
中压缩性。
含长石、石英、云母等，连续分布。
0.8m
4-4
粉细砂
中密密实中低压缩性
由上往下砂土颗粒逐渐增大，底部少数孔有粒径多在2-8cm，呈次圆状砾卵石，分布不连续。
10.8m
4-4a
层中夹有粉砂、粉土薄层，分布不连续。
2.1m
5-1
强风化
细砂岩
灰绿
坚硬，
低压缩性
砂质结构，块状构造，为半成岩，连续分布。
0.7～5.0m
5-2
中风化细～中砂岩
坚硬
砂粒状结构，块状结构，岩石较完整，连续分布。
2.6～7.1m
6-1
强风化粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层
基本风化砂土状、原岩结构，连续分布。
0.8～4.3m
6-2
中风化粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层
坚硬，裂隙发育、岩层较破碎。
含粉砂泥状结构，块状结构，连续分布。
3.0～5.1m
1.3结构形式与施工方法
范湖站附属工程包括4个出入口和2组风亭。
出入口分设于青年路两侧路边，风亭设于青年路西侧路边。
Ⅰ号出入口与Ⅰ号风道合建，位于车站西北角，为地下一层结构，基坑开挖长度27.5m，基坑开挖宽度49.6m，基坑开挖深度9.69m，积水坑处局部基坑深度为11.19m。
Ⅱ号风道位于车站西南角，为地下一层结构，基坑开挖长度27.5m，基坑开挖宽度26.9m，基坑开挖深度9.314m，积水坑处局部基坑深度为10.214m。
Ⅱ号出入口位于车站西南角，为地下一层结构，通道基坑开挖长度29.3m，基坑开挖宽度6～8m，基坑开挖深度9.75m，积水坑处局部基坑深度为12.93m。
Ⅲ号出入口位于车站东南角，为地下一层结构，通道基坑开挖长度32.05m，基坑开挖宽度6～10.5m，基坑开挖深度10.85m，积水坑处局部基坑深度为12.665m。
Ⅳ号出入口及换乘通道位于车站东北角，通道由2号线范湖站东北方向接出，沿东北走向与葛洲坝广场相连接。
通道全长108.5m。
Ⅳ号出入口及换乘通道除与葛洲坝国际广场连接段为地下二层，其余均为地下一层。
出入口段结构顶板覆土约3.9m，换乘通道段顶板覆土约5.0m。
Ⅳ号出入口及换乘通道基坑平面比较复杂，基坑宽度与深度在不同位置也不相同。
在换乘通道中部标准段，基坑深度约10.3m，基坑宽度为21.1m。
在二、三号线范湖站换乘通道实施分界线处，基坑深度约11.3m，基坑宽度为15.6m。
Ⅳ号出入口积水坑处基坑深度为12.9m。
出入口、风道基坑围护采用SMW水泥土搅拌桩，长度约17.5m～21m，桩径850mm，桩间咬合200mm，支撑采用钢管及围檩，水平间距3-4m左右。
出入口及风道地基加固采用粉喷桩，抗拔桩采用φ800桩径、C30、S8、深15m钻孔灌注桩。
本工程基坑降水采用坑内降水井减压降水。
Ⅰ号出入口与Ⅰ号风道、Ⅱ号风道、Ⅱ号出入口、Ⅲ号出入口采用间隔插入型钢，Ⅳ号出入口积水坑及二、三号线范湖站换乘通道实施分界线处，基坑深度大，型钢采用密插的布置方式，在葛洲坝连接通道一层段，型钢布置为隔一插一，其余位置采用插二跳一型布置方式。
SMW桩顶设850×
800的钢筋混凝土冠梁，Ⅰ号出入口与Ⅰ号风道、Ⅱ号风道、Ⅱ号出入口、Ⅲ号出入口设置两道Φ609钢管支撑（积水坑段局部设三道钢管支撑），风道第一道支撑设置于冠梁上，其他支撑均设置于钢围檩上；
Ⅳ号出入口与葛洲坝连接段设三道Φ609钢管支撑，第一道支撑于冠梁上，下面两道支撑在腰梁上，其它位置设置两道Φ609钢管支撑。
钢管支撑采用φ609钢管，壁厚16（12）mm，在基坑内角部各支撑平面内设置三角撑。
根据工程特点及周边实际施工条件，将整个工程分为三个区段、四个施工阶段进行，其中三个区段是指：
车站主体结构及Ⅲ、Ⅳ号出入口为施工区段1，Ⅰ号出入口和1号风道为施工区段2，Ⅱ号出入口及2号风道施工区段3。
而四个施工阶段是指：
第一阶段：
按照主体结构施工所需占地范围，对青年路东侧部分绿化地、房屋进行迁移，并进行道路改造。
同时对部分非机动车道、人行道进行改造；
第二阶段：
正式进入主体结构施工。
该阶段完成长约180米主体及III、IV号出入口施工；
第三阶段：
拆除第二阶段施工围挡，根据第三阶段施工交通疏导需要，恢复路面后再行施工西侧I、II号风亭及I、II号出入口；
第四阶段：
待车站土建结构全部施工完毕后，再恢复现状道路及绿化。
于是整个工程的施工流程见图1-6。
标准段的施工流程为：
交通疏解→迁改管线→地下连续墙、地基加固→坑内降水→基坑开挖至第一道支撑位置，架设第一道支撑→开挖至第二道支撑位置，架设第二道支撑→开挖至第三道支撑位置，架设第三道支撑→开挖至基坑底面，施作接地网、垫层、防水层，浇筑底板结构→拆除第三道支撑，施做地下二层侧墙防水层，浇筑地下二层侧墙、中柱及中板结构→拆除第二道支撑，施做地下一层侧墙防水层，浇筑地下一层侧墙、中柱及顶板结构→拆除第一道支撑，施作顶板防水层，覆土回填，恢复路面。
图1-2车站的施工流程
1.4周边建筑物及管线情况
范湖站附属工程基坑周边建（构）筑物均已拆迁，周边建（构）筑物对基坑开挖基本无影响。
范湖站附属工程施工影响的管线有自来水管、排污管、通信光缆、电力电缆等，根据管线具体情况需采取改移、导流、原地保护等措施进行处理，确保管线安全。
范湖站附属工程管线迁改图见附图7。
范湖站附属工程管线统计详见表1-2。
表1-2范湖站附属工程管线迁改统计表
位置
管线类型
产权（管理）单位
规格或数量
材质
处理方法
三
号
出
入
口
自来水
武汉市水务集团
DN500
钢管
改移
排污管
武汉市水务局
Φ500
砼
断开导流
通信光缆
武汉电信
12/9
原地保护
武汉市公安局
电力电缆
常青供电局
3根10KV
铠装电缆
四
一
二
风
井
路灯
武汉路灯公司
军缆
HB300*3008/7
HB300*30024/2
HB700*60010KV
铜
排污箱涵
两组5.1*2.7米
2监测目的
基坑开挖过程导致周围土体应力状态产生较大变化，在深基坑开挖的动态过程中，与之有关的土体稳定和周边环境状态也处于动态变化过程中。
围护结构、周围土体以及周边建筑物各种破坏形式产生之前，通常有大的位移、变形或受力变化等异常情况发生，因此加强在施工过程中的监测，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并有针对性地改进施工工艺和施工参数，减小地表和土体变形，以达到信息化施工目的，保证工程安全。
本工程的监测意义在于：
（1）监测开挖过程中基坑的状态及其对周边环境的影响，预防工程破坏事故和环境事故的发生。
（2）将现场监测结果与工程计算预测值相比较，判别前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步施工参数，从而指导现场施工，做到信息化施工。
（3）量测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。
（4）为确保基坑安全及周边地下管线的安全提供实测数据，是设计和施工的重要补充手段。
（5）检查施工引起的地表沉降和对建（构）筑物的影响是否超过允许范围，并在发生环境事故时提供仲裁依据。
3监测方法的设计依据
（1）武汉城市地铁范湖车站工程的有关设计资料。
（2）中华人民共和国国家标准《地下铁道、轨道交通工程测量规范》（GB50308-1999）。
（3）中华人民共和国国家标准《地下铁道设计规范》（GB50157-92）。
（4）中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-93）。
（5）中华人民共和国国家标准《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97）
（6）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
4基坑监测系统
4.1监测内容及布置原则
根据施工组织计划，该工程在地域上分为两阶段进行施工，因此监测点的布置也分阶段有重点地进行布置和量测。
由施工组织计划书中有关基坑开挖与降水施工过程中的监测要求，本项目的监测点内容及布置原则见表4-1，详细布置图见附图1、2、3、4。
表4-1各测点布置原则表
项目
测点布置原则
基坑周围地表沉降
按每25m布设一个断面
基坑周围建筑物沉降及倾斜
基坑外85m范围内，测点间距10m
建筑物裂缝监测描绘
基坑外85m围内所有建筑物外墙
基坑周围地下管线沉降
基坑外85m范围内管线，监测断面间距10m
围护墙顶水平位移及竖向沉降
每个围护结构拐点，其余按10m布置一点
基坑底回弹
每50m设一断面，每断面至少3个监测点
墙体水平位移
每25m布置一孔，并保证基坑四周均有监测孔
地下水位量测
坑内四角点，长短边中点，坑外每50m设一孔
钢管支撑轴力
沿基坑每50m设一断面
围护结构内力监测
深层土体垂直位移
纵向25m一个量测断面
墙背侧向土压力
沿基坑每边25m设监测断面，测点竖向间距5m
墙背水压力
车站两端头井与车站部各设一个断面，间距同土压力
4.2监测原理与监测点布设
4.2.1基坑周围地表沉降监测（35点）
测点布置：
由于基坑的开挖，使得基坑外侧土体由于应力场的改变而产生变形，大致显著影响区域在2-3倍基坑开挖深度范围内。
为此，本次坑周地表沉降监测点在横断面上布置在距离基坑边缘85m范围内，在监测区间内共设置7个地表沉降监测断面，每个断面在基坑东侧设置一个测点，西侧根据近密远蔬的原则设置4个测点，共35测点，测点编号为DM-x-y（DM表示是地表沉降监测点，x表示监测断面编号，y表示测点编号，如DM-01-02表示第1个监测断面，第2个地表沉降监测点）。
测点埋设：
地面沉降监测点结构图见图4-1，埋设时要求测钉深入到地表坚硬土层下层土壤中，并在地表采用盖板进行保护，防止局部冲击破坏。
量测原理与计算：
利用水准仪提供的水平视线，在竖立在基点与地表沉降监测点上的水准尺上读数，以测定两点间的高差，并与初始高差进行比较，从而得到该监测点的沉降值。
测量仪器及精度：
S1水准仪与铟钢水准尺。
DS1型水准仪精度1mm/Km，最小读数0.1mm。
水准测量按二级水准施测，两次读数差＜0.5mm，两次高差较差＜0.7mm。
测量路线按实际情况可取闭合或附合水准。
4.2.2建筑物沉降与倾斜测量（39点）
基坑影响范围内的建筑物的变形情况都应该进行监测，根据设计图纸提供的信息目前需要进行监测的建筑物大概在6栋左右，每栋建筑物靠近基坑侧转角处均布置沉降测点。
根据这些原则，在监测区间内共设置房屋沉降测点39个，测点编号为JZ-x-y（JZ表示是建筑沉降监测点，x表示建筑物编号，y表示测点编号，如JZ-6-1表示第6号建筑物的第1个沉降监测点），测点布置见附图1。
房屋沉降测点设置在框架结构的立柱上或砖混结构的外墙体上，埋设时要求将膨胀螺栓牢靠地固定承力的立柱与承重墙体上。
测量原理：
房屋沉降测量原理同4.2.1,在测得相邻沉降测点的沉降差后除以测点间的距离，从而得到建筑结构的倾斜度。
同4.2.1。
4.2.3管线沉降监测（约77点）
根据现有的管线迁移计划，管线迁移后在主体结构东侧有Φ250mm与Φ600mm的铸铁供水管各一根，在基坑西侧沿基坑线路有Φ500mm的混凝土排水管一根以及10.7×
2.7m的排水箱涵一条，这四条给排水线路距离基坑的距离均较近，应该是施工期进行重点监测的对象，按照每10米布置一个监测断面，共19个断面，每个断面共有4个点，于是共有76个点，测点编号为GX-x-y，（GX表示是管线的监测点，x表示管线编号，y表示测点编号，如GX-4-1表示第四个管线的第一个测点）。
而其他的光缆、电线等将与施工期进行悬吊与迁移，具体迁移位置还不明确，将根据现场施工情况确定是否需要监测以及进行测点的布置。
对于供（排）水管，将采用抱箍法将测钉固定在管线表面，并延伸到路面下10cm处，外用预制盖板进行保护（附图4）。
量测原理及计算：
测量原理同坑周地表沉降监测原理。
同上。
4.2.4围护墙顶水平位移监测（38点）
围护墙顶水平位移监测点沿墙按10m左右间距布设，测点编号为LY-x（LY表示是墙顶水平位移监测点，x表示测点编号，如LY-15表示第15个梁顶水平位移监测点）。
围护墙顶水平位移监测点布置见附图1。
如图4-2所示，基点1布好之后，用全站仪准确地打出各测点、基点2和基点3，上述各点布置在同一条直线上。
采用极坐标法测量。
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。
图4-2桩顶水平位移测点布置方法与量测原理示意图
全站仪。
精度：
2+3PPm，最小读数1mm；
水平距按一测回施测，读数较差＜3mm。
若布设导线控制网则按二级导线要求实施。
4.2.5围护墙顶沉降监测（38点）
围护墙顶沉降与水平位移监测共点，测点编号同水平位移监测点编号。
量测方法与计算：
利用高精水准仪提供的水平视线，在竖立在基点与桩顶沉降监测点上的水准尺上读数，以测定两点间的高差，并与初始高差进行比较，从而得到该监测点的沉降值。
同沉降监测。
4.2.6基坑底回弹监测（12点）
在软弱的粘性地基中开挖时，随着开挖深度的增加，墙体入土深度不断减少，基坑内外形成的土面高差不断增大，从而导致坑底隆起逐渐发展。
当开挖到一定深度，墙体入土深度出现不足，此时基坑内外土面高差所形成的加载和地表各种超载的作用就会使地基失稳。
因此必须监测深层土体在垂直方向上的位移或开挖过程中坑底土体的隆起变形。
共布置4个监测断面，编号为测点编号为JK-x（JK表示是坑底隆起监测点，x表示测点编号，如JK-2表示第2个坑底隆起监测点）。
平面布置图见附图3。
测点埋设与量测：
每个测点分层沉降管长18m，布置5个磁环，磁环标高分别为桩顶以下0m、4m、8m、12m、16m。
分层沉降的测试通过CJG86系列沉降管、CJH88系列沉降磁环以及CJY80钢尺沉降仪来完成。
分层沉降的监测高差中误差不超过1mm，沉降标的高程测量采用二等水准测量闭合法进行。
4.2.7墙体测斜监测（14个点）
在基坑区共布置7个断面14根测斜管，深度为2倍的基坑开挖深度。
测斜管编号为QT-x-y（QT表示是测斜点，x表示断面号，y表示在某断面的测点编号，如QT-4-1表示第4个断面的第1个测斜监测点），具体布置详见附图2。
于围护墙上每隔25m布设一根测斜管，测斜管沿槽方向对准基坑方向，上下用盖子封好，绑在围护墙主筋上，随钢筋笼吊装入位，砼浇筑后量测初值。
图4-3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φ计算得到，计算公式为：
式中Δδi——第i量测段的相对水平偏差增量值；
Li——第i量测段的垂直长度，通常取为0.5m，1.0m等整数；
Δφi——第i量测段的相对倾角增量值。
将每段间隔Li取为常数，则水平偏差总量与水平位移δ仅为Δδi的函数，同时计入管端水平位移量值δ0，即
4.2.8坑内外地下水位监测（16点）
地下水位监测的目的是了解降水对土体的加固效果以及围护体的止水情况，以防止由于渗漏水而引起坑外水土向坑内流失，从而导致基坑围护体、周围建筑物和地下管线的破坏，因此必须对基坑的降水情况进行动态监测。
水位监测点布置在坑内四角点以及长短边中点，坑外每40m设一孔，共设置16个点，测点编号为SW-x-y（SW表示是坑内外水位监测点，x表示断面号，y表示在某断面的测点编号，如SW-4-1表示第4个断面的第1个水位监测点），管长由相应位置的开挖深度确定。
为使监测能够监测到更大范围支护结构与土体的可能异常变化，水位监测断面与变形监测断面交叉布置，平面布置详见附图3。
于坑内外按设置要求引孔埋设水位管，用SWJ88钢尺水位计按频率量测。
SWJ88钢尺水位、水位管。
水位计精度1mm。
4.2.9钢管支撑轴力监测（14个测点）
该项测试主要用于了解在基坑开挖及结构施工过程中钢管支撑的轴力变化情况，结合围护体的位移测试对支护结构的安全和稳定性做出评估。
共设置4组支撑轴力测试断面，其中2组设置在具有3道支撑的标准段上，每组由上到下测试3道支撑的支撑轴力，2组埋设在区间风亭段的四道支撑上，由上到下测试4道支撑的轴力。
4组测试断面共设置14个测点，测点编号为ZL-x-y（ZL表示是轴力监测点，x表示断面号，y表示在某断面的测点编号，如ZL-2-1表示第2个断面的第1个轴力监测点），具体布置见附图3。
每个断面上的钢管支撑每个测点由4个EBJ57型振弦式表面应变计组成或单个轴力计，对称安装在钢管支撑中间部位的上、下两侧与左、右两侧，见图4-4。
图4-4应变计安装位置示意图
轴力计须在施加预应力之前就焊在支撑上，然后焊上[10槽钢加以保护，且须注意槽钢只能焊一边。
支撑加上之后，测量其初读数。
对于EBJ57型振弦式表面应变计由一根张拉并固定在两支座之间的钢弦，其自振频率f与钢弦应力σ的关系式为：
式中：
L——钢弦的有效长度；
ρ——钢弦的材料密度。
则作用在两支座之间的应变量为
Σ——被测物体的应变量（με）；
K——标定系数（με/Hz2）；
fi——在Σ应变下的钢弦自振频率（Hz）；
f0——无应变下的钢弦自振频率（Hz）。
4.2.10围护结构内力监测（40点）
沿围护墙50m设置一个断面，在围护结构内外两侧主筋上设置钢筋计，在标高分别为桩顶以下5m、10m、15m上各设置一个测点，每个断面埋设10个测点，共有4个断面40个点，每个测点设置钢筋应变计2个。
在绑扎钢筋笼之前，将一根主筋截成6段，然后用对焊机把钢筋计焊在原部位，代替截去的一部分。
在焊接过程中注意对钢筋计淋水降温，记下钢筋计型号，并将钢筋计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘结在导线上。
注意将导线集结成束保护好。
桩钢筋应力量测与土体压力量测原理相同，均使用频率计，根据钢筋计的频率——轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值，根据钢筋的直径可换算出钢筋应力
升级会员 