杭州地铁工程某车站施工监测方案Word文档格式.docx

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开挖土层主要为③2～③6层粉土、粉砂，其特性为饱和振动易液化，极易坍塌变形、稳定性差，易产生流砂现象。

XX站属钱塘江冲海积平原地貌单元，，自然地面较平坦，地面标高5.1～6.0m。

场地浅部深度20m内为一套冲海相砂质粉土夹粉砂及高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土，中部埋深20～40m厚约10.0～20.0m的高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土层和埋深约40～45m厚约1.0～6.0m粉质粘土、含砂粉质粘土层，下部为性质较好的圆砾层，厚度大于3m。

根据钻孔揭露的地层结构、岩土性特征、埋藏条件及物理力学性质，结合静力触探曲线和区域地质资料，本工程第四系地层厚度大于50米,勘探深度内主要为第四系冲海积、海相及河流相沉积物，下伏基岩为侏罗系安山玢岩。

场地勘探深度以内可分为9个大层，及若干亚层，地基岩土层的分层描述及分布特征详如表2-1所示：

表2-1XX站地层特性表

层号

土层名称

性状描述

顶板高程（m）

顶板埋深（m）

层厚（m）

分布情况

①1

杂填土

杂色，松散，以碎石，碎砖和建筑垃圾为主，江城路与机场路的为砼沥青路面，厚约0.5～1.5m，部分农民房屋拆迁后房屋基础，厚约1.0m。

6.20～5.10

0.80～2.40

部分分布

①2

素填土

灰黄，松散，以粘质粉土、粉质粘土为主，含植物根茎。

江城路与机场路上厚约0.5～1.0m。

部分农民房屋拆迁后房屋基础下厚约1.0m

4.78～2.72

2.40～0.80

3.10～0.80

③2

砂质粉土

灰、灰黄色，稍密，湿～很湿。

含云母碎屑夹少量薄层粘质粉土，属中等偏高压缩性土

3.78～1.18

4.30～2.00

7.00～1.00

全场分布

③3

灰、青灰色，稍密～中密，湿～很湿，摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度较低，韧性低，属中等压缩性土。

0.87～-3.61

9.00～4.60

7.30～1.10

③5

灰、青灰色，湿～饱和，稍密，含氧化铁质及云母屑。

摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度较低，韧性低，属中等压缩性土。

-1.80～-4.80

7.40～10.00

4.70～0.20

③6

粉砂

灰、青灰色，湿～饱和，中密，含氧化铁质及云母屑，该层下部段夹有少量砂质粉土。

摇振反应中等，切面无光泽反应，干强度较低，韧性较低，属中等压缩性土。

-1.43～-6.04

11.50～6.70

5.20～0.70

④2

淤泥质粉质粘土

灰色，流塑，含有机质，夹少量粉土薄层。

无摇振反应，切面无光泽反应，干强度较低，韧性中等，属高压缩性土。

-3.44～-9.37

15.30～9.40

6.10～2.50

④3

灰色，厚层状，流塑，含有机质。

-9.54～-12.07

18.00～15.00

4.60～1.80

⑥1

灰～深灰色，流塑。

含有机质，高灵敏度。

鱼鳞片状，具水平层理，层理面上夹极薄层粉砂。

干强度中等，韧性中等，属高压缩性土。

-12.89～-15.62

21.10～18.30

6.30～3.70

⑥2

灰～深灰色，流塑为主，局部软塑。

含有机质，高灵敏度，局部底部有植物残体。

无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等，属高压缩性土。

-18.27～-20.41

26.00～24.00

7.00～4.80

⑧1

灰～深灰色，流塑～软塑。

鳞片状，含少量云母碎屑，腐殖质，偶见少量贝壳，有光泽。

无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高，属高压缩性土。

-24.24～-26.70

32.00～29.80

6.20～1.60

⑧2

粘土

灰～深灰色，软塑。

含少量云母碎屑，腐殖质，底部见少量贝壳，有光泽。

无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性高，属高压缩性土。

-28.83～-31.20

36.60～34.30

5.00～1.80

⑨1a

粉质粘土

灰绿、灰黄色，以可塑状为主，局部硬可塑状。

夹有大量粘质粉土，无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等，属中等压缩性土。

-33.75～-37.08

38.30～32.00

5.10～2.50

⑨1b

含砂粉质粘土

灰色，以软塑状为主，局部可塑状。

夹有大量粉土、粉砂。

具摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性中等，属中等压缩性土。

-30.67～-36.18

41.50～36.40

5.10～1.10

（13）1

灰褐色为主，软塑状。

属中等压缩性土。

无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性中等。

-35.20～-36.85

42.30～40.30

2.30～1.10

（13）2

灰黄色为主，少量浅灰色，可塑，局部夹粉土粉砂。

无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等，属中等压缩性土。

-36.73～-40.38

45.70～42.10

5.70～3.20

（14）2

圆砾

灰、灰黄色，密实，饱和。

砾卵石含量约50%，砾径一般为2～6cm，磨圆度差，多扁状；

少数卵石大者15cm以上，磨圆度较好，呈亚圆形，其成分多为石英砂岩、熔结凝灰岩，坚硬；

次为中粗砂，含泥质和少量粘性土。

-42.12～-43.58

50.50～48.50

2.60～1.10

（23）2

强风化安山玢岩

灰、灰白色，岩芯呈碎块～短柱状，矿物成分大部分风化，岩芯呈短柱状或碎块状，轻击易碎，可折断，敲击声音清脆。

-44.77

0.50

0.80

（23）3

中风化安山玢岩

灰、灰白色，岩芯呈短柱～柱状，矿物成分部分风化，裂隙较发育，锤击可碎，锤击声音脆，属硬质岩石。

-45.57

51.30

3.30

2.3.2水文地质条件

（1）地下水的类型

车站地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水和孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。

孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及③2～③6层粉土、粉砂中，由大气降水和地表水径流补给，地下水位水位随季节变化。

勘探期间测得钻孔静止水位埋深0.9～2.0m，相应高程3.65～4.88m。

根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.0～2.0m，多年平均高水位约埋深约0.5～1.0m。

根据XX市类似工程经验及场地环境，地下水流速较小；

承压含水层主要分布于深部的⒁2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（④、⑥、⑧、⑨、⒀层）。

经实测，⒁2圆砾层承压水头埋深在地表下9.10m，相应高程为-4.00m；

基岩裂隙水：

赋存于强风化、中风化基岩中，含水量主要受构造和节理裂隙控制。

由于场地基岩裂隙不发育，故基岩裂隙水水量一般不大。

（2）环境对建筑材料的腐蚀性

浅层地下潜水对混凝土结构无腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水作用下弱腐蚀性、对钢结构具弱腐蚀性；

深部承压水对混凝土结构无腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水作用下无腐蚀性、对钢结构具弱腐蚀性。

3施工监测目的及内容

3.1施工监测目的

作为庞大而复杂的轨道交通建设工程往往因其地质条件复杂、建设周期很、线路跨度很、施工困难、设计计算理论尚不完善等诸多方面的因素,在建设过程中会出现工程质量难以保证、工程进度难以把握、工程风险难以控制的情况，而为确保工程安全进行的施工监测由于条件限制,花费大量的人力物力获得的数据得不到充分利用,工程事故仍时有发生。

关键是各类监测数据浩如烟海，必须通过及时有效地分析处理，从中汲取出有价值的内容和信息，及时反馈至建设管理单位及施工单位，这对于保证工程质量和施工安全具有极其重要的意义。

因本工程环境保护的特殊重要性，监测必须严格按规范及设计等有关方面的变形控制要求进行设计和实施。

本工程监测的目的主要有：

（1）对基坑施工期间围护体系和支撑体系的内力及变形、地下水位及其影响范围内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目进行监测，及时和全面地反映其变化情况，判断基坑安全和环境安全，保证基坑开挖安全顺利地进行。

（2）通过对监测得到的数据进行反分析及预测，结合警戒值，判断当前基坑的安全度，预测和评价下一步施工的基坑安全度，通过修正施工参数，对已有施工方案进行优化，达到信息化施工的目的。

（3）通过监测及时发现基坑围护结构施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对建筑物及管线影响的目的；

（4）通过监测及时调整基坑工程支撑系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖施工过程能始终处于安全、可控的范畴内；

（5）通过监测及早发现基坑围护结构的渗漏问题，并提请施工单位进行及时、有效的堵漏准备工作，防止施工中发生大面积涌砂现象；

（6）整个工程基坑开挖时需要降水，需要了解在降水过程中对环境和基坑本身的影响；

（7）将现场监测结果反馈给建设单位、设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；

（8）通过跟踪监测，在换撑和支撑拆除阶段，施工科学有序，保障基坑始终处于安全运行的状态。

（9）为设计理论验证提供对比数据，优化设计方案。

目前的基坑支护结构设计水平还处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相比有一定的差异，还没有成熟的方法计算基坑周围土体变形的情况。

因此，通过现场监测结果和设计时采用值的比较，验证支护结构的设计，必要时对设计方案或施工过程和方法进行优化。

（10）积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。

3.2监测内容

基坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。

在软土地基中进行基坑开挖及支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，都与围护结构、土体位移等存在较强的相关性。

这就是基坑开挖中经常运用的时空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。

根据本工程的周围环境、基坑施工本身的特点、相关工程的经验及有关文件中对监测工作的具体要求，拟安排本工程环境监测以约3倍基坑开挖深度范围布设环境监测点。

本工程的监测项目为：

（1）周边地下综合管线变形监测

（2）周边建筑物变形监测（垂直沉降、倾斜、裂缝）

（3）周边地表沉降剖面监测

（4）围护顶部变形监测

（5）围护结构侧向位移监测

（6）立柱桩垂直位移监测

（7）坑内土体回弹监测

（8）坑外分层沉降监测

（9）支撑轴力监测

（10）围护墙体钢筋应力监测

（11）坑外潜水水位观测

4监测基本原则

4.1系统性原则

（1）监测项目形成有效四维空间，测试的数据相互能进行校核；

（2）运用、发挥系统功效对基坑进行全方位、立体监测，确保所测数据的准确、及时；

（3）在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性；

（4）利用系统功效减少监测点布设，节约成本。

4.2可靠性原则

（1）施工中采用的监测手段是已基本成熟的方法；

（2）监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内；

（3）对布设的测点进行保护设计，采取有效的保护措施。

4.3与结构设计相结合原则

（1）对结构设计中使用的关键参数进行监测，达到进一步优化设计的目的；

（2）对结构设计中，在专家审查会上有争议的方法、原理所涉及的受力部位及受力内容进行监测，作为反演分析的依据；

（3）依据设计计算情况，确定有关报警值；

（4）依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。

4.4关键部位优先、兼顾全面的原则

（1）对盾构进出洞段一定范围等相当敏感的区域加密测点数，在盾构过站期间提高监测频率，进行重点监测；

（2）对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；

（3）除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。

4.5与施工相结合原则

（1）结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；

（2）结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；

（3）结合施工实际确定测试频率。

4.6经济合理原则

（1）监测方法的选择。

在安全、可靠的前提下，结合工程经验，尽可能采用直观、简单、有效的方法；

（2）监测元件的选择。

在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备；

（3）监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。

5监测方法与原理

为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则。

即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点（孔）。

5.1垂直位移监测高程控制网测量

5.1.1沉降变形监测基准网

采用独立高程系，在远离施工影响范围以外东、西两侧各布置一组稳固水准点，沉降变形监测基准网以上述永久水准基准点作为起算点，组成水准网进行联测。

基准网观测按照国家Ⅱ等水准测量规范要求执行，精密水准测量的主要技术参照表5-1：

表5-1精密水准测量的主要技术要求

每千米高差

中误差（mm）

水准仪

等级

水准尺

观测次数

往返较差、附合或

环线闭合差（mm）

1

2

DS1

因瓦尺

往返测各一次

4

注：

L为往返测段、环线的路线长度（以km计）；

外业观测使用WILDNA2自动安平水准仪（标称精度：

±

0.3mm/km）往返实施作业。

经精度估算，本方案高程控制网精度如下：

每千米高差中误差：

0.30mm

最大点位中误差：

0.47mm

最大点间中误差：

0.42mm

5.1.2观测措施

本高程监测基准网使用WILDNA2自动安平水准仪及配套因瓦尺，外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。

为确保观测精度，观测措施制定如下。

（1）作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展。

（2）观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验。

（3）观测方法：

往测奇数站“后—前—前—后”，偶数站“前—后—后—前”；

返测奇数站“前—后—后—前”，偶数站“后—前—前—后”。

往测转为返测时，两根标尺互换。

（4）测站视线长、视距差、视线高要求见表5-2：

表5-2测站视线长、视距差、视线高要求

标尺类型

视线长度

前后视距差

前后视距累计差

视线高度

仪器等级

视距

视线长度20m以上

视线长度20m以下

因瓦

≤50m

≤1.0m

≤3.0m

0.5m

0.3m

（5）测站观测限差见表5-3：

表5-3测站观测限差要求

基辅分划读数差

基辅分划所测高差之差

上下丝读数平均值与中丝读数之差

检测间歇点高差之差

0.5mm

0.7mm

3.0mm

1.0mm

（6）两次观测高差超限时重测，当重测成果与原测成果分别比较其较差均没超限时，取三次成果的平均值。

垂直位移基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。

内业计算采用EPSW平差软件按间接平差法进行严密平差计算，高程成果取位至0.1mm。

5.2监测点垂直位移测量

按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合线路,由线路的工作点来测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定（两次取平均），某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。

5.3监测点水平位移测量

采用轴线投影法。

在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。

观测时，在该条测线上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E，某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。

采用瑞士WILDT2经纬仪来测试。

5.4建筑物裂缝观测

裂缝监测如右图所示。

在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝，同时在裂缝的两端也各作一个标记，以观测裂缝的开展情况；

也可以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使其与裂缝两侧牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，监测时可测定其裂缝的大小和变化。

观测所用的量具是一种特殊构造的卡尺，尺身长700~800mm，刻度为1mm，尺上附有一个水准管，在尺的一端安有一根钻有孔距为1cm的定位小孔、可以上下游动的测针。

测针系用止动螺钉插入小孔圈固定。

尺上还附有一个游标，游标带有一根可上下微动的测针。

当两测针对准刻度0，同时水泡在水泡管中心时，两测针尖端在同一水平面上。

卡尺的垂直和水平最小读数为0.1mm。

其结构形式见图5-1。

不锈钢板中心圆孔的形状与卡尺测针的尖端必须完全吻合。

5.5坑底土体回弹及坑外分层沉降监测

基坑开挖是卸荷的过程。

随着基坑内土体开挖有应力释放过程，引起坑内土体回弹，严重时，坑外土体涌入基坑形成坑底隆起，在砂质地区还在动水压力作用下出现涌砂，将对工程造成严重影响，危及基坑安全。

通过埋设分层沉降观测孔，利用分层沉降仪可量测基坑开挖过程中土层的回弹量及坑外土体的分层沉降量，依据回弹的量和速率及早发现问题。

在埋设的测管内慢慢放入沉降仪测头，每到一个磁环埋设点，沉降仪测头感应信号并启动声响器，根据声响读取钢尺距管顶的距离，管顶高程以二等水准联测求得，由管顶高与沉降仪钢尺上的读数求得磁环埋设点的高程。

各点累计沉降量等于实时测量值与其初始值的变化量。

本次测量值与前次测量值的差值为本次变化量。

采用CJY-80钢尺沉降仪。

5.6围护结构侧向位移监测

通过在围护墙体内以绑扎方式埋设测斜管，管径为Φ70mm，测斜管内壁有二组互成90°

的纵向导槽，导槽控制了测试方位。

埋设时，应保证让一组导槽垂直于基坑墙体，另一组平行于基坑墙体。

测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上以1.0米为间隔，逐段测出X方向上的位移。

同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。

在基坑开挖前，分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值，取其平均值作为原始偏移值。

“＋”值表示向基坑内位移，“－”值表示向基坑外位移。

仪器采用美国Geokon-603测斜仪进行测试，见图5-2：

测试原理见图5-3：

计算公式：

式中：

△Xi为i深度的累计位移（计算结果精确至0.1mm）

Xi为i深度的本次坐标（mm）

Xi0为i深度的初始坐标（mm）

Aj为仪器在0方向的读数

Bj为仪器在180方向上的读数

C为探头标定系数

L为探头长度（mm）

αj为倾角

5.7围护墙体钢筋应力监测

由于本工程基坑开挖深度较大，周边环境对变形要求很高，须在地墙钢筋笼内设置钢筋应力计以测得地墙内力变化情况。

在地墙钢筋笼绑扎后，放入基槽前，将应力计焊接在设计深度处的墙体主筋上，并将导线引出地面，同时作好保护措施避免地墙混凝土浇灌时被破坏。

用频率计实测振弦式钢筋应力计频率的变化，根据出厂时标定的频率～应力率定值，求得应力变化值。

σs=K（F02-Fx2）/S

K为率定系数（kN/Hz2）

F0为应力计初始频率（Hz）

Fx为应力计本次频率（Hz）

σs为实测钢筋计的应力（MPa）

S为应力计截面积（m2）

5.8坑外潜水水位观测

在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，以便于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造成危害性影响，严重将造成基坑管涌、塌方的危害。

为了使浅层地下水位保持一适当的水平，以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对坑内、外潜水水位的动态观测和分析,对于了解和控制基坑降水深