西端头井基坑工程监测方案Word文档格式.docx
《西端头井基坑工程监测方案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西端头井基坑工程监测方案Word文档格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
13、《上海轨道交通11号线北段工程上海西站站车站主体围护结构设计方案》（工程编号：
05051）有关修改图纸
铁道第四勘察设计院2007.03
14、《上海轨道交通11号线北段（一期）工程8标段上海西站站（S12）工程岩土工程勘察报告》（工程编号：
2005-K-20-2）
江苏省地质工程勘察院
三、监测目的
（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
（2）通过监测确保本工程基坑开挖期间周边的铁路、建筑物正常运行；
（3）通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内；
（4）通过监测及早发现基坑止水帷幕的渗漏问题，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；
（5）整个工程基坑开挖时需要降承压水，需要了解在降承压水过程中对环境和基坑本身的影响；
（6）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；
（7）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。
四、监测项目内容
根据周围环境、基坑本身的特点、相关工程的经验及相关文件中对监测工作的具体要求，确定监测项目为：
1、围护结构监测
✧围护顶部变形监测
✧围护结构侧向位移监测
✧支撑轴力监测
✧立柱桩沉降监测
✧坑外潜水水位观测
✧坑内土体回弹监测
2、周边环境监测
✧周边建筑物变形监测
✧铁路路基沉降监测（需有关单位协调和同意）
✧周边地表沉降剖面监测
五、测试方法原理
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）。
1、沉降监测高程控制网测量
采用独立水准系，在远离施工影响范围以外共布置三组稳固水准点，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要求参照下表：
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
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。
●作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展。
●观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验。
●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。
●测站视线长、视距差、视线高要求见下表：
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
●测站观测限差见下表
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
●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。
沉降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。
2、监测点垂直位移测量
按国家二等水准测量规范要求，历次沉降变形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沉降量,本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。
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位移量，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。
4、围护结构侧向位移监测
在车站主体结构地下连续墙施工时预先在墙体钢筋笼内绑扎埋设测斜管，管径为Φ70mm，长度基本同墙深。
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围护体，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。
数据为“＋”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，见下图：
测试原理见下图：
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、坑外潜水水位监测
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度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。
对于水位动态变化的量测，可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。
每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。
采用SWJ—90电测水位计。
基坑内潜水水位变化、坑外承压水位变化观测由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。
6、钢筋混凝土支撑轴力监测
为掌握混凝土支撑的设计轴力与实际受力情况的差异，防止围护体的失稳破坏，须对支撑结构中受力较大的断面、应力变幅较大的断面进行监测。
支撑钢筋制作过程中，在被测断面的左右两侧埋设钢筋应力计，支撑受到外力作用后产生微应变。
其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据应力计频率推算出混凝土支撑钢筋所受的力。
⑴
然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定，可得计算公式：
⑵
为钢筋受力（kN）（计算结果精确至1kN）
为混凝土受力（kN）（计算结果精确至1kN）
As为钢筋截面积（m2）
Ac为支撑混凝土截面积（m2）
fi为应力计的本次频率（Hz）
f0为应力计的初始频率（Hz）
K为应力计的标定系数（kN/Hz2/m2）
采用ZXY—Ⅱ型振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式⑵解得的Fc作为混凝土支撑轴力。
7、坑内土体回弹监测
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，引起坑内土体回隆，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。
通过埋设回隆观测孔，利用分层沉降仪可量测基坑开挖过程中土层的回隆量，依据回隆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。
六、监测工作布置
各监测项目的测点布设位置及密度应与围护结构类型、基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相匹配；
同时参照围护体、附属结构位置及开挖分段长度等参数，进行测点布置。
同时应注重监测断面的形成，以对基坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。
1、周边环境监测
（1）周边建筑物变形（沉降、裂缝）监测
对东侧2层楼的邮件转运站近西端头井的2个角点布置沉降监测点，编号F1、F4。
测点具体布置见附图01。
具体测点尚需根据现场施工、动拆迁等实际情况在监测过程中作相应的增删。
施工前应对本工程施工影响范围内建筑物结构等情况进行调查，并采用文字和拍照的手段予以记录。
（2）铁路路基变形监测
为观测西端头井基坑开挖对铁路线的影响，拟在最近的铁路路基侧埋设垂直位移与水平位移测点，范围与基坑A1轴～A7轴相对应，点距约10米，设测点数8个，编号J1～J8，见附图01（此部分测点布置及观测需由有关单位协调，保证监测人员能进入铁路区域才能施测）。
（3）周边地表沉降剖面监测
为了监控西端头井基坑开挖对周边地面的影响，拟在基坑周围布设地表沉降剖面3组，每组6个测点，共计18个沉降监测点，编号为D1-n、D16-n、D17-n（n=1，2，3，4，5,6），测点具体布置见附图02。
2、基坑围护监测
（1）围护顶部变形监测
拟在基坑墙体的压顶梁上布设变形监测点5点，编号为Q1～Q5，测点具体布置见附图02。
在基坑开挖前，顶圈梁浇捣后埋设，测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的顶圈梁上，并测得稳定的初始值。
（2）围护结构侧向位移监测
拟在基坑围护体内布设测斜孔5孔，编号为P01～P05，孔深基本同墙深，位置与围护顶部变形测点相近，测点具体布置见附图02。
（3）坑外潜水水位观测
在基坑周围5米范围内共布置4只水位观测孔，每孔深度10米。
编号分别为SW1、SW2、SW11、SW12，测点具体布置见附图02。
用Φ89钻头成孔，钻进尽可能采用清水钻进，埋设直径为Ф53的专用水位监测PVC管，PVC管外使用特殊土工布进行无缝包扎，下管后用中砂密实,孔顶附近再填充泥球，以防止地面水的渗入。
埋设完成后，立即用清水洗孔，以保证水管与管外水土体系的畅通。
本工程需要设置降水井减小承压水对坑底土层的顶托力，以满足施工安全的需要，而承压水位的观测一般由降水单位实施，故本方案不专门设置承压水位监测孔。
（4）支撑轴力监测
通过在混凝土支撑内安装钢筋应力计来测定支撑的轴向受力，应力计安装时分左右两侧进行，以便能准确确定轴力数值。
西端头井现采用三道混凝土支撑，拟在每道支撑上各设置4组监测点，编号为Zi-1～Zi-4（i=1～3），见附图02、附图03，共计12组24只应力计。
（5）立柱沉降监测
坑内土体开挖后，坑底土体会产生回隆，并带动立柱桩一起向上位移，如隆起量过大，会引起支撑的失稳。
拟在基坑内共布设4个监测点，编号为L1～L4，测点具体布置见附图02，点位用一金属标志头埋设于立柱顶部位置。
（6）坑底土体回弹监测
拟在基坑内埋设1个坑底土体回隆孔，编号HT1，具体位置见图02。
回弹孔从坑底深度起每隔2米埋设1个沉降磁环、共设置3个沉降磁环。
根据磁环的设计布设位置，下套管时按设计尺寸将各磁环套在PVC观测管外，并设置相应的定位设施。
逐节下入套管时，将套管徐徐下放，管与管的连接采用螺钉定位。
下管时要平稳放入，禁止冲击。
然后加压，使磁环脚外伸，插入孔外坑壁中固定。
下压套管至设计位置，并固定孔内PVC管，然后回填黄沙将磁环和土层粘结固定。
磁环埋设后1周，确证磁环位置稳定后，按地面标志高程，实测并记录各磁环高程。
综上所述，布设的各类监测元件情况及数量如下：
序号
监测项目
测点数量
备注
2
周边建筑物沉降监测
2点
3
铁路路基变形监测
8点
4
周边地表沉降剖面监测
18点
5
围护顶部变形监测
5点
6
围护结构侧向位移监测
5孔
孔深同墙深
7
坑外潜水水位监测
4孔
孔深10米
8
支撑轴力监测
12组
24只应力计
9
立柱桩沉降监测
4点
10
坑内土体回弹监测
1孔
3只磁环
3、监测点保护
（1）测斜管
在测斜管管口用砖砌成窨井，上加铁盖来保护测斜管顶部不被破坏；
测斜管管口用塑料盖封住以防垃圾进入。
（2）水位管
在坑外的水位管口用砖砌成窨井，上加铁盖来保护水位管。
七、监测频率与仪器设备
1、监测初始值测定
为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。
测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。
稳定标准为两次观测值不超过2倍观测点精度。
基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。
监测期间定期联测以检验其稳定性，并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。
2、施工监测频率
根据工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。
根据以往同类工程的经验，拟定监测频率为见下表（最终监测频率须与建设方、设计、监理、总包及有关部门协商后确定）。
监测周期和频率
监测内容
施工工况
环境监测（建筑物、地表、路基）
围护监测（墙体变形、支撑轴力、立柱隆沉）
土体回隆
潜水水位
施工前
至少2次初值
/
桩基施工
1次/5d
围护结构施工
1次/2d
地基加固和降水
1次/3d
2次初值
开挖深度0～5m
1次/1d
开挖深度5～10m
开挖深度10～15m
开挖>
15m～浇垫层
1次/0.5d～1d
浇好垫层～浇好底板
浇好底板后7d内
结束
浇好底板7d～30d内
1次/7d
浇好底板30d～180d
说明1、现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。
2、监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。
3、监测数据有突变时，监测频率加密到每天二～三次直至跟踪监测。
4、各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进。
3、报警指标
参照《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ－08－2000）中提出的一、二级基坑要求下的控制指标，结合本项目围护设计单位的要求，提出以下警戒建议值：
监测项目报警建议值
报警指标
变化速率
累计变化量（mm）
建筑物变形
速率±
3mm/24h，累计20mm
地面沉降
2mm/12h
0.2%H
墙顶变形
0.3%H
墙体测斜
支撑轴力
大于设计容许值80％
立柱隆沉
2mm/24h
20mm
坑内土体回弹
5mm/24h
30mm
坑外潜水水位
下降500mm/24h
下降1000mm
H为基坑开挖深度；
墙体测斜累计值报警将视不同开挖层深度分别确定；
铁路路基变形报警指标可由有关单位协商确定。
4、测试主要仪器设备
主要采用仪器设备有：
设备仪器名称
规格型号
数量
使用项目
1
瑞士WILDNA2水准仪
垂直位移
经纬仪
瑞士WILDT2经纬仪
水平位移
测斜仪
美国Geokon
侧向水平位移
频率接收仪
国产ZXY
应力观测
水位观测计
SWJ-90水位计
水位观测
沉降仪
CJY-80沉降仪
土体沉降
电子手簿
PDA
现场记录
笔记本电脑
Acer
数据处理
打印机
HP1125C
输出设备
保证所使用的仪器均在其鉴定的有效期内。
八、附图
周边环境监测点布置图图01
围护结构及第一道支撑监测点布置图图02
第二～四道支撑监测点布置图图03
升级会员 