区间始发井基坑监测方案.docx

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区间始发井基坑监测方案

广州市轨道交通三号线

【XX站～XX站】区间盾构始发井（轨排井）及明挖段

基坑施工监测技术方案

编制：

审核：

批准：

XX集团有限公司

二零一零年十月

目录

一、工程概况——————————————————2

二、监测依据——————————————————3

三、监测设备及人员———————————————3

四、监测方案——————————————————4

五、安全监测的信息化处理及监测流程———————13

六、监测注意事项————————————————14

附件——————————————————————15

基坑施工监测技术方案

一、工程概况

1、明挖区间概况：

在XX站与盾构隧道之间的过渡段设置明挖区间隧道，其线路大致呈南北走向。

明挖区间隧道的南端设置盾构始发井及轨排井，用于【大～黄】区间的盾构隧道掘进施工及作为轨排基地进行铺轨作业。

基坑由两部分构成：

盾构始发井、轨排井及改线桥（待建）以南的部分明挖段基坑为先期施工的一期基坑；剩余的明挖段基坑为后期施工的二期基坑。

基坑总长约116.1m；基坑宽度约11.1～19.5m；基坑深度11.4～14.9m。

基坑范围内的左、右线线路均为曲线段，曲线半径500m。

本基坑场地位于广州大坦沙岛上广茂铁路与广佛放射线高架桥之间的双桥公园内。

其中始发井段左线里程ZDK5+151.421～ZDK5+198.283（46.862m），右线里程YDK5+152.161～YDK5+199.064（46.903m），区间明挖段横贯广茂铁路，左线里程ZDK5+084.100～ZDK5+151.421（67.321m，含17.977m先期开挖段），右线里程YDK5+084.100～YDK5+152.161（68.061m，含17.644m先期开挖段）。

2、工程地质及水文地质概况：

基坑深度范围内绝大部分为砂层，以<2-2>的淤泥质粉细砂层为主，基坑底几乎全部位于<2-2>的淤泥质粉细砂层。

勘查期间测得的稳定水位埋藏深度1.86～3.27m，水位标高4.75～6.21m。

地下水受大气降水及地表水补给，水位变化因气候、季节而已；雨水季节地下水位上升。

3、监测概况：

本基坑安全等级：

盾构始发井段和轨排井段为一级，明挖段为二级。

为确保安全，须采取信息化施工与管理。

基坑监测应以获得定量数据的专门仪器测量或者专用测试元件监测为主，以现场目测为辅。

监测工作必须选择有资质的单位进行，施工单位与监测单位密切配合，做好监测元件的安放及保护工作。

施工监测信息必须及时反馈，根据反馈的监测信息来指导施工及调整、优化、检验支护设计参数，严格做到信息化施工与管理。

二、监测依据

本工程监测内容主要参考规范如下：

1、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308—1999）；

2、《城市测量规范》（CJJ8—85）；

3、《工程测量规范》（GB50026—93）；

4、《建筑变形测量规范》（JGJ／T8—97）；

5、《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02—98）；

6、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）。

三、监测设备及人员安排

观测设备：

（1）徕卡TCR1201全站仪一套，测角精度1秒，测距精度1mm+2ppm。

（2）徕卡NA2+GPM3精密水准仪、铟钢水准尺一套，精度0.1mm。

（3）测斜仪一台，TR-SFZN-4K测斜仪，精度0.02mm，分辨率1/1000F·S；

（4）WT90电阻水位仪，量测精度1mm；

（5）弦式轴力计，MSJ－201型弦式锚索测力计，分辨率<1/100（F·S）；

（6）钢弦式钢筋计及VW－1型频率接受仪。

观测人员：

成立4人观测组，由1名高级工程师，1名工程师和2名助工组成。

高级工程师任组长，对施工组织、监测方法精度、成果分析全权负责。

四、监测方案

1、监测目的：

（1）将监测数据与预测值相比较以判断前一步施工工艺及施工参数是否符合预期要求，以确定、调整下一步的施工参数。

（2）将现场监测结果进行信息化反馈以修改设计，使设计达到经济合理及施工安全的目的，做到动态化设计与施工。

2、监测内容及监测方法

根据基坑的具体情况和设计图纸，基坑监测的主要内容包括以下几个方面：

（1）地表沉降监测：

基坑外30m范围是基坑开挖过程中重点监测项目之一。

根据规范要求，监测使用徕卡NA2精密水准仪配测微器及铟钢尺，精度0.1mm。

监测基准参考点加密按照二等水准测量规范进行。

具体做法如下：

1监测基准水准点的布设：

监测基准参考点需要埋设在远离开挖影响范围的部位，我部拟采用S1、S2、S3三个加密控制点作为基准点（水准加密控制测量报告已报并经过业主测量队复核），加密水准控制测量线路图如图一所示。

②沉降观测点的布设：

各监测项目的监测点位置和数量均按“广州市轨道交通六号线工程施工图设计【XX站～如意坊站～黄沙站】区间盾构始发井（轨排井）及明挖段围护结构图”（中铁隧道勘测设计院有限公司）中的要求埋设，我们将在监测范围内布设144个沉降监测点，测点间距2～5m。

具体布设见附图——基坑监测平面布置图。

③施测方法：

地表沉降监测按照国家二等水准测量主要技术要求（表一）和观测方法进行实测。

为提高测量精度，在条件允许的情况下将测站固定，测站位置在现场量出后做出标志。

测站观测顺序：

后、前、前、后，前、后、后、前。

表一：

二等水准测量作业主要技术要求

等级

视线长度

前后视距差

前后视距累积差

基辅读数差

基辅分划所测高差较差

往返路线闭合差

二等

≤50m

≤1m

≤3m

≤0.5mm

≤0.5mm

≤0.6√nmm

（2）墙顶水平位移监测：

本监测项目的监测对象是围护结构墙顶，具体监测方法如下：

1平面控制网点的布设及精度要求：

网点布设按两个等级布设：

由平面控制点组成一级控制网；由观测点及所联测的监测控制点组成二级扩展网。

控制网精度按照《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308—1999）对精密导线测量的要求进行外业测量及内业平差。

我部拟采用ZD1、ZD2、ZD3三个加密平面控制点（平面加密控制测量报告已报并经过业主测量队复核）作为第二级扩展网的起算点，平面加密控制测量布网示意图如图二所示。

扩展网中的观测点坐标中误差应不大于3mm。

2平面控制点、监测控制点、观测点的埋设要求：

平面控制点ZD1、ZD2、ZD3采用钢筋头埋铜芯的方式分别埋设于桥中保安中队办公楼楼顶、双桥公园售票房房顶、项目部办公楼楼顶。

监测控制点采用强制对中点模式，在基坑外稳定部位布设。

控制点入土部分长度根据现场地质情况而定，一般1.5m左右，地面以上部分根据观测者身高而定，一般1m左右，下粗上细，保证控制点的

稳定性。

观测点布设于连续墙墙顶。

基坑开挖时墙体若发生水平位移其位移量最大部位必然是墙顶。

我部拟布16个墙顶水平位移监测点，间距15m，采用钢筋头镶铜芯的方式将观测点布设于墙顶砼内。

3观测方法及要求：

观测方法：

观测点采用极坐标法（角度距离观测法）进行观测，即在观测基站点架设全站仪，仪器调平瞄准后视点定起始方向值，然后依次观测各观测点与起始方向的角度和基点与各测点的距离，通过计算得到各测点的坐标值，两次坐标值的差就是测点位移变化量。

观测要求：

每次监测前先对基准点进行校核，确定无误再进行监测点的监测。

角度观测采用方向观测法，以不超过6个测点为一组进行分组观测，当观测方向数大于3个时必须做归零观测。

方向观测法的限差应符合表二规定。

监测点初测不少于2次，使用一级全站仪角度观测4个测回。

表二：

方向观测法限差要求

仪器

两次照准目标读数差

半测回归零差

2c值互差

同一方向各测回互差

各测回距离互差

徕卡TCR1201

4"

6"

9"

6"

3mm

（3）墙体变形监测：

基坑开挖过程中，墙体变形监测是重要的监测项目，本工程沿基坑周围，在围护结构中预埋测点16个，各点埋置Φ70测斜管，以底部入基岩1米为准。

测量时，将测斜仪探头沿测斜管十字定向槽放至测斜管底，从底至顶每0.5米测一次数值，得到每0.5米的偏斜量，基坑开挖过程中测量值与初值比较的差值即是每0.5米由于开挖引起的位移量（测斜管埋入基岩，认为管底不动）。

探头的双测头结构可以一次测量正交两个方向的偏斜量，可根据十字导槽方向计算位移的方向。

测斜管布设如图三所示：

测斜原理图如图四：

计算公式为：

某一深度的水平变位值

可通过区段变位

的累计得出，即：

设初次测量的变位结果为

，则在进行第j次测量时，所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值

即为：

相对初次测量时总的位移值为：

（4）土体侧向变形监测：

监测对象为靠近围护结构的周边土体，钻孔埋设测点16个，其监测原理、布设方法等同于墙体变形监测。

孔间距15m，同一孔测点间距0.5m。

监测警戒值24mm。

只是钻孔布设位置是布设在围护结构的周边土体中而非主体结构中。

（5）支撑轴力监测

根据基坑的具体情况，考虑到支撑布置情况，按最不利工况，在钢筋混凝土支撑中部预埋应变计16个，关键钢支撑上沿轴线方向，在钢管的端头上设置1支轴力计。

共计19支。

根据相关规范条例及工程要求，轴力计、测力计测量必须经过严密的技术处理措施：

出厂鉴定——实验室鉴定——现场安装检测——测量——数据整理。

钢支撑应力计算一般公式为：

P＝KΔF+B

式中：

P—所受荷载值（KN）

K－仪器标定系数（KN/F）

ΔF－输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量（F）

B－仪器的计算修正值（KN）

（6）基坑外水位监测

沿基坑结构边缘四周各设16个观测孔。

水位监测仍采用钻孔测水井高程方法，先在设计点位钻孔（孔深约15米），然后用PVC管护壁，用测探仪定期测量孔内水位高程（水位孔埋设见图六）。

（7）沉降、倾斜监测：

监测对象为基坑周边需保护的建（构）筑物。

主要包括：

桥中街保安中队办公楼、广茂铁路改线桥桩基础（待建）、广佛放射线高架桥桥墩等。

使用仪器：

TCR1201全站仪，NA2精密水准仪加测微器。

监测基准点布设于远离开挖影响的稳定部位。

（8）裂缝宽度监测：

对于施工影响范围内的建（构）筑物裂缝采用游标卡尺进行监测。

监测精度0.05mm，每条裂缝不少于3组测点。

（9）围护结构内力监测

在围护结构内，每处测点竖向2～4支钢筋应力计，共18支。

（a）测点埋设：

测点布设时在钢结构应测部位截去一部分钢筋，把钢弦式钢筋计再焊接在原部位，代替截去的那部分钢筋。

（b）数据计算：

每次所测得的频率可根据钢筋轴力计的频率——轴力标定曲线来直接换算出相应的轴力位。

（c）数据分析与处理：

根据轴力值绘制钢筋应力随时间的变化曲线，以及钢筋应力随开挖距离的变化曲线图。

在钢拱架横截面图上，以一定的比例把应力值点画在各应力计分布位置，并以连线的形式将各点连接起来，形成钢拱架钢筋应力分布状态图。

（10）管线变形监测：

监测对象为基坑周边地下管线，沿管线每5～10m布设一个测点。

采用徕卡NA2精密水准仪加测微器进行监测，监测精度0.1mm。

监测基准点布设于稳定部位。

3、监测点布设

根据以上监测内容，对基坑施工监测布设的监测点种类比较多，各种监测点的具体布设原则参照附表：

施工监测表；具体布设方案详见附图：

基坑监测平面布置图。

4、监测时间与周期

在正式进行监测工作前，各监测项目应测得稳定的初始值。

各项项目的监测时间与周期根据施工进度等具体情况确定：

在基坑开挖阶段1天1次，在盾构施工以及铺轨施工期间3天1次。

当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密监测频率；当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。

施工监测应将宏观与微观监测相结合，除进行常规监测项目的监测工作外，还应随时根据施工情况进行现场的巡查、检查工作。

每次的监测结果及施工单位的处理意见，必须及时向业主、设计、监理单位如实报告。

5、监测报表的提交

（1）当日报表：

通常作为施工调整和安排的依据，内容包括测点编号、初始值、本次监测值、较上次监测值增量值及累计变化量。

日报表须在当天报送监理。

（2）周报表：

主要结合工程例会、阶段性小结。

须在每周末报送监理。

（3）月报表：

主要归入工程监测总报告中。

须在月末报送监理。

五、安全监测的信息化处理及监测流程

工程监测的目的主要是为施工安全提供准确、快速的信息，以便及时对可能出现的险情作出预测、预报，并及时将成果反馈给决策层，进而改进施工方案和采取处理措施，以避免事故的发生，因而监测的数据要求必须准确和迅速，为达到这个目的，现场监测仪器必须采用高精度设备，并由经验丰富的专业测试人员完成，测量结果应及时送入计算机进行处理。

本工程拟成立一个专业测量小组，配备高性能计算机和设备各一套。

测斜仪采用的是伺服加速器，测量结果稳定，重复性好，其数据采集单元可存储12500个数据，微电脑数据采集处理器既可自动记录测试数据又可现场显示测试结果。

便于数据的现场分析，可在第一时间了解测量结果。

在监测期及时对各类测量数据进行计算处理，对重要的监测点设定安全报警值。

测量完毕，将实际测值与允许值进行比较，绘制各种变形～时间关系过程线，预测变形发展趋向，及时向有关部门汇报。

若发现位移变化较大，立即向有关部门报告，并提供报表。

测量结果正常，则在测量结束后1天内提供报表。

测量工作结束后提交完整的观测报告。

以达到信息化施工的目的。

监测工作进行一段时间或施工某一段结束后，再对量测结果进行总结和分析：

1、数据整理。

把原始数据通过一定的方法，如大小的排序，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统计，离群数据的取舍等。

2、数据的曲线拟合。

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

3、插值法。

在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。

日常基本监测和数据处理工作，按照以下程序进行监测反馈：

六、监测注意事项

1、最大限度减小测量误差：

观测仪器均采用高精度的测量设备，观测人员一名工程师和两名测量技师组成，每次测量、看镜、记录、计算从头至尾均由固定人员完成，避免了由于人员更换造成的测量误差。

2、观测点的保护：

对所有的观测点都采取相应的保护措施及标注醒目标记，对地面观测点用水泥砌砖及铁板封盖。

3、监测沉降（变形）量达到警戒值时的处理措施：

对于各项监测值，其沉降（变形）量达到附表（基坑施工监测参照表）中警戒值时——首先，第一时间通知现场施工负责人及项目部领导，及时调整施工方法与施工进度；其次，加强监测频率（开始进行实时监测，稳定后每小时一次）并进行24小时轮班监测，直至沉降（变形）量彻底稳定下来。

若其沉降（变形）量超过附表（基坑施工监测参照表）中控制值时，必须停工，报项目部领导采取有效应急措施，实行24小时不间断监测，并及时将监测信息反馈到项目部及监理部。