上海市轨道交通7号线一期7号线汶水路站监测方案.docx
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上海市轨道交通7号线一期7号线汶水路站监测方案
上海市轨道交通7号线一期
汶水路站基坑施工监测方案
上海第一海洋地质工程有限公司
2005年6月
目录
1．工程概况
2．监测方案的编制依据
3．监测方案的编制原则
4．施工监测的目的
5．监测内容
6．监测的方法和监测点布置
7．监测工序和测点保护
8．监测频率及报警值
9．管理网络、信息反馈及质量控制
10.监测点布置图
上海市轨道交通7号线一期
汶水路站基坑施工监测方案
1．工程概况
上海轨道交通7号线一期是上海市重点工程，工程北起外环路站南至东安路站，沿线途经宝山、普陀、静安和徐汇四个区，全程约20公里。
本工程由上海轨道交通申松线发展有限公司投资建设。
1.1工程建筑概况
（1）本站位于沪太路、汶水路，呈南北向布置。
车站起点里程为SDK6+729.21，车站中心里程为SDK6+803.21，车站终点里程为SDK6+904.11。
（2）车站主体部分位于沪太路西侧地块内，原申联木器厂将被拆除，施工区域占用绿化带及人行道。
车站为地下二层，共设3个出入口，其中1号出入口位于车站东侧，通过地下通道横穿沪太路。
2、3号出入口位于车站西侧。
（3）本站主体建筑面积为7310.97m2（不包括1号出入口），车站中心处顶板覆土2.44m；车站中心处底板埋深15.114m。
（4）工程自然土地面标高为+4.500m，标准段（有效站台中心处）开挖深度为15.314m，北端头井开挖深度为17.262m；南端头井开挖深度为16.912m。
1.2工程结构概况
汶水路车站结构为地下二层钢筋砼框架结构。
结构采用顺筑法施工。
基坑开挖前采用坑内深井预降水，地下连续墙在基坑开挖阶段作为支护结构，并与后浇的内衬墙共同组成永久性结构的侧墙。
1.3围护结构概况
（1）地下连续墙
车站主体部分基坑围护采用地下墙，端头井墙厚为800㎜，墙深为27m；标准段墙厚为600㎜，墙深为25m；共计74幅。
共410延长米。
地下墙采用柔性接头形式。
砼设计强度等级为Ｃ30，抗渗等级为Ｐ8，施工时砼强度等级提高一级采用砼Ｃ35Ｐ8。
（2）支撑立柱
工程支撑立柱均采用钻孔灌注桩，桩径为Φ800，桩总根数为30根，桩长端头井为12m，上接19.26m的460×460格构柱，标准段为13.5m，上接17.16m的格构柱。
格构柱插入钻孔灌注桩内2.6m。
砼设计强度为C30。
（3）基坑开挖及支撑
车站主体结构标准段坑内尺寸为149.9m×18.4m，南、北端头井坑内尺寸为13m×22.4m，基坑总面积约3402m2，土方量约为53232m3。
端头井挖土深度为南端头井为16.8m、北端头井为17.2m；标准段挖土深度为15.3m。
支撑设计水平间距为3m左右,车站标准段采用四道钢支撑，第一道支撑为Φ580×12mm钢管支撑，其余均为Φ609×16mm钢管支撑。
端头井采用五道钢斜撑。
（4）土体加固
在端头井与标准段连接的转角处地下连续墙外侧采用Φ700搅拌桩土体加固，加固深为自然地坪下去18m。
1.4工程地质和水文地质
（1）地形、地貌及场地现状
工程场地位于宝山区，拟建场区地势平坦，地面标高（吴凇高程）在4.1m~5.5m左右。
属于滨海平原地貌类型。
（2）地基土的构成与特征
经勘查，汶水路站场区约50m深度范围内，均为第四纪松散沉积物，属第四系河口、滨海、浅海、湖泽相沉积层，主要由饱和性粘性土、粉性土及砂性土组成，一般具有成层分布特点。
本站场地内各饱和土层的土性描述与特征见《土层特性表》。
层号
土层名称
层底标高
（m）
层厚
（m）
含水量W
（%）
重度γ0
kN/m3
直剪固快（峰值）
粘聚力C（kPa）
内磨擦角
Φo
①1
填土
3.72～1.25
1.30～3.00
①2
浜土
②1
粉质粘土
2.72～-0.86
0.80～1.80
32
18.4
18
22
③
灰色淤泥质粉质粘土
-1.60～-2.02
2.50～4.50
38.5
17.7
12
20
④
灰色淤泥质粘土
-10.48～-11.24
8.70～9.60
50.6
16.6
14
11
⑥
粉质粘土
-14.88～-16.24
4.40～5.50
24.9
19.4
45
17
⑦1-1
草黄色砂质粉土
-19.60～-21.38
3.60～6.50
30.6
18.6
0
32
⑦1-2
粉砂
-25.18～-27.61
3.8～7.1
31.5
18.3
0
33
（3）地下水
①地下水类型
汶水路站场地地下水主要有浅部土层中的潜水和深部粉性土层中的承压水。
承压水位一般低于潜水位。
浅部土层中的潜水水位埋深为1.00～1.40m；第⑦1-1层承压水水位埋深为3～11m。
潜水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化，特别是浅层粉性土分布区，其潜水位受潮汐影响较明显。
通过现场试验测得第⑦1-1层承压水水位埋深为4.06～4.70m。
②地下水水质
根据钻孔进行水样分析试验，判定地下水对砼一般无腐蚀性，但场区内地下水对钢结构有弱腐蚀性。
（4）不良地质现象
①浅层沼气
汶水路站在勘查时没有发现沼气溢出现象。
②暗滨
汶水路车站拟建场地有2条暗滨分布，暗滨分布范围详见《上海市历史河流分布图》。
（5）场地地震效应
本场地属建筑抗震不利地段，为Ⅳ类场地，地基土为软弱场地土，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。
按地震设防烈度7度，根据《岩土工程勘察规范》第7.2.1条规定，当建筑场地地基20米深度范围内存在饱和砂土及砂质粉土时，应判别其在地震时的液化可能性，并确定整个地基的液化危险性等级。
本场地20米深度范围内无饱和砂土及砂质粉土层存在，因此场地地基土不液化。
1.5工程环境
周边建筑物、地下管线和地面交通等详见下表
地下管线
序
管线种类
规格
埋深（m）
位置
对施工的影响
1
电力
1孔
0.7
沪太路
顶管接收井施工时需搬迁并复原
2
电话
24孔
1.0
顶管接收井施工时需搬迁并复原
3
军话
1孔
0.7
顶管接收井施工时需搬迁并复原
4
废弃（信息）
1.6
顶管接收井施工时需搬迁
空中障碍物
序
种类
数量
离地高度
位置
对施工的影响
7
高压空架线及电杆
6
8m
主体结构东侧
主体结构施工时需搬迁
8
变压器
1
1m
主体结构东侧
主体结构施工时需搬迁
9
通讯
17
5m
主体结构东侧
主体结构施工时需搬迁
10
路灯箱灯杆
2
1.5m
主体结构东侧
主体结构施工时需搬迁
11
红绿灯灯杆
2
12m
主体结构东侧
主体结构施工时需搬迁
地面障碍物
序
种类
规格
数量
位置
对施工的影响
12
行道树
胸径5cm
850
绿化带
主体结构施工时需搬迁
13
岗亭
1
沪太路非机动车道
主体结构施工时需搬迁
14
电话亭
2
沪太路人行道
主体结构施工时需搬迁
15
电话接线箱
2
沪太路人行道
主体结构施工时需搬迁
邻近建（构）筑物
序
名称
结构形式
位置
离主体结构
最近距离
对施工的影响
16
加油站
框架
南瑞头井
26m
加强监测
17
龙珠花苑
三层砖混
西侧
近6m
加强监测
现有道路状况
序
位置
路幅总宽度
人非道数
机动车道数
18
沪太路
25
2
4
经过公交车辆
序
公司/路牌
通行时间
每日发车班次
19
702
5.55-23.10
147
20
767
5.51-22.41
144
21
767B
5.46-22.31
143
22
68
5.09-22.39
158
23
923
5.50-22.00
138
邻近桥梁
序
桥面宽度
人非车道数
机动车道数
备注
24
25m
2
4
1.6工程保护等级
根据环境和基坑具体情况和具体设计内容汶水路站保护等级为二级。
2．监测方案的编制依据
制定本监测方案的主要依据为：
⑴上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）；
⑵上海市工程建设规范《基坑工程设计规范》（DGJ08-61-97）；
⑶上海地铁基坑工程施工规范（SZ-08-2000）；
⑷国家一、二等水准测量规范（GB50026-93）；
⑸工程测量规范（GB12897-91）；
⑹本工程的地理、地质、水文条件和工程招标、设计等有关资料。
3．监测方案的编制原则
根据本工程特点和对监测的技术要求并结合施工现场实际情况，监测工作应按以下要求进行：
（1）基坑本身及其周围基坑开挖深度2倍范围内的建筑物、地下管线作为本工程监测对象；
（2）对道路下重要管线进行重点监测；
（3）设置的监测内容和监测项目必须符合有关规范及设计要求，并能结合现场实际全面反映工程施工过程中基坑本身和工程环境的变化情况；
（4）采用的监测方法、仪器、材料和监测频率应符合设计和规范要求；
（5）监测数据的测试、采集应做到全面、及时、准确；监测数据的整理和提交应满足信息化施工的要求。
4．施工监测的目的
（1）对基坑施工期间基坑变形和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或量值进行测量，及时和全面地反映它们的变化情况，实现信息化施工，并将监测数据作为判断基坑安全和环境安全的重要依据；
（2）为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质量及周边管线的安全运营提供实测数据，是设计和施工的重要补充手段；
（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。
5．监测内容
（1）围护体水平位移（测斜）
（2）围护体顶部水平位移
（3）围护体顶部垂直位移（沉降）
（4）支撑轴力
（5）地下水位
（6）基坑周围地表沉降
（7）周围建筑物沉降、倾斜、裂缝
（8）地下管线沉降
（9）立柱沉降
6．监测的方法和监测点布置
6.1围护体水平位移（测点布置参见后附的示意图，以下均同）
（1）监测方法
本项监测是深入到围护体内部，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，以了解基坑开挖施工过程中，围护体因相应位置土体的挖除对其整体水平位移的影响程度，分析围护体在各深度上的稳定情况。
仪器：
北京航天万新科技有限公司CX-01测斜仪
量程：
±50°；分辨率：
0.02mm；系统总精度：
每15米测管±4mm。
（2）测点布置
测点布置在沿基坑纵轴方向的两侧长边的地下连续墙、SMW工法桩中，间距为25m左右即每一开挖段（25米左右）基坑两侧均布设一个。
共布设23个，其中车站标准段基坑布点为16个，编号为CX1~CX16；出入口基坑布点为7个，编号为CX17～CX23。
测斜管为外径70mm、内径66mm内壁有十字滑槽的PVC管，管长与相应地下连续墙、SMW桩等深，固定在钢筋笼或H型钢上随之一起埋入地下连续墙或桩中。
安装测斜管时，其一对槽口必须与基坑边线垂直，上下管口用盖子密封，安装完成后立即灌注清水，防止泥浆渗入管内。
测斜管管口设可靠的保护装置。
6.2围护体顶部水平位移
（1）监测方法
利用前视固定点形成的测量基线，用经纬仪测量围护体顶部各测点与基线间距离的变化；如果视线受限制，则建立平面控制网，采用全站仪测水平角、水平距进行计算，从而了解围护体因相应位置土体的挖除对其顶部水平位移的影响程度，分析围护体的稳定情况。
仪器：
瑞士Leica1201全站仪；精度：
1″（1+1ppm*D）。
（2）测点布置
测点沿基坑周边布置，间距为25m左右即每一开挖段（25米左右）基坑两侧均布设一个，共计23个，其中车站标准段基坑布点为16个，编号为Q1～Q16；出入口基坑布点为7个,编号为Q17～Q23。
在围护墙体顶部的测点处埋入顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。
测钉与混凝土体间不应有松动。
6.3围护墙顶部垂直位移（沉降）
（1）监测方法
建立高程控制网,利用精密水准仪观测测点高程变化情况，从而了解围护体因相应位置土体的挖除对其竖直方向上的影响程度，分析围护体的稳定情况。
仪器：
苏光DSZ2+FS1精密水准仪；精度：
±0.7mm/km。
（2）测点布置
测点布置与埋设同“6.2围护体顶部水平位移”。
共计23个，编号为Q1～Q23。
6.4支撑轴力
（1）监测方法
钢支撑采用支撑轴力计来监测其支撑轴力的变化，从而了解围护体及支撑体系因相应位置土体的挖除而承受的侧向土压力，分析围护体及支撑体系的稳定情况。
仪器：
国产钢弦式支撑轴力计，数字式读数仪
量程：
-2500～-3000（kN）；精度：
2%。
（2）测点布置
轴力计安装在钢支撑管与围护墙体间，有专配的支持器以保证加装了轴力计的钢支撑的正常工作，起到应有的支撑作用。
分别安装在直撑或斜撑上。
直撑部分每隔50m左右取一个支撑断面，在其第二道及以下各道支撑上布置支撑轴力测点。
共需要29个支撑轴力计，其中车站标准段基坑布点17个，编号为Z1～Z17；出入口基坑布点12个，编号为Z18～Z29。
6.5地下水位
（1）监测方法
预埋水位观测管于土体内，用水位计测量，了解止水及降水效果及管涌、流砂等岩土工程病害发生的可能性。
仪器：
江苏万邦工程仪器厂钢尺，量程30m；分辨率1cm。
（2）测点布置
观测井布设在基坑的两长边外的土体中，距围护墙为1～2m处。
观测井深度（从自然地面起计）8.0m。
设井时，先在土体内钻孔至设计深度，孔径100mm，然后将管径为53mm的PVC带有用土工布裹住的进水孔的水位管（长5m）放入孔中，再于管外回填中粗砂至进水段上方30cm，其上方回填粘土封孔。
管口设必要的保护装置。
共计10个观测井。
其中车站标准段基坑外布点6个，编号为SW1～SW6；１号出入口基坑外布点４个，编号为SW7～SW10。
6.6基坑周围地表沉降
利用水准仪观测测点高程变化情况，从而了解土体因相应位置围护体的位移的影响程度，分析土体及地下管线的稳定情况。
仪器：
苏光DSZ2+FS1型精密水准仪；精度：
±0.7mm/km。
测点沿基坑周边布置，间距为25m左右即每一个开挖段布设一个测点，或一条地表沉降剖面，每条剖面5个点，共布置6条剖面。
1号出入口顶管上方，每10米左右布置沉降剖面，亦为6条，每条剖面7个点，点距以顶管中心线为界，向两侧2、4、7米处布三个测点，共计89个地表沉降监测点。
6.7周围建筑物沉降
基坑施工影响范围内的建筑物均应布设沉降测点。
测点主要布设于房屋四角，长边超过25米和结构较差、距基坑较近的房屋在中部适当加密布点。
用水准仪观测设在建筑物上的测点的高程变化情况。
仪器：
苏光DSZ2+FS1型水准仪，精度：
±0.7mm/km。
对建筑物：
在测点部位将L型测钉打入或埋入待测结构内，测点头部磨成凸球型，测钉与待测结构结合要可靠，不允许松动，并用（红色）油漆标明点号和保护标记，随时检查，保证测点在施工期间绝对不遭到破坏。
对龙珠花苑7幢别墅布设沉降测点，每幢4个点，共计28个点。
另车站西南侧加油站也需布设4～6个沉降监测点。
6.8建筑物倾斜监测
埋设：
在待测的建筑物顶部做“+”标记，底部合适位置处粘贴钢尺标志。
测量仪器：
倾斜监测采用徕卡1201全站仪。
测量方法：
倾斜观测采用经纬仪垂线投影法。
每次观测时将仪器置于倾斜观测基本点上，照准建筑物顶部标志，在垂直方向上向建筑物底部对应的标志处打出垂直线，直接在底部的钢尺上读取倾斜值，读至1.0mm。
为了避免仪器误差，每次观测时，分别用经纬仪的盘左和盘右两个位置做向下投点，分别读取倾斜值，取算术平均值。
7幢别墅各布一组倾斜监测点，共计7组，编号为JQ1～JQ7。
6.9周围建筑物裂缝监测
埋设：
选取现有建筑物上具有代表性的开裂部位，用石膏粉做石膏饼标志，同时标记开裂部位的起始位置。
测量仪器：
PEAK灯光放大镜、钢尺。
测量方法：
用灯光放大镜观测石膏饼标志的开裂情况并用钢尺量距裂缝延展情况。
6.10地下管线沉降
基坑施工影响范围内的地下管线均应布设沉降测点。
测点间距一般为10m～15m，采用间接法或直接法布置监测点。
仪器：
苏光DSZ2+FS1精密水准仪，精度：
±0.7mm/km。
埋设：
因本基地现场环境及政府有关部门规定限制，地下管线监测点的埋设除能利用原有管线设备点外采用模拟点法或间接点法。
模拟点法即在地下管线相应上方开挖约40cm深样洞，将顶面刻划“+”的钢筋埋入其中，并用混凝土将其固定；间接点法即在地下管线相应上方将顶面刻划“+”的道钉打入道路接缝处。
在基坑东侧沪太路上有二根上水管（其中一根为φ1800）和二根信息管线（其中一根为军用电缆），对它们要重点加强监测。
在上水管上布设15个监测点，编号为S1～S15；在信息管线上布设16个监测点，编号为H1～H16。
6.11立柱沉降
本项监测与围护墙顶部沉降监测时相同的，在立柱顶部埋入钢制测钉，利用精密水准仪观测测点高程变化情况。
共设8个点。
7．监测工序和测点保护
7.1监测工序
各监测内容所需的监测仪器、监测点的安装、埋设以及测读的时间应随基坑工程施工工序而展开：
（1）根据各道工序施工需要，先期布设地表、建筑物、及地下管线的沉降点。
（2）地下围护结构施工时，同步安装围护墙体内测斜管。
（3）地下围护结构及土体加固施工完成后，进行水位管的埋设。
（4）围护墙顶的圈梁浇筑时，同步埋设墙顶位移、沉降测点，同时做好测斜管口的保护工作。
（5）基坑开挖之前，应建立测量控制网，将所有已埋设测点测读初始值，并应测读三次。
（6）在相应施工区段及其影响范围内的测点在施工期间按要求进行测读并进行数据整理和及时完成、提交日报表。
（7）在相应钢支撑安装施工时，同步安装轴力计，并在支撑施加预应力前后进行读数。
（8）某施工段工程全部完成之后，按照有关要求相应测点停止测读，以此类推直至工程全部完成。
（9）编写施工监测报告。
7.2测点保护
仪器（传感器）、测点安装、埋设好后应作好醒目标记，设置保护设施，平时加强测点保护工作，确保测点成活率，保证监测数据的连续性。
8．监测频率及报警值
8.1观测频率
在施工开始前应完成有关各项测点的埋设工作，并取前三次读数的平均值作为初始读数，以保证测试数据更接近真实。
施工开始后，根据有关技术规程的规定和开挖进度进行安排观测频率：
（1）基坑开挖期间，开挖段内的监测点约每天1次，未开挖段每周约1～2次；
（2）基坑底板完成的区段，约每周1～3次。
但换撑期间应每天1次；
（3）基坑主体结构施工结束后2个月内，对建筑物和地下管线每周监测一次；
（4）根据监测数据变化情况，监测频率进行适当调整；
（5）当监测数据达到报警范围，或遇到特殊情况，如暴雨、台风或大潮汛等恶劣天气以及其它意外工程事件，应适当加密观测，直至24小时不间断的跟踪监测。
8.2报警值
根据基坑保护等级的要求，即按“上海市地铁基坑工程施工规程”（SZ-08-2000）要求执行。
根据设计要求，基坑等级为二级基坑，据此提出以下报警值供业主及有关方参考：
（1）地表最大沉降量控制在≤0.2%H（二级）（H为基坑开挖深度）即30mm，沉降速率≤3mm/24h。
（2）车站标准段围护墙体最大水平位移控制在≤0.30%H，即45mm，出入口、风亭水平位移≤30mm，速率≤3mm/24h。
（3）刚性管线的局部沉降量控制在≤10mm，速率≤3mm/24h。
（4）建筑物差异沉降警戒值按“上海市工程建设规范”（DGJ08-61-97）《基坑工程设计规范》表12.1.4-1的要求，建议定为δ/L<1/（150~250）（δ为差异沉降值，L为建筑物长度）；倾斜率≤0.3％。
（5）围护墙体测斜：
|累计变量|≤45mm
（6）支撑轴力大于设计值的80%时预警。
（7）地下水位：
累计下降≤－1000mm。
其它未详部分由有关方面（设计、管理、监理、施工、监测）各方共同研究后决定。
具体实施中，将以上述有关警戒值的80%作为预警值，此举可为有关单位和部门分析情况和采取制止险情的措施争取到宝贵的时间。
9．管理网络、信息反馈及质量控制
9.1管理网络及人员组成
本公司有关施工监测项目的管理网络如下：
实施时采用项目管理制度，成立“上海市轨道交通7号线汶水路站基坑施工监测项目部”对本项目的实施进行管理，由资深工程师任项目经理及技术负责人，重大问题则由高级工程师或公司总工程师协助处理。
9.2信息反馈
（1）日报表反馈方式
监测数据经整理后当日以“日报表”的形式上报委托方；当实测数据达到（或超过）“报警值”时，即刻向委托方口头报警，以便及时采取相应措施确保施工和周围环境的安全，项目部则以最快方式提交“日报表”，在日报表上对超限数据会以明显的示警标记提示。
（2）监测数据的上网反馈方式
根据上海市地铁建设公司的要求，每日的监测数据在指定时间内用“上海时空软土工程研究咨询中心”开发的远程监控管理系统传输到地铁建设工程监测数据库中，达到数据的网络共享。
（3）最终报告
最终报告在监测工作全面结束后一个月内提交。
（4）施工监测流程图
施工监测流程图：
见下页
9.3质量控制
（1）本工程施工监测实行项目负责人负责制，24小时现场安排人员驻守，在施工期间负责文明施工和安全施工；
（2）在进行测读监测数据之前，对各种仪器进行全面检查和标定，保证仪器的正常工作，消除不应有的误差；
（3）岗位责任到人，定人定仪器进行测量，减少人为误差；
（4）测读取得的数据必须进行检查和审核，确保数据的准确性；
（5）公司质检部门将随时对监测数据进行抽查。
10．监测点布置图
附图1M7线汶水路站监测点布置示意图
（见下页）
附图2M7线汶水路站基坑监测点平面布置图
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