十里铺站车站监测方案.docx
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十里铺站车站监测方案
目录
第一章编制说明
1.1工程概况2
1.1.1站址环境2
1.1.2周边建筑及地下管线2
1.2编制说明3
1.2.1编制依据3
1.2.2编制原则3
1.3监测内容3
1.4监测目的4
第二章监测组织机构及监测仪器
2.1监测仪器配置计划4
2.2监测组织机构5
2.2.2监测组织机构框图5
2.2.3监测组织与程序6
第三章施工监测
3.1监测内容及频率7
3.2监测项目的报警值9
3.3监测方法及技术要求9
3.3.1基坑沉降监测9
3.3.2基坑水平位移监测11
3.3.3邻近建筑物沉降和位移监测13
3.3.4结构侧向位移监测15
3.3.5桩内钢筋应力应变监测17
3.3.6侧土压力监测18
3.3.7钢支撑轴力监测19
3.3.8地下水位观测20
3.4监测过程控制22
3.4.1质量控制22
3.4.2监测的数据分析与信息反馈22
1、监测数据分析22
2、监测信息反馈23
3.5监测工作制度和质量保证措施23
3.5.1监测工作管理制度23
3.5.2保证措施27
武汉市轨道交通四号线十里铺站
监控量测方案
第一章编制说明
1.1工程概况
1.1.1站址环境
十里铺站位于武汉市汉阳区，汉阳大道与赫山路交叉路口。
沿汉阳大道东西走向。
其中赫山路规划道路红线宽度为40米，汉阳大道规划道路红线宽度为50米。
车站总长202.5米，宽20.9米（标准段）。
车站为标准双层岛式车站。
地下一层为站厅层，地下二层为站台层。
车站共设四个地面出入口及两个风亭，其中，Ⅰ号出入口在车站西南角，Ⅱ号出入口在车站东南角，Ⅲ号出入口及2号风亭设置在车站东北角，组合布置。
Ⅳ号出入口及Ⅰ号风亭设置在车站西北角，分离布置。
1.1.2周边建筑及地下管线
西北角为5层砖混结构；东北角为阳城景园，12层砼结构；东南角为武汉市第五医院一分院，5层砖混结构；西南角为3层砖混结构。
以上砖混结构多为临街商铺。
基坑周边的地下管线主要为：
横跨汉阳大道有2根Φ1350的砼排水管，1根Φ250的铸铁排水管，1根Φ300的铸铁排水管，1根Φ315的铸铁中压天燃气管，1根Φ160的铸铁中压天燃气管；汉阳大道北侧有1根Φ1200的砼给水管，1根Φ1000的砼排水管，1根Φ800的砼排水管，1根Φ300的砼排水管；汉阳大道南侧有1根Φ800的砼给水管，1根Φ600的砼排水管，1根Φ300的铸铁中压天燃气管，以及电信、电力等管线。
基坑开挖前，排水管须废除其使用功能，车站主体基坑分二期施工，在开挖二期基坑前将2根Φ1350改移至一期的车站顶板下凹处，其余排水管改移至基坑外侧，并排干废弃管内的存水；给水及其它管线须改移至基坑外侧。
1.2编制说明
1.2.1编制依据
1、武汉市轨道交通4号线二期工程十里铺站施工设计图纸
2、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999；
3、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-2007；
4、《工程测量规范》GB50026-2007；
5、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006；
6、《地下铁道、轨道交通工程测量规范》BG50308-1999；
5、《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
6、《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-98；
7、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
8、湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》（DB42/242-2003）；
9、湖北省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004）；
10、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
11、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
12、刘俊峰等编《岩土工程安全监测手册》，中国水利水电出版社。
1.2.2编制原则
1、严格执行施工监测过程中涉及的相关规范、规程和设计标准；
2、遵守、执行合同文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的安全、环境保护、文明施工等各方面的目标；
3、充分研究现场施工环境，通过监测指导施工，使施工对周边环境的影响最小化；
4、设计施工图的监测设计要求。
1.3监测内容
1、监测范围：
十里铺站施工监测和环境监测（包括管线）应包括的范围；
2、监测内容：
一是支护结构本身在施工期间的安全、稳定监测；二是周围建筑物、地下管线的监测。
主要包括：
地铁施工沿线周围地面及道路的位移沉降、施工期间支护结构沉降位移、支撑立柱沉降、支撑轴力变形、土体沉降及测土压力、地下水位等监测项目。
1.4监测目的
一、在地铁施工期间，对地铁施工沿线周围地面及道路的位移沉降实施监测，以及对施工期间支护结构位移、支撑立柱沉降、支撑轴力变形、地下水位等实施监测，为施工提供及时可靠的信息，用以控制地铁工程施工安全以及降低地铁施工对周边环境的影响，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报，提前采取预防措施，避免事故的发生。
二、通过对监测信息的分析指导后续工程的施工。
三、为今后类似工程的建设提供经验。
第二章监测组织机构及监测仪器
2.1监测仪器配置计划
序号
仪器名称
生产厂家及型号
数量
1
全站仪
拓普康GTS-332N
1套
2
精密水准仪
TrimbleDINI数字水准仪
1套
3
铟钢尺
4m
2把
4
钢尺
30m
1把
5
钢卷尺
3m/5m
3把
6
水位仪
1套
7
测斜仪
1套
8
轴力计
1套
9
应变仪
1套
2.2监测组织机构
武汉市轨道交通四号线二期工程十里铺站监测工程由项目部项目经理总负责，项目负责人1名、现场负责人5名。
在项目部领导机构下设监测管理部和监测信息整理分析部，负责日常的管理和信息资料分析工作。
现场监测组分为4个，即建筑物、道路及管线沉降监测组、土体位移及坑底隆起监测组、建筑物倾斜及围护结构监测组、裂缝及地下水位监测组。
除了现场监测小组以外另设一个信息管理系统组，负责监测信息管理系统的研制，以尽早在本项目中实现数据采集、数据计算、变形分析、报表制作一体化，做到能对整个监测的数据进行实时、动态的管理。
本项目部的组织机构见下图表。
2.2.2监测组织机构框图
2.2.3监测组织与程序
建立专业监测小组，以项目经理为直接领导，由具备有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。
负责监测方案的制定、监测仪器的埋设和调试、监测数据的收集、整理和分析，并采用先进可靠的计算软件，快速、及时准确的反馈信息，指导施工。
同时与预测的数据进行对照，有利于及时发现异常，及早采取措施。
信息化施工工艺流程如图示。
第三章施工监测
3.1监测内容及频率
在监测过程中，采用工程测量、工程测试等多种手段相结合的方法进行监测，并对相关数据进行综合分析，排除外界因素和监测系统的偶发性误差，从而提供精确、可靠、科学的监测数据。
本工程需进行两方面的监测，一是支护结构本身在施工期间的安全、稳定监测；二是周围建筑物、地下管线的监测。
具体监测项目如下：
序号
监测项目
监测方法
与仪表
监测范围
测点间距
测试精度
量测时间间隔
备注
基坑开挖期间
基坑开挖完底板浇筑后
1
基坑内外观察
现场观察
基坑外地面、建筑地层土质描述支护桩、内支撑
随时进行
含周围地面裂缝、塌陷、渗透水、超载等
2
基坑周围地表
全站仪水准仪
周围3倍基坑开挖深度
长短边每10m布置一个量测断面
1mm
注2
注3
地面最大沉降量为30mm，变化速率为1mm/d
3
桩顶沉降
全站仪水准仪
桩顶
长短边每10m布置一个量测断面
1mm
注2
注3
4
地下水位
水位管水位仪
基坑周边
长、短边每20m布置一个监测点
5mm
注2
注3
5
桩体变形
测斜管测斜仪
桩体全高
长、短边每20m布置
0.02mm/0.5m
注2
注3
最大水平位移为40mm；变化速率为2mm/d
6
桩内钢筋应力应变
钢筋计应变仪
桩体全高
长、短边每20m布置
0.15%F.S
注2
注3
基坑深度变化处增加
7
支撑轴力
轴力计应变计
支撑端部或中部
长、短边每10m布置一个量测断面
0.15%F.S
注2
注3
基坑深度变化处增加
8
土钉内力
轴力计应变计
土钉全长
长、短边每10m布置一个量测断面
0.15%F.S
注2
注3
9
侧土压力
土压力盒
围护桩迎土侧和嵌固段桩背土侧
长、短边每40m布置
0.15%F.S
注2
注3
10
基底隆起
水准仪
基底开挖面中部
长、短边每40m布置
1mm
注2
注3
11
边坡土体水平位移
测斜管测斜仪
边坡顶至基坑底
长、短边每10m布置
0.02mm/0.5m
注2
注3
最大水平位移为40mm；变化速率5mm/d
12
重要建筑物、管线监测
全站仪水准仪
建筑物四角管线接头
周围3倍基坑开挖深度
1mm
注2
注3
注：
1、监控量测报警值为极限值的70%，警戒值为极限值的80%。
2、基坑开挖期间，当基坑开挖深度H≤5m，1次/2天；5m＜H≤10m，1次/1天；H≥15m，,2次/1天.
3、底板浇筑后1～7天，2次/1天；7～14天，1次/1天；14～28天，1次/1天；28天以后，1次/3天；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
4、情况出现异常时，增大监测频率。
3.2监测项目的报警值
监测项目监测报警值表
序号
监测项目
累计变形量
变形速率
备注
1
地表沉降监测
21mm
地表沉降≥0.002H（H为开挖深度）
设计单位提供
2
地表位移监测
30mm
3
地下管线位移
21mm
压力2mm；其它3mm
4
周边房屋沉降监测
21mm
≥±3mm/d
5
周边房屋倾斜监测
房屋高度H≤24m：
0.004；
24＜H≤60m：
0.003；
60＜H≤100m：
0.0025；
H＞100：
0.002
6
土体侧向位移
±30mm
±3mm
7
基坑坑底隆起
-30~10mm
±2mm
8
土压力计
-80%最大设计值
9
地下水位量测
±100cm
±50cm
坑底水位高于设计值
10
支撑轴力
0.7倍设计值
11
墙体变形
0.7倍设计值
建筑物及地面沉降变形控制标准：
桩基建筑物沉降允许值为-10㎜；天然地基建筑物沉降允许值-30㎜；地下管线、地表及道路沉降允许值为-30㎜；地表及道路隆起的允许值为+10㎜。
3.3监测方法及技术要求
3.3.1基坑沉降监测
沉降监测根据监测对象周围的水准基点高程进行。
水准基点从现场施工控制网基点引入。
如果现场附近没有水准基点，则根据现场条件和监测时间要求埋设专用水准基点。
水准基点数量不少于4个，分别布设在基坑两侧，并定期进行校核，防止其自身发生变化，以保证沉降监测结果的正确性。
水准基点在沉降监测的初次量测前不少于15天埋设。
1、水准基点的埋设按以下要求进行：
（1）布置在监测工点的沉降范围以外，用10钢筋打入地下不少于0.3米，上部用C25砼包固，确保其稳固性；
（2）水准基点与量测点通视良好，其距离小于100米，以保证监测精度；
（3）水准基点的埋设避开松软、低洼积水处，以防变位。
图1基点埋设示意图
2、沉降观测点埋设：
沉降观测点拟沿围护结构布设三排观测点，纵向10米左右的间距布设,共布置51个沉降监测点，第一排布设在围护结构上，第二排和第三排间距为5米、10米。
另在基坑开挖完成后，在垫层上纵向布设两排观测点，观察基坑上拱。
埋设方法：
用人工在地表挖孔，然后放入长200～1000mm，直径20～30mm圆头带十字标记钢筋，四周用水泥砂浆填实。
3、沉降监测方法及技术要求
沉降监测采用TrimbleDINI数字电子水准仪，以保证监测精度。
视线长度不大于50米，闭合差小于士0.5
mm，测量数据保留至0.lmm。
同时沉降监测满足下列要求：
（1）观测前对所用水准仪、水准尺按规定进行校验，并作好记录，在使用过程中不随意更换；
（2）首次进行观测增加测回数，且不少于3次，取其稳定值作为初始值；
（3）固定观测人员、观测线路和观测方式；
（4）定期进行水准点校核、测点检查和仪器校验，确保量测数据的准确性和连续性；
测量方法：
观测方法采用精密水准测量方法。
基点和附近水准点联测取得初始高程高程控制点复测按精密水准测量的技术要求进行，复测线路为附合水准线路。
精密水准测量观测方法：
（1）往测：
奇数站上为：
后—前—前—后
偶数站上为：
前—后—后—前
（2）返测：
奇数站上为：
前—后—后—前
偶数站上为：
后—前—前—后
（3）每一测段的往测与返测，分别在上午、下午进行，也可以在夜间观测。
精密水准测量的主要技术要求如下：
每千米高差中误差偶然中误差：
±2㎜；每千米高差中数中误差全中误差：
±4㎜；观测次数：
往返各一次；平坦地往返差、附合或环线闭合差：
±8L1/2㎜；视距：
≤60m；前后视距差：
≤1.0m；前后视距累计差:
≤3.0m。
观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。
首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。
沉降值计算：
在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。
施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。
则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。
4、沉降监测提供的相关资料
（1）沉降监测计划，含水准点、测点的平面布置图；
（2）仪器校验记录资料；
（3）监测记录及报告表；
（4）沉降曲线及图表；
（5）监测结果的计算分析资料；
（6）沉降监测报告。
3.3.2基坑水平位移监测
1、测点布置和埋设
水平位移监测点分为基准点、工作基点、变形监测点3种。
位移监测点按照10米左右的间距布设在围护结构上端,共布置51个位移监测点。
基准点和工作基点均为变形监测的，基准点一般距离施工场地较远，应设在影响范围以外，用于检查和恢复工作基点的可靠性；工作基点则布设在基坑周围较稳定的地方，直接在工作基点上架设仪器对水平变形监测点进行观测。
2、平面控制网的建立和初始值的观测
水平位移监测控制网宜按两级布设，由控制点（基准点、工作基点）组成首级网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网。
对于单个目标的位移监测，可将控制点同观测点按一级布设。
监测埋设的监测点稳定后，应在基坑开挖前进行初始值观测，初始值一般应独立观测，次数不少于2次，观测时间间隔尽可能的短，待观测值较差满足有关限差值要求后，取其观测值的平均值作为初始值，水平位移监测则以初始值为观测值比较基准。
水平位移变形监测应视基坑开挖情况及时开始实施。
3、监测方法
支护结构水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜（基座均带有光学对中器）等进行观测。
水平位移的观测方法很多，可以根据现场情况和工程要求灵活应用。
常用的测量方法有：
视准线法、小角度法、控制网法。
结合本项目实际情况,拟采用控制网法,下面对此种方法进行介绍。
该方法适用于要求测出基坑整体绝对位移量的情况。
控制网的建立可根据施工现场通视条件、工程精度要求，采用边角交会、附合导线法等。
各种控制网均应考虑图形强度，长短边不宜悬殊。
4、水平位移监测主要技术要求
对于一个实际工程，变形监测的精度等级应根据各类建（构）筑物的变形允许值进行估算或参考类似工程进行确定，该项目水平位移监测的精度等级确定为二级。
其控制网主要技术要求见表
测量采用二等水平位移标准测量，变形点的点位中误差≤±3mm。
表水平位移监测控制网的主要技术要求
等级
相邻控制点点位
中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（〃）
最弱边相对中误差
主要作业方法
和观测要求
Ⅱ
±3.0
150
±1.8
≤1/70000
按二等三角测量进行
采用主要仪器：
拓普康GTS-332N型全站仪。
数据采集记录采用自主开发的数据采集器，进行记录，数据采集完成，联机即可进行平差计算各监测工作点和监测点坐标，与既有坐标比较即可知道支护体系是否发生了变形。
同时，该采集器具有和前次观测数据比较的功能，观测数据异常或有变形存在在现场即可知道。
3.3.3邻近建筑物沉降和位移监测
1、对基坑周边建筑物的调查
在开工前对施工现场周边不小于3H（H—基坑深度）范围内建筑物进行普查，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响程度，确定具体监测对象。
然后根据所确定的拟监测对象逐一进行详细调查，以确定重点监测部位。
2、建筑物沉降监测
（1）沉降观测点的位置和数量根据建筑物特征、基础形式结构种类和地质条件等因素综合考虑确定。
为了反映沉降特征和便于分析，测点埋设在沉降差异较大的地方，同时考虑施工便利和不易损坏。
（2）沉降观测标志根据建筑物的构造类型和建筑物材料确定。
主要选用墙柱标志、基础标志和隐蔽式标志。
对于不便埋设时，选用射钉或膨胀螺栓固定在建筑物表面，涂红油漆作为观测标志。
沉降观测标志埋设时特别注意保证能在点上垂直置尺和良好的通视条件，同时监测时还要注意：
①仪器避免安置在有震动影响的范围内和有安全隐患的地点；②观测时水准仪成像清晰，前后视距相近，且不超过50米，前后视观测完毕应闭合在水准点上。
（3）在施工基坑东侧时，加强对阳城景园和武汉市第五医院一分院的观测，随时指导施工，做到信息化施工。
3、地下管线位移监测
地下管线观测点采用带可移动式探针的“隐埋式”观测点，为真实反应管线的沉降，且不受周围土层沉降的影响，观测点结构示意图如下：
图2管线沉降点的布设图
（1）管线资料调查
通过建设、设计和施工单位了解地下管线的用途、材料、规格，管线的接头形式和对位移的敏感程度，确定位移警戒值。
（2）测点埋设
对于煤气管、主水管等重要管道采用扁铁做成抱箍固定在管线上，抱箍上焊一测杆。
测杆顶端不应高出地面，路面处布设窨井，既用于测点保护，又便于道路交通正常通行。
抱箍式测点监测精度高，能如实反映管线的位移情况。
对于通讯管线采用直接式测点，即在露出管线接头或保护管处，利用凸出部位涂上红漆作为测点。
对于地下管线排列密集且管底标高相差不大或不便开挖的情况，采用模拟式测点，即选具代表性的管线，在其邻近打一l00mm的钻孔，孔深至管底标高，取出浮土后用砂铺平孔底，先放入不小于50mm的钢板一片，以增大接触面积，然后放入20mm的钢筋作为测杆，周围用净砂填实，以监测管线的位移。
（3）建立平面控制网
平面控制网按两级布设，由控制点组成首级网，由观测点与所连测的点组成扩展网。
控制点是进行水平位移观测的基本依据，包括工作基点和基准点。
工作点是直接观测的基础，基准点是检查工作点的依据，两者布设成控制网后按统一的观测精度施测。
控制网采用导线网，扩展网和一级网采用基准线法，平面控制点采用普通标桩。
普通标桩埋设不浅于0.5m，标桩顶面高于地面设计高程0.5m。
标桩采用木桩或铁桩，桩顶平整。
为了保证标桩稳定，桩周浮土挖去后用混凝土包固。
（4）监测要求
在管线位移监测中，由于允许位移量比较小（通常在10～20mm），测量仪器精度要求较高，应采用有光学对中装置。
计算位移值精度至0.1mm，同时将同一位移值进行矢量叠加求出最大值与允许值进行比较。
当最大位移值超出警戒值时应及时报警，防止意外的发生。
3.3.4结构侧向位移监测
1、测斜管的安装（见图3）。
测斜管有圆形和方形两种，多采用圆形，直径有50mm、70mm等，每节一般为2m长，采用钢材、铝合金、塑料等制作，最常用的还是PVC塑料管。
测斜管在吊放钢筋笼之前，接长到设计长度，绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入桩孔内。
测斜管的底部与顶部要用盖子封住，防止砂浆、泥浆及杂物入孔内。
安装时，注意测斜管的定向槽的方向，测斜管有两对方向互相垂直的定向槽，其中一对与可能产生较大水平位移的方向一致。
图3 测斜管安装示意图
2、测斜仪工作原理
测斜仪上下各有一对滑轮，上下轮距500mm，其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直线间的倾角，倾角的变化可由电信号转换而得，从而可以知道被测结构的位移变化值。
测斜仪的构造如图4所示。
图4 测斜仪构造示意图
3、测斜点的布设原则
（1）测斜点在竖井平面上绕曲计算值最大位置，设置水平支撑结构的两道支撑之间；
（2）设在重点监测对象最近的基坑围护桩内；
（3）基坑挖深最大的围护段；
（4）测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线；
（5）测斜管接口应避开探头滑轮停留处，以保证测量准确。
4、测斜方法及步骤
（1）基坑开挖前，测斜仪应按规定进行严格标定，以后根据使用情况，每隔3个月标定一次；
（2）测斜管在开挖前3-5日内重复测量2-3次，待判明测斜管已处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式监测工作；
（3）每次测量时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始测量；
（4）以管口作为计程标志，按探头电缆线上的刻度分划，匀速提升，每隔一定距离（500mm或1000mm）进行仪表读数并做记录；
（5）待探头提升至管口处，旋转180度后，再按上述方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差；
（6）以同一测斜管中不同深度处所测得的变位值
，点在坐标上得到原始变位H-
曲线。
根据不同二次测量的变位差值，绘制H-
曲线。
3.3.5桩内钢筋应力应变监测
1、钢筋计的安装（见图5）
钢筋计焊接在钢筋笼主筋上（见图6），当作主筋的一段，焊接面积不应少于钢筋的有效面积，在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂增加，需要采取冷却措施，用湿毛巾或流水冷却是常采用的有效方法。
图5 钢筋计、土压力盒安装示意图
图6 钢筋计焊接与冷却示意图
在开挖侧与挡土侧的主筋对应位置都安装钢筋计，本项目钢筋计分别布置在距离桩顶7m、12m、16m及桩端位置。
2、钢筋计的原理
电阻应变式钢筋计的工作原理是：
利用钢筋受力后产生的变形，粘贴在钢筋上的电阻片产生变形，从而测出应变值，得出钢筋所受作用力的大小。
3、钢筋计的用途和使用方法
①钢筋计可用于测量基坑围护结构沿深度方向的应力换算为弯矩。
②基坑支撑结构的轴力、平面弯矩。
③结构底板所受弯矩。
钢筋计在基坑监测中主要用来测量围护结构的弯矩，结构一侧受拉，一侧受压，相应的钢筋计一只受拉，另一只受压。
测得钢筋计钢弦频率，再由频率换算成钢筋应力值再核算成整个混凝土结构所受的弯矩。
式中 M——弯矩（t．m/m）；
σ1、σ2——开挖面、挡土面钢筋应力（kg/cm2）；
Es——钢筋的弹性模量（kg/
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