测点布置方法.docx

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测点布置方法

一、XX地铁车站深基坑施工风险管理研究

3.3测点布置的方法和数据处理要求

3.3.1测点布置方法

（1）建筑物倾斜及沉降监测

在深基坑监测过程中，应依据建筑物的结构、形状、桩形、地质条件等因素综合考虑周边建筑物沉降观测点的布置方案，各监测点应最能容易的反映建筑物沉降变化的趋势。

一般情况下，建筑物差异沉降观察点应布设在差异沉降量较大的位置、建筑的四个角处、沉降裂缝的两侧以及地质条件有明显不同的区段。

保证观测点能准确反映建筑物的倾斜及不均匀沉降情况，埋设时注意观测点与建筑物的联结要牢靠。

根据监测点设计图来确定沉降观测点的位置。

固定的观测路线需在沉降观测点与工作点之间建立，并在架设仪器站点与转点处做好标记桩，以保证各次观测均沿统一路线。

用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长200～300mm，Φ20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。

测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。

测点的布设如图3-1所示。

对于建筑物倾斜监测，在需要监测的楼底部和顶部设置倾斜监测标志点。

底部和顶部标志点要求在同一铅垂线上。

观测时，精密经纬仪安置在离建筑物大于其高度的距离外测，出上部标志的高度H以及水平位移的投影值a，则倾斜度I为：

I＝a／H。

图3-1建筑物沉降观测点布设示意图

（2）沉降及倾斜观测

依照规范规定出发，事先设计图纸规定布设测点和分析结果，水准基准点宜均匀埋设，数量不应少于3点，埋设方法如图3-2所示。

图3-2沉降观测测点布设示意图

（3）桩体变形及基坑外土体水平位移观测

桩体变形观测：

将测斜管绑扎在灌注桩钢筋笼内，钢筋笼深度与管深一致管体与桩体钢筋笼迎土面钢筋绑扎牢，每间距2米绑扎一次；测斜管内有一对槽必须垂直于基坑边线；下管之前，注意封好测斜管端管口盖子，并用胶带缠绕密封接头部位；待钢筋笼吊装完毕后，立即向测斜管内注入清水，防止泥浆浸入管中，同时做好测点保护。

仪器如图3-3所示。

基坑外土体水平位移：

采用测斜监测，沿围护结构纵向布置测点。

测斜孔用泥型钻机钻孔埋设。

钻孔的孔径应大于测斜管5～10cm，钻孔时在土质较差处应采用泥浆护壁。

测斜管接缝处理完成后，在管内注满清水，钻孔结束后马上沉入孔中。

随后在钻孔与测斜管的空隙中填入细砂或水泥和膨润土拌和的灰浆。

测斜管顶面一般低于地面15～20cm，并砌保护井加盖板，以免遭受破坏。

（a）测斜仪（b）测斜管

图3-3基坑外土体水平位移及桩体变形观测仪器

（4）管线沉降、位移监测

监测点主要分为直接监测点和间接监测点。

布点原则是对位于基坑施工影响范围内的管线作为重点监测保护对象，一般情况按管线单位要求布设在管线设备上（井盖、阀门、抽气孔等）；间接测点是将管线测点做在靠近管线底面的土体中。

在整个施工过程中对影响范围内的管线进行监测。

管线监测点具体的布设根据管线具体情况，需通过召开管线协调会，征求有关专家及管线单位意见后确定。

因城市管线铺设时间、管线基础、管线材质等多种多样，确定其变形控制值比较困难，因此施工中需要根据肉眼观察与数据对比，有异常情况应立即向上级部门反映，并加强监测。

根据基坑周围地下管线的功能、管材、接头形式、埋深等条件，在基坑开挖前布设好管线沉降、位移监测点。

（5）围护结构顶部的水平、垂直位移监测

埋设测点时用经纬仪控制，使同一条边测点尽量埋设在同一条直线上。

监测点每隔20～25m设一点，且设在围护结构冠梁顶上。

浇筑冠梁混凝土时预埋15㎝长的Φ20钢筋，钢筋头露出地面15mm，钢筋头磨成半球状并刻“十”字，作为水平和垂直位移的观测点。

围护结构顶部垂直位移（沉降）监测用几何水准法，仪器为精密水准仪。

首次观测时，按同一水准线路同时观测两次，每隔一定时间绘制出时间－沉降曲线。

为确保测量精度，在远离基坑（大于5倍基坑开挖深度）的地方至少设置三个稳定可靠的基准点，并定期检查稳定性。

（6）地下水位观测

水位管由EPA工程塑料制成，内径45mm，管上钻有4排呈梅花状布置的孔。

成孔至设计标高后放入裹有滤网的水位管，管壁与钻孔孔径间用净砂回填至离地表0.5m处，再用粘土封填，以防地表水流入。

水位孔用小型钻机成孔，孔径略大于水位管的直径。

观测方法如下：

①选择一排观测孔，从降水开始前，水位观测按抽水试验观测要求进行，以复核、修正设计方案，并进行必要调整。

②降水开始前，所有抽水井、观测井统一联测静止水位，统一编号、量测基准点。

③测量时，把水位仪的测头放入水位管内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢地向下移动，当测头接触到水面时，接收系统的音响器会发出蜂鸣声。

此时读出钢尺电缆在管口处的深度尺寸，即为地下水位距管口的距离。

坑内的降水孔需与坑外的测水孔进行联测，由此得出水位差。

所使用的仪器如图3-4所示。

（a）水位管（b）水位计（c）测头

图3-4地下水位观测仪器

（7）孔隙水压力监测

确定好孔隙水压力监测点的位置后，采用机械钻成孔径为100mm孔，成孔后用清水洗净，并接着在孔底填入0.5m厚的净砂，将孔隙水压力计依次送到孔内设计深度，再填上约0.5m高的净砂作为滤层，然后填1m高粘土，依次类推直至将所有孔隙水压计埋设至设计深度，最后，用粘土填孔内至地面以上全部密实。

水压计及其埋设方法如图3-5。

（a）孔隙水压计（b）孔隙水压计埋设方法

图3-5水压计及其埋设方法示意图

（8）支撑轴力监测

轴力计需布置在每一开挖段典型断面的支撑及斜支撑端部、长、短边中点。

安装轴力计时，首先焊接铁板与轴力计托架，然后焊接托架板与钢支撑固定端中心，将轴力计放入托架用固定螺栓拧紧即可，所用工作完成后，注意将数据电缆保护好。

轴力计及其埋设方法如图3-6所示。

（a）轴力计（b）轴力计埋设方法

图3-6轴力计及其埋设方法示意图

（9）围护结构侧土压力测点布设

埋设围护结构侧土压力需采用挂布法：

在埋设前，先将挂布固定在灌注桩钢筋笼迎土侧，并将传感器装入在预定埋设土压力传感器的部位缝制的布兜，将导线接出至地面；挂布随钢筋笼一同下放至地下墙槽壁内，竖向间距为2～3m,沿车站长边每50～80m布置一个测点，短边中点需布置一个测点，土压力计及布设如下图。

另外，一般采用钻孔埋设测量土体内土压力时，埋设方法如图3-7所示。

（a）土压力计（b）土压力计埋设方法

图3-7土压力计及其埋设方法示意图

二、XX路站施工监测方案

5.1.1建筑物沉降、倾斜、裂缝监测

（1）建（构）筑物沉降监测

观测点一般埋设于能明显反映建（构）筑物变形的其竖向结构上，且便于观测。

观测点的制作方法如下：

对于混凝土结构墙体上的观测点，采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位标志的方法；测点采用Ф20不锈钢，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔中装入Ф20不锈钢测点，然后在孔内灌注混凝土或锚固剂进行固定（测点固定部位做成螺纹）。

对于钢结构上需布设观测点的，采用焊接式观测标志；个别业主不允许钻孔或焊接的建筑结构，采用贴钢尺的方式设置监测点；

点位附近均作上明显标记（标记点号，涂上红油漆），以便长期保存。

建筑物观测点在埋设时应注意避开障碍物并保证有足够的准确立尺的空间。

桥梁沉降监测点拟布于桥柱侧面，埋设方法与楼房相似。

砖混结构监测点布置钢结构监测点焊接

（2）建筑物倾斜监测

建筑物倾斜观测，测定建筑顶部相对于底部固定点的倾斜度、倾斜方向、及倾斜变化速率。

每幢建筑在邻近基坑的两个角进行倾斜观测。

建筑倾斜可采用测水平角法或测水平距离法。

如下图，在建筑顶部、底部同一竖直线上设置观测点A、A’，沿建筑两侧面建立X、Y坐标系，在X方向（或Y方向）近似延长线上设置仪器；通过测量设站点与A、A’的距离，比较距离差，可以计算X方向上的倾斜度；通过测量I点至A、A’的水平夹角，沿Y方向的倾斜量与水平夹角变化量α的正弦值、仪器I到A点的距离D成正比；即：

δX=D上-D下

δY=D*sinα

平面图立面图

建筑物倾斜采用TC2003全站仪及配套棱镜、测量标志进行观测。

也可采用TC2003全站仪、利用其无须合作目标的功能通过红外测距，结合角度测量进行观测。

日常倾斜监测可采用沉降差反算法，沉降量达到预警值后或沉降差大于5mm后对高耸建筑物采用测水平角法或测水平距离法进行倾斜观测。

（3）裂缝监测

对已有建筑裂缝进行调查，施工前进行现状拍照，拍照时垂直裂缝放置钢圈尺。

日常监测在裂缝两侧设置标志，采用游标卡尺量测。

5.1.2坑外水位监测

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。

观测采用SWJ—8090电测水位计。

基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。

5.1.3围护结构侧向位移监测

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。

观测时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上每50cm逐段测出X方向上的位移。

每次采用全站仪或经纬仪测量管顶位移，计算时孔口位移实测修正。

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。

采用美国sinco测斜仪或北京航天CX-06型测斜仪进行测试，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

5.1.4墙顶水平位移测量

地下连续墙顶水平位移观测基点可利用施工的基点进行校核，或在施工影响范围之外的固定建（构）筑物上设置两个校核标志（点）。

水平位移基准点及监测控制点使用强制对中装置，如下图所示。

可采用小角度法进行监测，在选定的水平位移监测控制点上安置全站仪，精确整平对中，瞄准另一端的水平位移监测控制点作为起始方向，依次按方向观测法测定两监测控制点间的水平位移监测点与测站连线偏离起始方向的角度，以所测角值和测站点到后视监测控制点的水平距离值（由全站仪测出）作为计算变量，从而计算出监测点沿垂直于起始方向的位移值。

也可采用极坐标法进行监测，当现场条件容许，也可采用轴线投影法进行监测采用瑞士徕卡TC2003全站仪进行观测。

水平位移观测方法适用于：

围护结构顶部水平位移、测斜孔孔口位移等观测项目。

5.1.5土压力监测

基坑开挖施工中，由于坑内土体卸载，导致墙体内外土压力失衡。

对地墙迎土面及迎坑面侧土压力的变化进行监测，可以有依据地控制开挖速率，以达到施工的安全。

用频率计实测振弦式土压力计频率的变化，根据出厂时标定的频率～压力率定值，求得土压力值。

计算公式：

P=K（F02-Fx2）

式中：

K为率定系数（kN/Hz2）

F0为土压力计初始频率（Hz）

Fx为土压力计测试频率（Hz）

P为实测的土压力值（kPa）

5.1.6土体水平位移监测

采用钻孔方式埋设时可用Φ110钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直径为Φ70的专用监测PVC管，下管后用膨润泥土球填充密实。

测试方法和原理同“围护结构侧向位移监测”。

5.1.7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。

计算公式：

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

式中：

为混凝土支撑受力（kN）（计算结果精确至1kN）

为钢筋计受力（kN）（计算结果精确至1kN）

As为钢筋截面积（m2）

Ag为钢筋计截面积（m2）

Ac为支撑混凝土截面积（m2）

fi为钢筋计的本次频率（Hz）

f0为钢筋计的初始频率（Hz）

K为钢筋计的标定系数（kN/Hz2）

Ec为混凝土弹性模量（MPa）

Eg为钢筋弹性模量（MPa）

采用振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式⑵解得的F作为混凝土支撑轴力。

5.1.8坑内土体回弹监测

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。