地铁站主体基坑第三方监测方案.docx

1、地铁站主体基坑第三方监测方案北京地铁十四号线工程菜户营站主体明挖基坑第三方监测方案 工程编号：2010监测003-14-1北京城建勘测设计研究院有限责任公司 2011年03月31日北京地铁十四号线工程菜户营站主体明挖基坑第三方监测方案工程编号：2010监测003-14-1批 准 人： 审 核 人： 编 写 人： 北京城建勘测设计研究院有限责任公司2011年03月31日北京地铁十四号线工程菜户营站主体基坑第三方监测方案1 工程概况1.1 工程位置及周边环境概况十四号线菜户营站位于丽泽路菜户营桥西南侧、京九铁路西侧、六号温泉（永7）东侧、金兴苑（永22-30）和金泰苑（永21）小区北侧绿地内，沿丽

2、泽路东西向布置，车站南侧距离金兴苑和金泰苑最小距离约为27m、30m。东西两侧距京九铁路与嘉年华会商务会馆（现为六号温泉）均在30m 以上。车站控制性管线主要集中在车站部位路面下，横跨车站布置，管线埋深均小于3m。图1.1-1 金兴苑与金泰苑图1.1-2 6号温泉1.2 工程地质及水文地质条件1.2.1 工程地质条件根据勘查资料，按照地层沉积年代、成因类型、地层岩性及其物理力学性质对地层进行初步划分，共划分为13个大层，具体各土层岩性及分布特征概述如下：（1）人工堆积层岩性特性如下：粉土填土层：黄褐色，稍密，湿稍湿，局部为粉质粘土填土夹层，含砖、灰渣，植物根；杂填土1 层：杂色，稍密，稍湿湿，

3、含砖块、灰渣、碎石。该层厚度变化较大，一般厚度1.903.80m，土质不均，工程性质差。（2）新近沉积层岩性特征如下：粉土层：褐黄色褐黄（暗）色，中密密实，湿，压缩模量ES1005.49.2MPa，属中高压缩性土，局部粉砂、粉质粘土夹层，含云母、氧化铁。粉质粘土1 层：褐黄（暗）色，很湿，可塑，压缩模量ES1003.66.5MPa，属中高高压缩性土，局部有机质粉质粘土、粉土夹层，含云母、氧化铁；有机质粘土2 层：黄褐色（局部灰黑），很湿，可塑软塑，压缩模量ES1002.23.5MPa，属高压缩性土，含有机质；粉砂、细砂3 层：褐黄色，中密稍密，湿，标准贯入击数N1121，属中低压缩性土，局部粉

4、土夹层，局部混圆砾，含云母、氧化铁；圆砾、卵石5层：杂色，中密，湿，剪切波速vs 值341376m/s，重型动力触探击数N63.52160，属低压缩性土，含中砂约30%。该大层层顶标高约37.4340.97m。（3）第四纪沉积层主要岩性特征如下：卵石、圆砾层：杂色，密实，湿，剪切波速vs 值411432m/s，重型动力触探击数N63.543100，属低压缩性土，钻探揭露卵石部分：D大8cm，D长10cm，D一般35cm，局部含粒径大于20cm 的漂石，亚圆形，级配较好，含中砂约30%；中砂、粗砂1层：褐黄色，中密密实，湿，标准贯入击数N2231，属低压缩性土，含云母，局部含圆砾；粉土3 层：褐

5、黄色，密实，湿，属中低压缩性土，粉砂夹层，含云母、氧化铁。该大层层顶标高30.4332.52m。卵石、圆砾层：杂色，密实，湿饱和，剪切波速vs 值446552m/s，重型动力触探击数N63.543150，属低压缩性土，钻探揭露卵石部分：D大10cm，D长12cm，D一般46cm，局部含粒径大于20cm 的漂石，亚圆形，级配较好，含中砂约30；中砂、粗砂1层：褐黄色，密实，湿饱和，标准贯入击数N150，属低压缩性土，含云母，局部混圆砾；粉质粘土4层：褐黄色，很湿，可塑，属中压缩性土，含云母、氧化铁。该层层顶标高26.5827.92m。卵石、圆砾层：杂色，密实，饱和，剪切波速vs值576m/s，重

6、型动力触探击数N63.550150，属低压缩性土。（4）第三纪沉积岩层砾岩1层：棕红色灰棕色，湿，半胶结弱胶结的极软岩，成岩性较差，强风化。胶结物以粘粒组为主，局部为砂粒。该大层层顶标高为5.876.50m。1.2.2 水文地质条件根据勘察单位提供的成果资料，本工程场区属北京市工程水文地质分区中的b亚区。拟建场地地面下46.50m 深度范围内的砂、卵石层中主要分布1层地下水，地下水类型为潜水。潜水主要赋存于标高26.5827.92m 以下的砂、卵石层中。根据拟建场区西侧约40m 处钻孔中的水位量测结果，工程场区初勘阶段水位（潜水）标高为19.44m 左右。1.3 结构设计形式及施工工法车站西端

7、明挖段全长80.9m，含标准段、疏散口加宽段、盾构井段及明暗结合部位加宽段，标准段基坑宽21.3m，基坑深约23.85m；疏散口加宽段基坑宽25.4m，基坑深约23.86m；盾构井段基坑宽25.4m，基坑深约24.81m；明暗结合部位加宽段基坑宽22.3m，基坑深约24.58m。车站东端明挖段全长63.9m，含标准段、盾构井段及明暗结合部位加宽段，标准段基坑宽21.3m，基坑深约23.06m，明暗结合部位基坑宽22.3m，基坑深约24.03m，盾构井段基坑宽22.85m；基坑深约24.95m。围护结构采用10001600mm 的钻孔灌注桩，桩顶设置冠梁及压顶梁，腰梁采用双拼I45C 型钢，桩间

8、采用挂网喷射混凝土保持土体稳定。基坑竖向设四道横撑（盾构井段设一道换撑），内支撑采用609 钢管，第一道钢管撑壁厚t=14mm，其余钢管撑壁厚均为16mm，盾构段第一道支撑水平间距为4m，第二、三、四道支撑及换撑水平间距2.5m；标准段第一道支撑水平间距为6m，第二、三、四道支撑3.0m；第二、三、四道（盾构段换撑）支撑需架设临时立柱和纵向联系梁以保证钢管支撑的稳定性，格构柱下桩基采用1000 钻孔灌注桩，入土深度为8m，格构柱深入桩基3m。1.4 风险工程概况菜户营站主体基坑风险工程如表1.4-1所列：表1.4-1菜户营站主体基坑风险工程表序号风险工程名称位置、范围风险基本状况描述风险工程等

9、级1自身风险工程1.1主体1.1车站明挖法施工K14+810.825K14+995.175车站两侧主体结构采用明挖法施工，结构断面为标准双柱三跨三层箱形断面，车站全长184.35米。车站结构埋深3.1m。车站主要位于粉细砂35、卵石层、卵石层。车站结构局部位于潜水水位下。基坑标准段深23.4m。二级2环境风险工程2.1主体2.1.1车站主体暗挖段下穿公共厕所及其化粪池K14+917K14+927车站中间暗挖段采用洞桩法施工，暗挖下穿公共厕所及其化粪池，其外轮廓11.37.2m，车站结构外皮与公共厕所结构底净距为7m左右。一级2.1.2车站北侧临近既有2000X2000电力管沟K14+810.8

10、25K14+995.175车站北侧临近既有电力管沟，车站结构外皮与电力管沟净距为标准段3.6m，盾构井段2.1m。二级1.5 监测重难点分析本基坑工程周边环境较为复杂，监测工作的重难点总体来说主要在以下两个方面：（1）本基坑在影响范围内涉及众多管线，有20002000的电力管沟（距车站结构外侧1.82m）、DN200燃气钢管（距车站结构外侧2.97m）、DN800混凝土雨水管（最近距车站结构外侧2.8m） 、改移后DN100铸铁上水管（距车站结构外侧1.68m），在基坑开挖过程中应加强管线沉降及差异沉降的观测，同时加强现场巡视；（2）本基坑周边建（构）筑物较多，主要有：菜户营桥桥桩、公共厕所及

11、其化粪池、金兴苑和金泰苑、嘉年华会商务会馆等。在基坑开挖过程中应加强建（构）筑物沉降及倾斜的监测，同时加强现场巡视，关注建筑物的裂缝及发展情况；2 监测目的1）在地铁土建施工过程中对基坑周边环境和工程自身关键部位实施独立、公正的监测，基本掌握基坑周边环境、围护结构体系和周边土体的动态，验证施工方的监测数据，为业主、监理、设计、施工单位提供参考依据。2）为建设管理单位对轨道交通工程建设风险管理提供支持，通过现场安全监测、现场巡视和安全状态预警，较全面地掌握各工点的施工安全控制程度，为信息管理平台提供基础数据，对施工过程实施全面监控和有效控制管理。3）第三方监测作为独立的监测方，其监测数据和相关分

12、析资料可作为处理风险事务和工程安全事故的重要参考依据。4）积累资料和经验，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。3 技术依据1）“北京地铁14号线工程菜户营站（01合同段）岩土工程勘察报告”工程编号：2009地铁详勘14-24,2010年5月30日、2010年10月8日；2）“北京地铁十四号线工程菜户营站主体围护结构施工图”文件（中铁隧道勘测设计有限公司，2010年10月）；3）“线路平面图（100920版）和线路纵断面图（100920版）”北京城建设计研究总院有限责任公司地铁十四号线总体组；4）地铁工程监控量测技术规程DB11/490-2007；5）建筑基坑支护技术规程DB11/489-20

13、07；6）建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009；7）城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008；8）地下铁道工程施工及验收规范GB50299-2003；9）北京地铁工程第三方监测设计指南（北京市轨道交通建设管理有限公司）；10）北京地铁工程监控量测设计指南（北京市轨道交通建设管理有限公司）；11）北京市轨道交通建设管理有限公司及其他产权单位发布的企业标准、管理文件及其他相关的国家、地方规范、法规。4 监测工作内容4.1 现场监测方案优化总体原则本方案测点布置以满足安全管理和监控为前提，按照第三方监测设计原则，在保证施工监测与第三方监测同点、同时段监测的基本要求下，综合施工图

14、监测设计、现场情况优化而成。总体测点布置原则如下：1）第三方监测项目与招标设计第三方监测项目相同；2）监测布点范围道路及地表沉降监测点、地下管线沉降监测点取基坑周围1倍基坑开挖深度范围，建筑物倾斜、沉降监测点取2.0倍基坑开挖深度范围；3）与施工单位做到同点监测，测点结合第三方监测布点原则，从施工图监测设计文件中选取；4）以控制风险工程为目的，在风险工程范围内，适当增加监测点数量和监测频率。5）当工程位置或施工工法发生变化时，第三方监测的监测对象及项目也应随之进行相应调整。4.2 现场监测及巡视对象和项目由于目前只有车站主体基坑结构完成设计图，所以本方案仅对车站主体基坑进行布点监测，其余附属结

15、构监测待施工图设计完成后再进行补充设计。综合本站各方的设计图纸，结合现场踏勘情况，根据北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系（试行）文件及有关规范、规程，确定菜户营站主体明挖基坑现场监测项目如表4.2-1，现现场巡视项目如表4.2-2。表4.2-1菜户营站主体明挖基坑现场监测对象、项目及精度表序号类别监测位置和对象监测项目监测仪器监测精度1周边环境基坑周边管线（200 燃气钢管、800雨水管、改移后的铸铁100上水管20002000电力管沟等）地下管线沉降水准仪1.0mm菜户营桥桥桩、公共厕所及其化粪池、金兴苑和金泰苑、嘉年华会商务会馆等。建（构）筑物沉降水准仪1.0mm车站主体结构基坑周

16、边地表地表沉降水准仪1.0mm2围护结构体系车站主体结构基坑桩顶水平位移全站仪1.0mm桩体水平位移测斜仪0.02mm/0.5m支撑轴力轴力计1.0%F.S表4.2-2菜户营站主体明挖基坑现场巡视对象及内容表序号 类别巡视对象巡视内容1周边 环境基坑周边管线（200 燃气钢管、800雨水管、改移后的铸铁100上水管20002000电力管沟等）地下管线：管线沿线地面开裂、渗水及塌陷等情况；检查井等附属设施的开裂及积水变化情况；井盖附近有无明显沉陷等车站主体基坑周边地表道路、地表： 地面裂缝；地面沉陷、隆起等菜户营桥桥桩、公共厕所及其化粪池、金兴苑和金泰苑、嘉年华会商务会馆等建（构）筑物开裂、剥落

17、、不均匀沉降等2工程自身围护结构体系围护结构体系有无裂缝、倾斜、渗水、坍塌；支护体系施作的及时性、支撑拆除施工工艺； 基坑周边堆载情况；地层情况；地下水控制情况；地表积水情况等4.3 监测点布置优化情况综合考虑第三方监测要求及设计单位施工图监测要求，结合本工程监测对象、项目，本车站主体基坑监测点优化布置具体情况如表4.3-1：表4.3-1 菜户营站主体明挖基坑监测对象、项目及测点优化布置具体情况序号现场监测对象监测项目测点布置优化情况1车站主体基坑临近200 燃气管地下管线沉降及差异沉降200 燃气钢管距车站主体结构最近约为2.97m。与地表测点综合考虑，在基坑长边按10米左右间距，该条管线布

18、设23个测点2车站主体基坑临近800 雨水管800雨水管，材质为混凝土，距车站主体结构最近2.8m。与地表测点综合考虑，在基坑长边按10米左右间距，该条管线布设23个测点，因其距离燃气管线较近，局部进行了优化3车站主体基坑临近迁移的铸铁100上水管迁移的100上水管，材质为铸铁，距车站主体结构最近1.68m。按10米左右间距，该管线共布设37个监测点，因在暗挖段管线较密集，局部进行了管线布点优化4车站主体基坑临近20002000的电力管沟2000x2000电力方沟，车站侧墙外皮距管线水平净距最近处1.82m。按10米左右间距，该管线共布设26个监测点5菜户营桥桥桩、公共厕所及其化粪池、金兴苑和

19、金泰苑、嘉年华会商务会馆等建（构）筑物沉降在受影响范围内，共布置27个建筑物沉降监测点（公共厕所及其化粪池4个，金兴苑9个，金泰苑6个，嘉年华会商务会馆4个，菜户营桥墩4个），另外在挡墙上布设21个测点建筑物沉降测点6车站主体明挖法基坑周边地表道路、地表沉降在基坑四周距坑边10m的范围内沿坑边设2排沉降观测点，排距38m，点距10m左右，地表测点共60个，局部测点结合管线点布置情况进行了优化7车站主体明挖基坑围护桩顶水平位移在明挖基坑长边，按照20m左右间距，重点部位（变断面阳角处、水源井范围）加密的原则，布设了20个监测点；在明挖基坑短边中部，布设一个监测点，即每条短边两侧布设1个监测点；共

20、计24个8围护桩体水平位移在明挖基坑长边，按照20m左右间距，重点部位（变断面阳角处、水源井范围）加密的原则，布设了20个监测点；在明挖基坑短边中部，布设一个监测点，即每条短边两侧布设1个监测点；共计24个9钢支撑轴力沿着明挖基坑长边，按照40m左右间距，重点部位（变断面阳角处、水源井范围）加密的原则，布设14个监测断面，每个断面上每道支撑均布设，即布设了56个监测点4.4 现场监测巡视频率及周期4.4.1 现场监测频率及周期1）现场监测频率该车站主体基坑工程实施过程中，现场监测频率如表4.4.1所示。表4.4.1监测频率表序号监测对象监测项目监测频率1周边环境地下管线沉降基坑开挖期间H5m，

21、1次/3天；5m10m，1次/天；基坑开挖完成以后17天，1次/天；715天，1次/2天；1530天，1次/3天；30天以后，1次/周，经数据分析确认达到基本稳定后1次/月。建（构）筑物沉降道路及地表沉降2围护结构体系围护结构桩顶水平位移基坑开挖期间H5m，1次/7天；5m10m，1次/2天；基坑开挖完成以后17天，1次/2天；715天，1次/3天；1530天，1次/7天；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。围护结构桩体水平位移支撑轴力注： 1）H为基坑开挖深度，本车站标准段基坑深约23.84m，盾构井基坑深约24.81m。2）当监测值超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测，当有危险

22、事故征兆时，应加密观测次数。3）支撑轴力在关键拆撑过程以及围护结构出现水平位移较大时，应加密观测次数。2）现场监测周期（1）初始值测定：测点布置完成后，在施工之前，应对所有的监测项目进行连续三次独立的观测，判定合格后取其平均值作为监测项目的初始值。为了更好的进行对比分析，针对共同的监测点，第三方监测单位同施工监测要在相同的时间段进行初始值测定。（2）停测标准：本工程中，变形稳定判断的标准依据建筑变形测量规范（JGJ 8-2007）相关内容确定，即“当最后100d的沉降速率小于0.010.04mm/d时可认为已经进入稳定阶段”。变形稳定后，即可向业主发出“停止监测申请”，业主批准后停止监测。4.

23、4.2 现场巡视频率及周期1）现场巡视频率本工程现场巡视频率如表4.4.2所示。表4.4.2 现场巡视频率表序号巡视项目巡视频率1地下管线明挖基坑开挖过程中，对外部周边环境每天进行1次巡视；其余时间根据管线、地表变形、建（构）筑物沉降及巡视情况而定。2基坑周边地表3建（构）筑物4工程自身明挖基坑开挖期间内按照每天一次的巡视频率进行巡视。其余时间根据变形及巡视情况而定注：当巡视目标达到警戒标准或场地条件变化较大时，应加密巡视，当有危险事故征兆时，则需进行加密巡视，特别是雨季须加强巡视力度。应对开挖后钢支撑架设的及时性重点巡视，另外在关键支撑部位在拆撑的过程中，要加强现场的巡视力度。2）现场巡视周

24、期（1）周边环境巡视在开始施工前进行首次巡视，变形稳定后停止。（2）工程自身对象巡视在基坑开始施工前进行，结构施工完成后停止。5 监测作业方法5.1 现场监测作业方法5.1.1建筑物沉降监测5.1.1.1 基准点及监测点布置高程基准网选取地铁十四号线施工高程系统为基础建立，在远离地铁隧道施工影响区稳固位置布设3个高程基准点，根据现场实际情况，为方便测点引测，另布设3个工作基点。根据具体选用的基准点分布，高程基准点、工作基点同监测点一起布设成本区间独立的闭合环、或形成由附合路线构成的结点网。菜户营站主体基坑工程周边建构筑物较多，主要有：菜户营桥桥墩、公共厕所及其化粪池、金兴苑、金泰苑、嘉年华会商

25、务会馆等。共布设监测点27个，另外在挡墙部位布设了21个沉降测点。详细测点布置见附图菜户营站主体基坑第三方监测布点平面图。5.1.1.2测点埋设及技术要求（1）工作基点及测点埋设方法工作基点采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，埋设步骤如下：土质地表使用洛阳铲，硬质地表使用80 mm工程钻具，开挖直径约80mm，深度大于3m孔洞；夯实孔洞底部；清除渣土，向孔洞内部注入适量清水养护；灌注入标号不低于C20的混凝土，并使用震动机具使之灌注密实，混凝土顶面距地表距离保持在5cm左右；在孔中心置入长度不小于80cm的钢筋标志，露出混凝土面约12cm；上部加装钢制保护盖；养护15天以上。地表高程基准点及

26、工作基点埋设形式如图5.1.1.2-1。建筑物上布设的基准点采用钻具成孔方式进行埋设，埋设步骤如下：使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径65mm，深度约122mm孔洞；清除孔洞内渣质，注入适量清水养护；向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂；放入观测点标志；使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙；养护15天以上。埋设形式如图5.1.1.2。 图5.1.1.2-1 地表工作基点形式图（mm） 图5.1.1.2-2 建筑物工作基点形式图（mm）建筑物测点标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式，框架、砖混结构对象采用钻孔埋入标志测点，特殊装修较好的对象采用隐蔽式测点形式。（2）埋设技术要求沉降监测各类测点埋设时

27、应注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并视立尺需要离开墙面和地面一定距离，一般应高于室内地坪0.20.5m。测点埋设完毕后，在其端头的立尺部位涂上防腐剂。5.1.1.3监测方法及数据采集建筑物沉降、地下管线沉降及差异沉降、道路及地表沉降均采用几何水准测量方法，使用Trimble DINI12电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件。高程基准点选择完成后，需至少经过3次复测，确认高程基准点处于稳定状态时，方可使用。基准网复测时，往返较差及环线闭合差应在0.3mm（n为测站数）以内，每站高差中误差在0.15mm，具体观测要求见工程测量规范GB5002

28、6-2007二等垂直位移监测网技术要求，其主要技术要求见该规范表10.3.3。监测点观测按工程测量规范GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测，主要技术指标及要求见该规范表10.3.3。观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。观测顺序：往测：后、前、前、后，返测：前、后、后、前。观测注意事项如下：对使用仪器必需定期进行检验。当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；观测时，必需保证良好的观测环境及成像条件；观测前应正确设定记录文件中各项控制限差参

29、数，观测完成需现场检核闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作；观测时应满足水准观测各项相关技术要求。5.1.1.4数据处理及分析（1）数据传输及平差计算观测完成后形成原始电子观测文件，通过数据传输处理软件传输至计算机，检查合格后使用专用水准网平差软件进行严密平差，得出各点高程值。平差计算要求如下：应使用稳定的基准点为起算，并检核独立闭合差及与2个以上的基准点相互附合差；使用专业平差软件按严密平差的方法进行计算；平差后数据取位应精确到0.1mm。通过变形监测点各期高程值计算各期阶段沉降量、阶段变形速率、累计沉降量等数据。（2）变形数据分析监测点稳定性分析原则如下：监测点的稳定性分析基于稳定

30、的基准点进行；相邻两期监测点的变动通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）进行，当变形量小于最大误差时，可认为该监测点在这该周期内没有变动或变动不显著；对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。5.1.2桥梁墩柱（台）倾斜5.1.2.1 测点布置原则在基坑临近的菜户营桥桥梁墩柱（台）上设置监测点。在桥梁墩柱（台）上下各贴上一个反射膜片，建立上、下两观测点。共布设5组桥梁墩柱（台）倾斜监测点。详细测点布置见菜户营站主体基坑第三方监测布点平面图。5.1.2.2 测点埋设方法菜户营桥桥梁墩柱（台）倾斜测点布设步骤如下：在桥梁墩柱（台）上、下各贴上一个反射片，且要求上下贴片的中心位置位于同一竖直线上，建立上、下两观测点，这两个观测点间距要尽量大。布设形式如图5.1.2.2。图5.1.2.2 桥墩柱（台）倾斜测点布设及监测示意图5.1.2.3