地铁车站明挖基坑监控量测作业指导书

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1、 地铁车站明挖基坑监控量测作业指引书1、监测目的（1）、监测基坑构造应力和变形状况，掌握基坑围护构造的动态，验证基坑支护的设计效果，保证支护构造稳定、地表建筑和地下管线的安全。并对工程施工也许产生的环境影响进行全面的监控。为施工平常管理提供信息，保证施工安全。（2）、提供判断基坑构造基本稳定的根据，拟定车站主体构造的施作时间。（3）、通过监控量测，理解施工措施和施工手段的科学性和合理性，用现场实测的成果弥补理论分析过程中存在的局限性，以便及时调节施工措施，保证施工安全。（4）、通过量测数据的分析解决，掌握基坑构造稳定性的变化规律，修改或确认车站主体构造设计参数。控制地表的下沉，保证地面交通顺畅

2、和地面建筑物的正常使用。（5）、通过监控量测理解本工程条件下所体现、反映出来的某些地下工程规律和特点，为此后类似工程的发展提供借鉴、指引作用。2、监控量测流程图监控量测流程图见下图：3、监测项目及频率监测项目及频率见下表：4、监测点的选设监测测量点可分为控制点和观测点（或测点）。控制点涉及基准点、工作基点等。多种测量点的选设及使用，应符合下列规定：（1）、基准点的选设必须保证点位地基坚实稳定、通视条件好、利于标石长期保存与观测。基准点的数量不少于3个，使用时应做稳定性检查或检查。（2）、工作基点应选设在接近观测目的且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置，并应满足下列规定：设立在地表的工作基点：采

3、用人工挖孔或大钻孔埋设法在地表设立的工作基点，其钢筋长度不应不不小于3m，直径为20mm，并作保护；设立在建筑物上的工作基点：应选择在地铁施工影响区以外、建成时间较长且有地下室的建筑物上设立。工作基点直径不得不不小于20mm，并作保护。（3）、观测点选设在变形体上可以反映变形特性的位置，并便于工作基点或邻近的基准点和其他工作点对其进行观测。（4）、定期对基准点、工作基点进行检测。监控量测流程图监测项目和监测频率表序号监测项目位置和监测对象仪器监测精度量测频率监测项目控制值测点布置备注1围护构造水平位移围护构造上端部1mm开挖及回筑过程中一天两次30mm沿车站纵向1520m一种2围护构造变形围护

4、构造内1mm开挖过程中一天两次30mm沿车站纵向2030m一种预埋测斜管3地面沉降围护构造周边土体1mm围护构造施工及基坑开挖期间每一天两次主体构造施工期间每周两次30mm20m一种4地下水位基坑周边1mm围护构造施工及基坑开挖期间每两天一次主体构造施工期间每两天一次车站南北两侧各5个观测井5支撑轴力（含支撑变形）支撑端部或中部1/100（ FS ）开挖过程中一天两次支撑轴力原则值布置依具体状况而定6车站围护构造边管线沿管线轴向1mm两天一次，直至管线恢复为止根据管线部门的规定拟定根据管线部门的规定设立7围护构造主筋应力围护构造计算弯矩最大处钢筋围护构造施工及基坑开挖期间每天一次，主体构造施工

5、期间每两天一次满足规范规定沿车站纵向1015m一种8主体构造钢筋应力构造底、中、顶板、侧墙受力钢筋主体构造施工期间每两天一次满足规范规定沿车站纵向1015m一种9建筑物裂缝宽度监测基坑周边建筑物0.05mm两天1次，直至基坑竣工为止每天发展不超过0.1mm每条裂缝不少于2组测点注：各监测项目警戒值为监测控制值的0.8倍。5、监测措施（1）、工程建筑物变形监测基本沉降监测a监测前在便于监测高度处布设监测点，每个基本角点均布设监测点，且满足1520m的间距规定。监测点均用22半圆头钢筋或膨胀螺栓，采用水泥砂浆埋置稳固牢固，对各监测点作好编号，并作好标记与保护，以防外力破坏监测点，影响监测成果的真实

6、性。b考虑到从设计院提供的水准点引测，测量路线过长，转站次数过多，影响量测精度，因此可在影响区范畴之外选用多种水准基点（三个以上），并且选定的准基点应能覆盖车站所需要监测沉降位移的范畴，可以以至少的转镜次数测定监测点的沉降变形。c在基坑开挖前，采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行沉降初始值测量，测定初始读数时应增长测回数，以精确拟定初始值且满足：实测高差较差不不小于0.2 n1/2 mm，一般取35次的数据，取其平均值作为测点的初始读数。d基坑开挖过程中按围护构造施工中1次/天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周的频率进行。e监测频率对各监测点进行高程测定，及时作好记录，将当天高程值与前次

7、高程值进行较差，得出本次监测时间段的沉降变形量。实测数据后及时进行分析，将本次变形值与前次变形比较，分析其变形速率，并绘制变形速率曲线与合计变形量曲线。如下图：监测点合计沉降与沉降时态曲线示意图f根据每次监测之沉降值分析基本的沉降量和时态曲线的走向，以提前作好应对措施。在对建筑物基本沉降监测过程中，应随时注意其合计变形量，当合计沉降量与容许沉量接近并估计合计沉降量尚有上升也许时，应及时报告项目总工程师，研究与否能继续施工。g为最大限度的保证监测精度，应按照同一种水准基点控制相似监测点进行，同一种监测点变形监测应采用同一条监测条线。水平位移监测与倾斜监测a水平位移监测建筑物平面变形监测点布置在楼

8、顶面楼角，监测点用22钢筋上标记号和混凝土埋设，并保证点位稳定，作好相应记录与编号。因建筑物倾斜监测先应测定其平面位移，因此建筑物的倾斜监测也可用电子全站仪使用本措施进行。如下图：工程建筑物倾斜监测示意图先测定监测点A的初始坐标（X0，Y0），再测定开挖过程中变形后坐标（X，Y），量得建筑物高度h，则倾斜度按如下过程进行计算：L=（X0 -X）2+（Y0 -Y）2）b倾斜监测施工前，由监测基点通过水准测量测出建筑物沉降监测点的沉降值，采用差别沉降法进行计算：=arctanS/b为建筑物的倾斜角；b为建筑物宽度；S为建筑物的差别沉降。建筑物的变形监测应按围护构造施工中1次/天、开挖过程2次/天、

9、主体施工2次/周的频率进行。(2)、地表沉降与水平变形、土体侧向变形、周边管线变形的监测地表沉降对坑周边地表变形的监测与建筑物基本沉降和水平变形的监测措施一致。地表水平变形与垂直变形的监测点可合设，按1520米间距布置，具体布置位置按监测平面图为准。监测点均按如下措施布设：在需布设区域挖4050cm深土坑，用混凝土埋设钢筋，钢筋埋入深度25cm以上，外露不得不小于0.5cm，需加强对监测目的点的保护。周边管线变形监测对周边管线的监测可在检查井处进行，先在检查井处选定好监测点，并作相应标记与记录，用精密水准仪测定好初始始值后，围护构造施工中1次/天、开挖过程2次/天、主体施工2次/周的频率进行，

10、变形控制值为：a自来水管道变位，沉降或水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。b对于光滑的变化曲线，若曲线上浮现明显的折点变化，也应作出报警解决。监测点埋设如图管线监测点布置(3)、围护构造监测墙顶水平位移监测监测点可用20钢筋制作，在灌溉围护墙时埋入钢筋桩顶部，埋深不少于10cm，外露长度不不小于为1cm，顶部刻划十字丝。如下图。监测点示意图在灌溉需布设监测点墙体时，应于墙顶施工完毕前将监测目的按图7-3埋入墙顶，使监测目的能较好地与墙体结合，并应保护，等墙体达致设计强度的50%之后，立即对墙体进行初始值的测定，并作好记录。a在开挖过程中按每天2次的频率测定监测点变化，施作围护构

11、造阶段按每天1次的频率测定。b墙顶水平位可按单点改正措施进行。在施工影响之外的结实处设立A、B两个标志点，其中一种设于在地面处做为置镜点，另一种设于高处作为后视点用视准轴直接量出：墙顶位移监测示意图墙体位移（桩体深层次位移）监测墙体深层次位移与土体侧向位移监测均采用测倾管与测倾仪进行。下图为测试墙体深层次水平位移时测斜管与钢筋的绑扎方式。墙体位移测斜管计埋设示意a埋设时将测斜管在现场组装后绑扎固定在墙体钢筋笼上，绑扎时应要使测斜管上下节的同一导槽衔接顺畅，避免导管的纵向旋转。此外应将一对导槽方向平行主基坑法线。b测斜管在随钢筋下放前，应将管底底盖封严封实，并在管内注满清水，以避免测斜管在灌溉混

12、凝土时上浮，并避免水泥浆渗入管内。测斜管应安放在接近土体一侧。c基坑开挖前，应拟定墙体位移的初始位移，进行初始位移测试前，用清水将测斜管内冲冼干净，并先用测头模型沿导槽上下滑行一遍，待检查导槽正常后，将测头缓慢滑行至管底，再测定。d应加强对测斜管口的保护，以防外力损坏和避免杂物掉入管内堵塞测斜管。e按如下过程进行量测：每次量测时均从管底往上测定，每个测点间距为0.5m。初始数据测定。将测头滑至管底每往上提高0.5m读一次数，并作好记录，测量完毕后将测头旋转180度滑入同一对导槽中至管底，每往上提高0.5m读一次数，并作好记录，在操作正常状况下，两次读数应为符号相反，数值一致。按上措施持续测量三

13、次，在成果无明显偏差时取平均值作为墙体的初始位移。主基坑开挖过程中应按每天2次测定。开挖过程中的监测为值减去初始值得当次时间段位移变形值。根据监测成果绘制时程曲线。墙体内力监测、钢筋混凝土支撑轴力监测a墙体内力监测采用钢筋混凝土材料制作的围护支挡构件，其内力一般是在钢筋混凝土中埋设钢筋计，通过测定构件受力钢筋的应力，然后根据钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件计算得到。当钢筋笼绑扎完毕后，将钢筋计串联焊接到受力主筋的预留位置上，并将导线编号后绑扎在钢筋笼上导出地表，从传感器引出的测量导线应留有足够的长度，中间不适宜有接头。钢筋笼下沉前应对所有钢筋计全都测定，核查焊接位置及编号无误后方可施工。钢筋

14、应力计算：弯矩计算：Mc=Ec (1-2)/d Ic/EsMc-监测断面计算弯矩d-钢筋计之间的中心距离1、2-每对钢筋计的计算应力Ec、Es 混凝土和钢筋计的弹性模量Ic-监测断面惯性矩安全鉴别条件：ify McMfy 钢筋抗压强度设计值M-构造弯矩设计值b支撑轴力监测对于钢筋支撑杆件采用钢筋应变计直接监测支撑轴力，通过监测频率换算出相应的轴力值，监测断面选用在支撑的端头。轴力计算公式：Nc=Kf2-f02Nc -相应的轴力计的监测轴力K-轴力计常数f0-轴力计埋设后初始自振频率f0-轴力计监测自振频率 地下水位监测在基坑外距基坑2.5m的距离处布设水位观测井，将水位管预埋在观测井中，采用电

15、子水位计测量水位距孔口的距离，用水准测量措施测出孔口标高，从而拟定水位标高，进一步计算水位变化状况，降水施工前，对所有观测孔统一联测静水位，统一编号，量测基准点，选择典型代表性的一排观测孔，从降水开始，观测时间分别采用30min、1h、4h、8h、12h后来24h观测12次，直到降水工程结束。水位井口设必要的保护装置，避免杂物或场外污水进入管内。通过对水位的监测，可以进一步得到基坑内降水、开挖对基坑外部地下水的影响。地表和建筑物的沉降，基本上都是由于大面积降水引起的，因此要严格控制地下水位，必要时加强观测频率。根据经验，基坑开挖过程中水位下降不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm。6

16、、监测数据分析、解决(1)、为保证量测数据的真实可靠及持续性，特制定如下各项措施：监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告状况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。制定切实可行的监测实行方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制筹划中。量测项目人员要相对固定，保证数据资料的持续性。量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。量测设备、元器件等在使用前均需通过检校，合格后方可使用。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实行细则。量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。各量测项目从设备的管理、使用及资料的整顿

17、均设专人负责。针对施工各核心问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指引施工。(2)、获得多种监测资料后，需及时进行解决，剔除和辨认多种粗大、偶尔和系统误差，保证监测数据的可靠性和完整性，对监控量测资料整顿和初步定性分析。数据整顿把原始数据通过一定的措施，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布状况显示出来，进行数据的数字特性值计算，离群数据的取舍。插值法在实测数据基本上，采用函数近似措施，求得符合测量规律而又未实测到的数据。采用记录分析措施对监测成果进行回归分析寻找一种可以较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测物理量进行预测，防患于未然。如预测最后位移值

18、，预测构造物的安全性，并据此拟定工程技术措施等。因此，对每一测点的监测成果要根据管理基准和位移变化速率(mm/d)等综合判断构造和建筑物的安全状况，并编写日报、周报、月报、年报汇总报表，及时反馈指引施工，调节施工参数，达到安全、迅速、高效施工之目的。(3)、信息解决与反馈：获得监测数据后，及时进行整顿和校对。施工监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线，同步注明开挖措施和施工工序及开挖面距监测断面的距离等信息。监控量测数据的计算分析工作中除应对每个项目进行单项分析外，还应进行多项目的综合分析。当监测时态曲线呈现收敛趋势时，应根据曲线形态选择合适的函数，对监测成果进行回归分析，以预测该测点也许浮现的最后位移值和预测构造和建（构）筑物的安全性，据此拟定施工措施及鉴定施工措施的适应性。监测项目应按“分区、分级、分阶段” 的原则制定监控量测控制原则，并按黄色、橙色和红色三级预警进行反馈和控制。当实测数据浮现任何一种预警状态时，监测组应立即向施工主管、监理、建设和其她有关单位报告，获得确认后应立即提交预警报告。