地铁车站施工监测技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地铁车站施工监测技术交流,一、监测工作的重要性及必要性,二、深基坑工程监测技术,三、隧道工程监测技术,四、监测注意事项,一、监测工作的重要性及必要性,监测工作的,重要性及必要性,监测的目的,监测与安全的关系,监测与施工的关系,关于建筑基坑变形监测的有关规定,监测的基本要求,深基坑工程事故原因分析,深基坑工程事故主要表现形式,监测工作的重要性,监测已经成为地铁车站基坑施工中重要环节之一，基坑工程现场监测的重要性主要体现在：（1）为施筑开展提供及时的反馈信息；（2）作为设计与施工的重要补充手段；（3）作为施工开挖方案修改的依据；（4）积累经验以提高基坑工程的设计和施工水平。随着现代工程施工环境的不断复杂化，地铁车站必须采用信息化施工。,要实现信息化施工，首要的任务就是做好监测工作，它可为信息化施工提供重要依据。可见，开展复杂环境下地铁车站深基坑施工现场监测设计与实践研究对指导施工意义重大，合理的监测方案设计是至关重要的一环。,监测与施工的关系,1、监测是施工的“眼睛”，通过对设计指定的各监测项目的及时、准确的监测，并快速提供监测数据报表和分析意见，能减少对工程的损失。,2、监测工作贯穿了整个施工的过程，即工程开工前，监测工作就开始进行方案编制、监测布点等；工程完工后，仍将对基坑及周边建/构筑物等重要监测对象进行612个月的稳定性监测。,监测与安全的关系,05年7月21日中午，位于江南大道与江南西路十字路口西南角的海珠城广场基坑南边开始发生滑坡，事故首先从南侧中段土钉墙喷锚支护段开始向基坑南侧东、西两段扩展，结果导致3人死亡，4人受伤，地铁二号线停运1天，七层高的海员宾馆倒塌，多家商铺失火被焚，1栋7层居民楼受损，3栋居民被迫转移。,广州市建设科技委专家从监测结果分析发现，在基坑滑坡前已有明显预兆，但没有引起应有的重视，更没有采用针对性的处理措施，是导致事故的原因之一。,事故处理结果：对7个建设责任主体及其20名责任人给予行政处罚或处分，其中7人主要责任人因涉嫌触犯刑法被司法机关逮捕；对事故发生负有监管责任的14名行政人员给予降级或降级以下的行政处分和责令作出深刻检讨，并责成相关单位对市政府作出书面检查。,深基坑工程事故主要表现形式,深基坑工程事故的主要表现形式,基坑周围道路、地下管线严重变形、开裂和坍塌,基坑大面积滑坡,支护系统破坏,锚杆失效,邻近建筑物开裂,水平位移过大,支护结构严重倾斜,止水帷幕破裂造成严重渗漏,管涌造成基坑支护结构失稳及建筑物破坏,深基坑工程事故原因分析,（从过程来看）,工程勘察：,资料不详、不准确、疏漏、失误，结果不完备等。,工程施工：,施工质量、施工工艺、材料质量、施工机械化程度、施工速度和时机、管理水平等。,工程监理：,监理的监督工作没做好，不做到位等。,工程建设方或大发包方：,盲目压价、层层分包、不恰当参与选择或强行拍板某些方案，长期拖欠工程款等。,规范：,某些规范的规定不尽科学、合理、适用等。,工程监测：,监测不及时、不准确，监测仪器精度不够、监测方法不科学等。,工程设计：,掘支方案、降水方案、应急方案、支护参数、稳定性计算分析及与之紧密相关的侧壁破坏模式的选择与确定不正确等。,监测的目的,1、为施工提供及时准确的反馈信息；,2、作为设计与施工的重要补充手段；,3、作为施工开挖方案修改的依据；,4、积累经验以提高基坑工程的设计和施工水平；,5、作为解决法律纠纷的有力证据。,二、深基坑工程监测技术,深基坑工程,监测技术,监测的控制值,监测的内容,监测的概念,施工监测和信息化设计流程,监测报表和报告,基坑侧壁安全等级,监测的项目选择,监测的概念,监测：采用各种测量设备、仪器（例如：全站仪、水准仪、测斜仪、轴力计、水位计、应力计等），在一定的时间内，按照行业规范、规定及专项方案，对客体进行一定频率的测量，并对测量数据进行处理、分析对比，得出结论，从而提供给施工，最终达到监督的目的。,监测,监督,测量,人,仪器,=,+,+,规则,方案规程,监测,=,+,+,概括,例如,抽象,基坑侧壁安全等级,安全等级,破坏后果,基坑和环境条件,一级,支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工影响很严重。,1、开挖深度大于14米且在三倍开挖深度范围内有重要建/构筑物、重要管线和道路等市政设施或在一倍开挖深度范围内有非嵌岩桩基础深小于坑深的建筑物。,2、基坑位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内。,二级,支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响一般，但对地下结构施工影响严重。,除一级和三级以外的基坑工程。,三级,支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工影响不严重。,开挖深度小于6米且在三倍开挖深度范围内无特殊要求保护的建/构筑物、管线和道路等市政设施。,备注：1、从一级开始，向二、三级推定，以最先满足为准；,2、有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。,监测的内容,序号,监测项目,位置或监测对象,仪器,最小读数,测点布置,1,支护结构顶水平位移,围护结构上端部,全站仪,1.0mm,间距10,15mm,2,土体深层侧向变形,靠近围护结构的周边土体,测斜管、测斜仪,1.0mm,2,4孔，同一孔测点间距0.5m,3,支护结构深层变形,维护结构内,测斜管、测斜仪,1.0mm,孔间距15,20m，测点间距0.5m,4,地下水位,基坑周边,水位管、水位计,5.0mm,孔间距15,25m,5,沉降、测斜,需保护的建/构筑物,全站仪、水准仪,1.0mm,间距15,20m,6,支撑立柱沉降观测,支撑立柱顶,水准仪,1.0mm,不少于立柱总数的20%，且不少于3根,7,地下管线沉降和位移,管线接头,全站仪、水准仪,1.0mm,间距5,1,0m,8,锚杆拉力,锚杆位置和锚头,钢筋计、荷载计,1/100(F.s),不少于锚杆总数的5%，且不少于5根,9,支撑轴力,支撑中部和端部,轴力计或应变计,1/100(F.s),每层8,12点,10,空隙水压力,周围土体,空隙水压力,1Pa,2,4孔，同一孔测点间距2,3m,11,支护结构侧土压力,围护结构后和嵌固段围护结构前,土压力计,1/100(F.s),3,4孔，同一孔测点间距2,3m,监测的项目选择,监测项目,基坑侧壁安全等级,一级,二级,三级,支护结构顶水平位移,支护结构深层变形,监测范围内建筑物、地下管线沉降和位移,地下水位,锚杆拉力,支撑轴力,支撑立柱沉降观测,桩墙内力,土体深层侧向变形,空隙水压力,支护结构侧土压力,备注：,为必测项目，,为应测项目，,为可不测项目。,监测的控制值,（GJB02-98）,序,号,监测项目,基坑安全等级,一级,二级,三级,1,最大水平位移控制值,30mm,50mm,100mm,2,最大水平位移与,基坑深控制比值,0.0025h,0.004h,0.02h,3,报警值,各项的70%,80%,说明：h为基坑深度,具体监测项目的实施过程包括：,1）仪器选择,2）测点布置,3）测试方法,4）数据处理,监测实施,1、,桩体变形监测,1）仪器设备,采用CX系列钻孔测斜仪。(如下图),图1所示为测斜仪量测的原理图，图中探头下滑动轮作用点相对于上滑动轮作用点的水平偏差可以通过仪器测得的倾角计算得到，计算公式(1)：,(1),式中：,第i量测段的相对水平偏,差增量值；,第i量测段的垂直长度，,取为1m；,第i量测段的相对倾角,增量值。,(2),图1 测斜仪量测原理图,2）测点布置,桩体测斜监测点布置一般在围护结构监测图中标示。布置原则：一般布置在围护结构各边跨中，对于较短的边线也可不布设，而对于较大的边可根据基坑开挖深度可增至23个。如图2，以了解基坑不同侧壁的侧向变形情况。,图2 桩体测斜监测点布置示意图,3）导管埋设,在测管位置所对应护坡桩钢筋笼吊装前，将导管固定在该钢筋笼上，导管底部与钢筋底部齐平，顶部高出地面40cm。导管和钢筋笼一起吊装就位，然后浇注混凝土，待混凝土凝固后导管与护坡桩桩体共同变形。,4）测试方法,在护坡桩帽梁施工完成后，土方开挖前，将测斜探头放入导管，每1.0m作为一个采样点，采集导管各点的初始数据，并根据施工进度，对各点的数值进行采集。测量时，将滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔1.0m测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。测量完毕后，将测头旋转插入同一对导槽，按以上方法重复测量。两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两个读数应是数值接近、符号相反。如果测量数据有较大差异，应及时复测。监测从基坑开挖到主体结构施工到0.0标高的全过程；监测频率：每天一次。,测斜管绑扎,测斜管位置图,2、,围护桩桩身内力监测,1）仪器设备,采用JXG-1型钢弦式钢筋应力传感器，SS-,II,型频率计数器。,钢弦式钢筋应力传感器,SS-II,型频率计数器,2）测点布置,一般布置在围护结构的各边跨跨中，对于较短的边线也可不布设，而对于较大的边线可增至23个。森林公园站布置8个监测点，一个监测点6个钢筋计，共48个钢筋计（测点布置见下图）。,3,）传感器安装,在每根桩的桩顶、桩中、柱底布置三对钢筋应力计，分两排，一排在基坑临空面一侧，另一排在桩后土体一侧。钢筋计连接杆与钢筋笼钢筋应进行绑焊，绑条钢筋直径为16或18，长20cm，采用双面焊，要求焊缝必须饱满，焊条强度应接近连接杆与钢筋笼主筋强度，焊接完成后，连接杆再与传感器螺栓连接，要求主筋与钢筋计必须同心,。,在安装前，采集钢筋计初始值。桩体混凝土浇注后但未达到养护强度时，应采集钢筋计变化值。桩体混凝土达到养护强度后再次采集钢筋计读数值，作为桩体应力初值的计算依据。根据施工进度，定期采集钢筋计数值，以便了解护坡桩桩体内的应力变化。监测频率：基坑开挖全过程监测，每天一次。,4,）测试方法,3、,边坡土体顶部水平位移及桩顶位移,选用高精度经纬仪。在进行测点布置时，首先应该选择一个基准点，基准点的选择可通过国家或地区控制坐标进行放样。一般通过选择两个控制点，通过三角放样方法确定三个监测基准点（以防止监测过程中基准点失效）。基准点一般应选在距离基坑大约,3,5,倍的基坑深度。,1）监测仪器,2）测点布置,在边坡土体顶部（或桩顶部）每隔,15m,选定一个测点，埋设坐标点，待混凝土凝固后可与土坡（或桩顶）共同变形。,3,）测定方法,采用平面导线测量，以基点1为坐标原点，通过测量距离与方位角，求出各点位的坐标，平差后推算得到桩顶水平位移值（如图所示）。在开挖前采集坐标点初始值，开挖全过程监测，每两天观测一次。,图4 围护桩顶水平位移测试 点布置方法与量测示意图,4,）数据处理,由每次测量数据可以得到变形值，并汇总成位移变化曲线。,3.3.4,地下水位,地下水位用水位观测井监测，观测井布置在基坑四角和长短边中点。设井时，先在土体内钻孔至设计深度，然后将带有进水孔的水位管放入孔中，于管外回填中粗砂至进水段上方,30cm,，再在管外用粘土回填至地面高度。管口设必要的保护装置。监测频率：从开挖至抵达基坑底，每三天观测一次。,3.3.5,钢支撑轴力,1,）仪器设备,采用钢弦式轴力计（如图）,钢弦式轴力计,2,）测点布置,在森林公园站基坑的两道钢支撑上布置监测点，测点布置如图,第一层钢支撑监测点布置,第二层钢支撑监测点布置,3,）传感器安装,在钢支撑的一端安装钢弦式轴力计监测支撑轴力，在监测断面处每道支撑各安装一,个，,轴力计安装在钢支撑管与围护墙间（轴力计安装见下图）。轴力计的量程需要满足设计轴力的要求。在需要埋设轴力计的钢支撑架设前，将轴力计焊接在支撑的非,加力端的中心，在轴,力计与钢围檩、钢支,撑之间要垫设钢板，,以免轴力过大使围檩,变形，导致支撑失去,作用。,4,）测试方法,支撑加力后，即可进行监测。监测频率为：从设置钢支撑到拆除，每天观测一次。,监测报表和报告,报表,日报表,周报表,月报表,=,+,+,日报表,文字说明,数据表格,图表曲线,=,+,+,报表,标题,监测数据,落款,=,+,+,竣工报告,基坑概括和监测目的,监测结果全过程变化曲线,监测项目和测点布置,采用仪器型号、规格和检定资料,监测资料的分析处理,监测结果的评述,内容,格式,分类,模型及参数选择,支护结构设计,施工组织设计,地质勘察、岩土,力学室内试验,经验类比,地基土分类,施工组织设计,地质勘察、岩土,力学室内试验,施工监测和信息化设计流程,理论方法,施工监测和信息化设计流程,经验方法,修改参数、模型,反分析,竣工,监测,施工,专家系统,监测,施工,施工组织设计,三、隧道工程监测技术,隧道工程,监测技术,监测的内容,监测的基本要求,监测的频率,监测的原则,1、根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式等制定基坑监测计划，计划内容包括：监测项目及方法、监测仪器、测点布置、数据处理、监测人员的组织等。在监测过程中，当地质条件发生显著变化时，应及时修改监测计划。,监测的基本要求,2、掌握围岩和支护结构动态、进行日常施工管理；,3、了解支护结构的作用及效果；,4、确保隧道的安全性和经济性；,5、将监测数据结果反馈于设计与施工中；,6、了解隧道施工对附近建筑物的影响。,监测的内容,序号,分项,项目名称,使用仪器,1,必测项目,洞内外观察,无,2,净空水平收敛监测,收敛仪,3,拱顶下沉监测,水准仪,4,浅埋隧道地表下沉监测,水准仪,5,选测项目,地表下沉监测,水准仪,6,围岩内部变形监测,全站仪、测斜仪,7,围岩压力监测,土压力计,8,锚杆轴力监测,锚索测力计,9,初期支护喷射砼应变监测,应变计,10,钢架内力及所承受的荷载监测,钢筋计,11,二次衬砌砼应变监测,应变计,12,爆破振动监测,声测仪,监测的频率,位移速度,（mm/d）,监测频率,监测断面到开挖,面距离（m）,监测频率,5,2次/天,1B,2次/天,15,1次/天,（1,2,）B,1次/天,0.51,1次/(2,3天),（2,5,）B,1次/(2,3天),0.20.5,1次/3天,5B,1次/7天,0.2,1次/7天,说明：本频率针对于隧道水平净空收敛和拱顶下沉监测。,重点明确,实时跟踪,提前准备,主动沟通,监测的原则,高度负责,工作技巧问题,工作方法问题,工作态度问题,结合实际,案例分析,四、案例分析,一德路站场地水文、地质等情况,海珠广场站场地水文、地质等情况,海珠广场站监测难点,成因分析,建议对策,成因分析：,深基坑开挖和暗挖隧道开挖后，围岩应力、地下水系统等水力、地质环境条件均会发生变化，随之产生水平和垂直位移，该位移是围岩和支护力学行为变化的最直接的综合反映。,随着施工的深入进行，场地周边的水、土均将发生运动，并进行地质、水力系统重组，其位移也将出现动态变化，并可能对周边的建筑物、管线、地面环境等造成稳定和安全威胁，特别是地基基础很浅的、年代比较久远的建/构筑物，更是监测的重中之重。,一德路北侧和海珠南路西侧沿街骑楼建筑多建于解放前后，质量差，多栋房屋已开裂，桩基多为约8米长的木桩。,水文资料表明：场地内富含空隙水和裂隙水，并预测一德路站场地与珠江有水力联系。,一德路站场地水文、地质等情况,地质资料表明：海珠广场站区域内有广从断裂、海珠断裂、清泉街断裂。这些断裂易受珠江水的侵蚀，且与珠江有较好的水力联系。,水文资料表明：海珠广场站距离珠江180米。场地内富含空隙水和裂隙水，#粉砂层（距离地面约5.9,12.7,米）和#中风化地层（距离地面约14,40,米）内的风化裂隙中赋存有水量。,海珠广场站场地水文、地质等情况,暗挖隧道下穿海珠广场站二号线阶段，包括：对地铁的营运监测和隧道自身的稳定性监测。,海珠广场站监测难点,建议对策：,1、,项目部建立信息化施工管理体系，并指定信息沟通负责人，加强与设计、施工、监测，各层级等之间的有效沟通，以及时分析、处理突发事情。,2、项目部成立QC小组，并对重点建/构筑物的监测设立专项监测方案。,3、筛选出场地周边的重点建/构筑物等，并专人、及时、准确地对这些重点建/构筑物等进行水平位移和垂直位移、应力应变监测。,4、在特殊时期成立巡视小组，定时对重点建/构筑物等进行观察。,五、监测注意事项,1、沉降监测控制点位置的选择,（远而稳）,2、水平位移监测坐标系的选择,（平行法）,3、测斜管的埋设,（导槽垂直于基坑边）,4、建筑物倾斜监测方法,（三维坐标法）,5、应变计的埋设,（对称）,7、监测的“三误差”和“四固定”,“三误差”：仪器误差、人为误差、环境的影响；,“四固定”：人员固定、仪器固定、测站固定、方法固定。,6、如何减少温度对支撑轴力监测的影响,