南京地铁明发广场站施工监测技术方案.docx

目 录1.工程概况12.监测目的13.监测编制依据和原则14.基坑施工监测35.监测频率86.监测人员配备97.监测使用的主要仪器和设备98.监测报警109.监测成果及提交形式1010.安全文明保证措施1011.质量保证措施1112.监测报告质量控制措施14明发广场站施工监测技术方案1. 工程概况南京地铁三号线土建工程D3-TA12标明发广场站设计起始里程K30+322.241K30+502.154，站台中心里程K30+423.117，为地下二层岛式车站。车站基坑外包长度180.5m，开挖深度 16.3418m，标准段宽19.8m，围护结构采用“咬合桩+钢筋砼及钢支撑内支撑”形式。车站基坑紧贴农花河平行布置，且位于河堤边缘。农花河河堤宽约8m，河堤至河底深约4m，上口宽29m，平均水深0.7m，由此易造成基坑两侧土压力不平衡，基坑开挖期间的墙体位移、地面沉降等会对农花河成一定影响， 基坑周边东侧为在建的龙翔变电站，南侧为新建的工地项目部，场区周边无重要建筑物。基坑开挖影响范围内无重要管线，亦无交通疏解要求。2. 监测目的 基坑开挖及降水时，由于土体的应力条件发生变化，导致基坑周围土体发生位移及相应的地面变形，同时基坑支护体系也受到侧向水土压力的作用而产生内力和变形。为保证基坑施工安全以及对邻近建筑物的保护，实现信息化施工，必须在施工过程中对支护体系内力和变形、基坑周围土体变形、地下水位变化及道路沉降等进行监测，发现问题时可以及时制定相应对策，确保施工安全。将现场监测数据用于信息化反馈优化设计，可以达到安全、合理、施工快捷的目的。此外，通过对土体、支护结构等的监测，及时判断和掌握上述工程施工后结构与土体的稳定状态，以及时调整支护设计参数和施工工艺方法。通过将前一阶段的监测数据与设计值对比，分析所采取技术措施的可靠性。发现问题时可以及时制定相应对策，启动应急措施，确保施工安全。3. 监测编制依据和原则3.1 监测编制依据 (1) 城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008；(2)地下铁道工程施工及验收规范(B50299-1999)；(3)建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009；(4)工程测量规范(GB50026-2007)；(5)建筑变形测量规范(JGJ/T8-2007)；(6)南京市建设工程深基坑工程管理办法；(7)南京地铁工程监测要求；(8)南京地铁三号线D3-TA12标工程相关设计资料。3.2 监测设计原则（1）系统性原则 监测项目有机结合，并形成整体，测试的数据相互能进行校核；在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性；确保所测数据的准确、及时；利用系统功效减少监测点布设，节约成本。（2）可靠性原则 设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内。（3）关键部位优先、兼顾全面的原则 对围护体中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监测；对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。围护桩水平位移和支撑轴力是主要监测项目，因为它们能综合反映支护结构的变形和受力情况，直接反映基坑支护结构的稳定情况。（4）与施工相结合原则 结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；结合施工实际调整监测点的布设位置，结合施工实际确定测试频率。（5） 经济合理原则 监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法；监测点的数量，在确保安全的前提下，合理利用监测点之间联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。4. 基坑施工监测4.1 监测内容 根据有关规范、设计要求结合工程地质条件及周围环境条件，明发广场站基坑在施工期间进行以下监测： (1) 基坑周边地表沉降监测； (2) 桩顶位移； (3) 桩体侧向变形； (4) 地下水位监测； (5) 支撑轴力； (6) 土压力； (7) 立柱沉降及隆起。4.2 测点布置与量测 4.2.1基坑周边地表沉降（1）测点布置： 明发广场站拟布设50个沉降点。其中在2倍基坑开挖范围以外布设两个基准点。（2）监测实施： 首先，基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内；其次，应埋设至少三个以上，以便基点互相校核；基点的埋设要牢固可靠，应和附近水准点联测取得原始高程。沉降测点的位置先用全站仪在地面上放样，埋设时先在地表钻孔，然后放入沉降测点，测点一般采用2030mm，长200300 mm半圆头钢筋制成。测点四周用水泥砂浆填实。（3）观测方法：沉降监测技术要求 仪器标称精度0.3mm/km ，在观测前对所用的水准仪和水准尺按照有关规定进行检定。在监测期宜采用同一设备，并尽量长期固定司镜人员。根据工程测量规范GB50026-2007、建筑变形测量规范(JGJ/T8-2007)、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）等有关规范的要求，结合我公司经验，沉降监测观测方法按二等水准测量技术要求作业，按照先控制后加密的原则作业，沉降监测控制网的主要技术要求见表1；垂直位移监测点的精度和主要观测方法见表2。表1 垂直位移监测控制网的主要技术要求表2 垂直位移监测点的精度和主要观测方法采用主要仪器 精密水准仪及配套铟钢尺。沉降监测作业 沉降观测遵循先控制后加密的原则，在观测前要检查维护监测控制网的可靠性。在作业过程中采用相同的观测路线和观测方法。 当日沉降量绝对值大于1mm(包括1mm)时，则认为沉降监测点发生了变形或存在变形趋势；当累计沉降量绝对值大于2mm（包括2mm）时，则认为沉降监测点发生了沉降变形。绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，进行综合分析、判断。4.2.2 桩顶位移（1）监测的目的 及时了解围护结构的最大水平位移量，必要时调整基坑开挖顺序和速度，确保基坑和周围环境的安全。（2）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。基准点和工作基点均为变形监测的控制点。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。监测基准点和工作基点在有条件的情况下采用强制对中设备，以减少对中误差对观测结果的影响。 明发广场站拟布设20个桩顶位移点。（3）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2次，2次观测时间间隔尽可能的短，2次观测值较差满足有关限差值要求后，取2次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。（4）监测方法 围护结构水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜组等进行观测。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。4.2.3 桩体侧向变形（1）测试目的： 可以全面掌握支护桩和土体的变形情况，对其稳定性进行分析，发现问题时可以及时制定对策，确保基坑安全。（2）测点布置： 明发广场站拟布设 20个桩体侧向变形监测点。（3）测点埋设： 首先在预定位置设置直径为70mm的PVC测斜管，管内有互成90的四个导槽，使其中一对互成180的导槽与土体变形方向一致（与基坑边垂直）；上下用盖子封好。（4）量测原理： 深层水平位移采用施测。测量时放入带有导轮的伺服加速度式测斜仪沿导槽滑动，由于测斜仪能反应出测管与重力线之间的倾角，因而能测出测斜仪所在位置测管在土体作用下的倾斜度i，换算成该位置测斜仪上下导轮间（或分段长度）的位置偏差d: d=Lsini式中，L为量测点的分段长度（一般为0.5m）。自下而上累加可知各点处的水平位置： d=Lsini与初值相减即为各点本次量测的水平位移。 量测步骤：将测头导轮卡置在预埋测斜导管的滑槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆使测头滑止孔底，记下深度标志。当触及孔底时，应避免过分冲击。将测头在孔底停置约5分钟，使测斜仪与管内温度基本一致。将测头拉起至最近深度标志作为测读起点，每0.5m测读一个数，利用电缆标志测读测头至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧，以防止读数不稳。（将测头调转180重新放入测斜导管中，将测头滑到孔底，重复上述步骤在相同的深度标志测读，以保证测量精度。通常采用正反测量的目的是为了提高精度，导轮在正反向滑槽内的读数将抵消或减小传感器的零偏和轴对准所造成的误差。图1 测斜仪测试原理示意图4.2.4 地下水位观测测点布置： 明发广场站拟布设8个地下水位监测点。量测原理： 量测水位时，采用插入式水位计测出管内相对水位高度，通过与孔顶标高相减，得出孔内水位高程。4.2.5 支撑轴力测试 支撑轴力测试主要用于了解在基坑开挖及结构施工过程中支撑的轴力情况，结合围护体的位移测试对支护结构的安全性做出评估。（1）测点布置： 明发广场站拟布设12个断面，每断面4层支撑，第一层为钢筋混凝土支撑，24层为钢制成，每断面需钢筋应力计1个，钢支撑反力计3个。共计钢筋应力计12个，钢支撑反力计36个。（2）测点埋设： 钢支撑每个测点由1个反力计组成，钢管支撑安装之前就焊在支撑上。（3）量测原理： 根据反力计读数可以计算钢支撑轴力，反力计受力的计算公式：式中 某一施工阶段时反力计的受力（kN）； 反力计灵敏度系数（kN/Hz2）； 反力计初频（Hz）； 某一施工阶段时反力计的频率（Hz）。4.2.6 土压力（1）量测原理： 土压力测试使用频率计接收仪，所得读数均为频率值，频率计显示的一定频率对应一定土压力，通过频率的改变来测得压力变化。计算时按照实验标定换算数据，即可换算出相应土压力值。（2）测点布置： 明发广场站拟布设5个土压力盒。（3）测点埋设：随同支护桩钢筋笼埋设。4.2.7 立柱沉降及隆起（1）测点布置： 在支撑立柱重点部位设置沉降监测点；明发广场站拟布设3个立柱沉降监测点。（2）监测实施： 首先，基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内；其次，应埋设至少三个以上，以便基点互相校核；基点的埋设要牢固可靠，应和附近水准点联测取得原始高程。沉降测点的位置先用全站仪在地面上放样，埋设时先用钻在地表钻孔，然后放入沉降测点，测点一般采用2030mm，长200300 mm半圆头钢筋制成。测点四周用水泥砂浆填实。（3）观测方法：同4.2.1采用主要仪器精密水准仪及配套铟钢尺。沉降监测作业沉降观测遵循先控制后加密的原则，在观测前要检查维护监测控制网的可靠性。在作业过程中采用相同的观测路线和观测方法。当日沉隆量绝对值大于1mm(包括1mm)时，则认为监测点发生了变形或存在变形趋势；当累计沉隆量绝对值大于2mm（包括2mm）时，则认为监测点发生了沉隆变形。绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，进行综合分析、判断。5. 监测频率监测工作自基坑施工时起，至基坑竣工完毕止。根据各阶段土体变形的特点和工程结构的受力特点将监测周期分为以下两个监测时段；第一监测时段：开挖至基底；第二监测时段：开挖至设计深度且基坑底部打砂浆后；表3 各监测时段监测频率监测项目监测频率土方开挖过程中主体施工期间基坑周边地表沉降1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次桩顶位移1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次桩体侧向变形1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次地下水位1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次支撑轴力1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次土压力1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次立柱沉隆1次1d1次3- 7d, 一周以后每月测一次现场监测采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。正常情况下不同监测阶段监测频率的安排如上表。出现异常时，随时加密监测频率。6. 监测人员配备 本监测项目将设置管理，技术和质量负责人岗位，并设立监测管理组和监测信息整理分析组。 监测管理组负责监测工作进行日常安排，组织和协调管理。 监测信息整理分析组负责整个监测数据汇总分析处理工作。 考虑到本次监测的工作量大，技术水平高，又必须十分熟悉基坑周边环境各种情况。我们明确承诺将与业主，设计方以及施工方紧密协作，共同圆满完成监测任务。表4 主要工作人员简表序号姓名学历/职称专业资质证书1孙树林博士/教授地质工程2程强强硕士地质工程测绘工程师3付钦祯硕士地质工程测绘工程师4彭磊硕士测绘工程5严慧敏硕士测绘工程6王鑫森硕士测绘工程7. 监测使用的主要仪器和设备工程监测采用的主要仪器设备的名称、性能、主要技术指标如表5所示。表5 监测过程中主要采用的仪器设备序号监测内容所用仪器设备精度1竖直位移监测Leica DNA03电子水准仪配铟钢尺0.3mm2水平位移监测TC1201+型全站仪1，1+1.5ppm3深层水平位移监测SisGeo_30v测斜仪、70测斜管7mm/30m4内力监测频率计、钢筋应力计、轴力计1Fs5水位监测水位计10mm6土压力土压力盒1% FS8. 监测报警 本工程基坑为深大基坑，地质条件复杂。在基坑开挖期间，随时将现场量测的基坑变形数据与变形报警值进行比较。这样发现问题时可以及时制定对策，确保基坑安全。 结合本工程的特点，依据规范有关规定及设计单位提出的要求，确定各监测项目的报警值如表6所示。表6 监测报警值监测项目预警值日变化量累计变化量基坑周边地表沉降2mm18mm桩顶位移1mm8mm桩体变形2mm20mm地下水位500mm1500mm支撑轴力/设计值的70%土压力/设计值的70%立柱沉隆1mm10mm9. 监测成果及提交形式 根据监测工作的科学性、准确性、及时性和连续性的要求，对监测资料进行整理，并在当天提交报表，报表包括施工工况、天气情况、测点布置图、观测时间、计算结果表、曲线图及评价建议等。 资料整理中，注意各类测点之间内在联系的分析，以便及时辨别可能存在的险情。监测对象出现异常变化时，及时整理书面材料呈报有关各方，包括分析原因，及提出相应的对策建议。同时加密监测，了解其进一步的变化情况和采取措施后的效果。 整个监测工作结束后，编制并提交监测总结报告。10. 安全文明保证措施 施工安全监测工作是一个系统工程，涉及到业主方、设计方、监理方等多家单位，因此在监测布点施工及测试时我们将“安全监测、文明监测”摆在首位，切实协调好各方关系，一切按相应规定及操作规程办事。具体而言，主要有以下几个方面：（1）安全措施 在作业前首先对参与人员进行安全教育，在施工过程中对各监测组进行不定期的安全抽查，及时发现和排除安全隐患。所有现场监测人员必须佩带统一安全帽及防护用品。（2）测点埋设前办理所需的各种现场用水、用电、占用绿地及施钻占路等许可证，按规程进行布点施工。（3）钻孔作业时先做管线探测，以免破坏管线。（4）建（构）筑物测点布置事先与业主沟通，征得业主同意后进行，如建（构）筑物业主不同意布点，另外采取其它措施予以解决。（5）测点布设、监测时爱护周边环境（包括花草树木及其他）。（6）穿越交通路线测量安全规定：作业员应穿戴桔黄色衣帽，遵守交通规则。白天应打红、黄相间面料的遮阳伞，仪器站的周围2m的直径内摆放红色安全标志。夜间作业，在红色安全标志上应安装黄色反光材料，并在距测站50m远的方向摆放有黄色反光安全标志，并设人用红色信号灯指挥。（7）在监测工作的生产及生活活动中，加强对监测组人员的文明行为教育，做到管理程序化，作业标准化。（8）科学、合理地组织监测生产，加强现场监测管理，减少对周围环境的影响。（9）加强宣传教育，统一思想，使全体监测组人员认识到文明施工是企业的形象、是队伍素质的反映、是安全生产的保证，以提高员工文明施工和加强现场管理的自觉性。11. 质量保证措施要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保证措施。11.1工作制度 （1）树立规范意识，监测工作要规范化，标准化。根据具体监测项目编写监测技术要求和实施细则。这些技术文件经有关部门批准后，以此作为现场作业、检查验收的依据。监测设计要保证基本资料完备，数据可靠，设计文件和图纸符合有关规定。 （2）制定完整可行的工序管理流程（见图2），明确质量责任，保证工序产品质量，从接受任务、现场踏勘到外业施测，以及内业计算、复核、审核层层把关，保证上道工序不合格不准流入下道工序。（3）人员设备保证，对此工程委派技术水平高、经验丰富的技术人员图2 监测工作流程图发放报警报告及建议措施变形达到充许值的70%立即电话通知项目负责人告警出具监测安全分析报告并预警 变形达到充许值的50%准备后续监测工作选定监测仪器监测仪器标定预埋件现场安装现场初值测量监测点分类编号变形在安全范围内按施工进度采集数据内业数据处理及分析出具监测安全分析报告监测员校对签字报告发放登记负责人签字盖章报告留存保管制定监测方案购置预埋标准件主持工作，使用高精度的先进测量设备，保证所有监测项目按规定指标完成。 （4）成立专业化的量测小组，对于不同的量测项目，人员要相对固定，以确保数据资料的连续性。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则，量测数据均要经现场检查，发现导常及时进行重测，建立室内两级复核 ，经总工程师签字后方可上报业主。 （5）所有量测数据均采用计算机进行管理，由专人负责。 （6）所有量测设备等在使用前均应经过检校率定，合格后方可使用。量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理制度。 （7）制定针对本监测项目的切实可行的监测实施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计划中，在监测工作中严格执行。 （8）强化作业现场管理，在关键工序、重点工序设置必要的质量控制点，实施现场检查，作业时严格执行操作规程。对验收中不合格产品坚决返工，并及时对质量进行跟踪，做出质量记录。11.2质量保证措施 （1）测试方法 在具体测试中固定测试人员，以尽可能减少人为误差；在具体测试中固定测试仪器，以尽可能减少仪器本身的系统误差；在具体测试中固定时间按基本相同的路线，以减少温度、湿度造成的误差；在具体测试中用相同的测试方法进行测试，以减少不同方法间的系统误差。 （2）测试仪器 测试仪器在投入使用以前，均应进行校验，经检验合格并在有效期内方可使用；在每天的测试之前均应对所使用的仪器进行自检，并详细记录自检情况，使用完毕后记录仪器运转情况；使用过程中若发生仪器异常的情况，除立即对仪器进行维修或调换外，同时对该仪器当天测试的数据进行重新测试。 （3）监测元件 各类监测元件均应有详细的出厂标定记录，有效期应满足工程需要； 各类监测元件在埋设前均应再次进行测试，经检验合格方可进行埋设，埋设完成以后立即检查元件工作是否正常，如有异常应立即进行重新埋设。 （4）监测点位保护 对测量工作中使用的基准点、工作点、监测点用醒目标志进行标识的同时，对现场作业的工人进行宣传，尽量避免人为影响，对变化异常的测点除进行复测外，若发现已遭破坏，应立即进行重新埋设；对埋设在围护墙体内的监测元件进行巡视；在基坑开挖过程中，对布设有监测元件的部位用醒目标志进行标识。 （5）数据处理 数据处理以后汇成报告必须经过专项测试人员自检，现场测试负责校核，各项测试人员互检后，方可盖章送出；测试数据发生异常后，应及时与项目审核人、审定人联系，共同协商解决。12. 监测报告质量控制措施 监测报告是监测的最终产品，也是监测组工作质量的最终体现。故本公司对出具的监测报告予以格式化、标准化，以确保每一份监测报告准确、清晰、明确、客观。12.1职责 监测报告由监测人员编制（或监测数据输入计算机），监测工程师审核，技术负责人（项目总工）批准签发，由资料员复印、盖章、发放、存档。12.2监测报告的内容 （1）检测小组自行设计编制的监测报告包含所必需的各种信息，包括监理、业主要求的所有信息，监测结果的必要分析以及所用方法要求的全部信息。 （2）监测报告应包含下列主要内容：a) 标题（如“监测报告”或“监测报告”）；b) 监测报告唯一性编号（多页报告最好每页都有标识）；c) 用于查询的编号，如委托编号、任务单编号、报告编号；d) 公司名称、工程名称（地址）；e) 监测日期；f) 监测结果汇总、监测结论；g) 主要监测设备及内部编号；h) 监测、判定依据；i) 监测环境；j) 监测人、审核人、签发人的标识、报告签发日期。12.3监测报告的编制、审核和批准（签发） （1）监测人员将监测数据以及相关信息输入（或通过自动采集设备传输到）计算机中，计算机将按事先设置好的格式自动编制监测报告； （2）由中级职称以上监测工程师对照原始记录对监测报告适当的审核。 （3）监测报告由技术负责人签发。12.4监测报告的盖章、发放、归档 （1） 签发后的监测报告留存一份归档，其余按照要求分发给业主、监理、等单位。 （2） 监测报告由固定资料员专人发放。12.5监测报告的修改发现已发出监测报告有差错时，应采取重新发一份正确报告或更换错误页的方法更正，原报告及其盖过章的复制件须全数收回，除一份交资料管理员存档外，其余应销毁。