地铁变形监测方案要点.pdf
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1、地铁 6 号线左江道站 ? 梅江风景区站 变 形 监 测 方 案 天津唯实工程检测有限公司 2013年 9 月 5 日 地铁 6 号线左江道站 ? 梅江风景区站 测量方案 编制人: 年月日 审核意见: 审核人: 年月日 审批意见: 审批人: 年月日 监理意见: 负责人: 年月日 1 地铁变形监测方案 1. 工程概况 本工程为天津地铁6 号线工程左江道站(含)? 梅江风景区站(含 ),共 计 2 站 1 区间,工程地点位于天津市河西区友谊南路,在左江道与谭江道之 间。左江道站为地下二层岛式车站,车站中心里程为DK36+216.436 米,主 体结构总长 265.905m;梅江风景区站为地下二层岛
2、式车站,车站中心里程为 DK37+110.437 米,主体结构总长204.7m,车站采用明挖法施工;本区间从 左江道站开始后,左右线区间线路均采用R=1500 曲线转弯,由北向南沿友 谊南路下穿卫津河,进入梅江风景区站,本区间起点里程为DK36+368.357, 终点里程为 DK36+983.736,正线(右线)长 615.379 米;线左长 614.938米。 本工程线路走向与友谊南路基本一致,紧靠友谊南路,周围都是住宅小 区,有高层、低层、别墅等建筑物,最近处距区间隧道45米以外。通过施工 监测,及时反馈信息来指导施工和优化、修改设计,做到信息化时施工与管 理。 2. 监测目的及原则 2.
3、1 基坑开挖监测目的 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 而产生变形。为保证基坑施工安全以及邻近建筑物和地下管线等的安全,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。 2.2 隧道开挖监测目的 2 通过对围岩、土体、支护结构等的监测,获得围岩力学动态和支护工作 状态的有关数据。再通过对这些数据的数理和力学分析,来判断围岩和支护 结构体系的稳定性及工作状态,从而选择和修正支护参数以及指导施
4、工。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。 2.3 监测原则 (1)系统性原则 所设计的监测项目有机结合,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; (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
5、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。 3. 主要技术依据 3 3.1 技术依据 1、城市铁道交通工程测量规范GB50308-2008 ; 2、城市测量规范 CJJ/T8-2011 ; 3、工程测量规范 GB 50026-2007; 4、建筑变形测量规范JGJ8-2007; 5、建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009; 6、国家一、二等水准测量规范GB/T12897-2006;
6、7、国家三、四等水准测量规范GB/T12898-2009; 8、地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999; 9、天津地铁6 号线工程左江道站岩土工程勘察报告 10、 3.2 测量系统依据 1、高程采用 1972 年天津市大沽高程系,2008 年高程; 2、坐标系采用1990 年天津市任意直角坐标系。 4. 监测内容 4.1 重点监测对象 4.1.1 基坑施工监测 基坑施工中需重点监测的对象有:围护结构水平位移,围护结构竖向位 移,围护结构倾斜变形监测,中间立柱沉降,支撑轴力监测,地下水位观测, 基坑隆起监测,地表竖向位移监测等。 4.1.2 周边建(构)筑物监测 本合同段段建构筑物监
7、测主要由基坑周边道路、管线及楼房监测,采取 的监测保护措施主要有: 4 对离基坑相对较近的建构筑物进行沉降监测; 对影响范围内的管线进行监测; 对盾构影响的建(构)筑物等进行监测。 根据建筑物情况及重要程度, 在每幢建筑物上面至少每个角设置一个观测 点,以测量其位移、倾斜等。 建筑物变形测量应在基坑开挖附近每天进行及每周进行后期观测直到沉 降稳定。当测量值变化较大或应监理工程师要求应增加观测频率。 对于重要建筑物应采用自动记录仪和警报装置。 发现建筑物变形有异常现象时,应立即报告监理工程师并采取有效的防治 措施。 防止变形的对策中,可以考虑基础加固、隔断防护等。 4.2 监测项目、测点布置 监
8、测项目、监测方法及测点布置按设计及规范要求进行。 基坑开挖现场监测项目内容汇总表 序 号 监测对象监测内容测点布置监测频率要求 一围护结构 1 围护桩 (墙) 桩(墙)顶沉降桩墙顶水平位移和垂直沉降的 测点一般布置围护桩墙的冠梁 上,测点间距8- 15m 基坑开挖 时, l 次 天,主体结 构施工时, 1 次 2 天 必测 桩(墙)顶水平位 移 必测 桩(墙)内力长短边中点,竖向间距5m 左右必测 桩(端)内、外侧 土压力 长短边中点,竖向间趴5m ,沿 基坑长边每25 - 30m 设观测断 面 宜测 桩(墙)变形监测必测 2 水平支撑支撑轴力 测点布置在支撑的两头或中点, 必要时支撑两头与中
9、点均设测 点 开挖初期1 次天,挖 至基底 2 -3 次天 必测 5 序 号 监测对象监测内容测点布置监测频率要求 3 工具柱垂直沉降 沉降测点布置在立柱的顶部表 面上 基坑开挖l 次天 必测 4 基坑底坑底回弹 基坑中央、 距坑底边缘l / 4 底宽 处以及特征变形点必设 基坑开挖1 次天 必测 二相邻环境 5 地层 地表沉降长短边中点, 沿基坑长边每25 30m 设观测断面;基坑深度变化 与断面变化处应加密测点 1 次天 必测 土体分层沉降位移宜测 6 地下管线 地下管线沉降及位 移 根据管线状况并与管线管理单 位协调后布置 基坑开挖1- 2 次天 必测 7 相邻建筑 垂直沉降可设在建筑物
10、的四角(拐角) 上, 高低悬殊或新旧建筑物衔接处, 伸缩缝与不同埋深基础的两侧; 每栋建筑物不少于四个沉降测 点、两组(每组 2 个)倾斜测点。 测斜时,在墙面上、下垂直布两 个点。 l 次天必测 倾斜1 次天必测 裂缝观察1 次天必测 三地下水 8 基坑内、 外 地下水 坑内、外水位 坑内四角点,长短边中点;坑外 每 40m 设测点,距边缘2m 1 次/12 天 必测 9 坑内、外地下水水 压 宜测 盾构隧道施工监测项目内容汇总表 序 号 监测对象监测内容测点布置监测频率要求 一隧道衬砌 衬砌环沉降与管片 变形 每 10 环设 1 个量测断面,每个 断面布设4 个测点 2 次周 必测 管片内
11、力 按典型断面布设,每个断面环向 不少于 5 个测点 宜测 6 序 号 监测对象监测内容测点布置监测频率要求 二地层 地表沉降沿轴线按间距510m设监测点, 每 2050m布置一个监测横断 面。横向地表桩设置在隧道中心 轴线两侧3040m的沉降槽内 盾构切口前 30m, 盾尾后 50m 内, 2 次/天;盾尾 部通过 3 天 后,1 次/天; 以后 12 次 / 周 必测 地表水平位移宜测 深层沉降宜测 地下水位 盾构始发试验段每3050m或水 位变化较大区段选取监测断面 必测 三相邻环境 建筑物沉降、 倾斜、 裂缝 建筑物四角,每栋布点不少于4 点,倾斜测点不少于2 组, 2 个/ 组 盾构
12、切口前 30m, 盾尾后 50m 内, 2 次/天;盾尾 部通过 3 天 后,1 次/天; 以后 12 次 / 周 必测 地下管线沉降 根据管线状况并与管线管理单 位协调后布置 必测 5. 基准点、监测点的布设与保护 5.1 基准点布设 5.1.1高程基准点的布设 可采用独立水准系,在远离施工影响范围以外两侧各布置一组稳固水准 点,沉降变形监测基准网以上述永久水准基准点作为起算点,组成水准网进 行联测。 基准网观测按照国家等水准测量规范要求执行,精密水准测量的主要 技术参照下表: 7 精密水准测量的主要指术要求 每千米高差 中误差 (mm) 水准仪 等级 水准尺观测次数 往返较差、附合或 环线
13、闭合差 (mm) 1 2 DS1 铟钢尺往返测各一次 4 L 注: L 为往返测段、环线的路线长度(以km计) ; 观测方法:本高程监测基准网使用LeicaNA2 自动安平精密水准仪及配套 条码铟钢尺,外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。 为确保观测精度,观测措施制定如下。 作业前编制作业计划表,以确保外业观测有序开展。 观测前对水准仪及配套铟钢尺进行全面检验。 观测方法: 往测奇数站 “后前前后” ,偶数站“前后后前” ; 返测奇数站“前后后前” ,偶数站“后前前后” 。往测转为返测 时,两根标尺互换。 测站视线长、视距差、视线高要求见下表: 测站视线长、视距差、视线高要
14、求 标尺类型 视线长度前 后 视 距 差 前 后 视 距 累 计差 视线高度 仪器等级视距视线长度(下丝读数) 铟钢尺 DS1 50m 1.0m 3.0m 0.3m 测站观测限差表 基辅分划读数 差 基辅 分划 所 测高差 之差 上下丝读数平均值与中丝读 数之差 检 测 间 歇 点 高 差 之差 0.4mm 0.6mm 3.0mm 1.0mm 两次观测高差超限时重测,当重测成果与原测成果分别比较其较差均没 超限时,取三次成果的平均值。 垂直位移基准网外业测设完成后,对外业记录进行检查,严格控制各水 8 准环闭合差,各项参数合格后方可按公司质量管理体系规定的受控软件进行 内业平差计算。各项平差精
15、度指标合格,经校对、校核后编制平差成果报告, 高程成果取位至0.1mm 。 5.1.2水平基准点的布设 根据业主提供的控制点布设施工导线网。施工导线网的布设分两个部分, 第一部分临近基坑布设工作基点,用以直接测量水平位移监测点,此部分属 临时导线点,需经常检测复核、计算;第二部分远离施工区域布设基准点, 与业主提供的控制点形成闭合导线,且与第一部分方便联测,此部分作为备 用导线,防止相邻区间全部开工后控制点因施工影响而发生沉降位移,确保 第一部分导线点可以随时检测、恢复。导线测角中误差2.5,测距相对 中误差 160000,导线全长相对闭合差140000,相邻点的相对点位中误差 8mm ,最弱
16、点的点位中误差15mm 。 3、 施工导线网的观测方向采用全圆测回法,施测六测回,边长采用往返观测。 5.1.3基准点的技术指标 精密导线测量的主要技术要求表 1 平 平 均 边 长 (m) 导线 总长 度 (Km) 每边测 距中误 差 (mm ) 测距相对 中误差 测角中 误差 () 测回数 方位角 闭合差 ( ) 全长 相对 闭合 差 相邻点的 相对点位 中误差 (mm) 级 全站仪 级 全站仪 50 34 4 1/60000 2.5 4 6 5n 1/35 000 8 注:n 为三角形的个数。 精密水准测量的主要技术要求表 2 每千米高差附合水水准水准尺观测次数往返较差、 附合或环线闭合
17、 9 中数中误差 ( mm ) 准路线 平均长 度 ( km) 仪等 级 差( mm ) 偶然中 误差 混凝土 沉降标 全中误 差 W M 与已知点 联测 附合或环 线 平坦地山地 2 4 2 4 DS1 因瓦尺 往返测 各一次 往返测 各一次 L82n 注: L 为往返测段、附合或环线的路线长度(以Km计); n 为单程的测站数。 5.2 布点原则 观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工 特点等因素综合考虑。 为验证设计数据而设的测点应布置在设计最不利位置和断面处,为监测 施工而设的测点应布置在相同工况下的最先施工部位,其目的是及时反馈信 息,指导施工。 地表面变形测
18、点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征,又要便于采 用仪器进行观察,还要有利于测点的保护。 埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力,不能削弱结构的刚度和强度。 在实施多项内容测试时,各类测点的布置在实践和空间上应有机结合, 力求使同一监测部位同时反映不同的物理变化量,找出内在的联系和变化规 律。 监测项目在施工开始前七天测量3 次,取其平均值为初始值。 深层测点在施工前20 天布置好,以便监测工作开始时,监测元件能够进 入稳定的工作状态。 10 5.3 监测注意事项 监控量测中建议注意以下事项: 1监测布点完成并自检合格后,报监理组织第三方进行原始监测点验 收; 2监测项目在围护结构施工前应测得初
19、始值,且不应少于两次; 3基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的性质及支护结构设计 要 求 确 定, 同 时 可依 据 基坑 类 别 参照 建 筑基 坑 工 程监 测 技 术规 范 (GB50497-2009 )的相关要求执行; 4基坑分步开挖过程中,每步开挖均应有完整的监测数据; 5降水施工时,降水前后均应有完整的监测数据; 6雨后、冻融后应增加观测频次; 7位移、变形速率增大时应及时增加监测频率; 8当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应增加监测频率, 当有事故征兆时,应连续观测; 9当地面开裂、 邻近建筑物、 市政管线等设施变形及挡土结构出现异常 时,应立即停止继续开挖,除加强
20、观测外,应及时通知各参建单位研究解决 办法; 10监控量测设计需满足现行国家及天津市地方规范、规程的相关要求; 11一切监测活动符合地铁公司相应规章制度和要求。 5.4 监测点保护措施 监测测点有明确的标示,并对容易受到破坏的测点进行相应的加固措施 和看管。测点的埋设结合实际施工情况并满足规范要求进行布设,在空间上 11 尽量避免和现场施工重合。 6. 监测方法及精度 6.1 围护结构水平位移 6.1.1监测点布设 由于基坑开挖期间大量土方卸载,地下围护墙将产生纵、横向的位移变 形,地墙的隆沉变形的信息,对基坑的安全保护是必不可少的监测内容。因 而,通常沿围护顶圈梁对应墙体测斜孔位置布设墙顶位
21、移监测点。 墙顶位移监测基准点的埋设应符合国家现行标准建筑变形测量规范 JGJ8的有关规定,设置有强制对中的观测墩,并采用精密的光学对中装置, 对中误差不大于0.5mm 。观测点应设置在基坑围护墙顶(冠梁)上,安装时 采用铆钉 枪打入铝钉,或钻孔埋深膨胀螺丝,涂上红漆作为标记,有利于观测点的保 护和提高观测精度。 墙顶位移监测点应沿基坑周边布置,监测点水平间距为20m 。一般基坑 每边的中部、阳角处变形较大,所以中部、阳角处宜设测点。拟将监测点埋 设于压顶梁顶,对应墙体测斜孔位置布置。 6.1.1墙顶位移点布设示意图 12 6.1.2观测方法 水平位移采用轴线投影法(准直线法)进行观测。在某条
22、测线的两端远 处各选定一个较为稳固的工作点A、B,经纬仪(全站仪)架设于A点,定向 B点,则 A、B连线为一条基准线;观测时,在该条测线上的各监测点设置觇 板,由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E,某监测点本次E 值与初始 E值的差值即为该点累计位移量,各变形监测点初始E值均为取两 次平均的值。另外,在施工影响区域外布置若干个场地基准点,用全站仪定 期检测各工作点的稳定性,若发现工作点有所位移,则及时对其坐标进行修 正,以提高水平位移观测精度。 6.1.3仪器及精度 围护结构水平位移监测使用拓普康MS05“ 全站仪及配套棱镜,测角精度 0.5“,测边精度 0.8+0.5PPM。 图
23、 6.1.3 拓普康 MS05“ 全站仪 6.2 围护结构竖向位移 6.2.1监测点布设 围护墙压顶监测点在浇捣压顶时同步布设,即压顶混凝土浇捣后35 个 13 小时,按测点布置图位置插入预先准备好的沉降标(顶部带十字丝),沉降标 顶部高于压顶梁顶标高5mm 左右(见下图),待混凝土强度完成后、基坑开挖 前进行初读数观测,初读数观测2 次取其平均值。 混凝土 沉降标 图 6.2.1 围护墙顶沉降点布设示意图 6.2.2观测方法 沉降点的施测:每次监测从基准点起测,高程引至工作点,采用不等距 几何水准测量方法,后视照准读数两次,测点可多次测量。监测按不等距几 何水准测量方法进行, 测前应对仪器、
24、标尺进行检验,仪器i角应保证i5, 视线长度 50m ,视线高度 0.2m, 基辅读数差 0.5mm,基辅高差之差 0.7mm 。 6.2.3仪器及精度 围护结构竖向位移监测采用瑞士徕卡NA2 精密水准仪及配套铟钢尺,测 量精度为 0.7mm/km 。 图 6.2.3 NA2精密水准仪 14 6.3 围护结构倾斜变形监测 本项测斜是深入到地连墙内部,用测斜仪自下而上测量预先埋设在围护 体内的测斜管的变形情况,以了解基坑开挖过程中,作为围护体和结构体一 部分的连续墙在深度方向上的倾斜变形情况。 6.3.1测点位置布设 基坑主体:监测点分别布置在基坑主体的连续墙中,每隔20m左右在连 续墙两侧对应
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