建筑桐泾路站附属结构监测方案Word格式.docx
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建筑桐泾路站附属结构监测方案Word格式.docx
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附属结构周边有居民房,车站西北侧是已建成的国土局大厦;
东北侧为苏州市工业设备安装工程公司;
东南侧是彩香一村社区;
西南侧是彩香二村社区。
2工程地质及水文地质条件
2.1地形地貌
拟建场地为广阔的太湖冲湖积平原,水系发育,地势平坦,系典型的水网化平原。
未见历史文物古迹,地面标高一般在2.5~3.3m之间。
2.2土体工程地质特征
车站站址处地势较为平坦。
根据地质资料,地层层序自上而下依次为:
①1杂填土:
褐灰~灰色,松散。
该层填料较复杂,由粉质粘土混大量碎砖、碎石填积,局部夹有块石,填料不均匀。
层厚0.7~2.9m。
①2素填土:
褐灰~灰色,局部褐黄色,呈软~可塑状,由粉质粘土混少量碎砖石填积,仅局部分布。
层顶埋深1.3~3.2m,层厚0.7~2.9m。
③1粉质粘土层:
灰黄色,可塑,局部硬塑,夹粘土,切面较光滑,无摇振反应,韧性中等、干强度中等~高。
层顶埋深1.3~3.2m,层厚0.4~2.5m。
承载力特征值fak=190kPa。
③2粉质粘土层:
灰黄色,下部渐变为灰色,可~软塑。
切面较光滑,无摇振反应,干强度、韧性中等。
层顶埋深3.1~6.2m,层厚1.4~6.3m。
承载力特征值fak=150kPa。
④1粉土层:
灰黄~灰色,稍密为主,局部中密,部分为软~流塑粉质粘土,含云母片,偶见贝壳碎片。
光泽反应弱,摇振反应迅速,干强度、韧性低。
层顶埋深6.0~7.6m,层厚1.0~4.0m。
承载力特征值fak=120kPa。
④2粉砂层:
灰色,稍密~中密为主,夹细砂、粉土和薄层粉质粘土,含少量云母片和贝壳碎片。
层顶埋深6.0~10.0m,层厚4.1~8.0m。
承载力特征值fak=140kPa。
⑤粉质粘土:
灰色,软塑~流塑,夹稍密状态粉土,局部为粉土与粉质粘土交互层,均质性差,夹有软塑~可塑状态粉质粘土和淤泥质粉质粘土,稍有光泽反应,摇震反应不明显,韧性较低,干强度中等。
层顶埋深13.8~16.1m,层厚5.5~9.8m。
承载力特征值fak=100kPa。
⑥1粉质粘土:
绿灰色~灰色,可塑~硬塑,夹粘土。
切面较光滑,无摇振反应,干强度、韧性中等~高。
层顶埋深22.9~25.6m,层厚1.4~4.0m。
承载力特征值fak=240kPa。
⑥2粉质粘土:
绿灰~褐黄~灰色,可~软塑,呈上硬下软,均质性较差,局部无规律性地分布有薄层流塑粉质粘土和粉土。
稍有光泽反应,摇震反应不明显,干强度、韧性中等。
层顶埋深26.3~29.0m,层厚4.0~9.6m。
⑦粉土、粉砂:
灰色,中密~密实,偶夹薄层粉质粘土,无光泽反应,摇震反应较迅速,韧性、干强度较低。
层顶埋深32.2~36.8m,层厚1.4~5.1m。
承载力特征值fak=170kPa。
⑧粉质粘土:
灰色,软塑~流塑,部分为淤泥质粉质粘土,夹薄层粉土。
稍有光泽反应,无摇震反应,韧性较低,干强度中等。
层顶埋深32.2~40.9m,层厚15.7~26.3m。
承载力特征值fak=95kPa。
⑨粉质粘土:
灰绿~青灰色,可塑~软塑,夹粉土、粉砂,水平层理较发育。
稍有光泽反应,摇震反应不明显,韧性较低,干强度中等。
层顶埋深56.2~59.0m,层厚4.3~9.2m。
承载力特征值fak=160kPa。
⑩粉土、粉细砂:
灰色,中密~密实,局部夹粗砂和薄层粉质粘土。
光泽反应弱,摇振反应迅速,韧性、干强度低。
层顶埋深62.0~66.8m,大部未钻穿。
承载力特征值fak=175kPa。
⑾粉质粘土:
灰色,软塑~流塑,稍有光泽反应,无摇震反应,韧性、干强度中等。
层顶埋深67.2~69.4m,部分揭露,未钻穿。
承载力特征值fak=110kPa。
2.3区域水文地质条件
苏州市地处江南水网区,属长江流域太湖水系,区内地表水系极其发育,主要有太湖、阳澄湖群及大小规模不等的河渠组成。
水位主要受大气降水和太湖排水影响,并受人为控制,常年水位(黄海标高)1.10~1.30m,其年变幅1m左右。
拟建场地潜水含水层主要由填土层组成。
补给来源主要为大气降水、地表水,此外尚有地下水道道的渗漏,水位受季节性控制,年水位变幅为1.0m,且与地表水存在着较为密切的水力关系--互补关系。
苏州一般地表水历史最高水位2.49m(以下水位均为黄海高程),最低水位0.01m,常年平均水位0.88m,近3~5年最高水位为2.49m。
场地环境水(地表水和地下水)对混凝土无腐蚀性;
对钢结构有弱腐蚀性;
对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。
场地土对混凝土无腐蚀性;
2.4地下水
根据地下水埋藏条件,可将地下水分为孔隙潜水、微承压水及承压水。
2.4.1潜水
人工填土为含水层,③-1层和③-2层粉质粘土为隔水底板。
人工填土主要由粉质粘土夹碎石,碎砖混填,粗颗粒易形成大孔隙,成为地下水的贮存空间,透水性较好,但不均匀,由于局部厚度大,雨季出水量较丰富。
③-1层和③-2层粉质粘土透水性微弱,可以作为相对隔水层。
苏州地下水位最高一般在7~8月份,最低水位多出现在旱季12月份至次年3月份。
野外勘探期间在钻孔中量侧的稳定水位埋深在地面下0.8~3.4米,高程0.5~1.4米,地下水的补给来源主要为大气降水,地表水,此外尚有地下水道的渗漏,水位受季节性控制,年水位变幅为1米,且与地表水存在着较为密切的水力关系——互补关系。
2.4.2微承压水
由④-1层粉土,④-2层粉砂和⑤层软~塑粉质粘土夹粉土构成含水层。
隔水顶板为③-1层和③-2层粉质粘土,隔水底板为⑥-1层和⑥-2层粉质粘土。
该含水层埋藏较浅,厚度较大。
其中④-2层赋水性较好,透水性较强,水量较丰富,为基坑开挖深度主要出水地层,亦为对地铁施工以及运营影响较大的含水层。
隔水底板⑥-1层和⑥-2层透水性微弱,可以做为相对隔水层。
2.4.3承压水
第二层承压水
由⑦层粉土,粉砂和⑧层流塑-软塑粉质粘土组成含水层。
隔水顶板为⑥-1层和⑥-2层粉质粘土。
根据初堪资料,下部⑨层粉质粘土可以作为隔水底板。
该含水层埋藏较深,⑦层粉土,粉砂赋水性较好,透水性较好,但透水性不均匀;
⑧层粉质粘土赋水性一般,透水性弱,给水性较差。
由于水头较高,当基坑开挖深度大时,会对坑底稳定性产生不利影响;
而对地铁运营影响不大。
3监测设计的原则及依据
3.1监测设计原则
施工监测的成败与监测方法的选取及测点布置情况直接相关。
根据我单位从事该方面工作的经验,归纳以下5条原则。
(1)可靠性原则:
可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。
为了确保其可靠性,必须做到:
第一,系统采用可靠的仪器。
第二,应在监测期间保护好测点。
(2)多层次监测原则:
多层次监测原则的具体含义有四点:
1)在监测对象上以位移为主,兼顾其它监测项目。
2)在监测方法上以仪器监测为主,并辅以巡检的方法。
3)在监测仪器选择上以机测仪器为主,辅以电测仪器。
4)考虑分别在地表、及临近建筑物与地下管线上布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
5)为确保提供可靠、连续的监测资料,各监测项目之间应相互印证、补充、校验,以利于数值计算、故障分析和状态研究。
(3)重点监测关键区的原则:
在具有不同地质条件和水文地质条件、周围建筑物及地下管线段,其稳定的程度是不同的。
稳定性差的地段应重点进行监测,以保证建筑物及地下管线的安全。
(4)方便实用原则:
为减少监测与施工之间的干扰,监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。
(5)经济合理原则:
系统设计时考虑实用的仪器,不过分追求仪器的先进性,以降低监测费用。
3.2监测方案编制依据
(1)《工程测量规范》(GB50026-2007);
(2)《建筑变形测量规程》(JGJ8-2007);
(3)《精密水准测量规范》(GB/T15314-94);
(4)《地下铁道设计规范》(GB50157-2003);
(5)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);
(6)《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002);
(7)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999);
(8)《基坑工程设计规程》(DGJ08-61-97);
(9)《岩土工程勘察设计规范》(DGJ08-37-94);
(10)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
(11)国家和苏州市有关管线保护、管理、监督、检查的文件、通知等;
(12)本工程相关勘察、设计文件和资料以及会议精神。
4施工监测目的
基坑开挖过程中,必须保证支护结构的稳定性,以确保基坑施工安全,从而不危及基坑周边建筑物和既有构筑物、地下管线等。
为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施,加强施工期间地表沉降、基坑水平位移的监测,及时反馈监测信息,并做相应修改实施。
监测的目的主要是:
(1)了解围护结构的受力﹑变形及坑周土体的沉降情况,对围护结构的稳定性进行评价;
(2)对基坑周边地下水位、地下管线和建筑物的沉降﹑变位等进行监控,了解基坑施工对周边环境的影响情况;
(3)通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息,进行施工的日常管理,对设计和施工方案的合理性进行评价,为优化和合理组织施工提供可靠信息,并指导后续施工;
(4)积累资料,为类似工程提供参考。
5监测内容
为了及时收集、反馈和分析周围环境及围护结构在施工中的变形信息,实现信息化施工,确保施工安全,据施工现场环境条件、车站附属结构设计单位确定的监测内容要求,确定本车站附属结构设置以下几方面监测内容:
(1)SMW工法桩桩体的水平位移,主要了解基坑开挖过程中SMW工法桩桩体在不同深度的水平位移情况;
(2)围护结构顶部水平和垂直位移,了解基坑开挖期间桩顶的水平位移和竖直沉降情况;
(3)支撑轴力,了解支撑受力情况;
(4)坑外地下水位,了解基坑围护结构的止水效果情况;
(5)坑周地表沉降,了解基坑周围土体的变位情况;
(6)地下管线监测,了解在基坑开挖期间周围地下管线的沉降和位移情况;
(7)建筑物沉降监测,了解基坑施工对周边建筑物、构筑物的影响情况。
监测项目
测点布置
单位
位置
总计数量
一号出入口
二号出入口
三号出入口
五号出入口
SMW工法桩桩体水平位移
在工法桩桩体内预埋测斜管,与桩体深度相同,监测点间距20~50m,基坑每边都保证有监测测点。
孔
4孔
3孔
14
桩顶水平和垂直位移
沿基坑周边布置,测点距离不大于25m,且每边不少于3个测点。
4点
3点
支撑轴力
采用钢筋计,测试截面选择在不产生拉应力的截面布置,一般沿基坑纵向每2个开挖段一组。
因三号出入口图纸不全。
后续补上。
组(个)
3组
待定
4组
10(29)
基坑周围地表沉降
采用围护结构顶同一观测断面布置,量测1-2倍基坑深度范围内的地表沉降。
8点
14点
9点
14(35)
地下水位
沿基坑长边至少布置2个,环境要求较高时可适当加密;
2孔
9
地表建(构)筑物沉降及倾斜
测点布置在施工影响范围内(2倍基坑开挖深度)的建筑物上,根据建筑物的结构型式确定观测点,一般布置在建筑物的角点、中点及每隔5-15m布设。
具体根据施工现场作适当调整。
个
12点
现有15点。
地下管线安全监测
测点布置在基坑深度2H范围内的管线处,选择典型断面监控,间距不大于30m。
6施工监测方法
6.1监测控制网的布置
(1)监测控制网主要用于建(构)筑物、地下管线、围护墙顶的位移及围护结构测斜等方面的监测。
监测控制网分两部分:
1)平面控制网:
用于各水平位移监测项目的平面控制基准;
平面控制点计划布设4个,编号为P1-P4,控制区域为整个监测区,为使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布,网形为闭合导线网,引测外方向为施工用平面控制网。
点位设在稳定、安全的地方,有条件可采用固定观测墩;
通常在地面埋设钢钉点,顶上刻划“+”字。
2)水准控制网:
用于各垂直位移监测项目(即沉降监测)的高程控制基准。
水准控制点计划布设3个,编号为BM1-BM3。
建立闭合环与施工高程控制点联测。
控制点具体布设情况将在进场后根据现场条件进行布设。
(2)测量仪器设备选用
平面控制点测量用LeicaTC1800全站仪,其标称精度为:
测距3+1ppm,测角1"
。
水准测量用苏光DSZ2精密水准仪及相应的铟钢水准标尺,读数精度为0.01mm。
(3)控制测量精度要求
1)水准控制网按国家二等水准要求进行。
各项技术指标如下:
等级
读数基辅差
测站基辅差
路线闭合差
备注
二等水准
0.5mm
0.7mm
±
8
mm
L为公里数
2)一般水平变形监测的等级确定为二级。
其控制网主要技术要求见下表:
相邻控制点点位中误差(mm)
平均边长(m)
测角中误差(〃)
测距相对中误差
主要作业方法和观测要求
Ⅱ
8.0
〈350
2.5
≤1/60000
按三等三角测量进行
注:
在测量过程中固定观测人员和仪器,测量成果必须严密平差。
6.2测量精度
施工期间,地表的沉降、隆起观测,建筑物的沉降监测、倾斜监测等,都严格按照国家二等测量规范(GB12897)的精度进行。
其余量测项目参照国家相关规范确定量测精度。
各项监测项目的精度见表1。
表1监测精度表
精度
桩顶水平位移
桩顶垂直位移
地面沉降
桩体水平位移(变形)
10%
立柱沉降和隆起
10.0mm
基坑回弹
建筑物及地下管线
6.3技术措施
(1)为了确保各项监测项目的精度,投产的仪器必须按规定内容检查标定其主要技术指标,仪器检查合格后方能使用,并做记录归档。
遇特殊情况(如受震、受损)随时检查、标定。
不合格仪器坚决不能投产使用。
(2)水准测量采用附合路线观测方法。
(3)尽量做到测量定人,定仪器;
观测数据不得随意涂改,测量数据有疑问时,应做到反复观测寻找问题原因。
(4)各监测项目变形量或测量值接近或到达报警值时,应及时发出预警报告或报警,并提请业主及有关单位注意。
6.4监测点的埋设及施工监测、保护方法
本工程的附属结构监测点详见附图1~4;
现对测点的布置分别加以阐述。
6.4.1SMW工法桩桩体水平位移
在基坑开挖施工过程中,随着基坑内部土体大量移走,工法桩桩体在外侧土压力的作用下,必然要向内侧移动,为此,在基坑开挖过程中有必要对围护结构沿纵深方向的水平位移进行监控量测,并及时反馈,以采取针对性措施,确保基坑、周围建(构)筑物以及地下管线等的安全。
附属结构基坑工程共设测斜管14根。
6.4.2围护结构顶部水平位移和沉降
围护结构顶部水平位移和沉降是围护结构直观的体现,是深基坑监测中一个重要的项目。
位移测点和测斜孔基本处于同一位置,共设14点。
在测点附近应该设置醒目的标志,警示现场作业人员及机械注意保护,同时加强现场巡视,一旦发现测点遭到破坏立即重新补设。
6.4.3支撑轴力监测
支撑轴力监测就是在基坑开挖及主体结构施工过程中,对支撑轴力的大小和变化情况进行观测,结合围护结构的位移情况对支撑结构的安全和稳定性做出评价。
本工程支撑轴力采用钢筋计,通过将钢筋计预先焊入钢支撑的表面,从而测出。
轴力计安装好后,在施加预应力时,应与支撑施工单位所采用的油压千斤顶进行支撑轴力换算比较,偏差较小时方可采用。
支撑架设过程以及后续的测量阶段,都必须注意切实保护好引线。
把导线引出至地面,将其绕在施工护栏上予以固定,并在该处设置醒目的标志。
本工程钢筋计共10组29个。
6.4.4地下水位监测
在基坑土方开挖前,坑内需进行降水处理,其主要目的是通过地下水位降低使土体固结从而提高基坑被动区土体强度,同时为土方开挖创造良好的施工环境。
但由于坑内降水后引起基坑内﹑外水位差加大,坑外地下水土有可能向坑内流失,严重时会导致基坑围护体、周围建筑物和地下管线的破坏;
为此地下水位监测是保证基坑施工安全的重要部分。
本次监测水位观测孔共9个。
对布设在施工区道路范围内的水位管,为了避免被往来的施工机械、运输车辆所碾压破坏,在埋水位管时,管顶应该略微低于周围地表,同时在测点周围地面20~30cm范围内用素混凝土砌筑一坡高约1.5cm的斜坡,可以有效地保护水位管。
6.4.5坑周地表沉降监测
由于基坑的开挖,使得基坑外侧土体由于应力场的改变而产生沉降,影响显著区域一般在2倍基坑开挖深度范围内。
本工程共布置地表沉降监测点14组35个。
6.4.6地下管线变形监测
重要管线(如煤气管)尽量埋设直接点,设观测井加盖保护,测点间距及监测频次等根据管线管理部门的要求进行调整。
本工程根据现场管线实际情况布置。
布设好后在测点附近应该设置醒目的标志,同时加强现场巡视,一旦发现测点遭到破坏立即重新补设。
6.4.7建(构)筑物沉降及倾斜
基坑工程施工会引起周围建筑物产生沉降,较大的沉降或不均匀沉降都会危及周围建筑物的安全,为全面了解施工引起的对周围建筑物的影响情况,并能根据监测信息实时的调整施工参数,以确保周围建(构)筑物的安全,在施工期间内对建筑物的沉降、倾斜等进行观测,测点结构图参见图3。
本工程共布置15个建筑物监测点。
图3建筑物沉降测点结构图
在测点附近应该设置醒目的标志,同时加强现场巡视,一旦发现测点遭到破坏立即重新补设。
6.5监测方法
6.5.1围护结构水平位移
(1)监测目的
了解基坑开挖和附属结构施作中围护结构在不同深度处的水平位移情况。
(2)监测仪器
SINCO水平测斜仪,测斜管。
(3)监测实施
测点埋设
预先将测斜管连接好,插入基坑维护结构内。
量测与计算
测斜管应在正式测读前5天以前安装完毕,并在3~5天内重复测量3次以上,当测斜稳定之后,开始正式测量工作。
测试时沿预先埋好的测斜管沿垂直于基坑长边方向(A向)导槽(自下而上每隔一米(或0.5m)测读一次直至孔口,得各测点位置上读数Ai(+)、Ai(-)。
其中“+”向与“-”向为探头绕导管轴旋转180°
位置。
然后以同样方法测平行基坑长边方向的位移。
使用的活动式测斜仪采用带导轮的测斜探头,将测斜管分成n个测段,见图5,每个测段的长度li(li=500mm),在某一深度位置上所测得的两对导轮之间的倾角θi,通过计算可得到这一区段的变位△i,
计算公式为:
某一深度的水平变位值δi可通过区段变位△i的累计得出,即:
设初次测量的变位结果为δi(0),则在进行第j次测量时,所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值△xi即为:
相对初次测量时总的位移值为:
图5测斜原理图
数据处理与分析
每次量测后应绘制位移—历时曲线,孔深--位移曲线;
当水平位移速率突然过分增大是一种报警信号,收到报警信号后,应立即对各种量测信息进行综合分析,判断施工中出现了什么问题,并及时采取保证施工安全的对策。
6.5.2支撑轴力
了解基坑开挖和主体结构施作中,支撑的轴力大小及其变化情况,对围护结构是否安全进行判断。
钢弦式轴力计及VW-1型频率接收仪。
埋设前,先将轴力计支架焊于钢管横撑一端,横撑架设时,将轴力计放入支架内,支撑预应力施加过程中及时进行测读,支撑架设过程中,注意保护好引线。
量测计算
根据每次所测得的各测点电信号频率,可依据轴力计轴力--频率标定曲线来直接换算出相应的轴力值。
绘制支撑轴力随基坑施工工况的变化曲线。
6.5.3坑周地表沉降
该项目监测目的是监控基坑围护结构周围土体的位移,了解土体稳定性,同时也可对围护结构的安全状况间接判断。
(2)测量仪器
WILD-NA2精密水准仪,铟钢尺等。
(3)测量实施
①基点埋设方法
基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域,并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方;
基点数量根据需要埋设,基点要牢固可靠,如图6所示。
②测点埋设
隆陷测点埋设,用冲击钻在地表钻孔,然后放入长200~300mm,直径20~30mm的圆头钢筋,四周用水泥砂浆填实。
图6基点埋设方法示意图
③测量方法
观测方法采用精密水准测量方法。
基点和附近水准点联测取得初始高程。
如图7所示。
观测时各项限差宜严格控制,每测点读数较差不宜超过0.5mm,对不在水准路线上的观测点,一个测站不宜超过3个,如超过时,应重读后视点读数,以作核对。
首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于±
1.0mm,取平均值作为初始值。
图7地表沉降观测方法示意图
④计算
地表监测基点为标准水准点(高程已知),监测时通过测得各测点与水准点(基点)的高程差ΔH,可得到各监测点的标准高程Δht,然后与上次测得高程进行比较,差值Δh即为该测点的沉降值,
即ΔHt(1,2)=Δht
(2)-Δht
(1)
⑤数据分析与处理
首先绘制时间--位移散点图和距离---位移散点图,根据沉降规律判断基坑稳定状态和施工措施的有效性。
如图8。
图8时间-位移散点图
6.5.4地下水位监测
主要监测地下水水位变化,了解施工对周边地下水位影响情况和检验基坑施工中降水效果。
Genkon水位计、PVC塑料管、电缆线。
测点用地质钻机钻孔,孔深8-10m(以保证施工期产生的水位降低能
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