虹莘路站基坑工程监测方案.doc
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上海市轨道交通12号线工程虹莘路车站主体施工监测方案
1工程综述
1.1工程概况
上海市轨道交通12号线是本市近期轨道网络建设规划中的一条重要的市区西南~东北走向的骨干线路。
起自闵行区七莘路站,经顾戴路—漕宝路—龙漕路—龙华路—大木桥路—陕西南路—茂名北路—泰兴路—长安路—曲阜路—天潼路—东长治路—长阳路—巨峰路,至浦东新区金海路站终点,线路全长约约40.417公里,共设地下车站31座。
虹莘路站位于闵行区顾戴路、虹莘路交叉口西侧,沿顾戴路布置,东西走向。
本站为地下三层岛式车站,车站地下一层为站厅层,地下二层为设备层,地下三层为站台层。
虹莘路站沿顾戴路纵向布置,偏向北侧地块,西起A20公路,东至虹莘路。
顾戴路北侧地块为开发地块,现状地块为该小区的西北角A20公路与顾戴路交叉口为顾戴路加油站,A20公路西侧分别为闵行体育公园、当代艺墅小区,虹莘路的东侧分别为东苑半岛花园、江南新城、平阳一村等居住小区。
顾戴路北侧的开发地下室部分将与车站站厅层公共区相连通。
1.2围护设计
本站采用明挖法施工,本站基坑分为标准段和端头井两部分。
标准段基坑开挖20.52m,围护结构采用1000mm厚地下连续墙,竖向设6道支撑,其中第一、四道支撑为钢筋混凝土支撑,其余均为Ф609钢管撑。
端头井基坑开挖22.27m,围护结构采用1000mm厚地下连续墙,竖向设7道支撑,其中第一、四道支撑为钢筋混凝土支撑,其余均为Ф609钢管撑。
1.3地质条件
1.3.1工程地质
1)地形地貌
上海位于长江三角洲入海口东南前缘,本次勘察范围属滨海平原地貌,拟建场地位于顾戴路。
拟建场地较为平坦,地面标高约在4.53~6.45m左右。
2)地基土层特征
根据顾戴路站勘察报告显示,本场地自地表至80.0m深度范围内所揭露的土层均为第四纪松散沉积物,按其成因可分为7层,其中第①、④、⑤、⑦层按其土性及土色差异又可分为若干亚层,所见土层自上而下分述详见土层特性表。
根据顾戴路站主体结构及围护结构设计图,主体工程底板位于第⑤2层,地下连续墙穿越第⑦1层,墙趾位于第⑦2层。
1.3.2水文地质
本场地浅部地下水属潜水类型,主要补给来源为大气降水,水位随季节而变化。
潜水水位埋深约在0.3-1.5m。
按上海市对地下水位长期观察资料:
年平均地下水位埋深一般在0.5-0.7m。
1.3.3不良地质现象
根据上海市工程地质调查及经验,第③层、④2层常为沼气(有害气体)的储气层,沼气的存在对隧道的施工会带来不利影响,但在本次勘察时,未发现有明显压力的沼气存在,也未在取土孔中发现有轻微气泡冒出。
1.4周边环境
1.4.1周边道路管线
本工程周边工程环境概况如下表所示:
管线位置
管种
管径(mm)
根数
管中心埋深(m)
材质
顾戴路
车站南侧
电力管
1根
1.0
煤气管
Ф200
1根
1.2
铁
路灯电力
2孔
0.4
煤气管
Ф500
1根
1.3
铁
上水管
Ф200
1根
12
铁
煤气管
Ф300
1根
1.0~1.7
铁
雨水管
Ф600
1根
1.8
砼
2监测目的
在车站基坑施工过程中,受地质条件和施工条件及周边工程环境的影响,很难单纯从理论上预测工程中遇到的问题。
因而,将理论分析与现场的工程测试相结合是十分必要的。
本方案要达到的总体目标是围绕车站基坑施工建立起高度有效的安全监测系统,系统内部各部分之间与外部各方之间保持高度协调统一,运用同行业中最具水准的仪器设备,及时获取准确可靠的数据,经电脑软件分析处理后,向有关各方汇报基坑及工程环境的变形状况。
通过监测可达到以下目的:
(1)了解围护结构的受力﹑变形及坑周土体的位移情况,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。
3监测方案依据和技术规程
(1)本工程的地理、地质条件和工程有关资料。
(2)国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)。
(3)上海市工程建设规范《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)。
(4)上海市工程建设规范《基坑工程设计规程》(DGJ08-61-97)。
(5)上海市工程建设规范《基坑工程施工监测规程》(DGJ08-2001-2006)。
(6)中华人民共和国国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)。
(7)中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》(JGJ/T8-2007)。
(8)中华人民共和国行业标准《城市测量规范》(CJJ8-99)。
(9)上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2002)。
(10)上海市市政工程管理局《上海地铁基坑工程施工规程》(SZ-08-2000)。
(11)中华人民共和国国家标准《地下铁道、轨道交通测量规范》(GB50308-1999)。
4监测内容
为了达到上述监测目的,在车站基坑施工阶段将对基坑和工程环境进行监测,具体监测内容如下:
4.1基坑部分
(1)围护墙体深层水平位移;
(2)围护墙顶垂直位移;
(3)围护墙顶水平位移;
(4)立柱垂直位移;
(5)支撑轴力;
(6)坑外水位;
(7)坑外地表土体沉降。
(8)坑内土体回弹
4.2工程环境部分
(1)周围地下管线垂直位移。
5监测点布置
本次监测点的布置主要以基坑围护设计方案为依据,并综合考虑了本工程的特点、围护结构类型及周边环境等因素。
为整体把握基坑变形状况,提高监测工作的质量,在相应区域内布设监测点的同时,注重监测断面的测点布设,以了解变形的范围、大小及方向,从而对基坑工程引起的变形有一个全面的清楚的认识,为基坑围护体系和周边环境安全提供准确的监测信息。
5.1基坑部分
5.1.1围护墙体顶部垂直与水平位移
围护体顶部位移,是引起周边建筑物、道路、地下管线等变形的主要原因之一。
为此结合本围护平面的特点,在围护体顶面间隔24m左右布置1个位移监测点,量测围护体顶部水平及垂直位移。
初步设计在围护墙体顶部布设16个变形监测点,测点编号为Q1~Q16。
布设方法:
在围护墙体顶部的测点处埋入(或打入)顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。
测钉与混凝土体间不应有松动。
5.1.2围护墙体深层水平位移
围护墙体深层水平位移,是引起周边建筑物、道路、地下管线等变形另一个主要原因。
通过对围护体深层水平位移监测,可以掌握围护结构的整体稳定与安全。
布设16个测斜孔,测点编号CX1~CX16。
测斜管与地下连续墙钢筋笼同深,位置应避开导管,按如下步骤安装:
(1)测斜管连接:
将4m(或2m)一节的测斜管用束节逐节连接。
接管时除外槽口对齐外,还需检查内槽口是否对齐。
束节连接时先在测斜管外侧涂PVC胶水,然后将测斜管插入束节,胶水不宜过多,以免挤入内槽结硬后影响以后测试。
在束节四个方向用自攻螺丝或铝铆钉将束节紧固。
注意自攻螺丝或铝铆钉位置要避开内槽口且不宜过长。
(2)接头防水:
在每个束节接头两端用防水胶布包扎,防止水泥浆从接头中渗入测斜管内。
(3)内槽检验与封底:
在测斜管接长过程中,不断将测斜管穿入制作好的地下连续墙钢筋笼内,待接管结束,测斜管就位后,检查测斜管一对内槽是否垂直于钢筋笼面,测斜管上下槽口是否发生扭转。
在满足要求后将橡皮塞闷住测斜管底口并加装盖子,连接方法同接头连接。
(4)测斜管固定:
由于泥浆的浮力作用,测斜管必须牢固可靠地绑扎在钢筋笼上,以免地墙混凝土浇筑时,发生上浮或侧向移动。
(5)端口保护:
在测斜管上端口,外套钢管或硬质PVC管,外套管长度应满足以后混凝土浮浆凿除后仍插入混凝土50cm。
(6)吊装下笼:
测斜管随钢笼一起吊入地槽内,待钢笼就位后,应在测斜管内注满清水,然后封上测斜管的上口。
在钢笼起吊放入地槽过程中要有专人看护,以防测斜管意外受损。
如遇钢笼入槽失败,应及时检查测斜管是否破损,必要时须重新安装。
(7)圈梁施工:
在地下连续墙凿除上部混凝土以及绑扎圈梁钢筋时,必须与施工单位协调好,由专人看护测斜管,以防破坏。
同时应根据圈梁高度重新调整测斜管管口位置。
需接长测斜管时,除外槽对齐外,还要检查内槽是否对齐。
(8)最后检验:
在圈梁混凝土浇捣前,应对测斜管作一次检验,检验测斜管是否有滑槽和堵管现象,管长是否满足要求。
如有堵管应做好记录,待圈梁混凝土浇好后及时进行疏通。
如有滑槽现象,要判断是否在最后一次接管位置。
如果是,要在圈梁混凝土浇捣前及时进行整改。
测斜管安装后,如果无效量测深度大于2米的将被视为未存活,应在地墙迎土面补设测斜孔。
5.1.3支撑轴力
通过安装在支撑内的钢筋应力计或钢管支撑端部的轴力计,量测支撑轴力。
以作为判定支撑结构稳定和优化开挖流程的依据之一。
根据围护设计方案,拟在东、西两端头井的长斜撑上各设计一个1~2组监测断面,沿标准段基坑纵向每2个开挖段约50m设1组监测断面。
其中第一,四道钢筋混凝土支撑各布设7组监测断面,编号ZL1(4)-1~ZL1(4)-7。
其余各道钢支撑支撑各布设8组测点,编号ZL2(3,5~7)-1~ZL2(3,5~7)-8在监测断面上的每道。
钢筋计安装方法:
(1)在监测断面的左右对称布置两个监测传感器。
(2)钢筋计与受力主筋通过连杆电焊连接。
钢筋计连杆长度满足单面焊接10d,双面焊接5d,(d为主筋直径)。
(3)焊接时,在传感器上包上湿布并不断浇冷水,直到焊接完毕钢筋冷却到一定温度为止。
(4)在焊接过程中应不断测试传感器,观测传感器是否处于正常状态。
(5)钢筋计电缆一次成型,不在现场加长。
如因工程破坏需接长,应在接线完成后检查钢筋计的绝缘电阻和频率值是否正常。
要求电缆接头连接可靠,稳定且防水性能达到规定的耐水压要求。
(6)做好钢筋计编号和位置的记录工作。
轴力计安装方法:
将轴力计圆形钢筒安装架上没有开槽的一端面与支撑固定头断面钢板焊接牢固,电焊时安装架中心点必须与钢支撑中心轴线对齐。
待冷却后,把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内,然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧,确保支撑吊装时,轴力计和电缆不会掉下来。
起吊前,应测量轴力计的初频,与出厂时的初频相差不宜超过±20Hz。
钢支撑吊装到位后,在轴力计与墙体钢板间插入一块250mm×250mm×25mm钢板。
在施加钢支撑预应力前,松开固定螺丝,把轴力计电缆引至方便测量的位置,测试轴力计初始频率。
在钢支撑施加预应力同时测试轴力计,看其是否正常工作。
待钢支撑预顶力施加结束后,测试轴力计的轴力,检验轴力计所测轴力与施加在钢支撑上的顶力是否一致。
支撑轴力计算方法
(1)钢筋混凝土支撑轴力计算方法:
=
式中—支撑轴力(kN);
—钢筋计监测平均应力(kN/mm2);
—第j个钢筋计标定系数(kN/Hz2);
—第j个钢筋计监测频率(Hz);
—第j个钢筋计安装后的初始频率(Hz)。
—第j个钢筋计截面积(mm2)。
—混凝土弹性模量(kN/mm2);
—钢筋弹性模量(kN/mm2);
—混凝土截面积(mm2);=Ab-ASAb—支撑截面积(mm2)
—钢筋总截面积(mm2)。
(2)钢支撑轴力计算方法:
(轴力计)
式中—钢
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