施工监测方案.docx
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施工监测方案
施工监测方案
11.1监测目的
地下工程采取信息化施工,现场监控量测是判断设计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段,通过监控量测,达到以下目的:
(1)将监测数据与预测值相比较,判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求,以确定和调整下一步施工,通过对监测信息的分析,指导后续工程的施工;确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。
(2)将现场测量的数据、信息及时反馈,以修改和完善设计,使设计达到优质安全、经济合理。
(3)将现场测量的数据与理论预测值比较,用反分析法进行分析计算,使设计更符合实际,以便指导今后的工程建设。
(4)了解支护结构的受力和变形状态,并对其安全稳定性进行评价。
(5)为今后类似工程的建设提供经验。
11.2信息化施工组织及施工预测
11.2.1信息化施工组织
施工监测是施工决策的信息来源与施工管理的控制对象。
通过测量收集到必要的数据,绘制各种时态关系图,进行回归分析,对支护的受力状况和施工安全做出综合判断,并及时反馈于施工中,调整施工措施,使施工过程完全进入信息化控制中。
根据本标段工程规模和监测任务,建立专业监测小组,以项目总工程师为直接领导,由具备有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。
负责监测方案的制定、监测仪器的埋设和调试、监测数据的收集、整理和分析,并采用先进可靠的计算软件,快速、及时准确的反馈信息,指导施工。
由监测人员负责监测点设计、布置和量测操作(需要时可以要求测量人员配合)以及数据处理,并将监测信息及时反馈给项目总工程师。
详见【图11.2-1信息化施工流程图】。
11.2.2施工预测
为了保证车站及区间施工时有章可循,借鉴以往的施工经验,依据土层特性、隧道覆土压力、地表建筑物荷重、隧道开挖半径及其中线深度等参数进行地表沉陷估算,预测在本标段的地层施工时地表的最大沉降量。
施工期间进行地面沉降观测,当其沉降量达到该限值时,就应当密切关注沉降曲线变化趋势并分析其原因,为以后的安全施工提供可靠的保障。
11.3车站施工监测
11.3.1施工监测项目
为掌握车站及附属机构在明挖过程中,土体变形情况及支护结构侧向位移和周围地表、周围建筑物等沉降情况,必须对支护结构及被支护周围土体的水平、垂直位移及受力状况、地表及建筑物的动态等进行监测,并将实际情况与设计值进行对比分析,以便采取相应措施。
11.3.1.1明挖基坑施工监测
图11.2-1信息化施工流程图
表11.3-1监测项目表
序号
监测对象
监测项目
监测仪器
监测范围及测点布置
监测频率
1
支护结构
桩顶水平
位移
全站仪
测量点布置在基坑长
短边中点,阳角处,
长边间距不大于10m。
基坑开挖周期间不低于
1次/天,基坑开挖完成以
后1~7天,1次/天,7~15天,1次/2天,15~30天,1次/3天,30天以后,1次/周,经数据分析确认达到基本稳定后,1次/月。
2
桩体水平位移
测斜仪、测斜管
布置在基坑短边中点,阳角处,长边上设3~4个主测断面。
3
支撑轴力
轴力计、读数仪
主体基坑每层支撑布置2个角撑测点,3~4个横撑测点,撑布置1~3个测点。
4
土钉拉力
土钉反力计、读数仪
土钉拉力每层布置2个测点,基坑一侧一个
5
周围环境
围岩地质体
地表沉降
水准仪
兴华大街上布置两个监测断面,断面测点数量为5~11个,点间距3~8m,点间距自基坑边向外由疏到密。
基坑开挖期间:
1次/3天;5m<H≤10m,
1次/2天;10m<H≤15m
1次/天;H>15m,2次/天
开挖完成后1~7天,1次/天
7~15天,1次/天;15~30天,1次/3天;30天后,1次/天;数据基本稳定后,1次/月
6
地下水位
电测水计
基坑周围布置3个监测孔,基坑北侧一个,中部一个,基坑南侧一个。
7
地下管线沉降
水准仪
测点布置力求能控制管线的变形,布置在管线节点外,不超过20m。
8
建(构)筑物沉降、倾斜、裂缝
水准仪、裂缝仪、读数显微镜
建筑物四角及承重部位,点间距一般不超过15m。
11.3.1.2施工监测建议和参考控制标准
(1)监测建议和参考控制标准包括两部分内容:
地表沉降及地铁结构监测建议控制标准。
(2)地铁周边环境(建筑物、管线、既有地铁建筑物)监测参考控制标准。
1)地表沉降及地铁结构变形建议控制标准
地表沉降及地铁结构监测建议控制标准见下表。
地铁明挖法施工地层及围护结构变形建议控制标准
监测项目及范围
允许位移控制值U0(mm)
唯一平均速率控制值(mm/d)
位移最大速率控制值(mm/d)
主体结构
A、B、C出入口及2号风道
1号风道
安全等级
二级基坑
三级基坑
二级基坑
围护结构顶部沉降
≤10
1
1
地表
沉降
50
69
30
2
2
围护结构
水平位移
50
92
40
2
3
基坑底部
土体隆起
25
30
25
2
3
基坑安全等级划分
安全等级
周边环境保护要求
一级
(1)基坑周边以外0.7H范围内有地铁结构、桥梁、高层建筑、共同沟、煤气管、雨污水管、大型压力总水管等重要建(构)筑物或市政基础设施;
(2)H≥15m。
二级
(1)基坑周边以外0.7H范围内无重要管线和建(构)筑物;而离基坑0.7H~2H范围内有重要管线或大型的在用管线、建(构)筑物;
(2)10≤H<15m。
三级
(1)基坑周边2H范围内没有重要或较重要的管线、建(构)筑物;
(2)H<10m。
注:
H为基坑开挖深度。
2)地铁周边环境建筑物变形监测参考控制标准
地铁周边建筑物变形控制标准可结合建筑物评估报告,并参照建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定的建筑物的地基变形允许值见下表。
建筑物的地基变形允许值
变形特征
地基土类别
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002
0.003
工业与民用建筑相邻柱基的沉降差
(1)框架结构
(2)砖石墙填充的边排柱
(3)当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构(mm)
0.002L
0.0007L
0.005L
0.003L
0.001L
0.005L
单层排架结构(柱间距为6m)柱基的沉降量(mm)
(120)
200
桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)
纵向
横向
0.004
0.003
多层或高层建筑的整体倾斜
Hg≤24
24 60 Hg>100 0.004 0.003 0.0025 0.002 体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm) 200 高耸结构基础的倾斜 Hg≤20 20 50 100 150 200 0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 高耸结构基础的沉降量(mm) Hg≤100 100 200 400 300 200 注: (1)本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值; (2)有括号者仅适用于中压缩性土;(3)L为相邻柱基的中心距离(mm);Hg为自室外地面算起的建筑物高度(m);(4)倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;(5)局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 11.3.2明挖施工监测方法 (1)围护结构水平位移 1)监测仪器设备: 采用TDJ2型经纬仪。 2)测定方法: 观测采用视准线法。 工作基点应视现场情况布置在变形区以外的稳定地点,以保证测值的准确可靠。 3)监测频率: 土方开挖后1~7天内2次/天,土方开挖后7~15天内1次/天,土方开挖后15~30天内1次/2天,土方开挖后30天以后1次/3天。 4)观测资料的整理: 观测工作指派专人负责观测,每次观测结果真实可靠地记录在观测表格内,及时整理,绘制变形曲线。 (2)围护结构变形 1)观测仪器: 选择可以连续进行多点测量的滑动式测斜仪。 测头选择电阻应变计式;接受指示器和测头配套;连接电缆上有距离标记,并且在测头的重力作用下不会伸长;选择与桩体模量相接近的导管,导管不会因为土压力而变形;选择高成型精度的导槽。 2)观测方法: 围护桩施工完成后,对测斜导管的初始值进行观测。 测斜导管初始值的观测进行四个测回,取四个测回的平均值作为测斜导管的初始值。 日常观测时进行两个测回。 3)观测频率: 土方开挖后1~7天内2次/天,土方开挖后7~15天内1次/天,土方开挖后15~30天内1次/2天,土方开挖后30天以后1次/3天。 4)观测工作指派专人负责观测,每次观测结果真实可靠地记录在观测表格内,及时整理,绘制变形曲线。 (3)地下水位 1)测量仪器: 电测水位计、PVC塑料软管。 2)测量方法: 用水准仪测量出观测口的高程。 观测时,将电测水位仪的触头沿测管缓慢下放,记录蜂鸣器响时测尺的读数。 3)观测频率: 土方开挖后和中、大雨后观测,开挖第一层土体时1次/3天,开挖第二层土体时1次/2天,开挖第三层土体以后施工结束1次/1天,当相邻两次位移量较小时,每周观测1次。 4)数据处理: 根据观测收集到的资料,及时绘制每个观测孔的水位~时间的变化曲线;水位~工作面距离的变化曲线。 (4)沉降倾斜 1)观测仪器: AT-G2型自动安平精密水准仪、铟瓦水准尺; 2)观测方法: 为保证观测精度,在远离沉降区布设1组(3个)水准基点,在基坑沉降影响范围外设置2个水准工作点。 建筑物和围护桩的沉降观测将直接利用水准工作点进行。 水准基点和工作点按国家二等水准测量技术要求施测。 并应满足其相邻基点高差中误差≤±1.0mm;每站高差中误差≤±0.3mm;环线闭合差≤±0.6mm的精度要求。 3)观测频率: 土方开挖后1~7天内2次/天,土方开挖后7~15天内1次/天,土方开挖后15~30天内1次/2天,土方开挖后30天以后1次/3天。 4)观测资料的整理: 观测时要定人定观测路线,及时整理观测结果,绘制变形曲线。 发现异常及时向相关领导汇报。 (5)地下管线沉降、位移 1)观测仪器: 使用AT-G2型精密水准仪、铟瓦合金水准尺(2把); 2)观测方法: 为保证观测精度,在远离沉降区布设1组(3个)水准基点,在基坑沉降影响范围外设置2个水准工作点。 水准基点和工作点按国家二等水准测量技术要求施测。 并应满足其相邻基点高差中误差≤±1.0mm;每站高差中误差≤±0.3mm;环线闭合差≤±0.6mm的精度要求。 3)观测频率: 土方开挖后1~7天内2次/天,土方开挖后7~15天内1次/天,土方开挖后15~30天内1次/2天,土方开挖后30天以后1次/3天。 4)观测资料的整理: 观测时要定人定观测路线,及时整理观测结果,绘制变形曲线。 发现异常及时向相关领导汇报。 (6)土体测向变形 1)监测仪器: 利用分层沉降仪和频率接收仪; 2)测定方法: 每30m布设一处,每次观测直接在测斜仪上读数。 3)观测频率: 基坑开挖前观测初值;开挖过程中,1次/天;结构施工中,1次/3天。 当变形超过有关标准或变化速率较大时,应加大观测频率。 4)观测资料的整理: 观测资料要及时整理,绘制变化曲线。 (7)围护结构钢筋应力 1)测量仪器: 钢弦式钢筋应力计、电阻应电仪; 2)观测频率: 基坑开挖时,在每层钢管横撑的施工间隔时间内测定2次。 当基坑开挖至设计深度时,两周监测2次,一直监测到结构砼浇筑完毕,并且最上层钢支撑拆除为止。 (8)围护结构侧土压力 1)测定方法: 压力盒、孔隙水压力探头、频率接收仪; 2)测定方法: 在安装前,采集各点的土、水压力的初始值。 根据施工进度,对土、水压力计数值进行采集;传感器安装: 制作钢筋骨架时,将土、水压力计绑扎于骨架上,再使用勘探用钻机成孔,将骨架垂直下入孔中放置于设计标高,电缆线引至地面,空隙用细砂填实; 3)监测频率: 土方开挖后测量频率为3次/周,如基坑出现渗水现象,则测量频率改为1次/天; 4)数据处理: 每次测量可以得到土、水压力的数值。 并绘成土、水压力变化曲线。 (9)支撑轴力 1)仪器设备及安装: 采用轴力计及频率接收仪进行支撑轴力量测。 安装传感器时,将四枚应变片分别安装于钢管撑同一截面的四分圆上,并将导线引至外部。 2)测定方法: 在钢管撑应变片安装前,采集应变片初始数据。 并根据施工进度,对应变片的数值进行采集。 3)监测频率: 土方开挖后1~7天内2次/天,土方开挖后7~15天内1次/天,土方开挖后15~30天内1次/2天,土方开挖后30天以后1次/3天。 4)数据处理: 每次测量数据可以得到支撑件轴力。 并汇总成支撑件轴力变化曲线。 (10)坑底回弹 1)监测仪器: 沉降管、沉降仪、水准尺; 2)测定方法: 土方挖至设计槽底后,即对每个观测点进行卸除土重后回弹量的观测,至槽底打垫层之前,每个测点间隔4天左右观测一次,取得基坑回弹达到稳定的累计回弹值。 根据观测数据汇总成回弹曲线。 观测标的埋设采用钻孔埋设,用钻杆将观测标送至基槽底设计标高下50cm处,反转钻杆将测标固定; 3)观测频率: 回弹观测采用几何水准法,观测次数不少于三次,基坑开挖前一次,开挖好一次,混凝土浇筑前一次。 安设完测标后即进行初始观测遍两遍,取其平均值为初始高程。 11.4盾构区间监测 11.4.1施工监测项目 为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全,结合隧道通过的地层条件,支护类型,施工方法等特点,确定监测项目。 11.4.2监测方案及相应措施 (1)地面沉降监测 1)监测方法: 在地表埋设测点,观测点要做在原状土上。 在隧道沿线,地表影响范围外布设监测基准点,基准点和地面水准点进行联测,约每月联测一次。 用精密水准仪进行地面沉降量测。 根据监测结果进行分析,判断盾构掘进对地表沉降的影响。 2)相应对策: 当地表沉降速度过大,加快监测频率,必要时停工检查原因,采用加强壁后注浆和加固地层的措施保证施工安全。 (2)地面建(构)筑物调查及沉降监测 1)监测方法: 主要监测建(构)筑物的不均匀沉降、水平位移。 用精密水准仪和电子经纬仪进行量测。 2)相应对策: 当建(构)筑物的变形持续速率增大时,加快监测频率,及时采取加强开挖面的支撑、土压的建立和增加注浆量及加固地层等措施,必要时,对既有建(构)筑物的基础采取加固措施。 (3)隧道收敛变形监测 1)监测方法: 主要监测盾构隧道的成型环片的收敛,监测方法是用收敛仪和精密水准仪直接量测。 2)相应对策: 当洞内收敛过大或实测位移值达到警戒值,需要加大监测频率,必要时停工检查原因,采取加设支撑、处理地层的方式保证施工安全。 (4)地中位移监测 1)监测方法: 监测方法是在地表埋设和打孔埋设测点进行观测。 用精密水准仪、分层沉降仪和测斜仪进行实际的量测。 根据监测结果进行分析,判断隧道掘进对地层沉降、水平位移的影响。 2)相应对策: 当地表沉降、位移速度过大,加快监测频率,必要时停工检查原因,采取加固措施保证施工安全。 (5)管片内力监测 (6)地层接触应力量测 (7)地下水位观测 (8)隧道内降沉观测 表11.4-1盾构区间施工检测范围及测点布置表 序号 监测项目 监测范围及测点布置 1 洞内、外观察 洞内的管片衬砌变形、开裂等,洞外的地表沉降开裂、建筑物开裂等观察和记录 2 地表沉降(或隆起) 纵向地表测点沿盾构推进轴线设置,测点间距为10~30m。 在地层或周边环境较复杂地段布置横向监测断面。 横向地表测点的布置范围应根据预测的沉降槽确定,一般可在地铁结构外沿两侧各30m范围内布设。 一排横向地表测点不宜少于7个,且应依据紧密远疏的原则布置。 盾构始发的100m初始掘进段内,监测布点宜适当加密,并宜布置一定数量的横向监测断面。 3 周围建(构)筑物沉降、倾斜、裂缝 隧道埋深约1~2倍的距离范围的建、构筑物,在建筑物的拐角上,高低悬殊或新旧建筑物连接处,伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础的两侧。 对于烟囱、水塔、油罐等高耸建(构)筑物,沿周边在其基础轴线上的对称位置布点。 对于城市桥梁,按不同施工状况在桥墩、盖梁和梁、板结构上布点。 每幢建(构)筑物上不宜少于4个沉降点。 每幢建(构)筑物至少两组倾斜测点。 裂缝监测根据建筑(构)物情况设测点。 4 地下管线沉降 地下管线每5~15m一个测点,管线接头处,位移变化敏感部位 5 管片衬砌变形 每一盾钩施工的区间隧道设1~2个主测断面,横、竖两条测线 浅埋暗挖法施工联络通道结构变形控制标准 序号 监测项目及范围 允许位移控制值U0(mm) 位移平均速率控制值(mm/d) 位移最大速率控制值(mm/d) 1 地表沉降 30 2 5 2 拱顶沉降 30 2 5 3 水平收敛 20 1 3 风井主体结构基坑变形控制保护等级为一级,即地面最大沉降量≤27mm,支护结构最大水平位移≤30mm。 11.5施工监测的要求 (1)制定详细的监测计划,并报监理工程师和业主。 报告的内容包括施测程序、方法、使用仪器、监测精度、监测点布置、监测的频率和周期、检测人员的情况和安排,监测质量保证措施等。 (2)根据监测计划,施工前备齐所有的监测元件和仪器,并根据规范进行有关标定工作。 (3)妥善协调好施工和监测的关系,将观测设备埋设计划列入工程施工进度控制计划中。 (4)保护和保存好本合同范围内全部三角网点、水准网点和自己布设的网点,使之容易进入和通视,防止移动和破坏。 (5)根据现场的实测结果,对比实测数值与初始数值,绘制各种时态曲线,运用回归分析法进行分析。 根据位移,应力变化趋势推算最终结果与控制值比较,确定土体及支护结构的安全稳定性,提出分析意见和采取必要的措施,并及时反馈,以调整施工参数,并提交成果报告。 (6)监测成果报告的内容 1)点位布置图;2)测量方法及精度要求;3)本次观测值及累计值;4)观测成果汇总表及各种时态曲线图;5)有关工程进度和荷载变化;6)分析意见以及措施; (7)当施工中出现下列情况之一时,立即停止施工,采取措施处理。 1)开挖面坍塌、滑坡及破裂。 2)监测数据有不断增大的趋势。 3)支护结构变形过大或出现明显的受力裂缝并不断发展。 4)时态曲线长时间没有变缓的趋势。
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