施工监控量测

1、第三章 施工监控量测3.1监测原则及要求3.1.1监测原则坚持“安全可靠、多层次系统监测、重点监测、方便实用及经济合理”的 原则。3.1.2监测项目本工程土建施工包括三个盾构区间：北京东路站上海路站、上海路站青山湖大道站、青山湖大道站高新大道站；三个地下车站：上海路站、青山湖大 道站、高新大道站。根据地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-2003和建筑基坑支 护技术规范(JGJ120-99)的规定，站体监测除了大幅度增加施工期间的监控 量测内容，还把土体内部分层沉降和位移、孔隙水压力，钢格栅应力等多种规 范列出的选测项目同样确定为本工程的必测项目，以便更好的指导施工。3.1.2.1车站施

2、工监测项目主要包括：地质及支护观察、地面沉降监测、地下水位监测、周 边建筑物、管线裂缝沉降、桩顶水平位移及沉降监测、钢支撑轴力监测、桩后 土体变形的监测、桩身应力监测、基底隆起竖井净空收敛、外侧土压力监测、 土体分层竖向位移监测、及周围道路、建筑物、地下管线变形监测等。3.1.2.2盾构区间隧道监测项目主要有：洞内洞外情况观察、洞周收敛、洞顶沉降、周边建筑物 管线沉降、裂缝和倾斜、地层及支护情况观察、地表沉降、净空收敛、底部隆 起等。1、盾构区间段监控量测项目详见下表3.1-1。2、 地面沉降监测测点布置原则：测点布置在地面上，监测断面垂直于线路 方向，在中线的两侧23米范围内布置测点，按照设

3、计要求的在隧道的上方沿隧 道方向布设1断面，1030米，为了保证盾构施工时地面安全，采取加强地面建 筑物监测、地表沉降情况联系地表建筑物监测的数据来分析，达到及时掌握地 表变化。3、 盾构隧道收敛和拱顶下沉测点布置原则：共设置2个断面。当洞内收敛 和拱顶下沉过大，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、各项监测工作的监测频率应根据施工进度确定。结构变形过大或场地情 况变化时加密量测，必要时则需连续监测。每次监测工作结束后，及时提交监 测报告和处理意见。3.1.3采用的主要仪器和设备表3.1-1盾构区间段监控量测项目表序号监测项目测量仪器监测频率1地表

4、沉降全自动电子水准仪、铟钢尺开挖面距量测断面前后V20米：12次/天开挖面距量测断面前后V50米：1次/2天开挖面距量测断面前后50米：1次/周2建筑物沉降及倾斜3地下管线沉降4管片变形全站仪、Leica反射片5管片应力应变计、VW-1频率接收仪6拱顶下沉WILD-N精密水准仪、钢挂尺7净空收敛SD-IA数显式收敛计8土体水平位移SINCOS斜仪、测斜管9土体垂直位移MC-50沉降仪、磁环分层沉降仪10钢筋应力钢筋应力计、VW-1频率接 收仪11围岩压力土压力计、VW-1频率接收 仪拟在本项目使用的新型地下测试仪器和设备主要包括：1、探地雷达（美国，SIR2000）对地下管线位置、根数、埋深进

5、行探测，对盾构段前方障碍物进行准确探 测。2、激光隧道限界检测仪（BJSD-2）经过激光扫描，可迅速而准确地在计算机屏幕上生成所探查的隧道断面的 几何形状，通过和标准断面形状的比较，能及时有效地控制和指导隧道开挖。3、智能全站仪（TPS11O0具有自动巡检功能，能每隔一段时间对设定的几组光靶进行一次自动扫描， 记录和比较距离和高程的变化，可用来自动监测地铁沿线重要建筑物的沉降和 倾斜变化。专项测试仪器和设备见表3.1-2。3.2监控量测的实施施工监控测点按照设计图纸结合现场进行布置。具体监测点图见附图上海 路站、青山湖大道站、高新大道站施工监测图3.2.1明挖部分为了解在围护结构完成后，基坑开

6、挖全过程中及侧墙施工时基坑周围地表 下沉的范围及量值和下沉情况而设置。测点原则上按基坑左右侧各布置两个测点，从桩墙中心起向基坑外方向5米设点，根据断面位置上的地面障碍情况适当增减。1、围护结构施工稳定监测表3.1-2观测地面和拱顶沉陷量的仪器名称用途型 号精度精密水准仪观测地面和拱顶沉陷量(尼康、蔡司)0.01毫米数字式收敛仪观测洞体收敛JSS30A0.01毫米测斜仪观测结构倾斜BC-10士0.02毫米/每倾角仪SCA124T8全站仪EITa C30A2孔隙水压力传感器观测地下水、土压XJS-20.001兆帕分层沉降仪测量不同地层沉降SDILMSTR1毫米内埋式混凝土应力量测量结构应变应力Y

7、B-51250.001兆帕钢筋应力计JT-50.001兆帕静态应变仪SGY -1351卩钢弦频率计GPC-20.1赫兹裂缝计测量可见裂缝开展FTLF-21毫米静态应变仪Y J-26/YJ-171卩钢弦频率计ZXY-30.1赫兹(1)桩、墙水平变形桩、 墙水平变形采用活动式测斜仪量测。 将与测斜仪配套的测斜管预安装 在钢筋笼上，随钢筋笼浇注在混凝土中。安装时，检查测斜管内的一对导槽， 其指向是否与欲测量的位移方向一致，并及时校正；在没有确认测斜管导槽畅 通时，不放入测头；量测测斜管导槽方位、管口坐标及高程，及时做好孔口保 护装置，作好记录。测量前，用清水将固定好的测斜管内冲洗干净，用测头模型放入

8、测斜管内, 沿导槽上下滑行，检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否滑出导槽。测量时，将活动式测头放入测斜管，使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁 的导槽中，沿槽滚动，活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移 变化。测斜仪测量侧向水平位移。联接测头和测读仪，检查密封装置、电池充电 量、仪器是否正常工作，将测头插入测斜管，测量自孔底开始，自下而上沿导 槽全长每隔一定距离测读一次，每次测量时将测头稳定在测试点上；测量完毕 后，将测头提转180插入同一对导槽重复测量， 两次读数数值接近、 符号相反 侧向位移的初始值在基坑开挖前连续三次测量无明显差异读数的平均值。（2）围护结构应力围护结构应力监测，在基坑围

9、护结构的主受力筋上布置钢筋应力计，监测 围护结构在基坑开挖过程中的应力变化。围护结构应力测点按围护结构的内外侧布置，测点布置于各道钢支撑点位 置和相邻两道钢支撑间结构最大弯矩处或预应力锚杆处。围护结构应力采用钢弦式钢筋应力计测量，安装时将经过标定后的钢筋应 力计焊接在被测主筋上，尽量使钢筋应力计处于不受力状态。将应力计上的导 线逐段捆扎在邻近的钢筋上，引至地面的测试匣中。围护结构浇注混凝土后， 检查应力计电路电阻值和绝缘情况，作好引出线和测试匣的保护措施。（3）钢支撑应力监测在布置观测点时，沿收敛量测断面方向，架设钢管横撑，在钢管横撑一端 端头与连续墙腰梁支顶处安设荷载传感器，进行轴力测试。（

10、4）围护桩收敛量测在车站主体结构的标准断面地段沿开挖节段布置收敛量测断面，量测在基 坑开挖过程中两侧桩墙的位移之和，即收敛量测，以确定出入口断面自开挖到 变形稳定期间的总收敛值。收敛量测线按三条水平线布置，其位置在桩顶冠梁 处、结构顶板上部和中部。（5）钢筋应力测试桩身应力监测，在基坑围护桩的受力筋上布置钢筋应力计，监测围护桩结 构在基坑开挖过程中的应力变化。桩身应力测点布置于桩身设计最大弯矩处。桩身应力采用振弦式钢筋应力 计测量，安装时将经过标定后的钢筋应力计焊接在被测主筋上，尽量使钢筋应 力计处于不受力状态。将应力计上的导线逐段捆扎在邻近的钢筋上，引至地面 的测试匣中。围护桩浇注混凝土后，

11、检查应力计电路电阻值和绝缘情况，作好 引出线和测试匣的保护措施。(6)基坑回弹监测基坑开挖后在周围土压力的作用下，基坑可能回弹，施工过程中必须加强 基坑回填的监测工作。具体做法如下：回弹监测点设置在沿基坑中央及距基坑1/4距离的位置上，监测点每20米一个，并在基坑外选设水准点及定位点；回弹测设方法采用几何水准法，高程误差不大于1毫米，在观测点位置预埋回弹观测标。322地表建筑物沉降、倾斜及裂缝监测1、邻近建筑物沉降监测在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉及倾斜监 测，基点的埋设同地表沉降观测。沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或 墙上钻孔，然后放入长直径200300毫米，

12、2030毫米的半圆头弯曲钢筋，四周 用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免 在施工过程中受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个测点。测点的布设如图3.2-1所示。图3.2-1建筑物沉降测点示意图2、邻近建筑物的倾斜监测在待测建筑物不同高度(应大于2/3建筑物高度)贴上反射膜片， 建立上、下两观测点，并在大于两倍上、下观测点距离的位置建立观测站，采用自动全 站仪按国家二级位移观测要求测定待测建筑物上、下观测点的座标值，两次观测座标差值即可计算出该建筑物的倾斜变化量。3、邻近建筑物裂缝观测 建筑物的沉降和倾斜必然导致结构构件的应力调整而产生

13、裂缝，裂缝开展 状况的监测通常作为施工影响程度的重要依据之一。通常采用直接观测的方法， 将裂缝进行编号并划出测读位置，观测裂缝的发生发展过程。必要时通过裂缝 观测仪进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况确定。3.2.3地下管线安全监测地下管线测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型的雨水管 及电力方沟上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置关系。有检查井 的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有 开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开 挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设置可视现 场情况，采用抱

14、箍式或套筒式安装。 地下管线每515米一个测点，管线接头处，位移变化敏感处均应设置测点，每根监测的管线上最少要有35个测点。基点 的埋设与测量方法同地表沉降监测。3.3监测网建立监控量测系统首先建立水平位移和垂直位移监测控制网。 水平位移监测网利用地面平面控制点做主控点，与监测网点组成平面控制 网，其形式依据结构布设成轴线形；垂直位移监控网利用南昌市局部高程控制 网作为一级控制点，与地表沉降等观测点组成地表高程位移监控网，同时将主 控点高程通过竖井引测至地下，并在竖井壁上埋设水准基点（并定期复测）， 与结构监测点组成地下高程控制网。主控点埋设牢固、稳定，监控点可埋设在原状土层中，并加设保护装置

15、。3.4监测控制标准、警戒值3.4.1监测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准。3.4.1.1地表沉降控制标准一般地段地表沉降允许值为30毫米，重点地段地表沉降允许值为15毫米。3.4.1.2建筑物沉降控制标准桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10毫米；天然地基建筑物允许最大 沉降值不应大于30毫米。对于重要建（构）筑物或建（构）筑物本身设计有缺 陷、既有变形以及结构本身的附加应力等因素，应重点观测并提高控制标准。3.4.1.3建筑物倾斜控制标准建筑物允许沉降差控制标准如下表所示。多层和高层建筑物的

16、地基倾斜变 形允许值如表3.4-1所示。各类建筑物允许倾斜下沉值如表3.4-1所示。建筑 物允许沉降差控制标准如表3.4-2所示。3.4.1.4地下管线及地面控制标准煤气管线的沉降或水平位移均不得超过10毫米，每天发展不得超过2毫米； 自来水管线的沉降或水平位移均不得超过30毫米，每天发展不得超过5毫米。承插式接头的铸铁水管、钢筋混凝土水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.0025，采用焊接接头的水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.006， 采用焊接接头的煤气管两个接头之间的局部倾斜值不大于0.002。相应的道路沉 降按上述相应管线的标准进行控制。3.4.1.5隧道拱顶位移及收敛控制标准

17、根据工程类比拟定的A项收敛变形管理值，区间及小断面隧道为：允许值30毫米，警戒值25毫米，极限值40毫米；大断面隧道为：允许值50毫米，警 戒值40毫米，极限值60毫米。隧道施工中出现下列情况之一时，应立即停工， 并采取措施进行处理：1、 量测数据有不断增大的趋势；2、 支护结构变形过大或出现明显的受力裂缝且不断发展；3、 时态曲线长时间没有变缓趋势。表3.4-1各类建筑物允许倾斜下沉值建筑物结构类型中低压缩性土高压缩性砌体承重结构0.0020.003工业与民用建筑物相邻桩基的沉降差：砖石墙填充边排桩0.0007L0.001框架结构0.002LL 0.003不均匀沉降时不产生附加力的多层、高层

18、0.005LL 0.005咼层或多层建筑物的基础倾斜：小时V24米0.0040.00424小时V600.0030.00360 小时V1000.0020.002注：（a儿 指相邻柱基的中心距离，毫米，小时指自室外地面算起的建筑物 高度，单位米；（b）倾斜是指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。表3.4-2建筑物允许沉降差控制标准变形特征地基变形允许值中、低压缩性土土高压缩性砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003柱间沉降差：1.框架结构0.002L0.003L2.砖石墙填充的边排柱0.007L0.01L注：表中L为柱中心距，单位：米3.4.1.6地下水位变化控制值受监测、监控的建（构

19、）筑物场地的地下水位下降幅度控制在5.0米内, 但最终须以建(构)筑物的变形控制值来控制。本工程隧道施工，地下水位应 控制在开挖面以下0.5米，量测预警值为开挖面以下0.2米。342警戒值1、上海路站围护结构墙顶水平位移：设计容许值为0.20H唏口30毫米取小值，警戒值取0.8倍设计容许值。桩测斜：设计容许值为30毫米，每天发展不超过5毫米，警戒值取0.8倍 设计值容许值。对于测斜光滑的变化曲线，若曲线上出现明显的指点变化，也 应做出报警处理。建筑物倾斜警戒值取i0.002。民用建筑相临柱基的沉降差：框架结构w0.0021,砌体墙填充的边排柱w0.0071;多层和高层建筑基础的整体倾斜：(Hg

20、w24,w0.004) ,(24wHg60,w0.003) ,(60wHg 100,w0.0025);体形简单的高层建筑基础的平均沉降量w200毫米。每栋建筑物沉降、倾斜监测 点不少于4个，且监测点宜布置在房屋角部或柱基础上。支撑轴力：根据设计计算书确定，警戒值取0.8倍设计容许值。2、咼新大道站围护墙顶部水平位移：绝对值2530毫米，相对基坑深度控制值0.2%0.3%h围护墙顶部竖向位移：绝对值1020毫米，相对基坑深度控制值0.1%0.2%h深层水平位移：绝对值4050毫米，相对基坑深度控制值0.4%0.5%h基坑周 边地表竖向位移：2535毫米；土压力、孔隙水压力：60%70%f1 fl

21、荷载设 计值；支撑内力、围护墙内力：60%70%f2 f2构件承载能力设计值。在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测 对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。以铁路隧道喷锚构筑法技 术规则(TBJ108-92)的皿级管理制度作为监测管理方式，详见表3.4-3。表3.4-3监测管理表管理等管理位移施工状态皿UbvUn/3可正常施工IIUn/3Un2/3应米取加强支护等注：U0实测位移值；Ur允许位移值Un的取值，即监测控制标准。根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在皿级管理阶段监测频率 可适当放大一些；在H级管理阶段则应注意加密监测次数；在I级管理阶则应 密切

22、关注，加强监测，监测频率可达到12次/天或更多。应用位移控制指标的同时，配合使用位移速率控制指标：在位移速率V=0条 件下，洞室围岩趋于稳定，反之，V=C（常数）或不断增大，则说明地层处于等 速或加速流变状态，洞室是不稳定的。3.5资料整理和分析反馈3.5.1监控量测结果的整理每次量测后，将原始记录及时整理成正式记录，并以图表形式作直观的反 映。对于位移、变形监测还应作图表示其速度变化和加速度的变化。3.5.2监控量测结果的分析反馈随着工程施工的进度，监测工作在工程期间穿插进行。为了能够保证施工 的安全性，做到监控能时时指导施工，应及时将处理数据反馈给技术人。本工 程制定了报表制度，即监控资料

23、按照图表格式进行整理，凡在当天监测得到的 数据，应当天处理完毕，并及时反馈给施工单位的工程技术人员。采取预警控 制法结合变形速率进行安全信息反馈，凡监测数据超过预警值或超过规范时， 监测人员应在当天的报表中标注出来，及时向技术主管部门进行汇报。每周将 本周的报表进行处理，进行一次汇总，做成成果表进行周报。每次量测后，应对量测面内的每个量测点分别作回归分析，求出各自精度 最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移（应力）变化规律， 并由此判断隧道的稳定性。在取得一定监测数据后，应绘制位移或应力时态变化曲线图，如下图3.5-1所示。-基准值/时间（T）图3.5-1时态回归曲线示意图寻找一

24、种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的 监测数据进行预测，防患于未然。例如对地表沉降点进行数据分析，具体做法如下：首先绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图。如图3.5-2所示图3.5-2时间-位移曲线图和距离-位移曲线图其次，当位移-时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数形式进行回归分析。图3.5-2所示正常曲线，是位移的变化随时间和距掌子面距离向前推进而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的；图3.5-2所示的反常曲线，图中已出现了反弯点，说明位移出现反常的急骤增长现象，表明围 岩和支护已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程措施。对每项量测，总变形量应在

25、规范允许之内，且不大于预留变形量，否则应 采取必要措施（如及时跟进二次衬砌、注浆、等），以减小变形量，防止围岩 过度松弛。当变形超过规范要求时，应修改施工方案，确保以后施工部分的稳 定性。从变形速度、加速度方面考虑，当出现加速或异常加速时，则表明围岩 可能出现失稳或支护出现裂纹，此时应密切监视围岩状态，并加强支护，必要 时应停止开挖。3.6信息化施工和组织措施通过测量收集必要的数据，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， 实行信息化施工. 由于本标段工程规模大，监测任务重，拟成立专业监测组。由三名监测工程师 负责监测点设计、布置和量测操作以及数据处理，并将监测信息返回给项目总 工程师。信息化施工流程图如图3.6-1。图3.6-1信息化施工流程图3.7监测质量控制3.7.1初期控制在施工前，根据总的施工设计方案，通过现场勘察，确定测试仪器、布置 位置、数量及深度。根据总的施工顺序和进度计划，初步确定测点布置顺序。3.7.2仪器安装控制在仪器安