地铁深基坑工程监测培训讲义

2017年8月8日北京地铁17号线工程土建施工06合同段深基坑工程监测培训一、基本规定三、监测点布置四、监测方法及精度要求五、监测频率六、监测预警七、监测信息反馈一、基本规定二、监测范围及监测项目一、基本规定一、基本规定基本规定1、开挖深度超过5m、或开挖深度未超过5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程均应实施基坑工程监测。本条为强制性条文。本条是对建筑基坑工程监测实施范围的界定。2、监测单位编写监测方案前，应了相关单位对监测工作的要求，并进行现场踏勘，搜集、分析和利用已有资料，在基坑工程施工前制定合理的监测方案。监测方案应包括工程概况、监测依据、监测目的、监测项目、测点布置、监测方法及精度、监测人员及主要仪器设备、监测频率、监测报警值、异常情况下的监测措施、监测数据的记录制度和处理方法、工序管理及信息反馈制度等。3、监测单位应严格实施监测方案。当基坑工程设计或施工有重大变更时，监测单位应与建设方及相关单位研究并及时调整监测方案。4、监测单位应严格实施监测方案，及时分析、处理监测数据，并将监测结果和评价及时向委托方及相关单位作信息反馈。当监测数据达到监测报警值时必须立即通报委托方及相关单位。一、基本规定二、监测范围及监测项目监测范围监测范围及监测项目1号、2号盾构始发井兼施工竖井基坑安全等级均为一级，基坑开挖深度大，根据《城市轨道交通工程监测技术规范》判定基坑风险等级为一级，监测等级为一级，确定施工监测范围为2H（H：基坑开挖深度）范围内的建（构）筑物均需进行监测。监测项目监测范围及监测项目1、基坑工程的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。

仪器监测可以取得定量的数据，进行定量分析；巡视检查可以起到定性、补充的作用，从而避免片面地分析和处理问题。仪器监测有其局限性，不能显示基坑及周边环境所有的变化情况，也很难做到实时监测，而现场巡视检查具有很强的时效性和灵活性，能够及时发现安全隐患，弥补仪器监测的不足，同时也是预防基坑工程事故既经济又有效的方法。2、1号、2号盾构始发井兼施工竖井监测对象为基坑围护结构、周边环境和周围地质体。根据设计图纸和监测方案设计，为确保施工期间的结构及周边环境的稳定和安全，结合该标段所处地形地质条件、支护类型、施工方法等特点，确定施工竖井结构的监测项目为：道路及地表沉降地下管线沉降桩（墙）顶水平位移桩（墙）顶垂直位移桩（墙）体水平位移支撑轴力地下水位基坑及其周围环境观察基坑现场巡视监测范围及监测项目1、基坑工程巡视检查应包括以下主要内容：（1）.支护结构支护结构成型质量；冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现；支撑、立柱有无较大变形；止水帷幕有无开裂、渗漏；墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移；基坑有无涌土、流砂、管涌。

基坑现场巡视监测范围及监测项目（2）.施工工况开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖；场地地表水、地下水排放状况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常；基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。（3）.基坑周边环境地下管道有无破损、泄露情况；周边建（构）筑物有无裂缝出现；周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。

基坑现场巡视监测范围及监测项目（4）.监测设施基准点、测点完好状况；有无影响观测工作的障碍物；监测元件的完好及保护情况。（5）.根据设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容。

一、基本规定三、监测布置监测点布置基坑工程监测点的布布置应最大程度度地反映监测对对象的实际状态态及其变化趋势势，并应满足监监控要求。基坑工程监测点的布布置应不妨碍监监测对象的正常常工作，并尽量量减少对施工作作业的不利影响响。监测标志应稳固、明明显、结构合理理，监测点的位位置应避开障碍碍物，便于观测测。在监测对象内力和和变形变化大的的代表性部位及及周边重点监护护部位，监测点点应适当加密。。一、一般规定监测点布置基坑边坡顶部的水平平位移和竖向位位移监测点应沿沿基坑周边布置置，基坑周边中中部、阳角处应应布置监测点。。监测点间距不不宜大于20m，每边监测点数数目不应少于3个。监测点宜设设置在基坑边坡坡坡顶上。围护墙顶部的水水平位移和竖向向位移监测点应应沿围护墙的周周边布置，围护护墙周边中部、、阳角处应布置置监测点。监测测点间距不宜大大于20m，每边监测点数数目不应少于3个。监测点宜设设置在冠梁上。围护桩体的水平位移对一、二级基坑坑，在基坑短边边的中点，基坑坑阳角处，基坑坑长边每40m设一测点，与桩桩顶水平位移监监测宜处于同一一断面。当用测测斜仪观测深层层水平位移时，，设置在围护墙墙内的测斜管深深度不宜小于围围护墙的入土深深度；设置在土土体内的测斜管管应保证有足够够的入土深度，，保证管端嵌入到稳定的土体中中。二、基坑及支护护结构监测点布置支撑内力监测点的布布置应符合下列列要求：监测点宜设置在支撑内内力较大或在整整个支撑系统中中起关键作用的的杆件上；每道支撑的内力监监测点不应少于于3个，各道支撑的的监测点位置宜宜在竖向保持一一致；钢支撑的监测截面面根据测试仪器器宜布置在支撑撑长度的1/3部位或支撑的端端头。钢筋混凝凝土支撑的监测测截面宜布置在在支撑长度的1/3部位；每个监测点截面内传传感器的设置数数量及布置应满满足不同传感器器测试要求。二、基坑及支护护结构监测点布置支撑基坑外地下下水位监测点的的布置应符合下下列要求：水位监测点应沿基坑坑周边、被保护护对象（如建筑筑物、地下管线线等）周边或在在两者之间布置置，监测点间距距宜为20~50m。相邻建（构））筑物、重要的的地下管线或管管线密集处应布布置水位监测点点；如有止水帷帷幕，宜布置在在止水帷幕的外外侧约2m处。水位监测管的埋置深深度（管底标高高）应在控制地地下水位之下3~5m。对于需要降低低承压水水位的的基坑工程，水水位监测管埋置置深度应满足设设计要求；回灌井点观测井应设置置在回灌井点与与被保护对象之之间。二、基坑及支护护结构监测点布置从基坑边缘以外外1~3倍开挖深度范围围内需要保护的的建（构）筑物物、地下管线等等均应作为监控控对象。必要时时，尚应扩大监监控范围。位于重要保护对对象（如地铁、、上游引水、合合流污水等）安安全保护区范围围内的监测点的的布置，尚应满满足相关部门的的技术要求。1、地下管线监测点的布布置应符合下列列要求：应根据管线年份、、类型、材料、、尺寸及现状等等情况，确定监监测点设置；监测点宜布置在管线的的节点、转角点点和变形曲率较较大的部位，监监测点平面间距距宜为15~25m，并宜延伸至基基坑以外20m；上水、煤气、暖气等等压力管线宜设设置直接监测点点。直接监测点点应设置在管线线上，也可以利利用阀门开关、、抽气孔以及检检查井等管线设设备作为监测点点；在无法埋设直接监监测点的部位，，可利用埋设套套管法设置监测测点，也可采用用模拟式测点将将监测点设置在在靠近管线埋深深部位的土体中中。三、周边环境监测点布置2、基坑周边地表竖竖向沉降监测点点的布置范围宜宜为基坑深度的1~3倍，监测剖面宜设设在坑边中部或或其他有代表性性的部位，并与与坑边垂直，监监测剖面数量视视具体情况确定定。每个监测剖面上上的监测点数量量不宜少于5个。3、道路沉降监测点点的间距不宜大大于30m，且每条道路的的监测点不应少少于3个。必要时，沿沿道路方向可布布设多排测点。三、周边环境一、基本规定四、监测方法及精度要求监测方法1、采用目测和拍照照的方式观察每每次开挖时地表表有无裂缝，冠冠梁周边和锁口口圈梁有无开裂裂，支护体系有有无明显变形，边墙及地下有无水渗渗出。如出现上上述情况，要增增加监测频率，，并立即作出应应急响应，召开现场分析会，分析出现状状况的原因，讨讨论出解决方案案后及时对现场场进行处理。一、基坑及周边边环境描述监测方法道路及地表沉降观测采用几几何水准测量方方法，使用TrimbleDINI03电子水准仪进行行观测，并使用及及时上传软件直直接将现场观测测完之后的数据据上传至轨道公公司风险监控系系统。地下管线沉降、、桩顶竖向位移移监测方法与道道路及地表沉降降相同。二、道路及地表沉降监测测监测方法1、围护结构桩（墙墙）顶水平位移移控制点观测采采用导线测量方方法，监测点采采用极坐标法观观测，使用全站站仪进行观测。。三、桩顶水平位位移监测方法1、围护结构桩体水水平位移监测，，采用在桩体中中预埋测斜管用TRC-CX-01F型测斜仪以及配配套PVC测斜管，监测精精度可达到0.02mm/0.5m。注意：测斜管的一对槽口必必须与所在的围围护桩墙成垂直直位置。在钢筋笼吊装过程中应严格控制钢筋筋笼的变形，以防测斜管的断裂。开挖过程中避免测斜斜管遭大型机械和人为为的破坏。四、桩体水平位位移监测方法1、轴力计采用符符合要求的轴力力计，采用频率读数仪进行行读数，监测精精度达到0.5%F·S。五、支撑轴力监测方法1、钢筋计在地铁中主要用于于测量钢筋内力力，混凝土支撑需需要测主筋内力可用其测量，采用频率读数仪进行行读数，监测精精度达到0.5%F·S。安装使用及注意意事项：⑴降温处理⑵焊焊接方法⑶排线线保护六、混凝土支撑应应力监测方法1、地下水位监测测宜采通过孔内内设置水位管，水位观测采用水位仪测量。降水开开始前，所有降降水井、水位观观测井统一时间间联测静水位，，统一编号。2、检验降水效果果的水位观测井井宜布置在降水水区内，采用轻轻型井点管降水水时可布置在总总管的两侧，采采用深井降水时时应布置在两孔孔深井之间，水水位孔深度宜在在最低设计水位位下2~3m。3、潜水水位管应在基坑坑施工前埋设，，滤管长度应满满足测量要求；；承压水位监测测时被测含水层层与其他含水层层之间应采取有有效的隔水措施施。七、地下水位监测方法八、监测精度表4-1监测仪器配备及及精度一、基本规定五、监测频率监测频率基坑工程监测频率应应以能系统反映映监测对象所测测项目的重要变变化过程，而又又不遗漏其变化化时刻为原则。。基坑工程监测工作应应贯穿于基坑工工程和地下工程程施工全过程。。监测工作一般般应从基坑工程程施工前开始，，直至地下工程程完成为止。对对有特殊要求的的周边环境的监监测应根据需要要延续至变形趋趋于稳定后才能能结束。监测项目的监测频率率应考虑基坑工工程等级、基坑坑及地下工程的的不同施工阶段段以及周边环境境、自然条件的的变化。当监测测值相对稳定时时，可适当降低低监测频率。对对于应测项目，，在无数据异常常和事故征兆的的情况下，开挖挖后仪器监测频频率的确定可参参照表5-1。监测频率表5-1明挖法基坑工程监测频率表注：基坑工程开挖前的监监测频率应根据据工程实际需要要确定；底板浇筑后可根据监监测数据变化情情况调整监测频频率；支护结构的支撑从开开始拆除到拆除除完成后3d内监测频率应适适当增加监测频率四、当出现下列情况之之一时，应加强强监测，提高监监测频率，并及及时向相关单位报告监测结果：1.监测数据达到报报警值；2.监测数据变化量量较大或者速率率加快；3.存在勘察中未发发现的不良地质质条件；4.超深、超长开挖挖或未及时加撑撑等未按设计施施工；5.基坑及周边大量量积水、长时间间连续降雨、市市政管道出现泄泄漏；6.基坑附近地面荷荷载突然增大或或超过设计限值值；7.支护结构出现开开裂；8．周边地面出现现突然较大沉降降或严重开裂；；9.邻近的建（构））筑物出现突然然较大沉降、不不均匀沉降或严严重开裂；10．基坑底部、坡坡体或支护结构构出现管涌、渗渗漏或流砂等现现象；11．基坑工程发生生事故后重新组组织施工；12．出现其他影响响基坑及周边环环境安全的异常常情况五、当有危险事故征兆兆时，应实时跟跟踪监测。一、基本规定六、监测预警监测预警一、基坑工程监测报警值值应符合基坑工工程设计的限值值、地下主体结结构设计要求以以及监测对象的的控制要求。基基坑工程监测报报警值由基坑工工程设计方确定定。二、基坑工程监测报警值值应以监测项目目的累计变化量量和变化速率值值两个值控制。。监测预警三、因围护墙施工、基基坑开挖以及降降水引起的基坑坑内外地层位移移应按下列条件件控制：1不得导致基坑的的失稳；2不得影响地下结结构的尺寸、形形状和地下工程程的正常施工；；3对周边已有建（（构）筑物引起起的变形不得超超过相关技术规规范的要求；4不得影响周边道道路、地下管线线等正常使用；；5满足特殊环境的的技术要求。四、基坑及支护结构监测测报警值应根据据监测项目、支支护结构的特点点和基坑等级确确定，可参考表6-1、监测预警表6-1监测控制值表序号量测项目允许控制值变形速率控制指标1地表沉降≤30mm≤3mm/d2无压管线沉降（污水管、雨水管）≤20mm≤2mm/d3有压管线沉降（上水管、燃气管）≤10mm≤2mm/d4桩顶水平位移≤30mm≤3mm/d5桩顶垂直位移≤30mm≤3mm/d6桩体变形≤30mm≤3mm/d7支撑轴力设计轴力监测预警五.现场监测成果按按黄色、橙色和和红色三级预警警进行管理和控控制，三级警戒戒状态判定见表表6-2。预警级别预警状态描述黄色监测预警“双控”指标均超过监控量测控制值的70％时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85％时橙色监测预警“双控”指标均超过监控量测控制值的85％时，或双控指标之一超过监控量测控制值时红色监测预警“双控”指标均超过监控量测控制值或实测变化速率出现急剧增长时表6-1三级警戒状态判定定表监测预警六、当出现下列情况之之一时，必须立立即报警；若情情况比较严重，，应立即停止施施工，并对基坑坑支护结构和周周边的保护对象象采取应急措施施。1当监测数据达到到报警值；2基坑支护结构或或周边土体的位位移出现异常情情况或基坑出现现渗漏、流砂、、管涌、隆起或或陷落等；3基坑支护结构的的支撑或锚杆体体系出现过大变变形、压屈、断断裂、松弛或拔拔出的迹象；4周边建（构）筑物物的结构部分、周周边地面出现可能能发展的变形裂缝缝或较严重的突发发裂缝；5根据当地工程经验验判断，出现其他他必须报警的情况况。一、基本规定七、监测信息反馈监测信息反馈一、在施工过程中，对现现场测得所有观测测数据、巡视信息息均实行信息化管管理。每天现场监监测人员在监测和和现场巡视完成后后，及时将监测和和巡视信息及初步步分析处理的成果果以日报形式上报报至监测负责人，，监测负责人对监监测信息进行收集集、汇总、分析、、处理。综合确定定风险工程的安全全状态，预测沉降降发展趋势，提出出道路的风险评估估、预警建议信息息，以及提供风险险事务处理的建议议等并上报产权单单位、项目管理中中心，同时反馈设设计、监理及第三三方监测单位。二、现场的监测资料应符合合下列要求：1使用正式的监测记记录表格；2监测记录应有相应应的工况描述；3监测数据应及时整整理；4对监测数据的变化化及发展情况应及及时分析和评述。。三、观测数据出现异常，应应及时分析原因，，必要时进行重测测。四、进行监测项目数据分析析时，应结合其他他相关项目的监测测数据和自然环境境、施工工况等情情况以及以往数据据，考量其发展趋趋势，并做出预报报。北京地铁基坑坍塌事故案例10号线1期熊猫环岛基坑坍坍塌事故北京地铁基坑坍塌事故案例10号线1期熊猫环岛基坑坍坍塌事故事故概况：2005年11月30日下午，熊猫环岛岛车站安排正常施施工，14:20左右，基坑南侧深深度约为8米处有水渗出，14:25左右，出现大量涌涌水，14:30左右，基坑南侧边边上出现裂缝，现现场值班人员发现现此情况后，立即即要求基坑内所有有人员马上撤离，，14:35左右，基坑南侧突突然坍塌，西侧和和东侧随后相继倒倒塌。塌方导致基坑南侧的通通信电缆和其它电电缆裸露悬空。基基坑东侧Φ600自来水管断裂，自自来水注入基坑内内，同时造成一根根Φ1600上水管弯曲。基坑坑南侧一根直径800的污水管和一根Φ1600的雨水管断裂，一一根燃气管线外露露，多根电信管线线