新建京石客专石家庄站站房工程西站房监控量测工程监测

新建京石客专石家庄站站房工程西站房监控量测工程监

测

新建京石客专石家庄站站房工程西站房

监控量测工程

监测报告

河北水文工程地质勘察院

2011年2月

目录

一、工程概况..................................................4

1.1区域自然地理概况.......................................4

1.2测区概况...............................................4

1.3工程地质及水文地质条件及评价..........................5

1.3.1区域地质概况.....................................5

1.3.2场地地层分布.....................................6

1.3.3水文地质..........................................7

1.3.4场地地震效应....................................8

1.3.5不良地质评价.....................................8

1.4监测项目概况..........................................8

二、监测根据..................................................9

三、监测项目的实施...........................................10

3.1监测使用的要紧仪器....................................10

3.2工作量统计.............................................11

3.3常规监测...............................................11

3.3.1常规监测各个项目报警值...........................12

3.3.2桩（坡）顶水平位移监测...........................13

3.3.3沉降观测........................................29

3.3.4深层水平位移监测.................................48

3.3.5锚索应力监测....................................66

3.3.6桩侧土压力监测..................................73

3.3.7东护坡桩内力监测.................................78

3.3.8土体垂直位移监测.................................82

3.3.9地下水位监测.....................................85

3.4既有线监测............................................87

3.4.1既有线各个监测项目报警值.........................87

3.4.2原设计既有线监测.................................88

3.4.3新设计既有线监测.................................89

3.5监测频率..............................................97

3.5.1常规监测项目.....................................97

3.5.2既有线监测项目...................................98

3.6应急预案及突发情况处理...............................98

3.6.1应急预案........................................98

3.6.2突发情况的处理..................................99

四、质量保障措施............................................100

4.1管理职责.............................................100

4.2资源管理.............................................101

4.3过程操纵.............................................101

4.3.1培训制度........................................101

4.3.2例会制度........................................102

4.3.3技术交底制度....................................102

4.3.4日常检查制度....................................102

4.3.5信息反馈质量保证措施...........................103

五、环境、职业健康与安全保障措施............................104

5.1监测人员方面........................................104

5.2施工过程操纵........................................104

六、技术成果的提交..........................................104

6.1当日报表.............................................104

6.2阶段性报告............................................105

6.3总结报告..............................................106

七、附件....................................................107

一、工程概况

受北京建工集团委托，由河北水文工程地质勘察院承担了新建京石客

运专线石家庄站站房工程基坑监测工程，项目部人员于2010年7月3日

进场，于2011年1月27日监测任务结束，历时209天。

通过院监测项目部与北京建工集团施工项目部的共同努力，圆满的完

成了该工程基坑部分的监测工作，受到了甲方、监理及工务段的一致好评。

1.1区域自然地理概况

石家庄市地处河北省中南部，位于东经113°8'〜114°58'与北纬

37°42'〜38°21'之间。西依太行山，与山西煤炭基地接壤，东、南、

北三面为华北平原，东北部与华北油田毗邻。地势西高东低，由西北向东

南倾斜。平均海拔77.9m。西部群山围绕，丘陵起伏，东部地势平坦。气

候属暖温带半湿润大陆性气候，春秋短，冬夏长。年平均气温13.6C,年

平均降水492mm。

1.2测区概况

拟建京石铁路客运专线石家庄站位于石家庄市市区中心，东西向要紧

干道有北侧的槐安路，南侧的石家庄南二环路，南北向要紧干道有西侧的

中华南大街，东侧的胜利南街，石家庄站位于这四条路构成的“井”字型

区域内。石家庄地铁站紧邻石家庄站东侧，为2号线与3号线换乘站，3

号线在上，2号线在下。2号线位于石家庄站与站东广场之间，呈南北走

向，为地下三层岛式车站。3号线位于石家庄站站房与站东广场地下停车

场下，呈东西走向，与石家庄站与站东广场合建，其中地下一层为石家庄

站出站通道与站东广场地下停车场，地下二层为3号线站厅层与站台层。

拟建场地为原铁路站场，基坑南、北侧已拆迁为空地，东侧既有京广

线需正常运行，围护结构外边缘距离京广线线路中心线8.7m,西侧为改移

后的桥西明渠，距离围护结构外边缘最小距离仅为1m,基坑施工期间对

京广线及桥西明渠进行了重点保护。

1.3工程地质及水文地质条件及评价

1.3.1区域地质概况

1）地形地貌

拟建场地地处太行山东麓，地貌类型属山前冲洪积平原，地形平坦，

场地内地面高程要紧在69.0~73.0m之间，最大高差约4m,现为石家庄

既有编组站。

2）地质构造

本区构造格局要紧受新华夏构造体系操纵，断裂活动相对较弱，属区

域构造相对稳固部位。距拟建场地较近的断裂要紧有定兴一石家庄断裂

（F1）、北席断裂（F2）o

定兴一石家庄断裂（F1）：走向近NE,断裂东盘下降，西盘上升，该

断裂Q3晚期以来活动性不明显，沿断裂地震活动不强烈。

北席断裂（F2：）呈北东向展布，长约30km,晚第三纪仍有活动。

近代地震观测显示，隆尧一辛集（束鹿）一带地震活动较频繁，震中

密集成带，呈NNE〜NE向展布，说明该地域存在NNE〜NE向活动断裂。

该活动断裂带距拟建场地最近距离约90km,影响不大。

3）气象

石家庄市属暖温带亚湿润大陆性季风气候，四季变化明显，春季干旱

少雨；夏季炎热多雨而集中；秋季天高气爽；冬季严寒干燥。降水量多集

中在6〜8月份，约占全年的70%,大风多集中在三四月份。

1.3.2场地地层分布

工程勘察最大深度50.0m范围内，要紧地层除表层填土外，均为第四

系冲洪积成因的黄土状土、黏性土、砂土及碎石土，根据岩性与物理力学

性质，自上而下分为8个工程地质主层。根据现场地层性质鉴定，结合土

工试验与原位测试结果，对勘察场地内各要紧地基土层的工程特性评述如

下:

土的分类代号土层描述

土质杂乱，成分以粉质黏土及砖块等建筑垃圾为主.铁路地段为人

杂填土①层Q4ml

工填筑土，最大厚度约4m。该层未经处理不可做天然地基使用

黄土状粉质黏呈可塑〜硬塑状。该层沉积时间短，土质结构松散，强度较低，具

Qal+pl

土②层4不均匀湿陷性，工程性质较差

呈可塑〜硬塑状，局部坚硬。场地内普遍分布，埋深适宜，具有一

黄土状粉质黏

Qal+pl定的强度，可做为荷载小的附属建筑的浅基础地基持力层，但该层

土③层4

具非自重湿陷性，设计时应按有关规定进行设防。

层位分布连续，呈中密〜密实状。受沉积环境的影响，该层为土、

砂相变过渡层，在层位上反映为上部颗粒较细，以粉细砂为主，局

粉细砂④层Qp+m

部地段为粉土④1层，下部颗粒稍粗，以中砂为主。该层具有一定的

强度，工程性质较好

层位分布连续、稳固，呈可塑〜硬塑状，该层上部部分地段分布1.0〜

粉质黏土⑤层(^al+pl

1.5m厚的软塑状粉质黏土，夹粉砂⑤।层透镜体，工程性质通常

层位分布连续、稳固，呈中密〜密实状，局部地段卵石富积，含量

含卵石中砂⑥

Q3M+PI较高，为卵石土。该层层顶埋深在15m〜20m之间，厚度10m左右，

层

强度较高，工程性质较好，是场地地基土层中比较理想的桩端持力

层位分布连续，多呈可塑〜硬塑状，局部含大量钙质胶结块及姜石，

al+pl

粉质黏土⑦层Q2部分地段胶结成层，该层工程性质较好，但其中的钙质胶结层对成

桩施工可能造成影响

土的分类代号土层描述

卵石土⑧层

(^al+pl杂色，层顶埋深在左右，埋藏较深，呈密实状，工程性质好

(Q”+pl)45m

中砂10.7m

地质剖面简图

1.3.3水文地质

目前石家庄市区地下水位埋置较深，勘测期间测量地下水水位埋深

45.40〜49.30m(相应水位标高20.00〜24.00m左右)。地下水为第四系松

散层无压地下水，潜水类型，含水层为砂卵石层，渗透系数约为6.0X10-3〜

1.8X10-lcm/So地下水要紧由大气降水补给，水位受降水及季节变化的影

响较大，年变幅1〜2m左右。根据资料记载，石家庄市区二十世六十年代

最高水位埋深约10.0m。自二十世纪七、八十年代，石家庄市区地下水超

量开采，水位呈逐年下降趋势，年降幅0.5〜1.0m,其中心位于市第一印

染厂一带，超量开采地下水是水位下降的要紧原因，在地区性缺水状况未

能根本改善之前，这一趋势仍将连续，但目前南水北调工程已建成，地下

水的开采也受到限制，不排除石家庄市区地下水位有缓慢上升的可能。在

排水沟渠底部，因常年累积赋存有上层滞水，其分布规律性很差，不排除

局部存在上层滞水，同时水量较大的可能性。

场地内无自然地表水体，西侧为民心河排污渠，属人工渠，南北走向，

渠宽约15m,渠底宽约10m,呈梯形，渠表面设有混凝土防渗面。该渠的

要紧功能是民心河排污，渠内常年有水，水量大小受民心河的蓄、排水影

响。

1.3.4场地地震效应

建设场地抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.10g,所属的

设计地震分组属第一组。场地土类型为中软土，建筑场地类别划分为in类,

场地特征周期0.45so地下车站主体结构为支承于弹性地基土上的平面框

架结构，根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)与《混凝土

结构设计规范》(GB50010-2002)规定，本车站主体结构的抗震等级为三级。

1.3.5不良地质评价

建设场地位于山前冲洪积平原，地形平坦，沉积土层以黏性土、砂土

与碎石土为主，厚度分布比较均匀。地下水水位埋置较深，工程建设遭受

地裂缝、砂土液化、地面塌陷等地质灾害的可能性小，不良地质作用不发

育。

1.4监测项目概况

根据设计要求，需要在西站房基坑开挖及施工过程中，对开挖基坑内

部的地铁开挖基槽两侧、基坑开挖边缘、基坑西侧的明渠及基坑东侧的既

有京广铁路线实施监测。

监测区域内不一致的部位有不一致的监测重点与要求，按照设计要

求，院项目部使用了多种监测手段，保证了监测数据的全面性、客观性，

为工程的正常、安全施工提供了及时可靠的根据。

二、监测根据

1）京石客专石家庄站全面勘察资料；

2）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；

3）《基坑工程手册》刘建航主编；

4）《工程测量规范》GB50026-2007；

5）《精密水准测量规范》GB/T15314-9406；

6）《建筑变形测量规程》JGJ/T8-2007；

7）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

8）《岩土工程勘察规范》GB50021-2001；

9）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

10）《铁路隧道监控量测技术规程》TBJ10121-2007；

11）《地下铁道、轨道交通工程测量规范》（GBJ50308-1999）；

12）《地下铁道设计规范》（GB50157-92）；

13）《铁路线路维修规则》（铁运[2001]23号部令）；

14）《铁路公务安全规则》（铁运【1999】146号部令）；

15）《铁路轨道施工及验收规范》（TB10302-96）；

16）《铁路轨道工程质量检验评定标准》（TB10413-98）；

17）《铁路行车线上施工技术安全规程》（TBJ412-87）；

18）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（50202-2002）；

19）《新建京石客专石家庄站站房工程西站房监控量测工程监测方

案》；

20）《新建京石客专石家庄站站房工程既有线动态监测补充方案》。

三、监测项目的实施

按照设计要求，监测开始前对使用的监测仪器进行检验，合格后才开

始监测；在监测过程中，做到了“三固定”，即固定人员、固定仪器、固

定测站，同时监测点的监测顺序也相对固定，监测结束后及时准确的向各

方提交资料。

3.1监测使用的要紧仪器

序号仪器名称及型号使用情况

1TrimbleDiNiO3电子水准仪沉降监测

2索佳NET05全站仪桩（坡）顶及既有线水平位移监测

3XB338-2型测斜仪深层水平位移监测

4自制水位计地下水位监测

5LocusGPS单频接收机三等独立平面GPS操纵网操纵测量

6XBHV-10型钢尺沉降仪土体垂直位移监测

XBT80振弦多功能读数仪锚索应力监测、桩侧土压力监测与东护

7

（多功能读数仪）坡桩内力监测

8HC-1211静力水准仪等既有线沉降监测

9电脑数据传输分析处理等

10钻机监测位置钻孔

11其它工具施工辅助

《有关仪器的检定证书》见附件。

3.2工作量统计

常规监测项目工作量一览表

监测

序号监测项目监测部位监测次数监测米数

点数

东西两侧冠梁桩顶水平

343455次•天一一

桩（坡）顶水平位移监位移监测

1

测基坑周围坡顶水平位移

825111次•天一

监测

明渠沉降监测182881次•天一

坡顶沉降监测825074次•天一

2沉降监测

东西两侧冠梁桩顶沉降

343937次•天一

监测

东护坡桩桩体深层水平

91500次•天23391米

位移监测

3深层水平位移监测

基坑周围土体深层水平

342026次•天39887米

位移监测

4锚索应力监测基坑东西两侧护坡桩353343次•天一

5桩侧土压力监测东西两侧护坡桩外侧62986次•天一

6东护坡桩内力监测东侧护坡桩55280次•天一一

7土体垂直位移监测东侧护坡桩东侧21280次•天5439米

8地下水位监测东西两侧护坡桩外侧342063次•天23803米

既有线监测项目工作量一览表

序号监测项目监测点数监测次数备注

1常规路基沉降监测12252次•天

2动态监测121364次•天

3水平位移监测111045次•天

3.3常规监测

常规监测项目共分8项，具体如下:

1）桩（坡）顶水平位移监测：东冠梁桩顶水平位移监测、西冠梁桩

顶水平位移监测与基坑周围坡顶水平位移监测；

2）沉降监测：明渠沉降监测、坡顶沉降监测与东西两侧冠梁桩顶沉

降监测；

3）深层水平位移监测：东护坡桩桩体深层水平位移监测、基坑周围

土体深层水平位移监测；

4）锚索应力监测；

5）桩侧土压力监测；

6）东护坡桩内力监测；

7）土体垂直位移监测；

8）地下水位监测。

3.3.1常规监测各个项目报警值

常规监测项目报警值一览表

报警值

序单

监测项目监测部位

号日报警累积位

值报警值

东西两侧冠梁桩顶水平位移监测220mm

1桩（坡）顶水平位移监测

基坑周围坡顶水平位移监测530mm

明渠沉降监测220mm

2沉降监测坡顶沉降监测320mm

东西两侧冠梁桩顶沉降监测210mm

东护坡桩桩体深层水平位移监测245mm

3深层水平位移监测

基坑周围土体深层水平位移监测530mm

4锚索应力监测基坑东西两侧护坡桩—70%*fKn

5桩侧土压力监测东西两侧护坡桩外侧无无—

6东护坡桩内力监测东侧护坡桩—217Kn

7土体垂直位移监测东侧护坡桩东侧—40mm

8地下水位监测东西两侧护坡桩外侧5001000mm

注：①f:构件承载能力设计值；

②钢筋应力计与锚索应力计报警值详见《基坑支护计算书》；

③当连续三天日变化速率超过报警值50%或者累计变化量超过累计变化量报警值的70%

时务必及时通知施工方、监理等有关单位。

3.3.2桩（坡）顶水平位移监测

3.3.2.1监测基准点、工作基点及监测点的点数及命名

按照设计要求，在新石南路布设监测基准点2个：SI、S2；

在监测基坑四周共布设4个工作基点：JZD1-JZD4；

监测点共布设106个，具体如下：

西冠梁顶布设监测点10个：KL01-KL10；

东冠梁顶布设监测点14个：KL11〜KL24；

坡顶布设监测点82个：P001〜P082。

具体位置详见《京石客运专线石家庄站站房工程监测点布设示意图》。

3.3.2.2监测基准点、工作基点及监测点的埋设

1）监测基准点的埋设

基准点布设于新石南路，远离基坑，地基稳固。该点布设在沥青路面

上，冲击钻钻孔，然后浇筑带有不锈钢帽的测量标志。

2）工作基点的埋设

工作基点布设于监测基坑的四个角，距离基坑开挖边缘约30〜50米。

工作基点为使用强制归心的水泥观测墩，顶面长宽各0.4米，地下部分埋

深大于1.2米，地面部分高1.0〜1.2米。

监测工作基点埋设监测工作基点的GPS测量

3）监测点的埋设

①东西两侧冠梁顶监测点标识的埋设

按照设计要求，东西两侧冠梁顶的监测点标志为0.2mX0.2m的钢板

（钢板上焊有一高1cm不锈钢杆，做为桩顶沉降监测标志），在钢板上钻

1mm的孔，并嵌入铜丝做为位移监测标志。在冠梁顶每15nl布设一监测点。

因院项目部工作人员进场前西

侧冠梁已经浇筑完成，故使用在混凝

土表面钻孔，在钢板底部用粘结剂连

接后用膨胀螺丝固定的方式布点；

东侧冠梁监测用钢板在浇筑完成

的同时埋入;西侧冠梁顶监测点布设

②坡顶水平位移监测点标识的埋设

通过与北京建工集团项目部沟通，坡顶水平位移监测点按照下面方法

埋设:

在设计位置人工挖坑，深度约为1.0m；

向坑内填充混凝土，至地面上约5〜10cm；

用PVC管套在混凝土外侧，并在混凝土表面安装不锈钢监测标志。

坡顶水平位移监测点标志

3.3.2.3观测方法及数据采集

1）操纵网监测

本项目坡顶、冠梁顶水平位移监测基准网使用独立坐标系的GPS操纵

网，以新石南路2个基准点与基坑边4个工作基点建立三等GPS操纵网。

布设的105个监测点使用极坐标法进行监测。

三等独立平面GPS操纵网使用Ashtech静态接收仪（GPS）进行观测，

详见《京石客运专线石家庄站站房基准点平差报告》。

2）监测点监测

监测点使用极坐标法，使用索佳NET05全站仪进行观测。按照设计要

求，各个监测点每天监测一次。

①东、西冠梁监测点的观测

在工作基点安置全站仪（西冠梁监测在JZD3安置,东冠梁监测在JZD4

安置），精确整平，用通视的工作基点定向，使用极坐标法逐点观测各监

测点的角度、距离，并通过CAD软件量得各点到初始基线（西冠梁初始基

线为JZD1与JZD3连线，东冠梁初始基

初始鞍

线为JZD2与JZD4连线）的距离，通过

与前一期距离相比较，得到各监测点的

西螺

变化量。监测点布设完成时，反复测量

（大于3次）得到各个监测点稳固的角小监融

d为监触到初始救脚漓

监熊在初始基魅制,卿.离值为正

度、距离（取各次测量的平均值），将通监融在初始基线醐，则距离献负

过CAD软件量得的各监测点到初始基线

的距离作为各监测点的初始值；醍林平位傩测示翻

②坡顶水平位移监测点的观测

坡顶水平位移监测点使用极坐标法进行观测：在固定的监测工作基点

上安置全站仪，用另一通视工作基点定向，测定监测点与监测工作基点之

间的角度、距离，计算各监测点坐标，将位移矢量投影至垂直于基坑的方

向，根据各期与初始值比较，计算出监测点向基坑方向的变形量。

3.3.2.4数据处理及分析

1）数据处理

通过测量的监测点测量值分别与初始值与上次测量值相比较，计算出

变形量、阶段变形速率、累计变形量等数据。

2）变形数据分析

①监测数据的分析原则

通过对监测数据的分析，推断出监测点的稳固性。按照设计要求，监

测点稳固性分析按照下列原则:

a监测点的稳固性分析基于稳固的基准点；

b相邻两期观测点的变动分析，通过比较相邻两期的整体变化速率与

变化速率报警值来进行，当整体变化速率小于变化速率报警值时，可认为

该观测点在这两个周期内安全可控；

c对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的

变化趋势时，视为有变动。

②监测数据分析汇总

桩（坡）顶水平位移监测变化量汇总单位：mm

日最大月最大累积最大

位置稳固性评价

变化量变化量变化量

冠梁顶0.42.77.4稳固

坡顶0.44.97.3稳固

③各个监测点变化曲线图及分析

a东西两侧冠梁桩顶水平位移监测

各个监测点整体位移方向为“向基坑方向位移二各监测点于8月25

日开始监测，在随后的3个月时间内，随着基坑开挖深度的增加及卸载量

的增大，监测点位置逐步向基坑方向位移；随着基坑开挖工作的完成，监

测点的累计位移量逐步趋于稳固。各个监测点水平位移变化正常，未发生

变化量达到或者超过报警值的情况。

东西两倜冠梁桩顶水平位移监测

o

-1o

-2O

9

81二1S

H加02

过MH2

252227

B3口375E

口

E口

b基坑周围坡顶水平位移监测

在整个监测过程中，各个监测点均有不一致程度的位移，位移方向均

为“向基坑方向位移”。从开始监测到基坑开挖基本结束（12月初），随

着基坑卸载量的增大，各监测点向基坑方向的累计偏移量均有较明显的增

加；12月初到监测结束，随着基坑开挖及防护工作的完成，监测点的位移

量逐步趋于稳固。各个监测点水平位移变化正常，未发生变化量达到或者

超过报警值的情况。

P001水平位移监测

P002、P003水平位移监测

P002

P003

2

452咨

2巨mmm

P004水平位移监测

30

15

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P005水平位移监测

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P006水平位移监测

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P007、P008水平位移监测

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P009、P011、P012水平位移监测

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P022水平位移监测

♦po22

—-P025-*-P026

P027P028

T^P029-*-P030

t—P033-^P035

-------P036P038

1一1一1

。加

一2加

加二E

一ll2P039P046

二l7

一l一

口mLn||

n2P047

P031、P034水平位移监测

P037、P040水平位移监测

30

po37