地铁基坑监测学习材料

内容概要·一、监测的作用·二、监测的目的·三、监测内容与项目·

四、监测施工准备·

五、监测点的布置与埋设·

六、测点观测及数据处理

·七、监测时限及频率·

八、特殊情况下的监测反馈一、监测的作用·1、掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用监测结果为设计和施工提供参考依据。·2、监测数据经分析处理与必要的计算和判断后,进行预测和反馈,确保施工和周边环境的安全。·3、积累资料和经验,为今后当地及附近周边的同类工程提供类比依据。二、监测目的·基坑开挖施工是一个动态过程,与之有关的稳定和环境影响也是一个动态的过程。由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件等复杂因素的影响,很难从理论上预测施工中遇到的问题。基坑工程的设计预测和预估能够大致描述正常施工条件下,围护结构与相邻环境的变形规律和受力范围,但必须在基坑开挖和支护期间开展严密的现场监测,以保证工程的顺利进行。周围环境往往对基坑变形有着相当严格的要求,因此基坑支护结构及周围环境的监测就显得尤为重要。·一方面是为工程决策、设计修改、工程施工、安全保障和工程质量管理提供第一手监测资料和依据；·另一方面,有助于快速反馈施工信息,以便使本基坑工程参建各方及时发现问题并采用最优的工程对策；还通过监测分析,为以后的设计积累经验。·通过对工程结构及周边环境的监测主要达到以下目的:·（1）根据施工现场量测的数据与设计值或报警值进行比较，如超出限定值就采取工程措施，防止基坑支护结构破坏和周边建筑物等工程事故的发生，保障国家和施工人员的生命财产安全以及周边地区的社会稳定；·（2）基坑开挖或地下室施工期间开展严密的现场监测可以为施工提供及时地反馈信息，做到信息化施工，用监测数据指导基坑工程施工，使施工过程合理化和信息化，避免盲目施工，做到有的放矢，并合理的优化施工组织设计；·（3）用施工现场量测的数据反馈给设计单位，设计人员通过实测结果可以不断的修改和完善原有的设计方案，确保地下施工的安全顺利进行及设计方案的经济合理；·（4）总结工程经验，为类似工程积累工程数据。三、监测内容与项目根据相关规范、招标文件及设计文件要求，确定基坑的变形控制等级，为保证围护结构及周边环境的安全，确保基坑的安全施工，结合工程的特点、现场情况及周边环境，主要有以下监测项目（监测手段分为仪器监测和现场巡视）:·1、基坑围护结构监测·（1）基坑围护桩顶水平位移；·（2）围护体深层水平位移监测；·（3）围护结构轴力监测；·

2

、周边环境监测·（1）

周边地表沉降监测；

·（2）

地下水位观测；·（3）

周边地下管线监测；

·（4）

周边建筑变形观测；

·

3

、其它监测内容·（1）

坑底隆起、

回弹监测；

·（2）

坑内坑外水位监测；·（3）

土体分层沉降监测；·（4）

孔隙水压力和土压力监测；·4、现场巡视内容现场巡视内容参照《施工监测技术大纲》·1）支护结构（1）围护结构成型质量；（2）边坡土体有无沉陷、裂缝及滑移；（3）基坑有无涌土、管涌；（4）挂网喷射混凝土坡脚、坡面和坡顶是否出现裂缝；（5）坡面是否设置泄水孔,坡面有无出现渗漏水现象。·2）施工工况（1）基坑开挖分段长度、分层厚度及坡度是否与设计要求一致,有无超长、超深开挖；工序是否合理；（2）场地地表水、地下水排放状况是否正常,基坑降水设施是否运转正常；坡顶抽水水泵是否存在漏水渗入坡体现象；（3）设有坡脚排水沟时,排水沟是否及时铺砌,水流是否会渗入坡脚土体；（4）基坑周围地面堆载情况,有无超堆荷载；（5）车辆行驶是否按照规定路线,对边坡是否存在安全威胁；（6）现场记录场地布置情况；（7）基坑开挖暴露时间情况；·3）基坑周边环境（1）周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；（2）当出现集中降水现象时,需现场记录降水水量和降雨后地表水流向情况。·4）开挖面土质情况（1）开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；（2）土体稳定性情况；（3）开挖面土体渗漏水情况；（4）地下水控制效果；实施监测的范围除以上内容外,在具体实施时应与相关单位加强协调和沟通,根据现场情况酌情增加监测项目和监测内容,以确保该项目及相关项目的正常施工及安全。四、监测施工准备·1、了解所监测项目的工程概况、地质水文、结构层次、周边环境、有无不良地质情况等,根据工程概况制定相应的监测方案。·2、组织机构、仪器设备、人员配备等·3、技术措施·1）测试方法（1）固定测试人员,尽可能减少人为误差；（2）固定测试仪器,尽可能减少仪器本身误差；（3）固定测试时间,尽可能减少自然因素造成的误差；（4）使用不同方法进行测试,以减少相同方法间的系统误差；（5）固定监测线路,尽可能减少线路造成的误差。·2）测试仪器（1）仪器在使用前均由法定计量单位进行检验,经检验合格并在有效期限内方可使用；（2）每天测试前均应对所使用的仪器进行自检,并详细记录自检情况,使用完毕后记录仪器运行情况；（3）使用过程中若发生仪器异常情况,除立即对仪器进行维修和调换外,同时要对当天测试的数据进行重新测试。·3）监测组件（1）各类监测组件均应的有详细的出厂标定记录,并得到法定计量单位的认可,有效期应符合有关规定；（2）各类监测组件在埋设前均应再次进行测试,经检验合格后方可埋设,埋设完成后应立即检测组件工作是否正常,如有异常应立即更换,重新埋设。·4）监测点保护（1）测量工作中使用的基准点、工作基点、监测点应用醒目的标志进行标识,并对现场作业人员进行宣传,避免人为造成沉降和偏移,对变化异常的监测点除及时进行复测外,若发现已碰动或破坏应立即进行修复或者重新埋设；（2）在开挖过程中对布有监测组件的部位应用醒目的标志进行标识。·5）数据处理（1）使用成熟的专业软件对数据进行处理；（2）生成的报告要经自检、校核无误后方可盖章送出；（3）测试数据发生异常要及时对数据的可靠性进行分析。五、监测点的布置与埋设·1、监测点的布置根据设计文件要求及工程实际情况，监测主要围绕围护结构和周边环境进行，观测点主要布置在支护结构本身受力大的相对薄弱处。因此，在监测点布置时考虑了支护结构型式、内支撑、基坑深度等因素，突出重点，兼顾全局设置观测断面，如:·（1）支护结构桩顶垂直、水平位移监测点·（2）支护结构桩体深层水平位移监测·（3）基坑内、外地下水位监测·（4）围护结构支撑轴力（内力）监测·（5）基坑周围地表沉降监测·（6）

周围建筑物沉降监测·（7）

周边管线监测·（8）

围护墙钢筋应力·（9）

孔隙水压力·（10）

墙体土压力·（11）

分层沉降·（12）

坑底回弹·2、测点埋设要求·（1）测斜管①埋设方法测斜管一般采用绑扎方法固定在钢筋笼上与其一起沉入孔（槽）中。管壁内有二组互为90度的导向槽，固定时使其中一组导槽与围护结构体水平延伸方向基本垂直，长度基本与钢筋笼等长；在采用钻孔法埋设时,测斜管内注满清水，防止管体上浮，测斜管管底及管顶用布料堵塞，盖好管盖。②测孔保护a.为了防止泥浆从缝隙中渗入管内，接头处应进行密封处理，涂上柔性密封材料或贴上密封条。b.凿除桩头、浇筑冠梁的时候应及时把测斜管接上，避免被堵塞。c.日常监测后须及时盖上顶盖，防止测管被杂物堵塞。·（2）地表沉降①观测点埋设方法硬化面地表沉降点的布设,可在地表打入钢筋至原下卧土层,钢筋与地表硬化路面脱离,孔隙处用细沙回填,不可用混凝土或水泥固牢,并加以保护。如土质地表亦可采用浇筑、预埋水泥桩的形式进行布设。②测点保护水平点须埋设在相对稳定区域,受破坏、震动等影响因素较小,必要时须加盖保护,并设立明显标志；硬化面地表沉降点须加工到硬化面之下,避免过往辎重车辆、建材的压覆,必要时加盖保护,并设立明显标志。·（3）围护结构顶部水平位移与垂直沉降①埋设方法水平位移监测点分为基准点、工作基点、变形监测点3种。变形监测点可将水平位移和垂直沉降结合于一点监测。埋设方法:将顶面画“十”字半圆形的不锈钢沉降标在浇筑围护体顶圈梁混凝土过程中，在设计位置处直接埋入。②测点保护基准点及工作基点应按规范要求埋设于基坑影响范围之外，稳定可靠的地方，必要时须加盖保护，并设立明显标志；变形监测点的布设须避开基坑护栏、防水矮墙等存在观测障碍的地方，并设立明显标志。·（4）地下水位管①埋设方法测孔埋设采用地质钻钻孔,孔深根据设计要求而定。成孔完成后,放入裹有滤网的水位管,管壁与孔壁之间用中粗砂或石屑回填至离地表约0.5m后再用粘性土回填至地表,以防止地表水的进入；对承压水水位进行观测时,则需埋设深层承压水位孔,承压水位孔的钻设基本同于上述普通水位孔,其深度必须进入承压水层,滤水段位于承压水层内,其外部用中细砂充填,而其余段直至地面均不设渗水孔,管外采用粘土球或水泥土密封,以切断地层内承压水与上部地层的水力联系。②测孔保护水位孔埋设后应注意施工期间的保护,必要时加工对硬化地表下,并加盖保护,日常监测后应及时盖好顶盖,防止地表水的进入。·（5）反力计(钢支撑内力)①布设方法据支撑杆件所采用的材料不同,所采用的监测传感器和方法也有所不同。对于钢支撑,轴力监测采用钢弦式频率轴力计（反力计）；对于钢筋混凝土支撑体系可采用钢筋计均匀布置在该断面的四个角上或四条边上,与主筋串联对焊,通过钢筋与混凝土变形协调条件反算支撑轴力。②测点保护轴力计安装好后,须注意传感线的保护,禁止乱牵,并分股做好标志；钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计,避免高温导致内部组件失灵,安装完毕后应注意日常监测过程中的传感线的保护,并分股做好标志。·（6）钢筋应力计①测点埋设若能取得围护结构弯矩设计值,可参考最不利工况下的最不利截面位置进行钢筋计的布设。当钢筋笼绑扎完毕后,将钢筋计串联焊接到受力主筋的预留位置上并将导线编号后绑扎在钢筋笼上导出地表,从传感器引出的监测导线应留有足够的长度,中间不宜有接头。②测点保护钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计,避免高温导致内部组件失灵,混凝土浇筑过程中应注意钢筋计的保护,在日常监测过程中的传感线的保护,并分股做好标志。·（7）孔隙水压力与土压力①测点埋设一般采用钻孔法布设。可根据实际情况布设。在平面上,土压力盒应紧贴监测对象表面,布置位置需考虑其它监测项目的位置,以便进行综合分析。在立面上,应考虑计算土压力的图形,在不同性质的土层中布置土压力盒,监测挡土结构接触面土压力时,可选择在支撑处和围檩的中点,以及水平位移最大处。压力膜应与所测土压力的方向对应。孔隙水压力计的埋设方法与土压力盒基本相同,可采用顶入法、弹入法、埋置法和钻孔法。近年来地铁工程中用的最多的方法是钻孔法埋设。在围护结构外侧钻孔至设计埋设深度后,将事先定位好的,绑有孔隙水压力计的钢筋支架下入孔内,并固定导线,每只孔隙水压力计上下0.5m范围内用细砂回填,每两只孔隙水压力计之间用不透水材料封堵。②测点保护布设过程中应跟踪测读数据,防止在布设过程中破坏以备及时修补,在日常监测过程中应注意传感线的保护,并分股做好标志。·（8）分层沉降①测点埋设用钻机在预定孔位上钻孔，孔深由沉降管长度而定，沉降管联接时要用内接头或套接式螺纹，使外壳光滑，不影响磁环的上、下移动。在沉降管和孔壁间用膨润土球充填并捣实，至底部第一个磁环的标高，再用专用工具将磁环套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定压力，使磁环上的三个铁爪插入土中，然后再用膨润土球充填并捣实至第二个磁环的标高，按上述方法安装第二个磁环，直至完成整个钻孔中的磁环埋设。②测管保护a.为了防止泥浆从缝隙中渗入管内，接头处应进行密封处理，涂上柔性密封材料或贴上密封条。b.必要时须加工到硬化面一下，并加盖保护，防止被过往车辆碾压、破坏。c.日常监测后须及时盖上顶盖，防止测管被杂物堵塞。·（9）坑底回弹①测点布设回弹监测点的布设可采用土体分层沉降方法,深度应在开挖面以下0.3m～0.5m,以免开挖时被挖去,回弹标上部钻孔内回填1m高的白灰后再填砂。另外,基坑回弹监测点的布设亦可采用土体分层沉降的监测方式进行布设测点。②测点保护采用回弹标钻孔法埋设法的测点在开挖快到位的时候需采用人工清土,以减小开挖机械对回弹标的震动干扰。采用土体分层沉降的监测方式时,在基坑开挖时须设专人保护并指引开挖,防止开挖机械破坏测管。·(10)管线沉降测点通过焊接或深埋方法直接或间接反应管线沉降,测量方法同地表沉降。六、测点观测及数据处理·1、观测方法·（1）地表沉降①监测方法观测方法采用精密水平测量方法。在条件许可的情况下,尽可能的布设水平网,以便进行平差处理,提高观测精度,然后按照测站进行平差,求得各点高程。②地表监测的精度控制一般可分为高精度和中等精度两类。a.高精度用于要求严格控制不均匀沉降的建筑物、地下管线以及城市中的深大基坑。使用的精密水平仪通常带有光学测微器,放大倍率不小于40倍,使用时,i角控制在±15″,视线长度不大于50m,闭合差应小于±0.5mm,测量资料保留至0.1mm。水平尺均需采用线条式铟钢尺。b.中等精度用于要求一般控制不均匀沉降的建筑物、地下管线以及周边条件良好的一般基坑。所使用的水平仪放大率在30倍左右。仪器使用时,i角控制在±20″,视线长度不大于75m,闭合差应小于±1.0mm,测量数据保留至1.0mm,水平尺必须用红、黑双面木尺（带圆水平器）。·（2）围护结构顶部水平位移和垂直沉降·①监测方法·围护结构顶部水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜组等进行观测。水平位移的观测方法很多，如:视准线法、小角度法、控制网法和极坐标法，可以根据现场情况和工程要求灵活应用。·②水平位移监测数据计算·采用严密平差计算各监测工作点和监测点坐标，与既有坐标比较即可知道围护体系是否发生了变形。·③水平位移监测注意事项·a.测区的基准点不应少于3个，工作基点多少视监测情况而定。·b.对埋设后的监测标志点（桩），应采取适当的保护措施，防止受到毁坏。·c.使用仪器进行观测时，要尽量减少仪器的对中误差、照准误差和调焦误差的影响。·（3）支撑轴力·利用用振弦式频率读数仪对轴力计或者钢筋计进行读数,然后利用各传感器的率定曲线计算其受力。支撑轴力量测时必须考虑尽量减少温度对应力的影响,避免在阳光直接照射支撑结构时进行量测作业,同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测,每次读数均应记录温度测量结果。·（4）钢筋计结构内力的监测方法和计算方法类似于其它传感器的监测计算方法。·（5）土压力和水压力结构内力的监测方法和计算方法类似于其它传感器的监测计算方法。·（6）地下水位将电测水位计的探头沿孔套管缓慢放下,当测头接触水面时,蜂鸣器响,读取孔口标志点处测尺读数a,测得管口标高H,水位标高即为H-a。水位标高之差即是水位的变化数值。·（7）围护结构及土体深层位移（测斜）一般采用孔底为假设不动点,以孔顶平面位移值作为测斜修正值的测斜方法。测试时采用带导轮的测斜探头按0.5m点距由下往上逐点进行读数,采取0º、180º双向读数。在基坑开挖前,完成测斜数据初始值测定工作,并确定初始值。·（8）土体分层沉降土体分层沉降的监测方法是先用水平仪测出沉降管的管口高程,然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中,当接收仪发生蜂鸣或指标偏转最大时,就是磁环的位置,自上而下依次逐点测出孔内各磁环至管口的距离,换算出各点的沉降量。·（9）坑底回弹a.开挖前的监测开挖前回弹标的高程可采用回弹标式和分层沉降磁环标的监测方法。b.开挖后的监测回弹标开挖后的高程可采用高程传递法进行监测。c.开挖中的监测深大基坑通常进行分部、分层开挖,则可将二种方法结合起来应用。若遇这种情况,应注意开挖过程中测点的保护工作。·2、数据处理这些数据用一些公式或软件进行计算分析处理等后得出结论。如:（1）竖向变形（2）围护结构深层水平位移（3）应力观测数据处理（4）混凝土支撑轴力观测数据处理七、监测方案的实施工·1、实施时间测试仪器的现场埋设在施工前30天进行,初始数据在埋设完成后的10天或施工前进行采集,观测期一般为（基坑）工程施工结束施工。·2、基坑监测频率对重点监测项目按以下监测频率进行监测,一般监测项目在重点监测项目未达到预警值,施工工况未发生变化时,监测间隔时间适当延长；当重点监测项目达到预警值或施工工况发生变化时必须及时观测。（1）施工前一周,进行初始数据的观测；（2）施工初期,进行每周一次监测；（3）开挖接近每层开挖底设计标高时,每天进行1～2次监测,或根据施工情况调整；（4）底板浇筑完成后一个星期内,每2天监测1次；一个星期后,每周1次,观测一个月；一个月后每月1次,直至基坑工程竣工。具体监测频率参照有关规范标准。·3、监测控制指标（1）警戒值（控制指标）是监测工作实施前为确保监测对象安全而设定的各监测指标的预估最大值。在监测过程中，一旦量测数据超过警戒值的80%时，监测部门在报表中醒目提示，予以报警。（2）警戒值的确定一般应遵循的原则:监测警戒值必须在施工前，由建设、设计、监理、施工、市政、监测等有关部门共同商定，列入监测方案。对一些目前尚未明确规定警戒值的监测项目可参考国内外相似工程的监测数据确定其警戒值。监测警戒值的确定应具有工程施工可行性,在满足安全的前提下,应考虑提高施工工效和减少施工费用。在监测工作实施过程中,当某个量测值超过警戒值时,除了及时报警外,还应与有关部门共同研究分析,动态控制,必要时可对警戒值进行调整。各监测项目警戒值参照无锡轨道交通一号线监测技术大纲。每个监测项目的警戒值应由累积允许变化值和变化速率两部分来控制

。

监测警戒值的确定应满足现行的相关设计

、施工法规

、规范和规程的要求。·4、成果回馈和信息化施工·（1）施工单位的监测信息主要包括:·①关键性的施工监控量测资料；·②巡视信息:包括周边环境巡视信息、支护体系巡视信息、开挖面巡视(地质状况观察及描述)信息等。·（2）施工单位监控及预警的信息报送内容包括监测数据、巡视信息及其预警信息外，还包括综合预警信息、风险事务处理信息(包括处理方案、过程、结果及变化趋势等)、风险处理建议信息等。·（3）施工单位监测及预警信息报送的内容要求:·①日报:报送内容主要包括当日工况信息、关键性施工监控量测数据、巡视信息和预警建议信息等；报送频率与施工监测的频率保持一致，可考虑不同工法、不同工况和不同风险工程等级等而有所差异；·②预警快报:报送内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议等；·③周报、月报:主要包括近一周、近一月的施工监测关键数据、工况和巡视信息的异常情况、风险预警情况、回馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。·（4）施工单位监测及预警信息报送的时间要求和对象:·①日报:应于监测当日通过电子邮件或书面的形式报送监理单位；·②预警快报:应及时通过口头、电话或短信等快捷方式上报监理单位，同时报送轨道公司项目工程师和专业工程师，必要时越级上报轨道公司主管领导，且在两小时内向各方提交由项目部盖章的正式快报；·③周报:应于每周四16:00前以书面形式提交监理单位；·④月报:应于每月25日前以书面形式提交监理单位，监理单位签署审核意见后于28日前以书面形式报送轨道公司工程部。八、特殊情况下的监测反馈·1、恶劣气候条件下加强监测及信息反馈预案（1）现场设立基坑监测管理组,并保持24小时与业