T城市地鐵車站深基坑施工監(jiān)測方案設(shè)計研究

城市地鐵車站深基坑施工

監(jiān)測方案設(shè)計研究

城市地鐵車站深基坑施工

監(jiān)測方案設(shè)計研究1概述2工程概況3監(jiān)測方案設(shè)計4結(jié)語1概述國內(nèi)地鐵車站基坑工程現(xiàn)狀與前景地鐵車站基坑工程建設(shè)面臨的問題地鐵車站基坑工程中監(jiān)測的重要性國內(nèi)地鐵基坑工程現(xiàn)狀與前景20世紀(jì)80年代以來，我國城市地鐵建設(shè)發(fā)展迅速，已建成地鐵的城市有北京、天津、上海、廣州、南京等，同時，重慶、武漢、長春、沈陽、大連、杭州、成都、西安等城市都在積極申報或者已經(jīng)開始建設(shè)地鐵。西安地鐵

開工典禮施工現(xiàn)場成都地鐵

成都地鐵規(guī)劃成都某地鐵車站施工現(xiàn)場杭州地鐵杭州地鐵規(guī)劃開工典禮車站深基坑工程面臨的問題由于地鐵車站一般位于城市的繁華路段，車站附近建筑物密集，地鐵車站深基坑平面尺寸和開挖深度（一般為17米左右）的增大帶來一系列復(fù)雜的問題，如：基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定、施工中對相鄰環(huán)境、地下管線、地面交通所帶來的影響等問題得到地鐵建設(shè)及設(shè)計單位的廣泛關(guān)注。而這些問題甚至有可能引發(fā)安全事故。車站深基坑工程面臨的問題地鐵車站基坑規(guī)模通常宏大地鐵車站周邊環(huán)境異常復(fù)雜北京地鐵十十號線基坑坑坍塌現(xiàn)場場監(jiān)測已經(jīng)成成為地鐵車車站基坑施施工中重要要環(huán)節(jié)之一一，基坑工工程現(xiàn)場監(jiān)測的的重要性主主要體現(xiàn)在在：（1）為施筑開開展提供及及時的反饋饋信息；（2）作為設(shè)計計與施工的的重要補充充手段；；（3）作為施工工開挖方案修改的依依據(jù)；（4）積累經(jīng)驗驗以提高基基坑工程的的設(shè)計和施施工水平。隨著現(xiàn)現(xiàn)代工程施施工環(huán)境的的不斷復(fù)雜雜化，地鐵鐵車站必須須采用信息化施工工。要實現(xiàn)現(xiàn)信息化施施工，首要要的任務(wù)就就是做好監(jiān)監(jiān)測工作，它可為為信息化施施工提供重重要依據(jù)。。可見，開開展復(fù)雜環(huán)環(huán)境下地鐵車站深深基坑施工工現(xiàn)場監(jiān)測測設(shè)計與實實踐研究對對指導(dǎo)施工工意義重大，合理理的監(jiān)測方方案設(shè)計是是至關(guān)重要要的一環(huán)。。本文結(jié)合合北京地鐵奧運支支線森林公公園車站南南站深基坑坑具體情況況完成了其其監(jiān)測方案的設(shè)計計研究。地鐵車站基基坑工程中中監(jiān)測的重重要性2工程程概概況況2.1工程程概概況況工程程建建設(shè)設(shè)概概況況工程程圍圍護護概概況況2.2工程程地地質(zhì)質(zhì)條條件件巖土土概概況況水文文概概況況2.1工程程概概況況圖1森林公園站所處位置工程程建建設(shè)設(shè)概概況況場區(qū)區(qū)地地下下布布置置有有電電纜纜、、光光纜纜、、熱熱力力管管線線及及各各種種管管道道和和管管溝溝，，其其它它部部位位較較平平坦坦,無障障礙礙物物。。車車站站為為地地下下二二層層三三跨跨島島式式站站臺臺，，主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)呈呈南南北北走走向向。。主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)南南北北長長179.40m，其中中南南段段長長約約57.60m，寬33.00m(即本本文文提提到到的的森森林林公公園園南南站站)；中中間間段段長長為為57.40m，寬為為23.10m；北段段長長約約65.40m，寬42.70m。森林林公公園園站站基基坑坑平平面面示示意意圖圖工程程圍圍護護概概況況森林林公公園園南南站站基基坑坑開開挖挖采采用用二二級級放放坡坡，，土土釘釘墻墻和和噴噴射射混混凝凝土土支支護護，，第第三三級級為為垂垂直直開開挖挖，，采采用用鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁和和鋼鋼支支撐撐的的防防護護形形式式,樁間間土土的的支支護護形形式式采采用用土土工工格格柵柵和和噴噴射射混混凝凝土土。。在在冠冠梁梁上上架架設(shè)設(shè)第第一一道道鋼鋼支支撐撐，，開開挖挖基基坑坑至至第第二二道道鋼鋼支支撐撐中中心心標(biāo)標(biāo)高高下下0.5m處，，架架設(shè)設(shè)鋼鋼圍圍檁檁及及第第二二道道鋼鋼支支撐撐。。2.2工程程地地質(zhì)質(zhì)條條件件巖土土概概況況本工工程程場場地地位位于于永永定定河河沖沖洪洪積積扇扇的的北北部部邊邊緣緣地地帶帶，，由由于于人人類類活活動動原原始始地地貌貌形形態(tài)態(tài)已已人人為為改改觀觀，，地地勢勢較較平平坦坦。。開開挖挖層層主主要要由由：：人人工工堆堆積積層層和和第第四四紀(jì)紀(jì)沖沖洪洪積積層層構(gòu)構(gòu)成成。。人人工工堆堆積積土土層層主主要要為為近近期期人人工工粉粉土土填填土土和房渣渣土土。。第第四四紀(jì)紀(jì)沖沖洪洪積積層層主主要要由由粉粉土土、、粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土、、粘粘土土、、粉粉細細砂砂、、卵卵石石、、中中粗粗砂砂等等土土層層構(gòu)構(gòu)成成，，為為中中高高壓壓縮縮性性土土層層。?；涌映殖至α訉游晃挥谟冢海悍弁镣?、、粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土、、粉粉細細砂砂土土層層上上。。水文文概概況況場地地地地下下水水埋埋深深3.50m-36.90m，場地地含含水水層層大大致致可可劃劃分分為為四四層層：：第第一一層層，，粉粉土土層層及及粉粉細細砂砂層層的的上上層層滯滯水水；；第第二二層層，，粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土層層、、粉粉土土及及粉粉細細砂砂層層的的潛潛水水層層；；第第三三層層，，粉粉土土層層、、細細中中砂砂層層、、卵卵石石層層、、中中粗粗砂砂層層和和粉粉細細砂砂層的的承承壓壓水水層層；；第第四四層層，，細細中中砂砂層層和和粉粉細細砂砂層層承承壓壓水水層層。。在在開開挖挖基基坑坑時時，，主主要要受受第第一一、第二二層層含含水水層層影影響響。。3監(jiān)測測方方案案設(shè)設(shè)計計3.1監(jiān)測任務(wù)3.2監(jiān)測項目及控控制標(biāo)準(zhǔn)3.3監(jiān)測方法3.4監(jiān)測信息反饋饋程序3.1監(jiān)測任務(wù)深基坑工程中中，為達到施施工安全、穩(wěn)穩(wěn)步推進的目目的，除了采采用更為安全全、詳盡的設(shè)設(shè)計、預(yù)估及及更先進的施施工方法之外外，另一個必必不可少的工工作就是要進進行嚴密的現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測。通通過對測量得得到的監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)進行分析析，將信息反反饋到施工中中，與工程安安全標(biāo)準(zhǔn)及允允許變形對比比得出分析結(jié)結(jié)果，為驗證證、修改施工工方案提供可可靠依據(jù)，最最終達到使工工程安全、穩(wěn)穩(wěn)步推進的目目的。這就是是監(jiān)測工作的的根本任務(wù)。。3．2監(jiān)測項項目及及控制制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3.2.1監(jiān)測項項目3.2.2監(jiān)測控控制表表3.2.1監(jiān)測項項目序號監(jiān)測項目監(jiān)測儀器監(jiān)測目的1基坑水位水位管掌握基坑開挖過程中水位變化情況2圍護樁水平位移經(jīng)緯儀掌握開挖過程中圍護結(jié)構(gòu)水平變形情況3樁體變形（側(cè)向位移）CX系列測斜儀掌握基坑開挖過程中，樁墻深層撓曲情況4樁內(nèi)鋼筋應(yīng)力鋼弦式鋼筋應(yīng)力計掌握隨著工期的延續(xù)，鋼筋軸力變化情況5鋼支撐軸力支撐軸力計掌握開挖過程中隨著深度的變化，鋼支撐的受力情況6邊坡土體頂部水平位移高精度經(jīng)緯儀掌握結(jié)構(gòu)施工過程中，外側(cè)土體移動情況7基坑內(nèi)外觀察現(xiàn)場人工觀測掌握開挖過程中土體頂部及樁體頂部的水平位移及其影響表2監(jiān)測項項目控控制表表項目基坑水位樁頂水平位移樁體變形樁內(nèi)鋼筋應(yīng)力鋼支撐軸力地表沉降監(jiān)控極限值1000mm<500mm/天4.5%H（H：基坑開挖深度）80mm

鋼筋抗拉強度/實測應(yīng)力

>0.8設(shè)計軸力/實測軸力>0.860mm預(yù)警值

報警值：80%的監(jiān)控極限值3.3監(jiān)測實實施具體監(jiān)監(jiān)測項項目的的實施施過程程包括括：1）儀器器選擇擇2）測點點布置置3）測試試方法法4）數(shù)據(jù)據(jù)處理理3.3.1樁體變變形監(jiān)監(jiān)測1）儀器器設(shè)備備采用CX系列鉆鉆孔測測斜儀儀。(如下圖圖)圖2所示為為測斜斜儀量量測的的原理理圖，，圖中中探頭頭下滑滑動輪輪作用用點相相對于于上滑滑動輪輪作用用點的的水平平偏差差可以以通過過儀器器測得得的傾傾角Φ計算得得到，，計算算公式式(1)：(1)式中：：第i量測段段的相相對水水平偏偏差增量量值；；第i量測段段的垂垂直長長度，，取為1m；第i量測段段的相相對傾傾角增量值值。(2)圖2測斜儀儀量測測原理理圖2）測點點布置置樁墻測測斜監(jiān)監(jiān)測點點一般般布置置在維維護結(jié)結(jié)構(gòu)的的各邊邊跨跨跨中，，對于于較短短的邊邊線也也可不不布設(shè)設(shè)，而而對于于較大大的邊邊線可可增至至2~3個。據(jù)據(jù)此，，在森林公公園南南站各長邊邊選定定3個護坡坡樁作作為監(jiān)監(jiān)測對對象，，各短短邊選選定1個護坡坡樁作作為監(jiān)監(jiān)測對對象，，共8個測點點（見見圖3），以以了解解基坑坑不同同側(cè)壁壁的側(cè)側(cè)向變變形情情況。。圖3樁墻測測斜監(jiān)監(jiān)測點點布置置示意意圖3）導(dǎo)管管埋設(shè)設(shè)在測管管位置置所對對應(yīng)護護坡樁樁鋼筋筋籠吊吊裝前前，將將導(dǎo)管管固定定在該該鋼筋筋籠上上，導(dǎo)導(dǎo)管底底部與與鋼筋筋底部部齊平平，頂頂部高高出地地面40cm。導(dǎo)管和和鋼筋筋籠一一起吊吊裝就就位，，然后后澆注注混凝凝土，，待混混凝土土凝固固后導(dǎo)導(dǎo)管與與護坡坡樁樁樁體共共同變變形。。測斜管管綁扎扎測斜管管位置置圖4）測試試方法法在護坡坡樁帽帽梁施施工完完成后后，土土方開開挖前前，將將測斜斜探頭頭放入入導(dǎo)管管，每每1.0m作為一一個采采樣點點，采采集導(dǎo)導(dǎo)管各各點的的初始始數(shù)據(jù)據(jù)，并并根據(jù)據(jù)施工工進度度，對對各點點的數(shù)數(shù)值進進行采采集。。測量量時，，將滾滾輪卡卡在導(dǎo)導(dǎo)槽上上，緩緩慢下下至孔孔底，，測量量自孔孔底開開始，，自下下而上上沿導(dǎo)導(dǎo)槽全全長每每隔1.0m測讀一一次，，每次次測量量時，，應(yīng)將將測頭頭穩(wěn)定定在某某一位位置上上。測測量完完畢后后，將將測頭頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)插入入同一一對導(dǎo)導(dǎo)槽，，按以以上方方法重重復(fù)測測量。。兩次次測量量的各各測點點應(yīng)在在同一一位置置上，，此時時各測測點的的兩個個讀數(shù)數(shù)應(yīng)是是數(shù)值值接近近、符符號相相反。。如果果測量量數(shù)據(jù)據(jù)有較較大差差異，，應(yīng)及及時復(fù)復(fù)測。。監(jiān)測測從基基坑開開挖到到主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工到±0.0標(biāo)高高的的全全過過程程；；監(jiān)監(jiān)測測頻頻率率：：每每天天一一次次。。3.3.2護坡坡樁樁樁樁身身內(nèi)內(nèi)力力監(jiān)監(jiān)測測1）儀儀器器設(shè)設(shè)備備采用用JXG-1型鋼鋼弦弦式式鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力傳傳感感器器，，SS-II型頻頻率率計計數(shù)數(shù)器器。。鋼弦弦式式鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力傳傳感感器器SS-II型頻頻率率計計數(shù)數(shù)器器2）測測點點布布置置一般般布布置置在在維維護護結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的各各邊邊跨跨跨跨中中，，對對于于較較短短的的邊邊線線也也可可不不布布設(shè)設(shè)，，而而對對于于較較大大的的邊邊線線可可增增至至2~3個。。森森林林公公園園站站布布置置8個監(jiān)監(jiān)測測點點，，一一個個監(jiān)監(jiān)測測點點6個鋼鋼筋筋計計，，共共48個鋼鋼筋筋計計（（測測點點布布置置見見下下圖圖））。。3）傳傳感感器器安安裝裝在每每根根樁樁的的樁樁頂頂、、樁樁中中、、柱柱底底布布置置三三對對鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力計計，，分分兩兩排排，，一一排排在在基基坑坑臨臨空空面面一一側(cè)側(cè)，，另另一一排排在在樁樁后后土土體體一一側(cè)側(cè)。。鋼鋼筋筋計計連連接接桿桿與與鋼鋼筋筋籠籠鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)進進行行綁綁焊焊，，綁綁條條鋼鋼筋筋直直徑徑為為φ16或φ18，長20cm，采用用雙雙面面焊焊，，要要求求焊焊縫縫必必須須飽飽滿滿，，焊焊條條強強度度應(yīng)應(yīng)接接近近連連接接桿桿與與鋼鋼筋筋籠籠主主筋筋強強度度，，焊焊接接完完成成后后，，連連接接桿桿再再與與傳傳感感器器螺螺栓栓連連接接，，要要求求主主筋筋與與鋼鋼筋筋計計必必須須同同心心。在安安裝裝前前，，采采集集鋼鋼筋筋計計初初始始值值。。樁樁體體混混凝凝土土澆澆注注后后但但未未達達到到養(yǎng)養(yǎng)護護強強度度時時，，應(yīng)應(yīng)采采集集鋼鋼筋筋計計變變化化值值。。樁樁體體混混凝凝土土達達到到養(yǎng)養(yǎng)護護強強度度后后再再次次采采集集鋼鋼筋筋計計讀讀數(shù)數(shù)值值，，作作為為樁樁體體應(yīng)應(yīng)力力初初值值的的計計算算依依據(jù)據(jù)。。根根據(jù)據(jù)施施工工進進度度，，定定期期采采集集鋼鋼筋筋計計數(shù)數(shù)值值，，以以便便了了解解護護坡坡樁樁樁樁體體內(nèi)內(nèi)的的應(yīng)應(yīng)力力變變化化。。監(jiān)監(jiān)測測頻頻率率：：基基坑坑開開挖挖全全過過程程監(jiān)監(jiān)測測，，每每天天一一次次。。4）測測試試方方法法5）數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理每次次測測量量數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)得得到到鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力值值，，并并匯匯總總成成護護坡坡樁樁鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力變變化化曲曲線線。。3.3.3邊坡坡土土體體頂頂部部水水平平位位移移及及樁樁頂頂位位移移選用用高高精精度度經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀。。在在進進行行測測點點布布置置時時，，首首先先應(yīng)應(yīng)該該選選擇擇一一個個基基準(zhǔn)準(zhǔn)點點，，基基準(zhǔn)準(zhǔn)點點的的選選擇擇可可通通過過國國家家或或地地區(qū)區(qū)控控制制坐坐標(biāo)標(biāo)進進行行放放樣樣。。一一般般通通過過選選擇擇兩兩個個控控制制點點，，通通過過三三角角放放樣樣方方法法確確定定三三個個監(jiān)監(jiān)測測基基準(zhǔn)準(zhǔn)點點（（以以防防止止監(jiān)監(jiān)測測過過程程中中基基準(zhǔn)準(zhǔn)點點失失效效））。?；鶞?zhǔn)準(zhǔn)點點一一般般應(yīng)應(yīng)選選在在距距離離基基坑坑大大約約3～5倍的基坑坑深度。。1）監(jiān)測儀儀器2）測點布布置在邊坡土土體頂部部（或樁樁頂部））每隔15m選定一個個測點，，埋設(shè)坐坐標(biāo)點，，待混凝凝土凝固固后可與與土坡（（或樁頂頂）共同同變形。。3）測定方方法采用平面面導(dǎo)線測測量，以以基點1為坐標(biāo)原原點，通通過測量量距離與與方位角角，求出出各點位位的坐標(biāo)標(biāo)，平差差后推算算得到樁樁頂水平平位移值值（如圖圖所示））。在開開挖前采采集坐標(biāo)標(biāo)點初始始值，開開挖全過過程監(jiān)測測，每兩兩天觀測測一次。。圖4圍護樁頂水平位移測試點布置方法與量測示意圖4）數(shù)據(jù)處處理由每次測測量數(shù)據(jù)據(jù)可以得得到變形形值，并并匯總成成位移變變化曲線線。3.3.4地下水位位地下水位位用水位位觀測井井監(jiān)測，，觀測井井布置在在基坑四四角和長長短邊中中點。設(shè)設(shè)井時，，先在土土體內(nèi)鉆鉆孔至設(shè)設(shè)計深度度，然后后將帶有有進水孔孔的水位位管放入入孔中，，于管外外回填中中粗砂至至進水段段上方30cm，再在管外外用粘土土回填至至地面高高度。管管口設(shè)必必要的保保護裝置置。監(jiān)測測頻率：：從開挖挖至抵達達基坑底底，每三三天觀測測一次。。3.3.5鋼支撐軸軸力1）儀器設(shè)設(shè)備采用鋼弦弦式軸力力計（（如圖））鋼弦式軸力力計2）測點布置置在森林公園園站基坑的的兩道鋼支支撐上布置置監(jiān)測點，，測點布置置如圖第一層鋼支支撐監(jiān)測點點布置第二層鋼支支撐監(jiān)測點點布置3