基坑施工過程安全監(jiān)測方案實例

基坑施工過程安全監(jiān)測方案實例基坑施工過程安全監(jiān)測方案實例基坑施工過程安全監(jiān)測方案實例基坑施工過程安全監(jiān)測方案實例

摘

要：地鐵站臺一般在市內(nèi)開挖較多，周邊建筑物和管線比較復(fù)雜，一般情況下采取垂直開挖，基坑安全方面的檢測及預(yù)警成為工程施工中重要控制環(huán)節(jié)。本文通過對鄭州地鐵1號線桐柏路站安全檢測的研究，形成一個完整的安全檢測程序。關(guān)鍵詞:地鐵站臺;基坑；安全檢測;報警值

1工程概況

鄭州軌道交通1號線桐柏路站臺工程（以下簡稱車站工程)位于建設(shè)路與桐柏路交叉口，與遠期規(guī)劃5號線換乘。基坑?xùn)|北角為國棉三廠家屬院(3～6層磚房)，西北角為綠城數(shù)碼廣場（12層框架結(jié)構(gòu)），西南角為鄭州市第24中學(xué)及工商銀行，東南角為大商集團（1層框架).車站主體結(jié)構(gòu)采用地下二層三跨矩形框架結(jié)構(gòu),總長271m，寬度21.5m，中心頂板埋深3.25m,底板埋深16。795m。地下水位26。9~30。0m.車站兩端區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作業(yè)法施工，圍護結(jié)構(gòu)為“鉆孔樁+內(nèi)支撐”的支護形式，鉆孔樁φ1000@1500mm，內(nèi)支撐采用φ609mm(壁厚14mm)的鋼管。

2基坑安全性等級，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測項目

基坑安全等級為一級.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是GB50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》；GB50026－2007《工程測量規(guī)范》;JGJ/T8－97《建筑變形測量規(guī)程》;GB50308－2008《城市軌道交通工程測量規(guī)范》；GB50007－2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》;JGJ120－99《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》;鄭州軌道交通公司有關(guān)監(jiān)控測量管理辦法;等現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，結(jié)合工程具體條件，確定車站工程基坑重要性等級為一級.安全監(jiān)測項目及精度控制等級以重要性等級為依據(jù)。根據(jù)基坑支護設(shè)計文件及現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范要求,確定車站基坑安全監(jiān)測包括以下項目，有關(guān)測點平面布置見圖1.

（1)圍護樁頂水平位移。沿基坑周邊布置,長邊間距20m，每邊各設(shè)14點，短邊各設(shè)3點，共設(shè)34個監(jiān)測點位，用全站儀按小角法測量其水平位移.

（2)支護樁體測斜。沿基坑周邊布置，綜合考慮施工段水平長度為16m等因素，確定其間距約20m,共設(shè)32個監(jiān)測點位,采用測斜管測量.測斜管布置在支護樁內(nèi)鋼筋籠中，深度與樁長相同。

（3）支撐軸力.根據(jù)鄭州市既有地鐵車站安全監(jiān)測實踐經(jīng)驗，內(nèi)支撐軸力測量點共設(shè)30個，分別設(shè)在三道鋼管內(nèi)支撐上，采用振弦式支撐軸力計測量。

(4)基坑底面隆起.布置3個監(jiān)測點位，在基坑中軸線與選定的軸線交點處布置，采用分層沉降(隆起)板測量。

(5）相鄰地下管線沉降監(jiān)測?；又苓?0m范圍內(nèi)的重要市政管線均為監(jiān)測對象，共設(shè)134個點，采用幾何水準(zhǔn)方法測量。

（6)地表及相鄰建筑物沉降。基坑周邊50m范圍內(nèi)的重要建筑物及道路路面均為監(jiān)測對象，共設(shè)58個測點，采用幾何水準(zhǔn)方法測量.

3施測方案3.1支護樁頂水平位移監(jiān)測

結(jié)合工程具體條件，在基坑施工階段采用全站儀坐標(biāo)測量模式（小角法)直接觀測支護樁頂水平位移。

方法原理如圖2所示.在受施工影響較小的場地處埋設(shè)工作基點A、B、O，并使OA和OB分別大致平行于基坑的兩邊.設(shè)O點自由坐標(biāo)為(0，0）,并設(shè)OA為X軸正向.在O點設(shè)工作基準(zhǔn)墩，并安裝強制歸心盤。強制歸心墩的高度大于基坑周邊防護圍欄的高度0。1～0。2m,實際取1.6～1.7m.O點作為水平位移監(jiān)測的工作基點,日常觀測在該處強制歸心墩上安裝全站儀，在待測點上安裝反射棱鏡,使用OA作為基線,使用全站儀的坐標(biāo)測量模式直接測定各變形監(jiān)測點位的坐標(biāo)，并與初始值對比，作為該變形監(jiān)測點的水平位移量,精度為1mm.3。2支護樁體測斜

支護樁體側(cè)向變形采用測斜儀，相應(yīng)測斜管埋設(shè)于圍護樁內(nèi),其深度與支護樁相等。測斜管內(nèi)有四條按經(jīng)差90度分布的凹型導(dǎo)槽，作為測斜探頭滑輪上下滑行軌道。測量時，使測斜探頭的導(dǎo)向滾輪卡在測斜管內(nèi)壁的導(dǎo)槽中，沿槽滾動將測斜探頭放入測斜管，并由引出的導(dǎo)線將測斜管的傾斜角或其水平投影值顯示在測讀儀上。不同時刻測得的某一深度處測斜管水平投影值的變化即為該點位置處土體的水平位移值。

本項目采用CX－03C型測斜儀，其儀器標(biāo)稱精度為±4mm/20m，探頭工作幅度為60°，探頭測量精度為±0。1mm/0。5m;測讀器顯示讀數(shù)至±0.1mm。

（

1)測斜管的埋設(shè)。測斜管由塑料（PVC）制成，每段管長4m,管段之間由外包接頭管連接,管內(nèi)對稱分布有四條十字型凹槽，管徑90mm，它是測斜過程中探頭的上下通道。將測斜管底部裝上底蓋,逐節(jié)組裝，并固定在鋼筋籠內(nèi)受力主筋上。安裝測斜管時，要求檢查其內(nèi)部的一對導(dǎo)槽，使它們分別與坑壁垂直/平行，避免測斜管的縱向旋轉(zhuǎn)。在管節(jié)連接時必須將上、下管節(jié)的滑槽嚴(yán)格對準(zhǔn)，以免導(dǎo)槽不暢通,損傷探頭。支護樁混凝土澆筑完成后，用清水將測斜管內(nèi)沖洗干凈，將測頭模型放入測斜管內(nèi)，沿導(dǎo)槽上下滑行一遍，以檢查導(dǎo)槽是否暢通無阻(特別是測斜管接頭處），滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的現(xiàn)象。由于測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認測斜管導(dǎo)槽暢通時，不允許放入探頭。在測斜管管口處作好醒目標(biāo)志，嚴(yán)密保護管口.在現(xiàn)場測量之前，務(wù)必按照孔位布置圖編制完整的孔位列表，以與測量結(jié)果對應(yīng)。

（2)水平位移測量。聯(lián)結(jié)探頭和測讀儀，檢查密封裝置，電池充電情況（電壓），儀器是否正常讀數(shù)。將探頭插入測斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底以上0.5m處。切記，不要把探頭降到套管的底部，這有可能會損傷探頭.測量自孔底開始，自下而上，沿導(dǎo)槽全長,每隔0。5m測讀一次。為了提高測量結(jié)果的可靠度，在每一測量步驟中均需要一定的時間延遲,以確保讀數(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定。每次讀數(shù)前應(yīng)將探頭在該位置穩(wěn)定一段時間，以使其與環(huán)境溫度及其它條件平穩(wěn)。穩(wěn)定的特征是測讀儀上讀數(shù)不再變化。測量完畢后,將探頭旋轉(zhuǎn)180°，插入同一對導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測量,前后兩次測量時的各測點應(yīng)在同一位置上。側(cè)向位移的初始值應(yīng)取連續(xù)三次測量且無明顯差異之讀數(shù)的平均值。3。3鋼管內(nèi)支撐軸力

鋼管內(nèi)支撐采用振弦式反力計監(jiān)測其軸力.內(nèi)支撐反力計設(shè)在支撐靠近端頭處布置。振弦式反力計能長期測量鋼支撐軸力隨施工進程的變化過程.測量鋼支撐軸力時，需要配合專用安裝架。施工時，在鋼支撐安裝過程中把支撐軸力計安裝在活動端頭與冠梁之間，并把導(dǎo)線引出。振弦式反力計承受壓力使其內(nèi)部數(shù)根鋼弦的長度發(fā)生變化，自振頻率隨之改變。通過測定鋼弦的自振頻率或者頻率模數(shù)值,即可按已確定的模式換算出軸力值。

監(jiān)測過程中應(yīng)注意:測量時應(yīng)隨時計算、校核和分析監(jiān)測數(shù)據(jù).當(dāng)出現(xiàn)異常值時，應(yīng)及時進行復(fù)測，并分析原因，采取補救措施，以確保支護結(jié)構(gòu)安全;每次量測,均應(yīng)及時做好記錄，完整填寫日報表，并繪制支撐內(nèi)力與時間等有關(guān)因素關(guān)系曲線圖。3.4基坑隆起量監(jiān)測

當(dāng)基坑開挖到設(shè)計標(biāo)高后,在方案規(guī)定的位置處埋設(shè)沉降板，按水準(zhǔn)法測量基坑隆起.具體方法見4.5有關(guān)內(nèi)容。3。5相鄰地下管線、建筑物、地面沉降監(jiān)測

(1)管線監(jiān)測測點布置原則.為確保基坑周邊市政管線不被損壞，首先向市政有關(guān)部門收集車站周邊管線設(shè)計資料，并經(jīng)過現(xiàn)場踏勘、核對，了解管線的真實平面位置和標(biāo)高。由于各類管線設(shè)計、施工、管理十分復(fù)雜，且設(shè)計資料與管線竣工位置并不完全吻合，導(dǎo)致該項工作投入大量人力、物力，且沒有獲得準(zhǔn)確可靠的管線分布資料。以下根據(jù)當(dāng)前獲得的資料，介紹地下管線、相鄰建筑物及地面沉降監(jiān)測方案；在基坑施工過程中，可以根據(jù)現(xiàn)場條件變化，對該方案進行補充和完善。

受具體條件限制,本工程對遷移改線等暴露管線采用直接測量法，對地埋式隱蔽管線采用檢查井中設(shè)標(biāo)志點的方法測量。不論是遷移改線的暴露式管線，還是地埋式隱蔽管線，均按30m左右的間距設(shè)置觀測點，暴露式管線直接測量管壁沉降，地埋式隱蔽管線則監(jiān)測其上部對應(yīng)的地面沉降,間接監(jiān)測地下管線安全。

（2)觀測精度及技術(shù)要求。根據(jù)建筑變形測量規(guī)程(JGJ/T8－97）》中第3.3。1條有關(guān)規(guī)定，本項沉降監(jiān)測采用DSZ2級水準(zhǔn)儀，配合銦瓦鋼尺，按水準(zhǔn)測微法施測。

應(yīng)在標(biāo)尺分劃線呈像清晰和穩(wěn)定的條件下進行觀測。不得在日出后或日落前約半小時、太陽午天前后、風(fēng)力大于四級、氣溫突變時以及標(biāo)尺分劃線呈像跳動而難以照準(zhǔn)時進行觀測。晴天觀測時，應(yīng)用測傘為儀器遮蔽直射陽光。

每個月應(yīng)對水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺的水準(zhǔn)器和i角進行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)觀測成果出現(xiàn)異常情況，并認為與儀器有關(guān)時,應(yīng)及時進行檢驗與校正。

由往測轉(zhuǎn)向返測時,兩標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整治儀器。在同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦.轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時，其最后旋轉(zhuǎn)方向,均應(yīng)為旋進。

觀測過程中發(fā)現(xiàn)的點位變動跡象、建筑物基礎(chǔ)和墻體裂縫等情況，應(yīng)做出書面記錄,并畫出草圖。

根據(jù)工程實際情況，共設(shè)置水準(zhǔn)基點3個（由主體施工單位提供).水準(zhǔn)基點選擇在施工場地50m以外的穩(wěn)定場地上,其高程應(yīng)在首次觀測之前由閉合水準(zhǔn)測量確定，相應(yīng)的閉合差應(yīng)滿足二級變形觀測的精度要求。

4報警值

根據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)對工程做出險情預(yù)報是一個重大的技術(shù)問題，關(guān)系著工程安全和施工進度等多方面因素，必須根據(jù)工程的具體情況，綜合考慮各種實際因素,在實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上及時作出判斷。根據(jù)GB50308－2008《城市軌道交通工程測量規(guī)范》、GB50497－2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，結(jié)合鄭州市工程經(jīng)驗，確定工程監(jiān)測項目報警值分別為:

（1)支護樁頂水平位移。水平位移每天達到或超過3mm,累計位移達到24mm；

（2)支撐軸力。當(dāng)實測軸力（應(yīng)力）大于設(shè)計抗力70%時；

（3）基坑隆起。隆起量每天達到或超過3mm,累計隆起達到30mm;

(4)相鄰地下管線變形。相鄰測點間累計沉降差達到15mm;

(5)相鄰地面沉降。相鄰地面沉降達到30mm;

(6）相鄰建筑物沉降。相鄰建筑物主要承重結(jié)構(gòu)沉降差達到0.1％，或絕對沉降達到15mm.

當(dāng)監(jiān)測單位發(fā)出預(yù)警通報后,有關(guān)各方應(yīng)及時互通情報，研究處理方案，有步驟地采取應(yīng)急措施，及時排除險情，并通過跟蹤監(jiān)測來檢驗處理后效果，從而確保后續(xù)工程的安全.

5監(jiān)測工作組織及監(jiān)測小組主要職責(zé)

（1)技術(shù)總負責(zé)人負責(zé)監(jiān)測方案和監(jiān)測計劃的制定，報表的審核；

（2）項目負責(zé)人全面負責(zé)監(jiān)測工作的組織與協(xié)調(diào)；

(3）測量組長負責(zé)方案的實施，包括測點埋設(shè)、日常量測、資料管理等；

(4）技術(shù)員分工掌負責(zé)各自監(jiān)測設(shè)備,使用設(shè)備采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并負責(zé)監(jiān)測儀器的保養(yǎng)維修工作;技術(shù)員負責(zé)及時進行量測值的計算和繪制圖表，及時準(zhǔn)確地將信息(量測結(jié)果）反饋到現(xiàn)場施工，以指導(dǎo)