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1、隧道及城市深基坑监控量测方法,2011年7月27日,中铁第五勘察设计院集团公司,刘兰利,概述,监测方法,一,二,主要介绍内容,监测资料分析整理及成果反馈,三,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法 1.2 监测目的与意义 1.3 监测技术依据 1.4 监测对象及项目 1.5 监测的周期及频率 1.6 监测控制指标,2.1 监测前期工作 2.2 监测方法,一、概述,一、概述,城 市 地 下 工 程 特 点,地质条件复杂,周边环境复杂,结构埋深浅、 与邻近结构相互影响,荷载不确定、结构及 围岩稳定性难以判断,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,主 要 施 工 方 法,矿山法,盾构法,明挖法
2、,明挖顺做（放坡、桩墙及支撑支护）,盖挖顺筑法,盖挖逆筑法,全断面法、台阶法； CD法、CRD法； 双侧壁导坑法、中洞法； PBA法等,敞开式盾构,泥水加压盾构,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,土压平衡盾构,明 挖 顺 筑,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,明挖基坑施工照片,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,台阶法,“CD”法,“CRD”法,双侧壁导坑法,1.1 城市地下工程的特点及主要施工方法,土压平衡盾构,泥水盾构,修正设计,指导施工,安全评价,积累资料,1.2 监控量测的目的和意义,修正设计,用现场实测的结果弥补理论分析
3、过程中存在的不足， 并把监测结果反馈设计，调整相应的设计支护参数；,1.2 监控量测的目的和意义,指导施工,根据监测结果及分析成果 明确工程施工对地层的影响程度 及可能产生失稳的薄弱环节， 指导施工采取相应工程措施；,1.2 监控量测的目的和意义,安全评价,根据监测结果及分析成果 对工程自身安全状况 及受影响周边环境安全状况 作出相应安全评价,1.2 监控量测的目的和意义,积累资料,通过监控量测，收集数据， 为以后的工程设计、施工及规范 修改提供参考和积累经验。,1.2 监控量测的目的和意义,1、施工图设计文件 *工程施工图设计 2、国标、行业规范 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
4、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009） 铁路隧道监控量测技术规程（TB101212007 ） 铁路隧道施工规范（TB10204-2002） 客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号） 城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008） 地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999） 盾构法隧道施工与验收规范（GB50446-2008） 建筑变形测量规范（JGJ 8-2007） 工程测量规范（GB50026-2007） 国家三、四等水准测量规范（GB/T12898-2009） 孔隙水压力测试规程（CECS55：93） 3、地方标准 上海市基坑工程施
5、工监测规程（DG/TJ08-2001-2006） 北京市地铁工程监控量测技术规程DB11/490-2007,1.3 监测技术依据,城市地下工程施工监测的对象包括三大类型：基坑和隧道工程的周边环境、围（支）护结构及周围地质体。 1）周边环境监测对象主要包括隧道或基坑工程周围地表、建（构）筑物、地下管线、城市道路、桥梁、城市轨道交通既有线和既有铁路及其他市政基础设施等。 2）围（支）护结构监测对象主要包括明（盖）挖法基坑及竖井施工支护结构（围护桩墙、水平支撑、立柱、锚索、锚杆等）、盾构法管片衬砌、矿山法初期支护结构和临时支护结构等。 3）周围地质体监测对象主要包括基坑及隧道工程周围岩体、土体、地下
6、水等。,1.4 监测对象及项目,1.4 监测对象及项目,表1.4-1 周边环境监测项目,1.4 监测对象及项目,表1.4-2 基坑、隧道围（支）护结构体系监测项目,1.4 监测对象及项目,表1.4-3 周围岩土条件监测项目,一、建（构）筑物沉降、倾斜、裂缝 二、地表、道路沉降 三、地下管线沉降 四、围护桩（墙）顶水平位移和垂直位移 五、围护桩（墙）体水平位移 六、支撑轴力 七、锚杆（索）拉力 八、支撑立柱沉降 九、地下水位,四、监测对象及项目,1.4 监测对象及项目,明（盖）挖法主要监测项目-应测项目,周边环境,自身结构,周围地质体,按施工方法分类,一、桩（墙）体内力 二、坑底隆起 三、土压力
7、 四、土体分层沉降 五、土体水平位移 六、孔隙水压力,四、监测对象及项目,1.4 监测对象及项目,明（盖）挖法主要监测项目-选测项目,自身结构,周围地质体,一、建（构）筑物沉降、倾斜、裂缝 二、地表、道路沉降 三、地下管线沉降 四、拱顶沉降 五、净空收敛 六、地下水位,1.4 监测对象及项目,矿山法主要监测项目-应测项目,自身结构,周边环境,周围地质体,一、钢筋格栅应力 二、初期支护（二次衬砌）应力 三、 隧底隆起 四、围岩压力及支护间接触应力 五、土体分层沉降 六、土体水平位移 七、空隙水压力,1.4 监测对象及项目,矿山法主要监测项目-选测项目,自身结构,周围地质体,一、建（构）筑物沉降、
8、倾斜、裂缝 二、地表、道路沉降 三、地下管线沉降 四、管片衬砌变形监测（拱顶沉降和周边收敛）,1.4 监测对象及项目,盾构法主要监测项目-应测项目,周边环境,自身结构,一、管片应力 二、围岩接触应力 三、土层分层沉降 四、土体水平位移,1.4 监测对象及项目,盾构法主要监测项目-选测项目,周围地质体,自身结构,1.5 监测频率与周期,表1.5-1 明挖法监测频率及周期表,表1.5-2-1 矿山法监测频率及周期表,注：B为矿山法隧道开挖宽度，L为暗挖掘进面距监测断面前后的距离。,1.5 监测频率与周期,表1.5-2-2 矿山法拱顶沉降、净空收敛监测频率及周期表,1.5 监测频率与周期,表1.5-
9、3 盾构法监测频率及周期表,1.5 监测频率与周期,1.6 监测控制标准,监测报警值应符合工程设计的限值、结构设计要求以及监测对象的控制要求。依据工程类比、结构计算、相关规范、规程，由工程设计方确定。 工程监测报警值一般采用双指标控制，即监测项目的累计变化量和变化速率值。 一般参考设计单位提出极限值（报警值）的7090拟定监测过程中的预警值。 当多工序时应将监测控制指标进行分解到每一工序中，进行工序监测控制。,1.6 监测控制标准,北京地铁现场监测成果按黄色、橙色和红色三级预警进行管理和控制。 三级警戒状态判定表,1.6 监测控制标准,监测极限值（报警值）的确定原则： （1）建（构）筑物、地下
10、管线等周边环境：根据环境保护要求确定，一般对风险较大或重要的周边环境经专门评估确定； （2）支撑轴力、锚索拉力、结构应力、土压力：根据设计计算由设计确定； （3）自身结构变形、地表沉降：根据相应规范确定。,1.6 监测控制标准,1） 明挖基坑监测项目控制值，参考建筑基坑工程监测规范（GB50497-2009）,1.6 监测控制标准,2）矿山法地铁隧道变形控制标准参考地铁工程监控量测技术规程（DB11/490-2007）。,铁路隧道变形控制标准参考铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）。,1.6 监测控制标准,1.6 监测控制标准,3）盾构法地铁隧道变形控制标准参考地铁工程监控量测
11、技术规程（DB11/490-2007）。,二、监测方法,二、监测方法,二、监测方法,1 监测前期准备工作 1.1 收集资料 勘察报告、施工设计图纸、风险工程清单、控制网点资料及土建施工方案； 沿线重要建（构）筑物的详细设计资料，包括地基、基础类型、基础埋深等。施工核查管线资料、空洞探测资料等。 1.2 现场踏勘 了解施工现场条件、环境、交通状况，根据现场条件确定监测点的埋设位置及监测方法。 1.3 编写工点监测方案 主要包括方案说明（监测目的、监测范围、对象及项目、监测布点、频率及周期、精度、控制指标、监测成果反馈、监测人员组织、仪器设备、进度计划等）、方案图件（包括监测布点平、剖面图，监测点
12、大样图、地质剖面图等）。,二、监测方法,2 监测点布置与监测作业方法 2.1 建（构）物沉降监测 2.1.1沉降监测控制网布设形式 沉降变形监测控制网（点），以工程施工高程系统为基准建立，起始并附合于城市地下工程施工控制网二等精密水准点上。控制点由基准点和工作基点组成，根据各车站、区间待监测建（构）筑物的具体位置分布及桥梁、管线、道路地表等监测对象分布情况，控制网分段布设成局部的独立网，同观测点一起布设成闭合环网、附合网或附合线路等形式。,二、监测方法,1）控制点布置原则 控制点布置的原则为： 基准点是检验工作基点稳定性的基准，选设在远离基坑或隧道施工影响区的稳固位置； 工作基点是直接测点变形
13、观测点的依据，选设在相对稳定的地段，一般至少距基坑开挖深度或隧道埋深2.5倍范围之外； 控制点的分布应满足准确、方便引测定全部观测点的需要，每个相对独立的测区基准点及工作基点的个数均不应少于3个，以保证必要的检核条件。 地表基点或工作基点一般埋设在场区密实的低压缩性土层上，建筑物上基点或工作基点埋设在沉降已稳定的建筑物墙体上；,二、监测作业方法,基点及工作基点要避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源井、河岸、松软填土、滑坡斜面及标志易遭破坏的地点。 2）测点布置原则 测点按监测方案设计图纸布点位置在受施工影响的建筑物上设置，布置的原则为： 建筑物的四角、拐角处布置； 高低悬殊或新旧建筑物连接处
14、、伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础的两侧； 沿建筑物外墙每1020m处或每隔23根柱基上设置1个测点，每个建（构）筑物不少于3个测点。,二、监测作业方法,2.1.2 基点及测点埋设方法 地表工作基点采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，埋设步骤如下： 土质地表使用洛阳铲，硬质地表使用工程钻具，开挖直径约80mm，深度大于3m孔洞； 夯实孔洞底部； 清除渣土，向孔洞内部注入适量清水养护； 灌注入标号不低于C20的混凝土，并使用震动机具使之灌注密实，混凝土顶面距地表距离保持在5cm左右； 在孔中心置入长度不小于300cm的钢筋标志，露出混凝土面约12cm； 上部加装钢制保护盖（直径不小于150mm）；
15、 养护15天以上。,二、监测作业方法,控制深基准点,二、监测作业方法,二、监测作业方法,地表工作基点埋设形式图（mm）,建筑物基准标志埋设形式图,建（构）筑物测点标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式，框架、砖混结构对象采用钻孔埋入标志测点，钢结构对象采用焊接式测点，特殊装修较好的对象采用隐蔽式测点形式。 沉降监测各类测点埋设时应注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离，一般应高于室内地坪0.20.5m。测点埋设完毕后，在其端头的立尺部位涂上防腐剂。 建（构）筑物上布设的测点采用钻具成孔方式进行埋设，埋设步骤如下： 使用电动钻具在选定
16、建筑物部位钻孔； 清除孔洞内渣质，注入适量清水养护； 向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂； 放入观测点标志； 使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙； 养护15天以上。,二、监测作业方法,二、监测作业方法,建筑物沉降监测标志埋设形式图（单位：mm）,2.1.3 观测方法 监测水准网观测采用几何水准测量方法，使用DS01水准仪进行观测。 主要技术要求如下：基准网按工程测量规范GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测。,二、监测作业方法,垂直位移基准网观测主要技术指标及要求,二、监测作业方法,监测点按工程测量规范GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测，主要技术指标及要求见下表。,监测点观测主要技术指标及要求,二、监测作业方法,观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附
