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1、上海华测导航技术有限公司地铁车站形变监测方案上海华测导航技术有限公司 2013年9月1日目 录第一章 工程概况21.1、工程概况21.2、工程地质21.3、水文地质概况3第二章 监测的目的和依据4第三章 监测项目、仪器及监测频率5第四章 监测内容及方法64.1 墙顶水平位移64.2 深层水平位移测量74.3支撑轴力监测104.4 沉降监测114.5 管线沉降及临近建筑物变形124.6水位监测124.7 围护结构外侧土体水平位移134.8 围护结构外侧土体压力134.9 围护结构钢筋应力144.10 建筑物裂缝观测154.11 建筑物倾斜观测15第五章 监测点布置165.1 墙顶水平位移点布设1
2、65.2墙测斜管布置165.3 轴力计布置165.4地表土体沉降监测点埋设175.5 建筑物沉降点布置185.6水位测管布置195.7土体测斜管布置195.8管线观测点布设19第六章 监测警戒值设置21第七章 监测资料的收集整理和信息反馈22第八章 应急措施25第九章 结果分析及成果要求269.1 结果分析269.2 成果要求27第一章 工程概况1.1、工程概况本工程为深圳地铁蛇口线海月站围护结构，为连续墙+内支撑体系，局部为人工挖孔桩。此段明挖基坑设计起终点里程为13km,该基坑位于斜交的三叉路口之间。基坑周边建筑密集，高层林立。深南东路为28米宽道路，共8车道，东西向各4车道。休息休息为2
3、1米道路，共6车道。休息休息宽14米，南北双向四车道。本基坑规划范围内，主要有雨水管、污水管、给水管、电力及通信管，管线复杂。1.2、工程地质车站范围内现地面高程一般在7m左右。站址附近现状为道路、商业区及绿化带。车站范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土(Q4ml)、冲洪积粘性土及砂土(Q4al+pl)，残积粘性土层(Qel)，下伏基岩为燕山期(53)花岗岩。1岩性特征、层厚按上述分层依据，结合本工程地质断面，划分岩土层。每个岩土层描述如下： 淤泥质粘土(Q4al+pl)灰色，灰黑色，软塑状，含有机质及植物根茎，含粗砂，手捻砂感很重。详勘阶段仅Z3-2SDJ-02及Z3-2SDJ-03钻孔
4、揭示该层可塑状粉质粘土(Q4al+pl)褐黄色，可塑状，土质较纯，手捻有滑腻感。呈透镜体状分布于层之下，仅Z3-2SDJ-03钻孔揭示该层，厚度为01.05m。砾砂(Q4al+pl)灰白色，稍密，饱和。主要物质成分为石英质粗颗粒，一般含少量粘性土，级配较好，呈透镜状分布，厚度为01.05m。本次勘察阶段仅在Z3-2SDJ-03号钻孔揭示该层，厚度为1.05m。砾(砂)质粘性土(Qel)褐黄色，软塑状。组织结构全部被破坏，矿物成分基本风化成土状由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状，遇水软化、崩解，主要呈透镜状或小片状分布在硬塑状砾质粘性土或全风化花岗岩之上。仅Z3-2SDJ-01钻孔揭示该层，厚0
5、1.80m。砾(砂)质粘性土(Qel)红褐、褐黄、棕红夹灰黄色等，可塑状。土质不均匀，含1015石英砾，由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状，遇水软化、崩解，主要呈透镜状或小片状分布在硬塑状砾质粘性土或全风化花岗岩之上。仅4个钻孔揭示该层，厚度变化较大，厚012.20m。砾(砂)质粘性土(Qel)红褐、灰褐、棕红、灰黄色等，硬塑状。土质不均匀，含较多石英砾，由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状，遇水易软化、崩解，主要呈片状分布于冲洪积层和全风化层之间，局部呈透镜体分布，其中车站中心里程附近缺失较多。仅4个钻孔揭示该层，厚度变化较大，厚011.10m。全风化花岗岩(53)褐黄、褐红色，岩石风化强烈，
6、原岩结构可辨析，岩芯呈坚硬土柱状，遇水软化、崩解。矿物成分除石英质残留外，其他已基本风化呈土状。车站范围内呈层状分布于残积土或冲洪积层之下，厚6.3020.70m，顶面埋深6.3016.70m。强风化花岗岩(53)褐黄、青灰色，岩石风化强烈，岩芯呈砂土状、坚硬土柱状，风化不均匀，局部夹约5%角砾状强风化碎石，手可折断，遇水易软化、崩解。车站范围内呈层状分布于全风化层之下，风化界面起伏较大，厚度变化大，分布广泛，揭示厚度大于15.00m，顶面埋深19.4020.70m。1.3、水文地质概况车车站范围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于冲洪积粘性土、砾砂层及残积砂(砾)质粘
7、土层中。地下水埋深2.903.80m，含水层厚度13.8017.30m，以孔隙潜水为主。主要由大气降水补给。水量较丰富，水质易被污染。岩层裂隙水较发育，广泛分布在花岗岩的中强风化带、构造节理裂隙密集带中。富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度及胶结程度、与地表水源的连通性而变化，主要由大气降水、孔隙潜水补给，局部具有承压性。车站范围主要位于冲洪积层、残积层及全风化、土状强风化层内，对车站工程影响较小.。第二章 监测的目的和依据监测的目的：在基坑开挖的过程中。基坑内外的土体将由原来的静止土压力向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起维护结构承受荷载并导致维护结构和土体的变形，维护结构的内力和变形
8、中的任一量值超过容许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境尤其是对四周建筑物和地下管线造成不利的影响。基坑工程处于力学性质相当复杂的地层中，在基坑维护结构设计和变形预估时，一方面，基坑维护体系所承受土压力等荷载存在者较大的不确定性；另一方面对地层和维护结构一般都作了较多的简化和假定，与工程实际有一定差异；加之，基坑开挖与维护结构施工工程中，存在着时间和空间的延迟过程，以及降雨、地面堆载等偶然因素的作用，使得对结构内力计算以及结构和土体变形的预估与工程实际情况有较大差异，因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑的安全性和周围环境
9、的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。因此，监测的目的是：1）检测设计所采取的各种假设和参数的设计，指导基坑开挖和支护结构的施工；2）确保基坑支护结构和周围建筑物的安全；3）积累经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。监测的依据1符合深圳地铁蛇口线工程海月站施工图纸要求；2符合建筑地基基础设计规范GB50007-2002；3符合工程测量规范GB50026-93；4. 符合深圳地区建筑深基坑支护技术规范（SJG 05-96）。5. 符合建筑变形测量规范（JGJ8-2007）第三章 监测项目、仪
10、器及监测频率见表3-1。表3-1 大剧院站监测项目、仪器及监测频率一览表监测内容测点数量仪器(型号 精度)频率1.墙顶水平位移24全站仪（SET2130R 2）基坑开挖时1次/天，速率大于2mm/天时2次/天,结构施工时，2次/周；2.墙深层水平变形14测斜管、测斜仪(CX-03D)基坑开挖时1次/天，速率大于2mm/天时2次/天,结构施工时，2次/周；3.建筑物沉降20NA2电子水准仪(配测微器0.3mm)基坑开挖时1次/2天，结构施工且变化小于0.3mm/天时,2次/周;4.支撑轴力40480型振弦式频率仪(0.06%FS)基坑开挖时1次/天, 情况异常时2次/天；5.地面沉降51NA2电
11、子水准仪(配测微器0.3mm)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；6.土体水平位移6测斜管、测斜仪(CX-03C)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；7.结构柱沉降3NA2电子水准仪(配测微器0.3mm)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；8.地下水位6水位计基坑开挖时2-3次/周；9围护结构土侧压力10480型振弦式频率仪(0.06%FS)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；10墙体钢筋应力10480型振弦式频率仪(0.06%FS)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；11建筑物裂缝项裂缝观测仪根据需要12建筑物倾斜3NA2电子水准仪(配测微器0.3mm
12、)基坑开挖时1次/2天,结构施工时,2次/周；说明：1.以上所设定的观测频率为正常情况下的固定频率，当出现异常情况，将根据现场实际情况增加观测频率。2.测点数量及布置根据监测方案，同时根据现场实际情况和量测的条件布置。第四章 监测内容及方法图4-1 SET4130R全站仪4.1 墙顶水平位移4.1.1 墙顶水平位移量测方法SET4130R全站仪采用索佳世界领先的新一代测距技术，可实现高精度、远距离无协作目标测距，反射片测距及棱镜测距，全站仪单棱镜测距可达5km，精度可达2+2ppm，反射片测距可达1.3-500 m，精度可达3+2ppm，无协作目标测距可达0.3-350m，精度可达3+2ppm
13、。 无协作目标测距功能可直接对不同材质、不同颜色的物体。 SET4130R全站仪的测量原理为：在测量前, 向仪器安置测站点和观测点的坐标参数， 由仪器自动反算, 完成测站点至各监测点的方位角； 在测站上瞄准观测点的起始方向, 仪器在ATR 功能下, 将自动依序按方位角差的大小, 由小到大按序进行目标(棱镜)识别、瞄准； 仪器瞄准目标后，自动记录观测点的坐标值，储存在仪器内，待测完后输入到电脑中进行分析。初始值为基坑开挖前墙顶测点第一次量测的平面坐标值X1、Y1，（测量两次以上取加权平均值），其中基坑垂直方向的定为X，基坑纵向定为Y，第二次量测的平面坐标值X2、Y2，水平位移：= X1 X2。4
14、.1.2 量测精度见表4-1。表4-1 SET4130R全站仪性能参数表型号测角精度测距精度单次测量时间测程（平均大气条件）SET4130R22mm + 2ppm1.5 s1.8km(标准棱镜)4.2 深层水平位移测量深层水平位移是测量墙体在不同深度上的的点的水平位移，是反映维护结构安全的最重要最直接的方法。4.2.1 测斜仪的选用采用CX-03D测斜仪测量。CX-03D测斜仪是电子工业部三十三所研制的专门用于监测岩土地基位移的仪器，由测读议、探头、电缆及微机组成，测斜仪探头是整个系统的核心，是测量的敏感部位，是测试数据的来源之处，测斜仪测试的准确度取决于测头准确度。测斜仪测头中，核心部分是加速度传感器，加速度传感器也可以称为角度传感器，目前应用于测斜仪中的传感器以伺服加速度计的灵敏度和精确度最高。CX-03D测斜仪采用灵敏度最高的伺服加速度系统，测头性能指标：传感器灵敏度：0.02mm/8；标度因数：2.50.01V/g；导轮间距：0.5m；测头尺寸：32mm660mm。CX-03D采用自动储存式测读议，是测斜仪的二次仪表。存储量20个测孔、4个测试方向、每个孔深135m的信号；显示输出测试数据、为测头提供电源、通过通信电缆将
