地铁深基坑监测技术总结

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1、深基坑监测技术总结目录1 工程概况 - 1-2 监测目的 -1-3 监测项目及监测点布置 -1-3.1监测项目 -2-3.2测点的布设 -3-4 监测方法与监测频率 - 6-4.1 变形监测控制网的建立 - 6-4.2监测方法 -7-4.3监测频率 -9-5 数据处理与信息反馈 - 10-5.1量测成果收集 -10-5. 2数据处理及信息反馈 - 10-5.3 监控量测管理控制标准 -11-5.4 安全预报和反馈 - 12-6 总结 -14-1工程概况某市地铁201标段某站为明暗挖结合三四层分离岛式车站， 车站全长 174.3m 。车站明挖部分包括 4 个出入口（预留 1 个）和 两个设备用房

2、区（ 1#、2#明挖厅）。本文以 2#明挖厅为例，介绍 深基坑监测技术。2#明挖厅位于黄河路南侧，交通大学正门以西，基坑边距黄 河路10m，周边有多家银行，商超，环境复杂。2#明挖厅长64.1m, 顶板覆土 2.6m。其中加深段长度26.6m宽度15.7m，底板埋深约 31.3m,结构采用四层双跨钢筋混凝土矩形框架结构； 标准段长度 21.2m，宽度8.5m，底板埋深22.3m，结构采用三层单跨钢筋混凝 土矩形框架结构。2监测目的 将监测数据与预测值相比较，判断前一步施工工艺和支护 参数是否符合预期要求，以确定和调整下一步施工，确保施工安 全和地表建筑物、地下管线的安全； 将现场量测的数据、信

3、息及时反馈，以修改和完善设计， 使设计达到优质安全、经济合理； 将现场量测的数据与理论预测值比较，用反分析法进行分 析计算，使设计更符合实际，以便指导今后的工程建设。 3监测项目及监测点布置3.1 监测项目根据设计文件及相关规范，将监测项目分为地上项目及基坑 内项目。地上项目包括：地表沉降（隆起），建（构）筑沉降， 地下管线沉降等；基坑内项目包括：墙顶水平位移，墙顶垂直位 移，支撑轴力，围护墙变形，基坑底部隆起。监测点的具体布置 见下图：图 3.1 监测点布置平面图图 3.2 监测点布置断面图3.2测点的布设 地表沉降点布设：按地表沉降点布置平面图在地面上标出沉降点位置，在沉降点位置挖 80c

4、m*100cm 的坑将事先做好的沉降 标放入坑中并回填至原地面约 50mm 处埋入护筒，在护筒内放入细 砂至钢筋头约 15mm 处，放入保护盖。如遇硬化路面，可用水钻破 除硬化层，将钢筋打入地下大于 50mm ，然后放入护筒、细砂并加保护盖板半刚性路面层钢管（砂+木屑）隔离层原状土层钢筋图 3.3 地表沉降点埋设示意图 建筑物沉降监测点布设：建筑物沉降监测点布置在建筑物下部或基础上，用电钻钻约 70mm 左右的孔，然后将建筑物沉降点 打入建筑物内约 80mm ，外漏约 40mm 。用水泥砂浆把钻孔周围填实。图 3.4 建筑物沉降监测点埋设图 地下管线沉降点布设：地下管线沉降点根据位置不同分为

5、抱箍式和模拟式。抱箍式布设在窨井中，用扁铁包裹管线一周， 两侧用扣件固定，扁铁上部焊接一根测杆通到窨井上部。模拟式 布设在地面上，布设方法类似地表沉降点。/I1?7=7菅线沉降点知胖不屑；隔禽匚图35模拟式管线监测点示意图图36抱箍式管线监测点示意图 桩顶水平位移和垂桩顶垂直位移监测点布设：桩顶水平位 移和垂直位移点可以分开布设也可以组合布设。2#明挖厅考虑到 布设监测点方便和场地限制采用组合布设。在冠梁混凝土浇筑时， 沿纵横轴在测点处埋设20钢筋和10mm*10mm*lmm钢板焊接在一 起的（钢筋顶端高出钢板l-2cm ）预埋件。如下图，在基坑开挖 影响范围之外埋设基准点A、B,在A、B的连

6、线上基坑边缘埋设 水平位移观测点a、b、c、d。以A、B连线为基准线，测量位移 观测点到基准线的距离即为位移量。基坑abcdAB图37水平位移监测示意图 支撑轴力监测点布设：支撑轴力监测点分为混凝土支撑轴力和钢支撑轴力。混凝土支撑轴力的布设：混凝土支撑钢筋绑扎 完毕后选取一根主筋，将钢筋与钢筋轴力计焊接牢固，将轴力计 引出电缆穿入预埋的 PVC 管中漏出线头做好保护。钢支撑轴力安 装：钢支撑安装好后，根据设计标高以及平面位置在钢支撑端部 挡板上画出钢支撑十字中心线。根据轴力计截面半径大小，中心 线位置，在钢支撑端部的挡板上画出轴力计安装位置。根据已画 好的轴力计位置，在钢支撑端部的挡板上采用电

7、焊方式各焊一个 高6cm,内径比轴力计外径大5mm左右的限位圆环。将轴力计插 入钢支撑上限位圆环内，然后将钢支撑端部的限位圆环套在轴力 计上。轴力计安装好,对轴力计的引出电缆作好保护工作。 围护墙变形监测点（测斜管）布设：围护墙测斜管埋设采 用绑扎法,在围护墙钢筋笼吊装前,在地面将测斜管绑扎至钢筋 笼上,与其一起沉入孔内,沉入时应注意测斜管应位于基坑内侧 方向。由于混凝土的浮力作用以及振捣机械的影响,测斜管的绑 扎定位一定要牢固可靠,以免混凝土浇筑时,使其发生上浮或侧 向移动,影响测试数据的准确性。由于围护结构较深,测斜管较 长,测斜管安装时,随时要注意测斜管的一对槽口与基坑边缘垂 直,同时要

8、避免测斜管自身的轴向旋转,以保证测出的数据真实 反映在基坑边缘垂直面内的挠曲。在测斜管连接时,必须将上、下管段滑槽相互对准,使测斜仪的探头能在管内平滑运行。图 3.8 测斜管埋设示意图 基坑底部隆起监测点布设同地表沉降监测点4监测方法与监测频率4.1 变形监测控制网的建立 平面控制网某站平面控制网共有5个设计控制点(DTJ225、DTJ226、DTJ227、DTJ228、DTG2-29 )，根据这5个控制点的情况在 2#厅周围布置相应的控制网，加密控制点应布设在易于后期监测 的位置。平面控制网的观测a野外数据采集用徕卡TS02 2(1.5mm+2ppm )全站仪和配 套的具有长气泡光学对点仪及

9、其照准觇牌和棱镜。b 观测前对所有使用的仪具，按照规范规定结合全站仪的特 性进行必要项目检查。距离往返观测，各两测回，每测回四次读数，读数差小于4mm。测回间应重新照准。d镜站、仪站对中误差不得大于2mm，为此光学对中器必须在 实测前检查一次，对中偏差不得大于 1mm。e 水平角、垂直角观测中，气泡中心位置偏离整置中心不宜 超过 1 格。f 观测之前应正确地调整仪器望远镜的焦距，并在测回间尽 量少变，在一测回内严格保持不变。 高程控制网本标段设计高程控制点共6个(DTS2II24、DTS2II25、 DTS2II26、DTS2I08、DTJ227、DTJ228)，施工现场根 据某站站位情况，采

10、用精密水准仪按二等水准测量要求增设监测 用高程控制点。进行变形监测时，水准基点布设数量不少于 3 个。 控制点复测复测周期视基准点所在位置的稳定情况确定，在施工过程中每 3 个月复测一次。当观测点变形测量成果出现异常时，及时进 行复测。4.2 监测方法 几何水准观测法监测地表沉降、建筑物沉降、地下管线沉降、桩顶垂直位移和基 底隆起采用莱卡 DNA03 高精度电子水准仪进行几何水准观测。日常监测按国家二级水准测量以上精度要求，几何水准法进行观测，每次采取往返闭合测量。为了提高测量精度，在开始沉 降观测前，采用全站仪测量出各段的距离，在置镜点和立尺点设 立标志，使每次观测能在同一路线上进行，同时减

11、少仪器的I角误差。其沉降观测限差要求见下表。表4.1沉降观测限差表等级视线 长度前后视 距差前后视距累 积差基辅分划读 数差返往较差二等V40mW 0.3mW 1.0m0.25mmW0.3 孙 mm支撑轴力监测支撑轴力采用频率接收仪监测，将接收仪的两个夹子分别接 在轴力计预留的线头上，读出读数，将读数带入轴力计算公式上 计算出支撑轴力 围护墙变形监测围护墙变形采用测斜仪监测。测斜时，先联接测头和测读仪， 检查密封装置，电池及仪器工作是否正常，将测头插入测斜管， 测量时以管口作为计程标志，自孔底开始，自下而上沿导槽全长 每隔0.5m测读一次，每次测读时必须将测头稳定在某一位置上， 才能进行读数。

12、测量完毕后，将测头提转 180 插入同一对导槽 重复测量一次，两次读数应是数值接近符号相反。 围护墙顶水平位移桩顶水平位移监测用极坐标法监测。在基坑边影响小，稳固 的位置布置两个监测基点，利用数学中的极坐标原理，以两个已 知点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，以及观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角 从而来计算观测点坐标。测量方法如图：A、B已知点，CC 点为待求坐标点BCS图4.1极坐标法示意图测定待求点 C 坐标时，先计算已知点 A、B 的方位角a = arctan(a b-) x 180 / 兀 BAX - XAB测定角度B和边长BC,则BC的方位角：a

13、 =a + PBCBAC 点的坐标：X = X + S x cos aCBBCY = Y + S x sin aC BBC为提高测量精度每个监测点用方向法观测 4 个测回，求得角度和距离的平均数代入以上公式。4.3 监测频率监测频率详见下表基坑施工监测频率表。表 4.2 基坑施工监测频率表施工状况监测频率基坑开挖期间HW5m1次/3天5mVHW 10m1次/2天10mVHW 15m1次/天H15m2次/天基坑开挖完成以后17天1次/天715天1次/2天1530天1次/3天30天以后1次/周经数据分析确定达到基 本稳定后1次/月注：1、H为基坑深度。2、当基坑安全等级为一级时，基坑开挖完成以后1

14、7天监测频率为2次/天，715天监测频率为1次/天。5数据处理与信息反馈5.1量测成果收集每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录，对每一个量测断面内每一种量测项目，均应进行以下资料整理：原始记录表及实际测点布置图。 位移（应力）值随时间及随开挖面距离的变化图。 位移速度、位移（应力）加速度随时间以及随开挖面变化图。5.2 数据处理及信息反馈采用比较法、作图法和数学、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，如图 5.1 所示。如果位移的变化随时间而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状 态，支护系统是有效、可靠的，如图中的正常曲线。图中的反常 曲线，出现了反弯点，这说明位移出现反常的。急骤增长现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程措施。图5.1时间位移曲线和距离位移曲线在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合 适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的 最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。53监控量测管理控制标准监控量测管理控制值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。当监测数据达到管理控制值的 75%时，定为警戒值。各监测项