杭州地铁1号线工程滨江站6号线监测方案Word格式.docx
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杭州地铁1号线工程滨江站6号线监测方案Word格式.docx
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建设河宽约20m,水深约1.7m-3.9m,河底淤泥厚约0.5-1.1m,对潜水位影响较明显,附属结构离河最近处约4.8m。
2.3基坑地质概况
据岩土工程勘察报告,车站拟建场地属钱塘江河口相冲海积堆积的粉性土及沙性土地区。
与本工程有关的地层自上而下,各层地质特性详述如下表。
土层性质及特征
土层
序号
土层名称
土层描述
①2
素填土
灰黄色、灰色、色杂、松散、稍湿、以粉土为主、含少量碎砖块及碎石块等。
大部分地表为沥青,厚约0.3-0.4m。
层顶高程5.75~6.47m,层厚0.80~1.8m。
③2
砂质粉土
灰黄色;
稍密,很湿,含云母碎屑。
摇镇反映迅速,切面无光泽反应,干强度低,韧性低。
局部缺失,层顶深度0.80m~1.80m,层顶高程4.35~5.67m,层厚1.803.60m。
③3
砂质粉土夹粉砂
灰色、灰黄色,稍密,很湿,含云母碎屑,局部夹粉砂。
摇镇反应迅速,切面无光泽反应,干强度低,韧性低。
全场地分布,层顶深度1.00~4.40m,层顶高程1.55~5.08m,层厚1.00~7.20m。
③4
灰色、稍密,很湿,含云母碎屑,局部夹粘性土薄层。
摇镇反应中等,切面无光泽反应,干强度低,韧性低。
全场地分布,层顶深度4.7~9.30m,层顶高程-3.28~1.54m,层厚2.30~7.23m。
③5
粉砂夹砂质粉土
灰色、稠密,很湿,含云母碎屑。
局部夹砂质粉土。
全场地分布,层顶深度7.00~13.2m,层顶高程-7.05~-0.76m,层厚1.00~5.00m。
③7
灰色、稍密,很湿,含云母碎屑。
振摇反应迅速。
切面无光泽反应,干强度低,韧性低。
局部分布,层顶深度11.00~16.00m,层顶高程-10.11~-4.72m,层厚0.60~6.60m。
④3
淤泥质粉质粘土
灰色,饱和,流塑,含少量有机质及腐殖质,夹薄层状粉土或粉砂。
全场地分布,层顶深度15.10~17.80m,层顶高程-11.64~-9.18m,层厚5.70~9.30m。
⑥2
淤泥质粘土
灰色,饱和,流塑,含少量有机质及腐殖质,局部夹薄层状粉土或粉砂。
全场地分布,层顶深度22.5~26.7m,层顶高程-20.81~-16.51m,层厚2.60~8.30m。
(12)1
中砂
灰色~灰褐色,中密,饱和,主要成分为石英,云母碎片,偶见贝壳碎屑,局部含粘性土。
底部局部夹少量砾石。
去昂场地分布,层顶深度28.6~33.0m,层顶高程-26.81~-22.85m,层厚2.60~8.30m。
(14)1
圆砾
灰色~灰褐色,中密-密实,砾石含量50%~80%,粒径一般0.2~5cm,个别8cm以上,级配良好,次圆状,交错排列、大部分接触,母岩成分为砂岩、凝灰岩等,间隙充填中砂、粘性土等,粘性土局部呈层状。
局部块石较大,钻进较难,易漏水。
全场地分布,层顶深度40.20~43.10m,层顶高程-37.10~-34.14m,层厚最大17.0m。
(15)1
全风化
砂砾岩
紫红~灰黄色,可塑-硬塑,岩石大部分风化为砂土状或土状,局部夹块状碎石或强风化碎块,组织结构基本破坏,矿物成分大部分已发生变化,但尚可辨认,并且有微弱的残余结构强度,手掰易断,干钻可钻进。
全场地分布,层顶深度54.60~59.3m,层顶高程-53.06~-48.33m,层厚钻探揭露最大8.40m。
2.4场内地下水情况
浅水含水层组主要为全新统冲海积砂(粉土),包括③层粉土及粉砂夹粉土,外业勘探时测得潜水位埋深2.10~3.90m,相应高程(1985年国家高程基准)为2.30~3.75m,根据含水层渗透系数划分属弱透水层。
潜水水位埋深随季节变化,补给来源为大气降水及地表迳流,并以蒸发、向附近沟、河等侧向径流排泄,据收集到的区域水文地质资料,杭州市滨江区地下水位年变化幅度0.50~1.50m。
潜水位随季节、气候等因素而有所变化。
设计地下水位应按站室全浸没考虑。
本场地对基坑开挖有影响的承压含水层主要分布于(12)1层中砂、(14)1层圆砾中,勘察期间测得承压水位埋深4.00m,水位标高2.24m。
承压含水层厚度约为29m,顶板标高-24.0m左右,富水性好,根据含水层渗透系数划分(12)1层中砂属中等透水~强透水层,(14)1层圆砾属强透水层。
主要接受上游补给区的侧向迳流补给及垂直向越流补给,以开采为主要方式进行排泄。
承压含水层下覆(15)1全风化砂砾岩风化成粘土状局部夹极少量沙砾或碎块,属弱透水层;
(15)2强风化沙砾岩风化成碎块状及块状,沙砾结构明显,该层透水性与胶结物及胶结程度有关,一般属弱透水层。
2.5针对本工程的监测侧重点分析
对于1号线和6号线附属基坑,其开挖深度在9~12米左右,开挖底面为砂质粉土,其重点在于墙体测斜和轴力监测及靠建设河一侧的潜水水位监测;
对于6号线主体基坑,其开挖深度25米左右,开挖底面为淤泥性土层,开挖底面距其下承压水层厚度最薄处4米,加上淤泥质土具高压缩性,性质很差,为防止承压水突涌,中砂及圆砾层的深井降水、水头减压和承压土层旋喷加固成为基坑开挖安全保障的关健。
另外换乘节点南北侧耳朵井基坑开挖深度为16米左右,其一侧即为1号线封堵墙,因此封堵墙变形监测很重要,直接影响到现已建的1号线安全。
就维护体系监测而言,其重点观测为墙体水平位移、支撑轴力、格构柱沉降;
就整个场地而言,其重点为基坑本身围护体系监测和场地南侧的三条管线沉降观测以及主体南北侧已建的1号线封堵墙沉降观测,由于场地西南角的国土资源局和西北角的武警医院距场地较远,其沉降监测可作了解性观测。
2.6监测内容
根据中铁二院工程集团有限责任公司《杭州地铁1号线工程滨江站(6号线)围护结构设计图》图纸,确定监测内容及数量如下:
(一)、主体围护结构(工作量有所调整):
支撑轴力:
9*7=63个点;
墙体水平位移、墙顶沉降:
17个点;
坑外地下水位:
9个点(坑内利用降水井施测,点数待定);
地表及1号线封堵墙沉降观测:
56个点(可能要根据场地情况做适当调整);
管线位移观测:
22个点;
立柱隆起、差异沉降观测:
9个点;
基坑隆起:
3个点。
(二)、6号线附属围护结构(工作量有所调整)
⑴、1号风亭及1号通道围护结构:
土体深层水平位移:
2个点;
4*3=12个点;
5个点;
地下水位:
8个点;
地表沉降观测:
25个点(可能要根据场地情况做适当调整);
立柱沉降观测:
5个点。
⑵、2号风亭及3号通道围护结构:
2个点;
4*3=12个点;
10个点;
6个点;
27个点(可能要根据场地情况做适当调整)。
⑶、4号通道围护结构:
3个点;
4*3=12个点;
6个点;
18个点(可能要根据场地情况做适当调整)。
⑷、2号通道围护结构:
3个点;
3*3=9个点;
7个点;
25个点(可能要根据场地情况做适当调整)。
(三)、1号线附属围护结构(工作量有所调整):
支撑轴力,5*3=15个点;
墙体水平位移、墙顶沉降,8个点;
坑外地下水位,5个点;
地表沉降观测,18个点(可能要根据场地情况做适当调整)。
(四)周边建筑物监测
根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)规范基坑开挖深度的2.5倍范围为本次监测范围,通过现场踏勘,所要监测的周边建筑主要为改道的三条地下管线及换乘节点南北侧已建的1号线。
为安全起见仍将场地西北角(距开挖场地60米开外)的武警医院(布置沉降点2个,见主体监测点布置图)、西南角(距开挖场地64米)的中兴房产售楼房(布置沉降点3个,见主体监测点布置图)纳入监测范围。
东南角的建设河及江南大道上的三条管道,监测点的布设见主体监测点布置图。
(五)监测点布设要求如下表:
监测项目
测点布置方法及要求
墙体水平位移
在围护墙内预埋测斜管,与围护墙深度相同,观测点间距20~30m,基坑每边都保证有监测测点。
深层土体位移
测斜管深度至开挖深度以下且性质良好的底部不产生移动的土层或2~3倍的开挖深度,一般作为墙体测斜的补充。
墙顶水平和垂直位移
沿基坑周边布置,测点距离不大于25m,且每边不少于3个测点。
支撑轴力
采用钢筋计,测试截面选择在不产生拉应力的截面布置,一般沿基坑纵向每2个开挖段(约50m)一组。
基坑周围地表沉降
采用围护结构顶同一观测断面布置,量测1-2倍基坑深度范围内的地表沉降。
地下水位
沿基坑长边至少布置3个,环境要求较高时可适当加密。
地表建(构)筑物沉降
测点布置在施工影响范围内(2倍基坑开挖深度)的建筑物上,根据建筑物的结构型式确定观测点,一般布置在建筑物的角点、中点及每隔5-15m布设。
地下管线
安全监测
测点布置在基坑施工影响范围内的管线处,选择典型断面监控,间距不大于30m。
管线监测主要针对刚性结构物,对柔性结构物管线不监测,具体根据施工现场作适当调整。
立柱隆沉监测
沿基坑纵向每2个开挖段(约50米)一个。
采用水准仪进行测量,测点具体布置在主断面立柱上端,以减小引点造成的误差。
三、监测结构、仪器、人员安排
3.1监测结构图
3.2监测仪器
名称
型号规格
数量
备注
测斜仪
CX-06A
1
精度:
±
0.025﹪F.S
水准仪
日本SOKKIA
0.3mm/km
全站仪
DMT/2NC
2秒,3mm/km
水位计
国产JTM9000
量程:
50m;
分辨率:
1cm
频率读数仪
国产JTM-V1000
0.008HZ
台式电脑/打印机
国产
1套
双核(CPU)
3.3监测人员
姓名
年龄
学历
专业
职称
项目负责
胡景元
38
本科
测量
工程师
技术负责
张效良
29
中专
助工
测试人员
牛键
22
测工
王文德
32
高中
中级技工
陈二伟
23
四、监测目的和要求
4.1监测目的
为了确保支护结构及地下施工的安全,必须对整个基坑施工过程和内部结构回筑过程进行施工监测。
对深基坑施工过程进行综合监测非常重要,既可以验证支护结构设计是否合理,又可以指导基坑开挖和支护结构的施工或及时对局部进行加固调整,同时也是为了保证基坑支护结构和相邻建筑物的安全,及时发现不安全因素,及早采取防范措施,为信息化施工提供基础数据;
基坑的全面监测也是为了总结工程经验,为完善设计分析提供依据,也是为杭州今后的轨道交通建设收集地下开挖的土体参数。
4.2监测要求
首次观测成果是各周期观测的初始值,要具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度,可采取适当增加测回次数的措施;
要定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测,点位稳定后,检测周期可适当延长,当对变形成果发生怀疑时,应随时进行检核和分析;
观测前,对所有的仪器设备必须按有关规定进行检校,并作好记录,导线测量和水准测量网、站及测回路线等应事先做设计;
要使用同一仪器和设备,相对固定观测人员,和观测时间;
尽可能按设计要求的监测内容和监测频率进行监测和分析。
同时,对现场基坑开挖及周边建筑、道路的巡视情况必须按《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)中的巡视表格做好详细记录,配合各仪器观测数据做出正确的分析。
五、墙体或深层土体位移监测
5.1仪器设备
1、测斜仪:
本工程深层位移监测拟采用中国航天科工集团三十三所CX-06A型测斜仪。
2、数据采集:
CX-06A型自动存储测读仪。
5.2监测工作原理
①测斜管
在待测测点位置埋设一条专门制造的“测斜管”。
测斜管用PVC塑料制成,其内部有两对互成90度角的凹槽,是为了“测斜仪”使用的“定向槽”。
②测斜仪(图1)
一种有两对(四个)导轮的角度测量仪器。
其角度测量部分能测出测斜仪轴向与(即时的)铅垂线间的角度;
它的两对导轮间距离是定长。
使用时将导轮纳入测斜管待测方向的一对导槽中。
当测斜仪停在测斜管的某深度位置时,该处测斜管与铅垂方向与夹角t就被测斜仪测出。
从简单的数学关系可知此位置时测斜管与铅垂位置偏开的距离(水平位移)为:
S=L×
sint
式中S为水平位移量
L为两对导轮间距离
t为铅垂线间的角度
5.3测斜管安装方法
对于墙体测斜,测斜管装配成整体或逐节绑扎在地下连续墙槽幅钢筋、钻孔桩主筋或工阀桩角钢上,管间用接头管衔接,并用自攻螺丝拧紧,用防水胶带密封。
管壁内有二组互为90度的导向槽,固定时使其中一组导槽与基坑纵向基本垂直,并在管内注满清水,防止其上浮,测斜管管底及管顶用布料堵塞,盖好管盖。
下钢筋笼或插入型钢及浇筑砼时应注意对测斜管的保护。
对于深层土体测斜,在地下工程开挖前采用钻机钻孔,将测斜管埋设至设计要求的位置,即开挖深度以下测斜管不易摆动的较好地层或两倍的开挖深度,本次主体坑外土体测斜埋入深度为35~40米,进入中砂层5米左右。
测斜管的埋设在放置过程中应注意测斜管的导槽方向与位移方向一致。
如有条件要及时测出各孔的坐标,并将各点的位置告知业主、监理和施工班组,做好监测点的保护工作。
开始挖土前,可测取各深度的初始坐标,位移值置为零,以后随施工进展测取各深度的坐标值,减去初始坐标,即为该孔的深层水平位移值。
5.4测斜测量步骤
1)仪器连接:
把电缆下插头插入测头的插座内,用扳手将压紧螺帽拧紧以防水,将电缆下插头插入数据采集仪的插座内。
2)仪器检查:
使仪器各部分处于正常工作状态。
3)测量:
将测头导轮卡置在预埋测斜管的导槽内,轻轻将测头放
入测斜管中,放松电缆使测头滑入孔底,记下深度标志。
将测头拉起至最近深度标志作为测读起点,每500mm测读一个数,直至管顶为止,每次测读应将电缆深度标志对准并卡紧,以防读数不稳。
再将测头掉转180°
重新放入测斜管中,放松电缆使测头滑入孔底,重复上述步骤在相同的深度标志上测读,以保证精度。
导轮在正反向导槽的读数将抵消或减少传感器的偏值和轴对称所造成的误差。
六、水平位移监测
本工程水平位移监测采用DTM/102NC电子全站仪用坐标法进行测量,全站仪的工作原理是测距和测角一体化的全自动测量仪器,可以直接测量各所需监测点的坐标;
也可以测量各点间的角度和距离,由于电子技术的成熟,只要选用相应的仪器按测量规范进行测量就可以得到满足精度要求的所需坐标。
6.1、仪器参数
全站仪(DTM/102NC—800138))
测距精度:
1+1Dppm
角度测量精度:
2//级;
使用环境温度:
-40~+45℃。
6.2平面控制网的布设
用于各水平位移监测项目平面控制基准,计划布设四个点组成一个闭合导线网,编号为KZ1-KZ4,方便在施工过程中水平位移的监测。
控制点具体布设情况将在进场后根据现场条件进行布设。
平面控制网采用二级城市导线,基各项技术指标如下:
等级
测角中误差
边长相对中误差
点位中误差
二级导线
2//
1/10000
1mm
6.3、监测方法
在通视条件良好且不受基坑开挖影响的地点设置叁个基准点,其中一个点放全站仪,另一个作为后视点,还有一个点作为备用和检查点(在前面有控制点被破坏时再使用)。
然后用全站仪测出各水平位移监测点的坐标。
第一次是初值,相对位移为零,以后每次测出的坐标与第一次坐标值相比较,计算出各点的水平位移。
水平位移计算公式为:
本次位移=上次坐标-本次坐标
累计位移=初次坐标-本次坐标
初次坐标、上次坐标、本次坐标数值均有现场测量所得。
6.4、测量步骤
在水平位移监测工作站点架设仪器,首先进行仪器对中和整平;
在仪器架设完成后瞄准后视目标;
输入设置仪器站点的参数;
用极坐标法测量各监测点的坐标。
七、沉降位移监测
基坑边地面沉降监测、基坑周边管线沉降监测、路面沉降监测、环梁顶沉降监测、立柱沉降监测,周边建筑物沉降等采用日本SOKKIA电子水准仪和2m沉降测量专用铟钢尺进行。
7.1仪器参数
每公里往返测量高差中误差:
≤±
1mm;
使用环境温度:
-30~+50℃;
望远镜放大倍数:
32*。
7.2监测点的布设
7.2.1水准控制网
水准控制点计划布设4个,编号为MB1~MB4。
建立闭合环与施工高程控制点联测。
控制点具体布设情况将在进场后根据现场条件进行布设。
7.2.2沉降点布设
立柱沉降点可在混凝土支撑中埋导线钉布点,路面上的沉降监测点要用钻钻孔破开路面后用Φ20~Φ30的一头磨圆的钢筋打入孔内土中,为了保护测点要使点位顶部略低于路面。
在立柱上布点均要求牢固,便于寻找和进行日常测量。
7.3测量方法
无论是基坑内立柱沉降测量还是周边的道路管线测量以及建筑物不均匀沉降测量,均应进行水准闭(附)合水准网精密测量,测量要求按国家二等水准测量标准进行外业观测。
监测点的测量:
采用精密水准仪,按国家二等水准要求观测。
以闭(附)合水准网精密测量联测各监测点,以水准控制点为基准,测算出各点高程,同一测点想邻两次高程差即为本次该测点的沉降量,第一次沉降量累加至本次沉降量即为该点累计沉降量。
公式如下:
dhi=hi-hi-1
Dh=(dh1+dh2+…+dhi)
式中dhi为本次沉降量
hi为本次标高
hi-1为上次标高
Dh为本次累沉降量
沉降监测等级及精度要求:
高差中误差
视线长度
前后视距差
前后视距累积差
视线高度
闭合差
二等
≤0.5mm
≤50m
≤2m
≤3m
≥0.2m
≤1.0√n
八、支撑轴力监测
8.1、监测仪器
①、HXzx-2频率接收仪
读数误差0.1Hz
②、钢支撑反力计(如是混凝土支撑用GJJ-1A钢筋应力计)
分辩率:
≤0.02%F·
S
综合误误差:
≤1.5%F·
测量范围:
拉800με~压1200με
8.2、测量元件的安装
支撑轴力监测主要内容是对应力监测计的频率监测,钢支撑一般是用反力计或长度为100mm的钢撑应变计进行应变测量后换算成支撑的轴力。
在这类监测工作中的难点主要在安装应力监测计上。
开展该工作首先要对厂家交付的应力(变)计进行复验,检查厂家交付的监测计是否合格、各应力监测计的仪器标定参数是否正确;
其次要提早做好应力监测计的埋设准备工作(连接杆的焊接、应力监测计连接电缆接头处的密闭防渗等);
如采用焊接法埋设钢支撑应变计要配合焊工现场焊接时用湿毛巾包好应变监测计,并不时滴水降温,确保应变监测计不因焊接而烧坏;
在安装现场焊接好后还应进行频率测试,如发现应变监测计烧坏可及时更换,总之应尽可能减少监测计运行前的故障;
钢筋应力计如采用焊在钢筋上,与应变计的安装相似。
最后要做好应变监测计测试电缆接出的保护工作,要防止测试电缆被弄断现象的出现。
8.3、测量方法及计算公式
每次测量须用HXzx-2频率测读仪测量频率后,根据反力计的标定参数即可计算各支撑上的轴力,计算公式如下:
九、地下水位监测
9.1、仪器参数
本工程水位监测的管口高程采用苏州一光DSZ2自动安平水准仪FS1测微器外加2米沉降监测专用铟钢尺进行测量,孔内水位仪用SC-30水位观测仪,测量误差≤5mm。
9.2、监测点布设
首先在设计监测水位的点上进行埋管,用XY-1型钻机成孔至监测深度,彻底清孔完后将水位管逐节连接后埋至设计标高,在埋管时要注意包好水位管最下端的土工布,回填孔周的最下两米时要用中粗砂。
水位监测点的埋置地点应作明显的标记,并将各点位置告知业主、监理和施工单位,做好监测点的保护工作。
9.3、监测方法
监测时用水位仪沿水位管下放,当碰到水时,水位仪发出响声,读取孔内水位尺寸刻度,再用水准仪测出管口标高,就可以确定现水位的高程,监测时为了确保监测数据的准确一般要在上向下测读后再从下向上测量一次,如互差在允许的范围内则取平均值计算最终的水位,如互差超限则要重测。
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