淺談明挖地鐵車站深基坑施工監(jiān)測

淺談明挖地鐵車站深基坑施工監(jiān)測 摘 要：為了進(jìn)一步確保地鐵車站在基坑開挖的安全性，本文結(jié)合某車站明挖深基坑施工，通過監(jiān)測方法、監(jiān)測要求、監(jiān)測內(nèi)容、儀器設(shè)備、觀測方法、報(bào)警、消警等方面對施工監(jiān)控量測進(jìn)行的論述，可為深基坑施工監(jiān)測提供借鑒。 關(guān)鍵詞：明挖 深基坑 施工 監(jiān)測 在地鐵車站基坑開挖過程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其它因素的復(fù)雜影響，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能遇到的問題，而且理論預(yù)測值還不能全面而準(zhǔn)確地反映工程的各種變化。所以，在理論指導(dǎo)下有計(jì)劃地進(jìn)行現(xiàn)場施工監(jiān)測十分必要。 下面就某地鐵車站為例介紹地鐵明挖車站施工監(jiān)測方法。 1 工程簡介 1.1 工程概況 車站主體為地下雙層雙柱三跨式車站，其中地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層。車站結(jié)構(gòu)覆土厚度為3.6m，采用明挖順作法施工。 車站總長276.1m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬20.9m?；又ёo(hù)鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐。鉆孔灌注樁標(biāo)準(zhǔn)段采用8001300，盾構(gòu)井段加密至8001000/1100，內(nèi)支撐第一道撐采用混凝土撐和鋼支撐，其余采用609，t=16的鋼管支撐。 車站上方地下管線較多，車站范圍內(nèi)管線有污水、電力、電信、移動(dòng)管線。所有管線在車站主體土方開挖前所有管線均遷改至結(jié)構(gòu)施工范圍以外。 1.2 監(jiān)測組織 1.2.1監(jiān)測組織體系 （1）建立完善的監(jiān)測組織 針對工程監(jiān)測的特點(diǎn)，應(yīng)成立專業(yè)監(jiān)測隊(duì)，由具有施工經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)及有結(jié)構(gòu)受力計(jì)算、分析能力的工程技術(shù)人員組成，可由測量工程師擔(dān)任監(jiān)測負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)工程監(jiān)測計(jì)劃、組織及監(jiān)測的質(zhì)量審核。一個(gè)車站基坑檢測人員應(yīng)不得少于5人。 （2）建立良性的信息反饋機(jī)制和信息化施工程序 監(jiān)測小組與駐地監(jiān)理、設(shè)計(jì)、甲方及相關(guān)各方建立良性的互動(dòng)關(guān)系，積極進(jìn)行資料的交流和信息的反饋，優(yōu)化設(shè)計(jì)，調(diào)整方案，保證工程順利進(jìn)行。 2 監(jiān)控量測要求 2.1 總體要求 項(xiàng)目部設(shè)專人負(fù)責(zé)監(jiān)測工作，監(jiān)測儀器設(shè)備的種類、精度和數(shù)量滿足工程的需要，并嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定，定期對儀器進(jìn)行檢定。監(jiān)測人員和設(shè)備要在施工期間保持相對穩(wěn)定。 監(jiān)測隊(duì)必須熟知施工圖紙監(jiān)測項(xiàng)目、點(diǎn)位、監(jiān)測頻率、方法等。 在進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，必須遵守先復(fù)測、后利用的原則，即在確保所采用的基準(zhǔn)點(diǎn)準(zhǔn)確無誤后（平面控制點(diǎn)不少于 3 個(gè)，高程控制點(diǎn)不少于 2 個(gè)），方可進(jìn)行下一步的監(jiān)測工作，復(fù)測結(jié)果要記錄在監(jiān)測手簿。 點(diǎn)位布設(shè)前，做好監(jiān)測范圍內(nèi)的管線調(diào)查工作，避免在布點(diǎn)時(shí)對電纜、光纜等造成破壞，引發(fā)事故。 應(yīng)加強(qiáng)對測點(diǎn)的保護(hù)，如損壞需及時(shí)補(bǔ)設(shè)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性。 2.2監(jiān)測基本技術(shù)要求 一般要求如下： （1）監(jiān)測項(xiàng)目分為應(yīng)測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目兩類。 （2）車站施工地段，監(jiān)測范圍應(yīng)視車站周圍環(huán)境和建（構(gòu)）筑物情況確定監(jiān)測范圍。 （3）監(jiān)測頻率應(yīng)與施工進(jìn)度密切配合，并針對不同工法和不同施工步序分別制定相應(yīng)的監(jiān)測頻率。 （4）施工中應(yīng)按施工進(jìn)度及時(shí)監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，及時(shí)反饋給業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位。 （5）在測點(diǎn)驗(yàn)收后七日內(nèi)共同完成連續(xù)三次的初值同步采集工作，并在三日內(nèi)報(bào)送監(jiān)理單位進(jìn)行核對，監(jiān)理單位兩日內(nèi)反饋復(fù)核意見，各監(jiān)測單位對不滿足誤差要求的測點(diǎn)重新采集初值。 3 監(jiān)測內(nèi)容 3.1 監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)原則 （1）觀測點(diǎn)類型和數(shù)量的確定結(jié)合本工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求、施工特點(diǎn)等因素綜合考慮，并能全面反映被監(jiān)測對象的工作狀態(tài)。 （2）為驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)而設(shè)的測點(diǎn)布置在設(shè)計(jì)中最不利的位置及斷面上，其目的是及時(shí)反饋信息、指導(dǎo)施工。 （3）表面變形測點(diǎn)的位置既要考慮反映監(jiān)測對象的變形特征，又要便于應(yīng)用儀器進(jìn)行觀測，還要有利于測點(diǎn)的保護(hù)。 （4）埋測點(diǎn)不能影響和妨礙結(jié)構(gòu)的正常受力，不能削弱結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。 （5）在實(shí)施多項(xiàng)內(nèi)容測試時(shí)，各類測點(diǎn)的布置在時(shí)間和空間上應(yīng)有機(jī)結(jié)合，力求使一個(gè)監(jiān)測部位能同時(shí)反映不同的物理變化量，找出內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。 （6）根據(jù)監(jiān)測方案預(yù)先布置好各監(jiān)測點(diǎn)，以便監(jiān)測工作開始時(shí)，監(jiān)測元件進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。 （7）如果測點(diǎn)在施工過程中遭到破壞，應(yīng)盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補(bǔ)設(shè)測點(diǎn)，保證該測點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。 3.2 監(jiān)測內(nèi)容 依據(jù)建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（GB 50497-2009）、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙以及基坑工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件確定。 3.3 監(jiān)測儀器 監(jiān)測儀器的好壞直接影響到工程的質(zhì)量，影響到整個(gè)工程質(zhì)量的好壞，因此在車站開工前，應(yīng)充分做好準(zhǔn)備工作。采用精度高、性能好的監(jiān)測儀器。 1. 采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降和隆起監(jiān)測； 2.采用全站儀進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測； 3.采用測斜儀進(jìn)行圍護(hù)樁體變形、土體分層位移監(jiān)測； 4.采用振弦式讀數(shù)儀結(jié)合軸力計(jì)進(jìn)行支撐內(nèi)力監(jiān)測； 5.采用振弦式讀數(shù)儀結(jié)合鋼筋計(jì)進(jìn)行圍護(hù)樁內(nèi)力監(jiān)測； 6.采用數(shù)字頻率儀結(jié)合壓力盒進(jìn)行圍護(hù)樁側(cè)向土壓力監(jiān)測。 儀器的使用遵循以下原則： 1）監(jiān)測過程中所使用的儀器及附件須經(jīng)過專業(yè)檢測單位全面檢驗(yàn)，合格后方能使用，在使用過程中應(yīng)定期檢驗(yàn)，并保存檢測記錄； 2）儀器由專人保管，定期保養(yǎng)； 3）使用前檢查儀器工具是否完好，儀器背帶和提手是否牢固； （1）監(jiān)測點(diǎn)布置圖； （2）監(jiān)測記錄及報(bào)表； （3）土壓力值歷時(shí)關(guān)系曲線； （4）對土壓力監(jiān)測成果的計(jì)算分析資料。 此項(xiàng)為選測項(xiàng)，不納入正式監(jiān)測項(xiàng)目，只設(shè)置個(gè)別點(diǎn)作為本企業(yè)的技術(shù)資料積累之用。 5 監(jiān)測控制及安全質(zhì)量保證措施 5.1監(jiān)測初始值測定 測量基準(zhǔn)點(diǎn)在施工前埋設(shè)，經(jīng)觀測確定其已穩(wěn)定時(shí)方才投入使用。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點(diǎn)精度?；鶞?zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè)，并設(shè)在施工影響范圍外。監(jiān)測期間定期聯(lián)測以檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。并采用有效保護(hù)措施，保證其在整個(gè)監(jiān)測期間的正常使用。 5.2施工監(jiān)測頻率 監(jiān)測頻率基坑開挖深度小于5m，每2天1次；基坑開挖5-10m，每天1次；基坑開挖深度大于10m到底板澆筑后7天，每天2次；底板施工后814d，每天1次；底板施工后1528d，每2天1次；底板施工后28d，每3天1次。 5.3 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)、報(bào)警值、控制值及判定 5.3.1 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn) 在信息化施工中，監(jiān)測后應(yīng)及時(shí)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，判斷監(jiān)測對象的穩(wěn)定性，并及時(shí)反饋到施工中去指導(dǎo)施工。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)以級(jí)管理制度作為監(jiān)測管理方式。管理等級(jí)見下表。 監(jiān)測管理表 管理等級(jí) 管理位移 施工狀態(tài) U0.8U0 加強(qiáng)監(jiān)測、發(fā)出警報(bào)并及時(shí)反饋 注：其中U為實(shí)測值，U0為最大允許位移值，即控制值。 5.3.2監(jiān)測及巡視預(yù)警判定 預(yù)警分為監(jiān)測值預(yù)警、巡視預(yù)警和綜合預(yù)警。根據(jù)情況嚴(yán)重性依次分為黃色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警，預(yù)警及判定分類見下表。 預(yù)警級(jí)別 預(yù)警狀態(tài)描述 黃色監(jiān)測預(yù)警 “雙控”指標(biāo)（變化量、變化速率）均超過監(jiān)控量測控制值（極限值）的70%時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值的80%時(shí) 橙色監(jiān)測預(yù)警 “雙控”指標(biāo)均超過監(jiān)控量測控制值的80%時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值時(shí) 紅色監(jiān)測預(yù)警 “雙控”指標(biāo)均超過監(jiān)控量測控制值，且實(shí)測變化速率出現(xiàn)急劇增長時(shí)。 監(jiān)測點(diǎn)三級(jí)警戒狀態(tài)判定表 5.4 應(yīng)急措施 當(dāng)速率（累積變化量）超過設(shè)計(jì)允許值的80%或巡視內(nèi)容達(dá)到報(bào)警時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。 根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目控制指標(biāo)，按照變形量和變形速率雙控指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)預(yù)警判斷。經(jīng)判斷達(dá)到綜合預(yù)警狀態(tài)時(shí)，及時(shí)通過口頭、電話或者短信方式報(bào)駐地監(jiān)理、第三方監(jiān)測單位及業(yè)主，同時(shí)采取相應(yīng)應(yīng)急措施。 預(yù)警響應(yīng)機(jī)制： （1）預(yù)報(bào)警發(fā)布單位 軌道公司根據(jù)各方的監(jiān)測建議發(fā)布預(yù)報(bào)警，并一次性直接通知各監(jiān)控實(shí)施層（第三方監(jiān)測單位、監(jiān)理單位、施工單位）。 （2）預(yù)報(bào)警響應(yīng)形式 監(jiān)控實(shí)施層應(yīng)根據(jù)預(yù)警級(jí)別及風(fēng)險(xiǎn)工程等級(jí)的不同，安排不同層級(jí)的部門、領(lǐng)導(dǎo)予以響應(yīng)。各層的部門、領(lǐng)導(dǎo)發(fā)出的指令動(dòng)作和處理建議應(yīng)作指令的記錄。 6 消警 消警流程： （1）黃色預(yù)警的消警：由施工方提交消警建議報(bào)告，內(nèi)容包括預(yù)警區(qū)域的巡視情況和數(shù)據(jù)變化情況，報(bào)監(jiān)理單位，由監(jiān)理單位對黃色預(yù)警的消警做出判定，消警結(jié)果報(bào)到第三方監(jiān)測單位和軌道公司。 （2）橙色預(yù)警的消警：由施工方提交消警建議報(bào)告，內(nèi)容包括預(yù)警區(qū)域的巡視情況和數(shù)據(jù)變化情況，報(bào)監(jiān)理單位，由監(jiān)理單位對橙色預(yù)警的消警做初審，后經(jīng)第三方監(jiān)測單位復(fù)審，做出橙色預(yù)警的消警判定，消警結(jié)果報(bào)到軌道公司。 （3）紅色預(yù)警的消警：由施工方提交消警建議報(bào)告，內(nèi)容包括預(yù)警區(qū)域的處理措施、處理效果、巡視情況和數(shù)據(jù)變化情況，報(bào)監(jiān)理單位，由監(jiān)理單位對紅色預(yù)警的消警做初審，后經(jīng)第三方監(jiān)測單位復(fù)審，報(bào)工程一處、安全質(zhì)量處做出最終的紅色預(yù)警的消警判定。 7 停止監(jiān)測判別標(biāo)準(zhǔn) 施工單位對于結(jié)構(gòu)施工已完成回填的部位可以提交停止監(jiān)測申請報(bào)告，經(jīng)標(biāo)段監(jiān)理、第三方監(jiān)測、建設(shè)單位審核后方可停止項(xiàng)目監(jiān)測，并報(bào)軌道公司備案。 主要參考文獻(xiàn) 1 夏才初， 李永盛. 地下工程測試?yán)碚撆c監(jiān)測技術(shù)M .同濟(jì)大學(xué)出版社， 1999； 2 夏才初. 潘國榮. 土木工程監(jiān)測技術(shù)M. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，