XX公路下穿XX铁路地道工程基坑施工监测方案

XXXX工程第四合同段【XXX公路下穿XXX铁路地道】

施工监测专项方案

编制：

审核：

批准：

二〇〇九年六月

1．编制依据 (3)

2．工程概况 (3)

2．1工程位置及工程围 (3)

2．2 工程地质条件 (4)

3．监测的目的及意义 (4)

4．监测容及监测控制标准 (5)

4．1主要监测项目及监测频率 (5)

4．2主要监测项目控制标准 (5)

5．主要监测项目实施方法 (6)

5．1地表沉降监测 (6)

5．2地表建（构）筑物沉降监测 (7)

5．3桩顶水平位移 (8)

5．4围护桩桩体水平位移 (9)

5．5围护结构钢筋应力 (10)

5．6钢支撑轴力 (10)

5．7地下水位观测 (11)

6．信息化施工管理程序 (11)

6．1变形管理等级 (11)

6．2施工监测反馈程序 (12)

6．3监测数据分析 (13)

7．监控量测保证措施 (13)

8．工程突发情况及监测应急措施 (14)

XXX工程第四合同段

【XXX公路下穿XXX铁路地道】施工监测专项方案

1．编制依据

（1）建筑地基基础设计规（GB5007-2002）

（2）工程测量规（GB50026－93）

（3）建筑桩基技术规（JGJ94－94）

（4）建筑变形测量规程（JGJ/T8－97）

（5）地基基础设计规（DGJ08-11-1999）

（6）基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）

（7）城市道路设计规（CJJ 37-90）

（8）XXX工程第四合同段【XXX公路下穿XXX铁路地道】设计资料

（9）其他相关技术资料。

2．工程概况

2．1工程位置及工程围

本工区为XXX公路下穿XXX铁路地道工区（含泵站），位于XXX主线两侧，并与XXX 并行K15+986.670～K16+446.070段。

XXX公路下穿XXX铁路地道，与铁路交角为90度，共分2幅，每幅边线距XXX设计中线16.5m，单幅为3车道，并设置非机动车道。下穿地道全长459.4m，由两部分组成，即下穿封闭段箱体及两侧敞开段整体U型槽结构；其中U型槽长420m，箱体长39.4m；U型槽面积约为16800平米，箱体面积约为1599.64平米；地道泵站位于XXX铁路以西，双桥高架立交桥下；面积约为1854平米。

具体布置如下：

封闭式箱体：修筑起点为K16+226.670，终点为K16+266.070，总长39.4m。沉降缝与道路中线正交。

西侧U型槽：修筑起点为K15+986.670，终点为K16+226.670，总长240m。沉降缝与道路中线正交，其具体分段为：12×20m。

东侧U型槽：修筑起点为K16+266.070，终点为K16+446.070，总长180m。沉降缝与道

路中线正交，其具体分段为：9×20m。

地道泵站：修筑起点为K16+144.090，终点为K16+204.090，总长60m，宽度30.09m。

2．2 工程地质条件

(1)、地形、地质

XXX公路下穿XXX铁路地道下穿XXX铁路，周边地势较平坦。根据地质年代及时代成因，共分为八个工程地质层，根据各土层特征及工程地质性质进而主要分为8个工程地质层。

(2)、地下水

场区浅层地下水属第四系潜水，地下水主要受大气降水补给并以蒸发等方式排泄。勘察期间XXX公路下穿XXX铁路地道场区静止地下水位埋深为0.4～2.45米，相当于标高1.85米～-0.25米。

综合判定为：XXX公路下穿XXX铁路地道场地地下水对混凝土结构存在（SO42-）的结晶类弱腐蚀和(Cl2-+SO42- +NO3-)的结晶分解复合类弱腐蚀性，综合评价为弱腐蚀。

(3)、地震稳定性

根据勘察结果，本场区地面下20米围，无可液化土层分布，可判断本场地为非液化场地。场地土类别为Ⅲ类。

3．监测的目的及意义

由工程概况可知，基坑工程设置于力学性质相当复杂的地层中，在对基坑围护结构设计和变形预估时，围护体系所承受的外部水土压力等荷载存在很大的不确定性；另一方面，对地层和围护结构一般都作了较多的假定和简化，与工程实际有一定的差异；使得现阶段在基坑工程设计时，对结构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的差异，并在一定程度上依靠经验。因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和周围的土体有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采用必要的工程应急措施。这也是动态信息化设计和施工的重要工作容。必须在施工的全过程进行全面、系统的监测工作。

监控量测及信息化施工技术是地下工程施工方法的重要组成部分，是监控工程周围土体与结构稳定性的重要手段。通过利用位移及应力的监控测试信息，分析权衡施工方法的效果，并据此进行调整施工的方法，是动态的信息化设计和施工的重要工作容。为确保本工程结构

及周边环境的安全，在施工全过程必须全面、系统的进行监测工作。

监测的目的及意义主要有以下几方面：

（1）施工过程中对周围构筑物、地下管线沉降进行监测，确保基坑开挖施工影响围的构筑物及地下管线的安全。

（2）通过监控量测了解基坑支护结构在施工过程中受力的动态变化，了解基坑开挖引起周边土体变形的大小，准确掌握基坑开挖过程中可能产生失稳的薄弱环节。

（3）通过监控量测，收集相应工程数据，为以后的工程设计、施工及规修改提供参考和积累经验，并可以和计算结果比较，完善计算理论。

（4）XXX公路下穿XXX铁路地道工程所处地理位置水位较高对支护结构影响面积大，通过监控量测数据反馈及时调整施工方案，确保铁路安全运行。

4．监测容及监测控制标准

4．1主要监测项目及监测频率

根据设计文件以及相关规，监测容见表1。

表1 XXX公路下穿XXX铁路地道工程监测项目表

备注：具体测点布置见附图。

4．2主要监测项目控制标准

表2 监控量测控制标准表

表3 基坑变形的监控值（cm）

需要说明的是，以上控制标准仅仅是一个参考值，仅根据此参考值将不能及时有效地为业主提供出一份有质量的综合分析报告，起不到指导施工的作用。需要测试人员根据工程的具体情况，认真综合考虑各种因素，将位移大小与速率结合起来，考察其发展趋势，将各测试容结合起来，判断其真实性，考察影响对象的重要性和承受性。另外，测试人员的总体综合水平与具有同一类似工程监测经验犹为重要。

5．主要监测项目实施方法

5．1地表沉降监测

（1

（2

精密水准仪，铟钢尺等。

（3）测量实施

①基点埋设方法

基点应埋设在沉降影响围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠，如图1所示。

②沉降测点埋设

沉降测点埋设，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

③测量方法

观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

④沉降计算

求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出沉降测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。

⑤数据分析与处理

（1）时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，根据沉降规律判断围岩稳定状态和施工措施的有效性。

（2）当位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。

5．2地表建（构）筑物沉降监测

（1）监测目的

主要监测基坑开挖过程中可能影响到的的沉降情况，来判定建（构）筑物的安全状态，以及检验采用的工程措施的可靠性，确保施工的顺利进行。

（2）监测仪器

精密水准仪，铟钢尺等。

（3）监测实施

①测点埋设

在地表下沉的纵向和横向影响围的建（构）筑物应进行建（构）筑物下沉及倾斜监测，

图2 建（构）筑物沉降测点示意图

②建（构）筑物沉降观测点布设位置：建（构）筑物的主要墙体及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上；沉降缝、伸缩缝、新旧建（构）筑物或高低建（构）筑物接壤处的两侧；人工地基和天然地基接壤处、建（构）筑物不同结构分界处的两侧；烟囱、水塔和大型储藏罐等高耸构筑物基础轴线的对称部位，且每一构筑物不得少于4个点；基础底板的四角和中部；当建（构）筑物出现裂缝时，布设在裂缝两侧。

③沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。

测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。测点的布设如图2示。

④观测方法：地表沉降观测同。

⑤数据分析与处理

a.绘制时间—位移曲线散点图

b.当位移—时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准。及采用的工程措施的可靠性。

5．3桩顶水平位移

（1）监测目的

掌握桩顶的水平位移变形大小，了解基坑的变形状况，确保基坑工程的安全施工。

（2）监测仪器

电子经纬仪，精度为2”。

（3）监测实施

①测点埋设

在冠梁顶部每20m布设一个水平位移监测点，冠梁浇注完成后，在冠梁顶部用冲击钻钻孔，埋设水平位移监测点，待水泥浆凝固后即可进行水平位移初始值测量。

②水平位移监测

桩顶水平位移监测采用小角度法进行监测。

图3 小角度法监测围护结构顶部水平位移测点布设示意图

③数据分析与处理

监测数据的填写、处理与地表下沉相同。如果桩顶水平位移值超限,可采取相应措施控制桩顶水平位移。

5．4围护桩桩体水平位移

（1）监测目的

基坑开挖过程中围护桩的桩体水平位移是反映基坑各部位水平变形大小的最直接的监测数据，所以基坑围护桩桩体水平位移监测的主要目的为监测围护的水平位移的大小，掌握基坑围护结构稳定状态。

（2）监测仪器

测斜仪/测斜管

（3）监测实施

①测点埋设

在钻孔桩施工过程中，按测斜管安装要求，随钢筋笼一起灌注在桩里，在桩顶破除，冠梁浇注时，将测斜管接出地面。

②桩体水平位移的监测

将测斜管直接埋设在支护结构钢筋笼中，安装和埋设时，检查测斜管的一对导槽，其指向应与欲测位移一致，及时修正。在未确认导槽畅通时，不得放入真实的测头。埋设结束后，量测导槽方位、管口坐标及高程，及时做好孔口保护装置，并做好记录。测试时，联接测头和测度仪，检查密封装置，电池充电量、仪器是否工作正常，将测头放入测斜管进行测试，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次,测段长度为1000mm，

每个测段测试一次数据后，将测头提转180°插入同一对导槽重复测试，两次读数应数值接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值，在基坑开挖前，以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。观测间隔根据位移的绝对值或位移增长速率而定。当位移增大时，应加密观测次数，并向监理报告。

5．5围护结构钢筋应力

（1）监测目的

了解基坑开挖过程中围护结构的力变化状况。

（2）监测仪器

钢弦式钢筋计及VW-1型频率接收仪。

（3）监测实施

①测点埋设

在围护桩的外两侧各安装一支钢筋计，从钢筋笼底往上每5米在钢筋笼的外侧各安装一支钢筋计，每根应力测试桩共安装6支钢筋计。测点安装时在钢筋笼相应测试部位截去一部分钢筋，把钢筋计焊接在原部位，代替截去的一部分。在焊接的过程中，用湿毛巾敷在钢筋计上，交替焊接钢筋计的两端，以免过热烧坏感应器。

②数据计算

每次所测得的频率可根据钢筋计的频率-轴力标定曲线来直接换算出相应的轴力值。

③数据分析与处理

根据轴力值绘制钢筋应力-随时间的变化曲线，以及钢筋应力随基坑开挖进度的变化曲线图。

5．6钢支撑轴力

（1）监测目的

了解基坑开挖过程中钢支撑的轴力变化情况，指导施工单位对钢支撑轴力调整。

（2）监测仪器

轴力计及VW-1型频率接收仪。

（3）监测实施

①测点埋设

钢支撑安装前，先将轴力计的固定支架焊接在钢支撑的固定端，待钢支撑吊装到位后，将钢支撑轴力计放入固定支架，并调整固定螺丝保证钢支撑与轴力计受力结合面平贴，在钢支撑未施加轴力前测量轴力计的初始值，并将测量数据线的调整至安全位置，以方便观测。

②数据计算

每次测得钢支撑轴力计的频率，可根据钢筋计的频率-轴力标定曲线来直接换算出相应的轴力值。

③数据分析与处理

根据轴力值绘制钢支撑轴力-随时间的变化曲线，以及钢筋应力随基坑开挖进度的变化曲线图。

5．7地下水位观测

（1）监测目的

了解基坑开挖过程中地下水位位置和水位的变化情况，以指导施工单位采用相应的支护措施。

（2）监测仪器

水位计。

（3）监测实施

①测点埋设

如基坑周围有降水井，可以利用降水井观测地下水位。如没有降水井，需在设计位置打设水位观察孔，安装直径为100mm的pvc井管，在潜水水位以下，井管管身应钻密集透水孔。

②水位观测

将水位计探头下入水位观测井，水位计接触水面后，发出信号，记录下水位深度。

③数据分析与处理

根据地下水位的水头位置和基坑开挖深度，分析地下水位对基坑围护结构安全的影响，并及时上报施工相关单位。

6．信息化施工管理程序

6．1变形管理等级

在基坑开挖过程中实施信息化施工，监测后应对各种数据进行及时整理分析，判断其发展变化规律，并及时反馈到施工当中去，以此来指导施工。根据以往经验，采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。可按表4变形管理等级指导施工。

表4 变形管理等级

注：U0—实测变形值；Un—允许变形值；

根据上述监测管理基准，调整监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当放大一些；在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅲ级管理阶段则应加强支护，并加强监测，密切关注工程过程，监测频率可加密到1～2次/天或更多。

6．2施工监测反馈程序

主要以日报表、月报表的形式进行施工期间的反馈工作。施工期间有特殊情况时，将以阶段小结形式进行及时反馈。

日报表：在取得监测数据后，要及时对原始数据进行计算，对测点数据变化较大者，应组织人员进行复测，并查看测点的可靠性，观察测点施工附近情况，确认所取得数据的真实性，将所测得数据输入计算机，由相关软件自动计算得出，并生成相应的日报表，日报表上附简短反馈信息，以指导施工。

月报表：监测工作历时1个月后，将对本月监测工作进行阶段总结，提出施工中存在的问题，需注意的事项，应采取的对策等。月报表将在日报表的基础上，由相应软件直接输出，包括月报说明、分析图、表、汇总表、测点布置图、工况记录表等。

每次监测必须有监测结果，日报表在量测完成后8个小时上报，并在每月25号之后下月之前向施工监理、设计单位、业主提交监测月报（月报数据截止到每月25号）。工程结束后，将根据业主要求，提供一份完善的施工期间监测总结报告。下图为监测信息反馈程序图。

6．3监测数据分析

监测工作进行一段时间或施工某一阶段结束后都要对量测结果进行总结和分析，把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测数据进行预测，以预测该测点可能出现的最大位移值和应力值，预测结构和建筑物的安全状况，评价施工方法，确定工程措施。

7．监控量测保证措施

针对本工程监测项目的特点建立专业组织，由5～8人组成监测小组，由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任组长，监测施工组织与流程、监测组成员组成及职责分别示于下图。

图6-6-11图图图图图图图图

图4 监测信息反馈程序序图

图5 监测施工组织与流程图

质量保证措施：

（1）提供有关切实可靠的数据记录。

（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。

（3）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

（4）量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。

（5）量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。

（6）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

（7）量测数据均要经现场检查，室两级复核后方可上报。

（8）量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。

（9）各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

（10）开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。

8.工程突发情况及监测应急措施

施工过程中，发生以下突发情况时，现场监测人员应采取监测应急措施：

1．地面沉降速率及累计沉降值超过监测标准。

2．桩体位移速率或位移量突变、地面或围护结构出现较大的裂缝。

3．受影响围构筑物相对倾斜值及倾斜变化速率超过监测标准。

4.基坑结构渗漏水严重。

5．其他工程突发情况。

现场监测组在以上突发工程情况下应采取以下应急措施：

1.立即以最快的通讯方式告知施工、监理、业主等相关单位，采取相应的施工措施。

2.根据现场监测数据，加密重点部位的监测频率。

3.紧急情况下进行观测前，必须采取有效措施保护好观测人员和设备的安全。