合肥高铁站基坑监测方案.docx

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合肥高铁站基坑监测方案

合肥地铁1号线一期工程2标

土建工程高铁站基坑

施工监测方案

上海市政工程勘察设计有限公司

合肥地铁1号线一期工程2标监测项目部

2010年7月30日

合肥地铁1号线一期工程2标

土建工程高铁站基坑

施工监测方案

编写：

审核：

批准：

上海市政工程勘察设计有限公司

合肥地铁1号线一期工程2标监测项目部

2010年7月30日

1.工程概况3

1.1工程位置及周边环境概况3

1.2结构设计、施工方法及基坑围护体系型式3

1.3工程地质及水文地质条件3

1.3.1工程地质条件3

1.3.2水文地质条件4

1.3.3不良地质、特殊岩土评价4

1.4本工程现状5

2.监测依据5

3.监测人员及仪器设备5

3.1投入人力资源5

3.2投入仪器6

4.监测工作内容6

4.1监测对象、项目及监测精度6

4.2现场巡视对象及内容7

5.监测频率和周期7

5.1监测频率7

5.2监测周期8

6．监测控制指标8

7.监测点布置9

7.1围护体侧向位移（测斜）9

7.2围护体顶部水平位移和沉降9

7.3混凝土（钢）支撑、锚索轴力10

7.4立柱隆沉10

7.5基底隆沉10

7.6围护桩钢筋应力、迎土面土体压力、孔隙水压力10

7.7坑外水位11

7.8坑外土体水平位移监测11

7.9基坑周围地表沉降监测11

7.10地表裂缝观测12

7.11监测测点统计表12

7.12监测测点布置图12

8.基准点的布设与检验12

8.1水准、平面控制基准点布设12

8.2工作基准点布设与检验13

9.测点埋设方法和要求13

9.1围护体侧向位移（测斜）13

9.2沉降和水平位移13

9.3混凝土（钢）支撑轴力14

9.4围护墙迎土面土体压力15

9.5土体水平位移15

9.6地表裂缝16

10.监测方法16

11．现场巡视检查16

11.1周围环境巡视检查16

11.2支护结构巡视检查16

11.3施工工况巡视检查17

11.4巡视要求17

12．监测要求、数据处理17

12.1沉降监测17

12.2水平位移监测18

12.3轴力、应力监测19

13.监测成果形式19

13.1报告内容19

13.1.1日报19

13.1.2周（月）报20

13.1.3总结报告20

13.2日常报表格式20

14.信息反馈20

14.1报表及预警信息报送20

14.2监测报告20

15.监测应急措施21

15.1日常应急措施21

15.2紧急应急措施21

16.项目质量管理措施21

17.项目安全生产管理22

附图22

1.工程概况

1.1工程位置及周边环境概况

拟建高铁站是轨道交通1号线、4号线、5号线三线换乘车站，站址位于国铁合肥南站站房北侧下方，其中地铁4号线沿东西方向穿过国铁合肥南站站区，地铁1、5号线南北方向穿过站房区，位于站房中心线上，3条轨道交通线呈“T”字换乘。

地铁换乘车站与国铁合肥南站主体结构同期建设。

车站地处合肥市包河区，位于包河大道以西、宿松路以东，徽州大道与机场专用线之间，地势西高东低。

目前合肥南站周边已有庐州大道、徽州大道、繁华大道，以及规划的美和路。

根据相关规划要求，车站周边建、构筑物将全部拆除，车站影响范围内暂未发现控制性管线。

1.2结构设计、施工方法及基坑围护体系型式

1、5号线标准段基坑长度为164m，标准段基坑宽（不含外放）49.2m，挖深为16.4m；围护结构采用1000@1500钻孔桩围护结构，局部采用1000@1800，竖向设置4道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，第2~4道为预应力锚索。

5号线明挖段基坑长度为116.3m，基坑宽（不含外放）16.1m，挖深25.3m；围护结构采用1000@1500钻孔桩，竖向设置3道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，第2~4道为609，t=16mm钢管支撑。

3号风亭基坑长度为103.2m，宽43.1m，基坑挖深10m，竖向设置3道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，第二、三道为609，t=16mm钢管支撑。

基坑变形控制保护等级为一级，主体基坑安全等级为一级。

1.3工程地质及水文地质条件

1.3.1工程地质条件

场址范围内上覆第四系全新统人工填土（Q4ml）杂填土（碎石、块石、生活垃圾等）、冲洪积粘土（Q4al+pl）；上更新统冲积层（Q3al）粘土（膨胀土）；中更新统冲积层（Q2al）粘土；下伏基岩为第三系粉砂岩。

地层岩性分述如下：

①1人工杂填土（Q4ml）：

由碎砖块、碎砼块、瓷砖碎块、生活垃圾等组成，色杂，松散、干燥～稍湿，分布于场址范围内地表，厚0.5～2m。

②粘土（膨胀土）（Q4al+pl）：

褐、褐黄夹黑色斑点，硬塑状，有水浸泡下为软塑状，中压缩性，含少量植物根茎，干强度高，厚1～5m，层底标高为20.83～29.75m。

③粘土（膨胀土）（Q3al）：

棕黄、黄褐、褐黄色，夹黑色斑点，硬塑状，中压缩性，含氧化铁、少量铁锰结核，干强度高，厚15～32m，层底标高为-6.40～4.58m。

④粘土（膨胀土）（Q2al）：

黄、棕黄色，夹杂灰白、灰色斑块，硬塑状，中压缩性，断面光滑，干强度高，部分含灰岩质砾石，钙质、泥质胶结，较硬，厚1～8m，层底标高为-14.70～-1.36m。

⑤1全风化粉砂岩（E）：

棕红色，泥质胶结，半成岩作用，中厚层状，岩芯呈短柱状，主要矿物成分为长石、石英等，敲击易碎，岩质较软，胶结不同，岩质软硬差别明显，钙质胶结，岩芯稍硬。

分布于整个测区地表覆土下部，埋深大于30m。

钻探揭示全风化带（W4），厚度0～10m。

⑤2强风化粉砂岩（E）：

棕红色，泥质、钙质胶结，半成岩作用，中厚层状，岩芯呈短柱状，可见成岩结构，主要矿物成分为长石、石英等，敲击易碎，岩质较软，胶结不同，岩质软硬差别明显，钙质胶结，岩芯稍硬。

分布于整个测区地表覆土下部全风化带（W3）以下，厚度大于15m。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）等的有关规定，以及本次勘察的各种原位试验统计成果表综合分析，提供各土层地基承载力特征值见表各层土物力力学指标见下表1-1：

表3-1地基土设计参数建议值表

层次

岩土名称

状态

天然密

度ρ

（g/cm3）

压缩模

量ES

（MPa）

承载力特

征值fak

（kPa）

①1

人工杂填土

稍湿

120

②

膨胀土（粘土）

硬塑

1.9

120

③

膨胀土（粘土）

硬塑

1.92

10.7

220

④

膨胀土（粘土）

硬塑

1.92

230

⑤1

全风化粉砂岩

2.0

230

⑤2

强风化粉砂岩

2.2

300

1.3.2水文地质条件

合肥地区地下水类型主要有上层滞水、第四系松散岩类孔隙裂隙水、基岩裂隙水。

上层带水主要赋存于人工填筑土层中，水位不连续、变化幅度较大，主要接受大气降雨和地表水体的补给。

第四系松散岩类孔隙裂隙水，类型分为潜水、弱承压水。

拟建场区内地下水主要为：

上层滞水、第四系孔隙潜水，埋深多在0.5～1.5m，接受侧向径流补给，水量较丰富，年水位变化幅度约1.0～3.0m。

基岩裂隙水主要赋存于粉砂岩中，具微承压性、水量较小、水位埋深多较基岩面高1.0～2.0m。

拟建区地下水出露高程为24.50～29.30m（水位埋深在0.5～1.5m）间。

按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）标准判定：

地下水、地表水对混凝土结构有弱微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下无腐蚀性，在干湿交替条件下有弱腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。

1.3.3不良地质、特殊岩土评价

地勘资料显示场区内无泥石流、崩塌、地裂缝等不良地质现象。

特殊岩土为膨胀土，场区分布的②、③、层粘土均具有膨胀性，其具有吸水膨胀和失水收缩的变形性能，即使在荷载作用下仍能浸水膨胀，产生膨胀压力，同时具有胀缩变形的可逆性，在吸水膨胀、失水收缩后，有再吸水再膨胀、再失水再收缩的特性，在膨胀力及其反复收缩变形条件下，易造成建（构）筑物结构发生变形、开裂。

膨胀土具有超固结特性，使土体中存储较高的初始应力。

具弱～中等膨胀潜势。

拟建场地各土层膨胀性指标如下表1-2：

表1-2土层膨胀性指标表

地层、代号

岩性名称

自由膨胀率

δef（%）

膨胀率

δe50（%）

收缩系数

λs

膨胀力

Pe（kPa）

②

膨胀土（粘土）

0.29

0.34

③

膨胀土（粘土）

0.49

0.37

④

膨胀土（粘土）

0.40

0.39

1.4本工程现状

本车站工程由中国中铁二院工程集团有限责任公司设计，由中铁十一局集团承建。

前期征地拆迁结束，目前进行场地平整阶段；受中铁十一局集团合肥地铁1号线一期工程2标土建工程项目部的委托，由上海市政工程勘察设计有限公司承担本基坑工程的施工监测任务。

2.监测依据

主要依据：

1）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）

2）中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-2007）

3）中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

4）中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）

5）中华人民共和国行业标准《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008

6）《合肥市轨道交通1号线一期工程高铁站岩土工程勘察报告》

7）委托方提供的有关本工程的勘察、设计及周边环境资料

8）工程本身的结构特点、施工程序

3.监测人员及仪器设备

3.1投入人力资源

表3-1合肥地铁1号线一期工程2标监测项目部拟派人员

职务

姓名

学历/专业

职称/资质

项目负责人

大学/工程管理

工程师

技术负责人

大学/测绘

高级工程师

现场负责人

XXX

大学

专业培训上岗

现场主管

XXX

大学/勘察技术

专业培训上岗

测试人员

3～4人

中专、高中

专业培训上岗

3.2投入仪器

表3-2项目投入设备一览表

序号

仪器名称及型号

产地

读数精度

数量

DSZ2+FS1

国产

±0.7mm/（km）

1台

全站仪

日本

±2″，±2mm＋2ppm×D

1台

测斜仪

国产

±0.1mm/0.5m

1台

XP02型振弦式频率仪

国产

±0.1Hz

1台

水位计

国产

±1mm

1台

计算机+HP一体机

1套

图3-1全站仪图3-2水准仪图3-3测斜仪

图3-4水位计图3-5频率仪

4.监测工作内容

根据委托要求，结合基坑工程设计图和国家相关规范的要求，确定本车站工程监测工作内容为车站围护结构体系的自身变形监测，基坑周边环境的变形监测，现场基坑和环境安全巡视。

4.1监测对象、项目及监测精度

根据设计图纸，基坑工程施工现状，周边建（构）筑物现状，结合现场踏勘和施工组织设计，确定本车站基坑工程监测对象、监测项目和监测精度见表4-1。

表4-1高铁站基坑工程监测对象、监测项目和监测精度表

序号

监测对象

监测项目

监测精度

读数精度

围护结构体系

围护体水平位移（测斜）

1mm

0.1mm

围护体顶部水平位移

1mm

0.1mm

围护体顶部沉降

1mm

0.01mm

锚索、支撑轴力

1.0%F•S

0.5%F•S

立柱隆沉

1mm

0.01mm

基底隆沉

1mm

0.01mm

钢筋应力

1.0%F•S

0.5%F•S

周围环境

水土压力

1.0%F•S

0.5%F•S

地下水位

10.0mm

1.0mm

坑外土体水平位移

1.0mm

0.01mm

地表沉降

1.0mm

0.01mm

地表裂缝

1.0mm

4.2现场巡视对象及内容

现场安全巡视对象及内容见表4-2.

表4-2现场安全巡视对象及内容

序号

巡视对象

巡视内容

支护结构

①支护结构成型，②冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现，支撑、立柱有无较大变形，止水帷幕有无开裂、渗漏，③墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移，④基坑有无涌土、流砂、管涌。

施工工况

①开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异，②基坑开挖分段长度及分层厚度，有无超长、超深开挖，③场地地表水、地下水排放、基坑降水状况，④基坑周围地面有无超堆荷载。

基坑周边环境

①周边道路（地面）有无裂缝、沉陷，②邻近基坑的施工情况。

监测设施

①基准点、测点完好状况，②有无影响观测工作的障碍物，③监测元件的完好及保护情况。

5.监测频率和周期

5.1监测频率

根据设计图HF1-03-11（A）-02-SS-JG-01-236A，及相关规范规定，监测频率设置见下表5-1。

表5-1监测频率表

5.2监测周期

本车站工程施工监测总工期以委托方要求的监测开工日期为起点，至车站工程主体结构施工完毕或施工影响区域内的受影响的建（构）筑物沉降变形稳定为止。

6．监测控制指标

根据设计图HF1-03-11（A）-02-SS-JG-01-237A的要求及相关规范规定，主要监测项目的控制值见6-1，支撑轴力控制值见表6-2。

表6-1监测控制值

序号

观测项目

控制值

控制值（mm）

变化速率

（mm/d）

依据

预警值

报警值

围护体水平位移监测（测斜）

25.5mm

30mm

3mm

设计值

序号

观测项目

控制值

控制值（mm）

变化速率

（mm/d）

依据

预警值

报警值

围护体顶部水平位移监测

25.5mm

30mm

3mm

设计值

围护体顶部沉降监测

25.5mm

30mm

3mm

规范

锚索、支撑轴力监测

设计值的85%

设计值

立柱隆沉

8.5mm

10mm

2mm

规范

基底隆沉

8.5mm

10mm

2mm

规范

坑外土体水平位移监测

25.5mm

30mm

3mm

设计值

地下水位监测（坑外）

850mm

1000mm

500mm

规范

地表沉降监测

25.5mm

30mm

3mm

设计值

围护墙身钢筋应力监测

按设计值的85%控制

设计值

界面土压力监测

设计值

7.监测点布置

各监测项目的测点布设位置及密度与基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相配套，同时为综合把握基坑变形状况，保证每一开挖区段内有监测点，遵循设计、规范，结合实际，参照围护体布置及开挖分区等参数，进行测点布置。

7.1围护体侧向位移（测斜）

本项监测利用测斜仪探头深入到围护体内部，用测斜仪自下至上测量预先埋设在围护体内的测斜管的变形情况，以了解基坑开挖施工过程中，围护体在各深度上的水平位移。

1、布置原则

沿基坑每30m左右设置1个测斜孔，测斜孔布置在围护体变形较容易发生的中间部位、阳角处、围护结构受力且数值较大处，端头井每条边均考虑布置1个测斜孔。

2、布置数量

本车站共布设28个测斜监测孔，编号CX01～CX28。

7.2围护体顶部水平位移和沉降

1、布点原则

（1）测点布置对应测斜孔位置布设；

（2）围护墙顶沉降测点与围护墙顶水平位移测点为共用点。

2、布置数量

本车站共布设28个围护体顶部沉降、水平位移监测点，编号QD01～QD28。

7.3混凝土（钢）支撑、锚索轴力

1、布点原则

（1）支撑轴力监测点主要设置在支撑受力较大且相对不利的部位；

（2）每层支撑的内力监测点不应少于3个，各道支撑的监测点位置宜在竖向保持一致。

（3）混凝土支撑埋设不少于4个传感器，且对称分布，

2、布置数量

本车站共布设11个支撑轴力监测断面，断面编号ZL1～ZL11。

7.4立柱隆沉

1、布点原则

支撑立柱沉降点布设在基坑中部、多根支撑交汇处、施工栈桥下、地质条件复杂等位置的立柱上，测点数量不少于立柱总数的10%，且不少于5根立柱。

2、布置数量

根据本工程基坑施工特点，在设立临时立柱桩的开挖区每一开挖段设置1个观测点，共布设12个立柱隆沉监测点，编号LZ1～LZ12。

7.5基底隆沉

1、布点原则

（1）监测点宜按纵向或横向剖面布置，剖面应选择在侧墙与底板交接处、跨中、梁与底板交接处以及其他能反映变形特征的位置；

（2）布置数量不少于3点。

2、布置数量

根据车站结构施工图，共布设6点基底隆沉监测点，编号HT1～HT6。

7.6围护桩钢筋应力、迎土面土体压力、孔隙水压力

1、布点原则

（1）在基坑跨度较大，建筑物变形控制等级较大段布设测点。

（2）测点在竖向布置距宜为2～5m。

2、布置数量

本工程设计在基坑跨度较大处每40m左右布设一个水土压力及钢筋应力监测断面，共设置6组水土压力观测点和6组钢筋应力观测断面。

本场地内相类似土层按照同一类型土体处理，确定压力计埋设深度间距由上而下分别为5.0m、4.5m、3.0m、3.1m、5.4m和5.5m；即压力计竖向成组布置于钢筋笼的外侧（迎土面）。

在围护桩钢筋笼内外侧（迎、开挖面）对称埋设钢筋应力计，埋设位置与“迎土面水土压力”测点位置对应；每一深度布置1个钢筋应力计，每组由上而下间距分别为5.0m、4.5m、3.0m、3.1m、5.4m和5.5m，与受力主筋连接，每副地下连续墙布置6个钢筋应力计。

布设6个水土体压力监测断面

（每个断面6组测点，监测点断面编号TY1～TY6、KY1～KY6）

布设6个围护墙钢筋应力监测断面（每个断面6点，监测点断面编号YL1～YL6）

7.7坑外水位

1、布点原则

地下水位监测点布设间距为20～50m，并在围护墙外侧搅拌桩止水帷幕施工搭接处、转角处、相邻建（构）筑物处、地下管线相对密集处等重要部位增设测点。

2、布置数量

潜水和微承压水等同考虑，沿基坑围护体外围长边每一侧边布置6个观测孔，端头井各布设1个观测孔。

本基坑共布设13个水位监测孔，编号为SW1～SW13。

7.8坑外土体水平位移监测

1、布点原则

（1）布置在基坑周边的中心处及代表性的部位，

（2）布置在放坡外侧、膨胀土影响较大部位。

2、布置数量

在4号线部分周围土体中布设7个坑周土体水平位移监测孔（深层土体测斜孔），西侧3个，与1、5号线交汇东侧南北方向各两个，共布设7个坑周土体水平位移监测孔，测点编号为TT1～TT7。

7.9基坑周围地表沉降监测

1、布点原则

（1）布置范围为基坑深度的1～3倍，监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位，并与坑边垂直；

（2）监测剖面间距为25～50m；

（3）每个监测剖面上的监测点数量不少于4个。

2、布置数量

沿基坑外围每1个开挖段布设一个观测断面；每个断面设置4点，点距由近及远可逐渐增大，测点距离基坑边距离为1m、5m、10m、15m，设置数量局部根据现场场地进行调整，断面位置与墙体测斜、墙顶沉降监测点位置相对应；测点编号为DB1-1、DB1-4～DB13-1、DB13-4。

本车站基坑工程共布设13断面52个沉降监测点，测点断面编号为DB1-1～DB13-4。

7.10地表裂缝观测

1、布点原则

裂缝监测数量根据需要确定，主要或变化较大的裂缝应进行监测。

2、布置数量

本项监测实时性较强，按实际发生布设观测点。

7.11监测测点统计表

监测点布设的具体位置参见监测点布置图，统计数量见表7-1。

表7-1监测点统计表

序号

监测内容

监测点

埋设方法

围护体水平位移监测（测斜）

29孔

预埋

围护体顶部水平位移监测

29点

预埋

围护体顶部沉降监测

29点

预埋

锚索、支撑轴力监测

14个断面

预埋

立柱隆沉

12点

预埋

基底隆沉

6点

预埋

坑外水位监测

13孔

钻孔

坑外土体水平位移监测

7点

钻孔

钢筋应力、水土压力

6个断面

预埋

地表断面沉降监测

52点

预埋

地表裂缝观测、现场巡视

实时

7.12监测测点布置图

见附图“合肥地铁1号线一期工程2标高铁站主体基坑施工监测平面布置图”

8.基准点的布设与检验

8.1水准、平面控制基准点布设

本基坑采用二等闭合导线水准测量，在远离施工影响范围内的稳定地段（5倍以上开挖深度）设置BM1、BM2、BM3三个水准基准点；3个平面控制基准点（可以与水准基准点同点）。

基准点布设按测量按照国标《工程测量规范》（GB50026-2007）中的规定执行；基准点和委托方提供的基准点相互校测和联测。

8.2工作基准点布设与检验

工作基准点是直接用于对变形观测点进行观测的控制点，其埋设位置既要考虑到便于观测，又要考虑它的稳定性。

本工程工作基准点根据现场实际情况，约设5个工作基准点；为检测工作基准点稳定性，根据施工进度和联测情况，每二周检测一次，工作基点稳定后,每四周检测一次。

9.测点埋设方法和要求

9.1围护体侧向位移（测斜）

1、埋设方法

埋设测斜管方法如下：

在围护体施工前，将PVC测斜管采用“焊接固定”或“绑扎法”预埋入钻孔桩钢筋笼内。

焊接固定：

将测斜管对接完成后，预制钢筋固定件，焊接固定；接头部位采用“PVC”胶水+密封胶带防水，防泥浆渗漏，测斜管安装在地下连续墙的中部。

绑扎法：

将测斜管对接完成后，采用铁丝固定在中间葕架中部或钢筋笼侧壁；接头部位采用“PVC”胶水+密封胶带防水，防泥浆渗漏。

2、埋设技术要求

围护结构测斜管埋设与安装应遵守下列原则：

（1）管底与钢筋笼底部持平或略低于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）；

（2）测斜管与围护结构的钢筋笼焊接（绑扎）固定，间距不宜大于2.0m；

（3）测斜管的上下管间对接良好，无缝隙，接头处牢固、密封；

（4）固定时应调正方向，使管内的一对槽口垂直于测量面（即平行于位移方向）；

（5）封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直；

（6）做好清晰的标识和可靠的保护措施。

9.2沉降和水平位移

1、埋设方法

基准点布设按测量按照国标《工程测量规范》（GB50026-2007）中的规定执行，围护体系监测点和地表沉降监测点的埋设方法符合《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）。

4、埋设技术要求

墙顶沉降、位移点：

在冠梁钢筋施工完成后，将加工成型的，顶部带“十”字的测杆绑扎或焊接在设计位置，混凝土浇筑时保护；或者在冠梁混凝土达到设计强度后采用冲击钻钻孔预埋专用测钉；监测点埋设剖面如图9-1所示。

图9-1围护体顶部水平（沉降）监测点埋设示意图

立

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