东西通道浦东南路站东方路站地下道路施工监测方案090727.docx
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东西通道浦东南路站东方路站地下道路施工监测方案090727
第三方监测方案
目录
1工程简介1
2监测工作依据和规范3
2.1设计基本原则3
2.2第三方监测目的5
2.3监测技术方案设计依据5
3本工程监测的项目内容6
4测试方法原理6
5监测工作布置11
5.1周边环境监测11
5.2基坑围护监测12
5.3监测点保护13
6监测工作的实施14
6.1监测初始值测定14
6.2施工监测频率14
6.3报警指标15
6.4拟在本项目使用的主要监测仪器、设备15
6.5资料整理、提交15
7质量管理及安全保证措施16
7.1本工程主要监测人员一览表16
7.2质量管理措施16
7.3安全保证措施17
8附图18
1工程简介
1.1工程概况
东西通道是井字形通道的重要组成部分，西起延安东路隧道浦东出口，沿浦东大道走行，东至浦东金桥路，并与轨道交通14号线6站6区间共线，全长约7.8km，全线均位于浦东地区，通过设置匝道服务浦东地区的过境与到发交通。
在内环线内采用地下道路＋地面辅道的形式：
地下4车道＋地面6车道（其中2条为公交专用道）；内环以外采用地面道路的形式，双向8车道（其中两条为公交专用道）。
浦东南路站至东方路站通道全线位于浦东大道下，从即墨路东至东方路，里程K1+345.416～K1+792.075（暂定），全长446.659m，结构共分为PD1～PD22段。
通道主线为地下一层钢筋砼箱型结构。
1.2围护设计
通道基坑宽23.8～33.75m，基坑深度为6.23～11.8m。
施工工法以明挖法为主。
根据基坑深度、周边环境条件及考虑14号线区间盾构推进的安全，围护结构分别采用φ850/φ1000型钢水泥土搅拌墙，φ850或φ1000水泥土搅拌桩内插H型钢，桩间搭接250mm，搅拌桩须采用套接一孔法施工。
浦东南路站至东方路站通道主线PD05～PD7（K1+414～K1+485）采用φ850型钢水泥土搅拌墙围护，H型钢规格HN700x300x13x24。
根据地下通道施工期间交通组织方案，基坑沿纵向设置6道端封墙，第一道支撑结合施工便道板的设置采用钢筋砼支撑，其余支撑采用直径φ609（δ=16mm）的钢管支撑，倒换支撑采用H型钢抛撑。
钻孔桩、第一道砼支撑、顶圈梁的混凝土强度为C30，φ609钢支撑壁厚为16mm。
在施工中，要求对每一道钢支撑施加预应力，钢支撑施加预应力为计算轴力的70%，并按要求复加钢支撑预应力，详见下表：
1.3周边环境
本段通道位于浦东大道即墨路东至东方路之间，基坑两侧地面建筑较多。
其中北侧有高层建筑上船大厦、东海宾馆，均为桩基础，分别距基坑7m和9m；南侧高层有永华大厦裙房和浦东发展（集团）有限公司，桩基础，分别距基坑边18.9m和16.75m；浦东新区社区管委会混2办公楼距基坑边仅4.2m；基坑两侧大部分后期拟拆迁民宅（混4/混5）距基坑边仅3.4～7m。
沿浦东大道有大量永久或临时管线，距离基坑均在2.8～12.5m以内，其中基坑北侧主要有：
永久改迁的规划雨水管φ1000-φ1200、规划污水管φ400、规划燃气管φ300、规划通信管、规划上水管φ500、规划电力。
基坑南侧的主要管线有：
永久改迁的φ1200雨水管、φ300污水管、电力排管21孔、φ300燃气管、通信管及φ500上水管。
浦东南路站至东方路站通道位于全线浦东大道下，周边有相邻建（构）筑物，地下管线复杂，PD1～PD4、PD12～PD15基坑环境保护等级定为一级，其余区段基坑变形控制保护等级为二级。
1.3地质条件
根据工程沿线已有地质资料，拟建场地-50.0m以浅地层，按其土性、地质年代、成因类型和物理力学性质指标可划分为7大层，自上而下依次为：
（1）人工填土①1层：
黄浦江两岸分布，层厚一般为2.0m。
上部为杂填土，含砖块、瓦砾等建筑垃圾；下部为素填土，含少量有机质和粘性土等。
（2）江底淤泥①2层：
黄浦江江中分布，层厚一般为2.0m。
含大量黑色有机质，有臭味。
（3）褐黄～灰黄色粉质粘土②1层：
黄浦江两岸分布，层厚一般为1.5m。
可塑～软塑，尚均匀，含氧化铁斑点，由上而下逐渐变软，中～高压缩性。
（4）灰色淤泥质粉质粘土③层：
黄浦江两岸分布，层厚一般为6.0m，层底标高-7.0m左右。
流塑，土质尚均匀，夹薄层砂质粉土，高压缩性。
（5）灰色淤泥质粘土④层：
全线均有分布，层厚2.0～10.0m，层底标高-14.0m左右。
流塑，土质较均匀，夹少量极薄层砂质粉土，底部见贝壳碎片，高压缩性。
（6）灰色粘土⑤1层：
全线均有分布，层厚为5.0～16.0m，层底标高-19.0～-30.0m左右，由浦东到浦西逐渐变深。
软塑～可塑，土质尚均匀，含钙质结核及少量腐植物根茎，夹少量粉性土，下部成粉质粘土状，中压缩性。
（7）暗绿～草黄色粉质粘土⑥层：
全线均有分布，层厚为1.5～7.5m，层底标高-24.0～-37.0m左右，由浦东到浦西逐渐变深。
可塑～硬塑，土质尚均匀，含铁锰质及钙质结核，夹少量粉性土，中压缩性。
（8）草黄色砂质粘土⑦1层：
全线均有分布，层厚为6.0～14.5m，层底标高-30.0～-43.0m左右。
湿，中密～密实，土质尚均匀，夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片，中压缩性。
（9）草黄～灰色粉细纱⑦2层：
全线均有分布，标高-50.0m未钻穿。
饱和，中密～密实，土质尚均匀，局部呈砂质粉土，含云母碎片，中偏低压缩性。
拟建线路沿线地下水主要为分布浅部土层中的潜水、第
层中的承压水。
线路沿线浅部土层潜水水位主要受大气降水及地表径流等影响，勘察期间测得潜水稳定水位埋深为0.70～2.10m。
沿线承压水分布于
1砂质粉土层、
2粉细砂层、⑨粉细砂层中。
层是上海地区第一承压含水层，场区内揭示的顶板埋深为26.5～34.4m、顶板标高为-22.98～-30.76m。
⑨层是上海地区第二承压含水层，场区内揭示的顶板埋深为64.5～70.5m、顶板标高为-61.15～-66.88m。
本工程基坑坑底主要位于③层灰色淤泥质粉质粘土及④层灰色淤泥质色粘土，围护墙墙底均位于⑤1层灰色粘土层、⑥暗绿～草黄色粘土中。
2监测工作依据和规范
2.1设计基本原则
采取地面与地下相结合的方法，在围护墙体、支撑、立柱、坑外地下水及周边地表、建构筑物、市政管线等位置均匀布设监测点，形成一个立体的监测体系，以便系统地了解所有监测对象在整个施工过程中的位移、变形、受力等情况，起到科学指导施工、确保施工顺利进展的目的。
根据我公司多年从事监测工作方面的经验，主要有以下6条原则：
1、系统性原则
（1）所设计的监测项目有机结合，并形成有效四维空间，测试的数据相互能进行校核；
（2）运用、发挥系统功效对基坑进行全方位、立体监测，确保所测数据的准确、及时；
（3）在施工过程中进行连续监测，确保数据的连续性；
（4）利用系统功效减少监测点布设，节约成本。
2、可靠性原则
（1）设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；
（2）监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内；
（3）在设计中对布设的测点进行保护设计。
3、与结构设计相结合原则
（1）对结构设计中使用的关键参数进行监测，达到进一步优化设计的目的；
（2）对结构设计中，在专家审查会上有争议的方法、原理所涉及的受力部位及受力内容进行监测，作为反演分析的依据；
（3）依据设计计算情况，确定围护体、支撑结构的报警值；
（4）依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。
4、关键部位优先、兼顾全面的原则
（1）对围护体、支撑结构中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监测；
（2）对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；
（3）除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。
5、与施工相结合原则
（1）结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；
（2）结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；
（3）结合施工实际确定测试频率。
6、经济合理原则
（1）监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法；
（2）监测元件的选择，在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备；
（3）监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。
（4）设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；
（5）监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内；
（6）在设计中对布设的测点进行保护设计。
2.2第三方监测目的
作为庞大而复杂的东西通道建设工程往往因其地质条件复杂、建设周期很长、线路跨度很大、施工困难、设计计算理论尚不完善等诸多方面的问题,在建设过程中会出现工程质量难以保证、工程进度难以把握、工程风险难以控制的情况，而为确保工程安全进行的施工监测由于条件限制,使得花费大量的人力物力获得的数据得不到充分利用,工程事故仍然不断。
关键是各类监测数据浩如烟海，必须通过及时有效地分析处理，从中汲取出有价值的内容和信息，及时反馈至建设管理单位，这对于保证工程质量和基坑、区间的施工安全具有极其重要意义。
第三方监测单位在整个施工监测系统承担着对现场监测数据复核、汇总、整理、初步分析与数据传送的职责，在远程监控系统的监测工作中起了承上启下的作用。
依据招标文件，实施第三方监测的目的具体体现在三个方面：
1、根据设计对监测的要求，有效监测和记录工程施工的变形受力状况、工况，及时掌握工程的动态变化和趋势；
2、全面客观的对在建工程的监测项目进行第三方监测，确保监测数据的真实性、准确性、有效性和及时性；
3、第三方监测对业主负责，所测数据能让业主全面客观的掌握工程的进展和变形状况。
2.3监测技术方案设计依据
1、《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
2、上海市《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999；
3、上海市《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2002；
4、上海市《基坑工程设计规程》DGJ08-61-97；
5、《工程测量规范》GB50026-2007；
6、《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；
7、《上海市地铁基坑工程施工规程》（SZ－08－2000）；
8、《围护结构设计总说明及其它相关图纸》（电子版）
上海市隧道工程轨道交通设计研究院2009年6月
9、国家和地方其他有关标准、规范、规定等。
3本工程监测的项目内容
基坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。
在软土地基中进行基坑开挖及支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，都与围护结构、土体位移等存在较强的相关性。
这就是基坑开挖中经常运用的时空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。
根据本项目的周围环境、基坑本身的特点、相关工程的经验及相关文件中对监测工作的具体要求，确定本项目的监测项目内容为：
（一）、周边环境监测
1、周边地下综合管线变形监测
2、周边建筑物变形监测
3、周边地表沉降剖面监测
（二）、基坑本体监测
1、围护顶部变形监测
2、围护结构侧向位移监测
3、立柱桩垂直位移监测
4、支撑轴力监测
5、坑外潜水水位观测
4测试方法原理
为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则。
即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点（孔）。
4.1垂直位移监测高程控制网测量
采用独立水准系，在远离施工影响范围以外南、北两侧各布置一组稳固水准点，沉降变形监测基准网以上述永久水准基准点作为起算点，组成水准网进行联测。
基准网按照国家Ⅱ等水准测量规范要求执行，精密水准测量的主要技术参照下表：
精密水准测量的主要技术要求
每千米高差
中误差（mm）
水准仪
等级
水准尺
观测次数
往返较差、附合或
环线闭合差（mm）
偶然中误差
全中误差
DS1
因瓦尺
往返测各一次
4
或
1
2
注：
L为往返测段、环线的路线长度（以km计）；
外业观测使用WILDNA2自动安平水准仪（标称精度：
±0.3mm/km）往返实施作业。
观测措施：
本高程监测基准网使用WILDNA2自动安平水准仪及配套因瓦尺，外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。
为确保观测精度，观测措施制定如下。
●作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展。
●观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验。
●观测方法：
往测奇数站“后—前—前—后”，偶数站“前—后—后—前”；返测奇数站“前—后—后—前”，偶数站“后—前—前—后”。
往测转为返测时，两根标尺互换。
●测站视线长、视距差、视线高要求见下表：
标尺类型
视线长度
前后视距差
前后视距累计差
视线高度
仪器等级
视距
视线长度20m以上
视线长度20m以下
因瓦
DS1
≤50m
≤1.0m
≤3.0m
0.5m
0.3m
●测站观测限差见下表
基辅分划读数差
基辅分划所测高差之差
上下丝读数平均值与中丝读数之差
检测间歇点高差之差
0.5mm
0.7mm
3.0mm
1.0mm
●两次观测高差超限时重测，当重测成果与原测成果分别比较其较差均没超限时，取三次成果的平均值。
垂直位移基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。
内业计算采用EPSW平差软件按间接平差法进行严密平差计算，高程成果取位至0.1mm。
4.2监测点垂直位移测量
按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合线路,由线路的工作点来测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定（两次取平均），某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。
4.3监测点水平位移测量
采用轴线投影法。
在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。
观测时，在该条测线上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E，某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。
采用瑞士WILDT2经纬仪来测试。
4.4围护结构侧向位移监测
在基坑围护施工时预先在型钢上绑扎埋设测斜管，管径为Φ70mm，长度基本同墙深。
测斜管内壁有二组互成90°的纵向导槽，导槽控制了测试方位。
埋设时，应保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。
测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上逐段测出X方向上的位移。
同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。
在基坑开挖前，分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值，取其平均值作为原始偏移值。
“＋”值表示向基坑内位移，“－”值表示向基坑外位移。
测试原理见下图：
计算公式：
式中：
△Xi为i深度的累计位移（计算结果精确至0.1mm）
Xi为i深度的本次坐标（mm）
Xi0为i深度的初始坐标（mm）
Aj为仪器在0方向的读数
Bj为仪器在180方向上的读数
C为探头标定系数
L为探头长度（mm）
αj为倾角
4.5坑外潜水水位监测
在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，以便于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造成危害性影响，严重将造成基坑管涌、塌方的危害。
为了使浅层地下水位保持一适当的水平，以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对坑内、外潜水水位的动态观测和分析,对于了解和控制基坑降水深度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。
对于水位动态变化的量测，可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。
每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。
采用SWJ—90电测水位计。
基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。
4.6支撑轴力监测
（1）钢筋混凝土支撑
为掌握混凝土支撑的设计轴力与实际受力情况的差异，防止围护体的失稳破坏，须对支撑结构中受力较大的断面、应力变幅较大的断面进行监测。
支撑钢筋制作过程中，在被测断面的左右两侧埋设钢筋应力计，支撑受到外力作用后产生微应变。
其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据应力计频率推算出混凝土支撑钢筋所受的力。
计算公式：
⑴
然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定，可得计算公式：
⑵
式中：
为混凝土支撑受力（kN）（计算结果精确至1kN）
为钢筋计受力（kN）（计算结果精确至1kN）
As为钢筋截面积（m2）
Ag为钢筋计截面积（m2）
Ac为支撑混凝土截面积（m2）
fi为钢筋计的本次频率（Hz）
f0为钢筋计的初始频率（Hz）
K为钢筋计的标定系数（kN/Hz2）
采用ZXY—Ⅱ型振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式⑵解得的F作为混凝土支撑轴力。
（2）钢管支撑
钢支撑轴力监测采用表面应变计来测试支撑的轴向压力，在钢支撑表面安装表面应变计，支撑受到外力作用后产生形变。
其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据应力计频率推算出支撑轴向所受的力。
钢支撑受到外力作用后产生形变，其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据轴力计频率算出钢支撑轴向所受的力。
计算公式：
F＝K（fi2-f02）
式中：
F为支撑轴力（kN）（计算结果精确至1kN）
fi为轴力计的本次读数（Hz）
f0为轴力计的初始读数（Hz）
K为轴力计的标定系数（kN/Hz2）
5监测工作布置
各监测项目的测点布设位置及密度应与桩基施工的区域、围护结构类型、基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相匹配；同时参照围护桩位置、附属结构位置及开挖分段长度等参数，进行测点布置。
与此同时也注重了监测断面的布置，主要为了解变形的范围、幅度、方向，从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。
5.1周边环境监测
5.1.1周边地下管线变形监测
5.1.2周边建（构）筑物变形监测
5.1.3周边地表沉降剖面监测
每组沉降剖面从基坑围护外侧算起，按5m的间距分别设置5个垂直位移监测点，5.2基坑围护监测
5.2.1围护顶部变形监测
5.2.2围护结构侧向位移监测
5.2.3立柱桩垂直位移监测
5.2.4坑外潜水水位监测
5.2.5支撑轴力监测
通过在混凝土支撑内安装钢筋应力计或在钢管支撑的对撑上安装轴力计、在钢管支撑的斜撑上安装表面应力计来测定支撑的轴向受力，应力（变）计安装时分左右两侧进行，以便能准确确定轴力数值。
在坑内设置的支撑基本相对应位置处设置支撑轴力监测点,拟在地下通道区间基坑内设置的各道支撑基本相对应位置处共设置75组支撑轴力监测点46只钢筋应力计94只表面应力计,测点编号BZi-1～BZi-23（i=1、2、3、[4]），见附图03～04。
5.3监测点保护
5.3.1测斜管
在测斜管管口用砖砌成窨井，上加铁盖来保护测斜管顶部不被破坏；测斜管管口用塑料盖封住以防垃圾进入。
5.3.2水位管
在坑外的水位管口用砖砌成窨井，上加铁盖来保护水位管。
6监测工作的实施
6.1监测初始值测定
为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。
测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。
稳定标准为两次观测值不超过2倍观测点精度。
基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。
监测期间定期联测以检验其稳定性，并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。
6.2施工监测频率
本工程基坑施工监测工程的总工期为桩基工程开始至基础出±0.000为止，根据工程施工的工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。
根据以往同类工程的经验，拟定监测频率为见下表（最终监测频率须与业主、设计、总包、监理及有关部门协商后确定）。
基坑监测周期和频率
监测内容
施工工况
环境监测（管线、地表、建筑物等）
围护监测（墙体变形、支撑轴力、立柱隆沉等）
浅层水位
施工前
至少2次初值
/
/
围护结构施工
1次/1d
/
/
地基加固和降水
1次/3d
2次初值
2次初值
开挖深度0～5m
1次/1d
1次/1d
1次/1d
开挖深度5～10m
一级基坑
2次/1d
2次/1d
2次/1d
二级基坑
1次/1d
1次/1d
1次/1d
开挖深度>10m～浇垫层
2次/1d
2次/1d
2次/1d
浇好垫层～浇好底板
1次/1d
1次/1d
1次/1d
浇好底板后7d内
1次/1d
1次/1d
1次/2d
浇好底板7d～30d内
1次/2d
1次/2d
1次/7d
浇好底板30d～180d
1次/7d
1次/7d
结束
说明1、现场监测应采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。
2、监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。
3、监测数据有突变时，监测频率加密到每天二～三次直至跟踪监测。
4、各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进。
6.3报警指标
参照《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ－08－2000）中提出的一、二级基坑要求下的控制指标，结合本项目围护设计单位的要求，提出以下警戒建议值（需经有关方面确认）：
监测项目报警建议值
序号
监测项目
一级基坑
二级基坑
1
管线位移
速率2mm/1d；
累计10mm
速率2mm/1d；
累计10mm
2
建筑物变形
速率3mm/天，累计20mm
3
地面沉降
速率2mm/天（连续两天）；
累计0.1%H×90%
速率3mm/天（连续两天）；
累计0.2%H×90%
4
墙顶位移
速率2mm/天（连续两天）；
累计0.1%H×90%
速率3mm/天（连续两天）；
累计0.2%H×90%
5
墙体测斜
速率2mm/天（连续两天）；
累计0.14%H×90%
速率3mm/天（连续两天）；
累计0.3%H×90%
6
立柱隆沉监测
速率3mm/天，累计20mm
7
支撑轴力
设计轴力设计值的80％
8
坑外水位
下降500mm
下降1000mm
6.4拟在本项目使用的主要监测仪器、设备
主要采用仪器设备有：
序号
机械或设备名称
型号、规格
升级会员 