1、虹莘路站基坑工程监测方案1工程综述1.1工程概况上海市轨道交通12号线是本市近期轨道网络建设规划中的一条重要的市区西南东北走向的骨干线路。起自闵行区七莘路站，经顾戴路漕宝路龙漕路龙华路大木桥路陕西南路茂名北路泰兴路长安路曲阜路天潼路东长治路长阳路巨峰路，至浦东新区金海路站终点，线路全长约约40.417公里，共设地下车站31座。虹莘路站位于闵行区顾戴路、虹莘路交叉口西侧，沿顾戴路布置，东西走向。本站为地下三层岛式车站，车站地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层。虹莘路站沿顾戴路纵向布置，偏向北侧地块，西起A20公路，东至虹莘路。顾戴路北侧地块为开发地块，现状地块为 该小区的西北角A
2、20公路与顾戴路交叉口为顾戴路加油站，A20公路西侧分别为闵行体育公园、当代艺墅小区，虹莘路的东侧分别为东苑半岛花园、江南新城、平阳一村等居住小区。顾戴路北侧的开发地下室部分将与车站站厅层公共区相连通。1.2围护设计本站采用明挖法施工，本站基坑分为标准段和端头井两部分。标准段基坑开挖20.52m，围护结构采用1000mm厚地下连续墙，竖向设6道支撑，其中第一、四道支撑为钢筋混凝土支撑，其余均为609钢管撑。端头井基坑开挖22.27m，围护结构采用1000mm厚地下连续墙，竖向设7道支撑，其中第一、四道支撑为钢筋混凝土支撑，其余均为609钢管撑。1.3地质条件1.3.1工程地质1）地形地貌上海位
3、于长江三角洲入海口东南前缘，本次勘察范围属滨海平原地貌，拟建场地位于顾戴路。拟建场地较为平坦，地面标高约在4.536.45m左右。2）地基土层特征根据顾戴路站勘察报告显示，本场地自地表至80.0m深度范围内所揭露的土层均为第四纪松散沉积物，按其成因可分为7层，其中第、层按其土性及土色差异又可分为若干亚层，所见土层自上而下分述详见土层特性表。根据顾戴路站主体结构及围护结构设计图，主体工程底板位于第2层，地下连续墙穿越第1层，墙趾位于第2层。1.3.2水文地质本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，水位随季节而变化。潜水水位埋深约在0.3-1.5m。按上海市对地下水位长期观察资料：年平
4、均地下水位埋深一般在0.5-0.7m。1.3.3不良地质现象根据上海市工程地质调查及经验，第层、2层常为沼气（有害气体）的储气层，沼气的存在对隧道的施工会带来不利影响，但在本次勘察时，未发现有明显压力的沼气存在，也未在取土孔中发现有轻微气泡冒出。1.4周边环境1.4.1周边道路管线本工程周边工程环境概况如下表所示：管线位置管种管径（mm）根数管中心埋深（m）材质顾戴路车站南侧电力管1根1.0煤气管2001根1.2铁路灯电力2孔0.4煤气管5001根1.3铁上水管2001根12铁煤气管3001根1.01.7铁雨水管6001根1.8砼2监测目的在车站基坑施工过程中，受地质条件和施工条件及周边工程环
5、境的影响，很难单纯从理论上预测工程中遇到的问题。因而，将理论分析与现场的工程测试相结合是十分必要的。本方案要达到的总体目标是围绕车站基坑施工建立起高度有效的安全监测系统，系统内部各部分之间与外部各方之间保持高度协调统一，运用同行业中最具水准的仪器设备，及时获取准确可靠的数据，经电脑软件分析处理后，向有关各方汇报基坑及工程环境的变形状况。通过监测可达到以下目的：（1）了解围护结构的受力变形及坑周土体的位移情况，对围护结构的稳定性进行评价；（2）对基坑周边地下水位、地下管线的沉降变位等进行监控，了解基坑施工对周边环境的影响情况；（3）通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息，进行施工的日常管
6、理，对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。（4）积累资料，为类似工程提供参考。3监测方案依据和技术规程（1） 本工程的地理、地质条件和工程有关资料。（2） 国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）。（3） 上海市工程建设规范地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）。（4） 上海市工程建设规范基坑工程设计规程（DGJ08-61-97）。（5） 上海市工程建设规范基坑工程施工监测规程（DGJ08-2001-2006）。（6） 中华人民共和国国家标准工程测量规范（GB50026-2007）。（7） 中华人民共和国行业标准建筑变形测量
7、规范（JGJ/T 8-2007）。（8） 中华人民共和国行业标准城市测量规范（CJJ 8-99）。（9） 上海市工程建设规范岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2002）。（10）上海市市政工程管理局上海地铁基坑工程施工规程（SZ-08-2000）。（11）中华人民共和国国家标准地下铁道、轨道交通测量规范（GB50308-1999）。4监测内容 为了达到上述监测目的，在车站基坑施工阶段将对基坑和工程环境进行监测，具体监测内容如下：4.1 基坑部分（1） 围护墙体深层水平位移；（2） 围护墙顶垂直位移；（3） 围护墙顶水平位移；（4） 立柱垂直位移；（5） 支撑轴力；（6） 坑外水位；（7） 坑
8、外地表土体沉降。（8） 坑内土体回弹4.2工程环境部分（1） 周围地下管线垂直位移。5监测点布置本次监测点的布置主要以基坑围护设计方案为依据，并综合考虑了本工程的特点、围护结构类型及周边环境等因素。为整体把握基坑变形状况，提高监测工作的质量，在相应区域内布设监测点的同时，注重监测断面的测点布设，以了解变形的范围、大小及方向，从而对基坑工程引起的变形有一个全面的清楚的认识，为基坑围护体系和周边环境安全提供准确的监测信息。5.1 基坑部分5.1.1围护墙体顶部垂直与水平位移围护体顶部位移，是引起周边建筑物、道路、地下管线等变形的主要原因之一。为此结合本围护平面的特点，在围护体顶面间隔24m左右布置
9、1个位移监测点，量测围护体顶部水平及垂直位移。初步设计在围护墙体顶部布设16个变形监测点，测点编号为Q1Q16。布设方法：在围护墙体顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与混凝土体间不应有松动。5.1.2围护墙体深层水平位移围护墙体深层水平位移，是引起周边建筑物、道路、地下管线等变形另一个主要原因。通过对围护体深层水平位移监测，可以掌握围护结构的整体稳定与安全。布设16个测斜孔，测点编号CX1CX16。测斜管与地下连续墙钢筋笼同深，位置应避开导管，按如下步骤安装：（1）测斜管连接：将4m（或2m）一节的测斜管用束节逐节连接。接管时除外槽口对齐外，还需检查内槽口是否对齐。束
10、节连接时先在测斜管外侧涂PVC胶水，然后将测斜管插入束节，胶水不宜过多，以免挤入内槽结硬后影响以后测试。在束节四个方向用自攻螺丝或铝铆钉将束节紧固。注意自攻螺丝或铝铆钉位置要避开内槽口且不宜过长。（2）接头防水：在每个束节接头两端用防水胶布包扎，防止水泥浆从接头中渗入测斜管内。（3）内槽检验与封底：在测斜管接长过程中，不断将测斜管穿入制作好的地下连续墙钢筋笼内，待接管结束，测斜管就位后，检查测斜管一对内槽是否垂直于钢筋笼面，测斜管上下槽口是否发生扭转。在满足要求后将橡皮塞闷住测斜管底口并加装盖子，连接方法同接头连接。（4）测斜管固定：由于泥浆的浮力作用，测斜管必须牢固可靠地绑扎在钢筋笼上，以免
11、地墙混凝土浇筑时，发生上浮或侧向移动。（5）端口保护：在测斜管上端口，外套钢管或硬质PVC管，外套管长度应满足以后混凝土浮浆凿除后仍插入混凝土50cm。（6）吊装下笼：测斜管随钢笼一起吊入地槽内，待钢笼就位后，应在测斜管内注满清水，然后封上测斜管的上口。在钢笼起吊放入地槽过程中要有专人看护，以防测斜管意外受损。如遇钢笼入槽失败，应及时检查测斜管是否破损，必要时须重新安装。（7）圈梁施工：在地下连续墙凿除上部混凝土以及绑扎圈梁钢筋时，必须与施工单位协调好，由专人看护测斜管，以防破坏。同时应根据圈梁高度重新调整测斜管管口位置。需接长测斜管时，除外槽对齐外，还要检查内槽是否对齐。（8）最后检验：在圈
12、梁混凝土浇捣前，应对测斜管作一次检验，检验测斜管是否有滑槽和堵管现象，管长是否满足要求。如有堵管应做好记录，待圈梁混凝土浇好后及时进行疏通。如有滑槽现象，要判断是否在最后一次接管位置。如果是，要在圈梁混凝土浇捣前及时进行整改。测斜管安装后，如果无效量测深度大于2米的将被视为未存活，应在地墙迎土面补设测斜孔。5.1.3支撑轴力通过安装在支撑内的钢筋应力计或钢管支撑端部的轴力计，量测支撑轴力。以作为判定支撑结构稳定和优化开挖流程的依据之一。根据围护设计方案，拟在东、西两端头井的长斜撑上各设计一个12组监测断面，沿标准段基坑纵向每2个开挖段约50m设1组监测断面。其中第一，四道钢筋混凝土支撑各布设7
13、组监测断面，编号ZL1(4)-1ZL1(4)-7。其余各道钢支撑支撑各布设8组测点，编号ZL2(3，57)-1ZL2(3,57)-8在监测断面上的每道。钢筋计安装方法：（1）在监测断面的左右对称布置两个监测传感器。（2）钢筋计与受力主筋通过连杆电焊连接。钢筋计连杆长度满足单面焊接10d，双面焊接5d，（d为主筋直径）。（3）焊接时，在传感器上包上湿布并不断浇冷水，直到焊接完毕钢筋冷却到一定温度为止。（4）在焊接过程中应不断测试传感器，观测传感器是否处于正常状态。（5）钢筋计电缆一次成型，不在现场加长。如因工程破坏需接长，应在接线完成后检查钢筋计的绝缘电阻和频率值是否正常。要求电缆接头连接可靠，
14、稳定且防水性能达到规定的耐水压要求。（6）做好钢筋计编号和位置的记录工作。轴力计安装方法：将轴力计圆形钢筒安装架上没有开槽的一端面与支撑固定头断面钢板焊接牢固，电焊时安装架中心点必须与钢支撑中心轴线对齐。待冷却后，把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内，然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，确保支撑吊装时，轴力计和电缆不会掉下来。起吊前，应测量轴力计的初频，与出厂时的初频相差不宜超过20Hz。钢支撑吊装到位后，在轴力计与墙体钢板间插入一块250mm250mm25mm钢板。在施加钢支撑预应力前，松开固定螺丝，把轴力计电缆引至方便测量
15、的位置，测试轴力计初始频率。在钢支撑施加预应力同时测试轴力计，看其是否正常工作。待钢支撑预顶力施加结束后，测试轴力计的轴力，检验轴力计所测轴力与施加在钢支撑上的顶力是否一致。支撑轴力计算方法（1）钢筋混凝土支撑轴力计算方法： = 式中支撑轴力(kN)；钢筋计监测平均应力(kN/mm2) ；第j个钢筋计标定系数（kN/Hz2）；第j个钢筋计监测频率（Hz）；第j个钢筋计安装后的初始频率（Hz）。第j个钢筋计截面积（mm2）。混凝土弹性模量(kN/mm2)；钢筋弹性模量(kN/mm2)；混凝土截面积（mm2）；=Ab-AS Ab支撑截面积（mm2）钢筋总截面积（mm2）。（2）钢支撑轴力计算方法：
16、（轴力计） 式中钢支撑轴力(kN)；轴力计标定系数（kN/Hz2）；轴力计监测频率（Hz）；轴力计安装后的初始频率（Hz）。5.1.4立柱垂直位移为了解支撑、立柱的沉、隆情况，并间接地反映坑底土体的垂直位移情况，防止支撑系统失稳，在支撑立柱顶布置约9个垂直位移观测点，编号为L1L9。布设方法：在立柱顶部处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与混凝土体间不应有松动。5.1.5基坑外水位通过在基坑外侧布置地下水位观测孔，可及时掌握基坑外地下水位的变化状况，据此了解围护结构的止水效果，通过对土体、水体观测资料的综合分析，可指导基坑降水及挖土，做好预测预报。结合本工程围护结构的形式及周边工
17、程环境的特点，拟在围护体外土体内布置8个水位观测孔，测点编号SW1SW8。水位管构造与埋设：（1）浅层水位管选用直径50mm左右的钢管或硬质塑料管，承压水水位管采用PPR管，接口采用热熔技术。水位管管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.51m的沉淀段（不打孔），用来沉积滤水段带人的少量泥砂。中部管壁周围钻出68列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50100mm。相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置。管壁外部包扎过滤层，过滤层可选用土工织物或网纱。上部管口段不打孔，以保证封口质量。（2）水位孔一般用小型钻机成孔，孔径略大干水位管的直径。成孔至设计标高后，放入水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填过
18、滤头，再用粘土进行封填，以防地表水流入。承压水水位管安装前须摸清承压水层的深度，水位管放入钻孔后，水位管滤头必须在承压水层内。承压水面层以上一定范围内，管壁与孔壁之间须采取特别措施，隔断承压水与上层潜水的联通。水位测试数据处理：水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下： 式中：水位管内水面绝对高程(m)； 水位管管口绝对高程(m)； 水位管内水面距管口的距离(m)。水位本次变化和累计变化计算： 式中：第i次水位绝对高程(m)； 第i-1次水位绝对高程(m)； 水位初始绝对高程(m)； 累计水位差(m)。5.1.6坑外地表土体沉降 在基坑周围先布设8组坑外土体地表沉降测点，每组设测点5个，共计4
19、0个测点，同组测点间距为分别为1m、3m、5m、7m，离基坑最近点距离基坑边缘1m，测点组的编号为的T1T8。如果在基坑开挖过程中发现地墙接缝有严重渗漏水，需在渗漏水处的坑外地表补设深层监测点。布设方法：（1）地表测点：在地表测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与地面不应有松动。（2）深层监测点：地面深层沉降监测点布设时须穿透路面结构硬壳层，沉降标杆采用25mm螺纹钢标杆，螺纹钢标杆应深入原状土60cm以上，沉降标杆外侧采用内径大于13cm的金属套管保护。保护套管内的螺纹钢标杆间隙用黄砂回填。金属套管顶部设置管盖，管盖安装须稳固，与原地面齐平；为确保测量精度，螺纹钢标杆顶部应
20、在管盖下20cm左右。5.1.7坑底回弹 在基坑内布设5个坑底回弹测点，编号HT1HT5。5.2工程环境部分5.2.1周边管线垂直位移 施工前与各管线单位联系，摸清地下管线的具体位置，并将管线落实到具体布点图上，按管线单位要求进行监测点的埋设，并做好监测点的保护工作，施工时加强沿线巡视，发现问题及时解决。及时监测管线的沉降速率及沉降量，控制在允许的范围内。对重要的管线根据需要跟踪监测，并把监测信息及时反馈给各管线单位，在管线单位的监控下确保管线的安全。本着既能全面掌握信息，又要经济安全地完成整个车站施工的原则，在车站施工可能对地下管线造成影响的范围内，对各种管线的设备点（如阀门井、抽气井、人孔
21、、窨井等）进行直接监测，对无法利用现有设备点的管道，则使用道钉在其旁边布设测点，以反映基坑施工对其影响。根据业主单位提供的管线图，本工程对车站南侧管线测点进行布设，煤气管线测点22点，编号：M1M22。上水管线测点8点，编号：S1S8。电力管线测点17点，编号：D1D17。雨水管测点8点，编号Y1Y8。对于车站范围内和北侧管线待搬迁后根据实际情况布设。6监测设备及技术要求 （1） 地下管线、建（构）筑物、坑外地表、立柱及围护体顶部垂直位移使用瑞士NA2精密水准仪，精度0.3mm/km，观测方法为闭合回路法，闭合差满足相关等级要求。（2） 地下管线、围护体顶水平位移观测用全站仪，仪器精度2级，测
22、试方法为视准线法或坐标法。（3） 围护墙体深层水平位移观测采用伺服式数字自动记录测斜仪，测试精度1mm。（4） 水位观测采用电感应水位测试仪，测试精度1mm。（5） 支撑轴力量测采用VW-1振弦读数仪测量，测量精度为满量程的1%。（6） 坑底回弹使用分层沉降仪配磁性沉降标，测量精度为1mm。7监测资料 向业主及有关单位提供的监测资料，必须反应现场施工进度及施工工况，对监测数据进行统计分析，并为下一步施工提出合理建议。向业主和有关单位提供的监测资料包括：（1） 围护墙体深层水平位移曲线报表；（2） 围护墙顶垂直位移报表；（3） 围护墙顶水平位移报表；（4） 立柱垂直位移报表；（5） 支撑轴力报表
23、；（6） 坑底回弹报表；（7） 水位报表；（8） 坑外地表土体沉降报表；（9） 周围地下管线垂直位移报表；（10） 最终监测总结报告。8监测频率根据有关技术规程确定监测频率如下，在实际工程施工过程中可按监测数据结果作适当调整，即当监测报警和有异常情况，增加监测频率。施工工况二级基坑施工前至少测2次初值桩基施工7天围护结构施工2天地基加固和降水7天开挖05m2天开挖510m1天开挖1015m1天开挖15m浇垫层0.5天浇好垫层浇好底板2天浇好底板后7d内2天浇好底板后7d30d内7天浇好底板30d180d15天9报警值 （1） 除围护体外的监测项目报警值：监测项目名称警戒值围护墙顶部、立柱垂直位
24、移10mm围护墙水平位移标准段61mm，端头井66mm支撑轴力支撑轴力设计值（报警值为设计值80%）坑底回弹10mm地下水位50cm坑后地表垂直位移40mm周围地下管线垂直位移累计10mm，变化速率3mm/天（2） 围护墙体最大水平位移监测报警值按工况设置，见下表。变形速率控制值为2mm/ 天，连续3天。围护墙体最大水平位移监测报警值（mm） 表9工况一工况二工况三工况四工况五工况六工况七工况八标准段361013161922端头井36101316192123注：工况一指挖槽至第二道支撑下，其余工况类推直至开挖结束。10应急预案 为了应对在监测过程中可能出现的突发事件，保证监测工作的顺利开展，从
25、而保证工程项目安全施工，我站制定应急措施如下：10.1应急准备（1）人员准备配备各专项监测应急操作人员和辅助人员各1人；做好随时抽调应急人员的准备；指定项目经理为应急监测工作的负责人。（2）物资准备除了日常监测的仪器设备外，还应作好随时抽调库存仪器设备的准备，并保证所有的仪器设备均在有效期内；随时作好为应急监测服务的后勤保障工作，包括能及时提供如下的物品：增补测点的设备，交通工具，办公用品，通讯设备，劳防安全用品，雨衣，雨鞋，雨伞，手电，马灯，食品，等等。10.2应急预案启动当工程出现险情时，启动本预案；风险监控责任人（项目经理）第一时间赶到现场，与工程各有关方商议制定抢险监测方案；按照抢险监
26、测方案迅速组织落实监测人员、监测仪器设备和后勤保障工作；合理有效地组织安排好抢险监测工作；迅速处理监测数据及时上报；汇总监测数据，会同各方分析监测结果，提出后续抢险监测建议。11管理组织形式为了提高现场管理水平和效率，我站根据多年经验制定了项目经理、项目现场负责人及现场操组人员三级垂直管理体系，同时辅以院总师室、技术负责人及技术专家顾问组织形式。具体如下图：12 监测管理制度12.1技术负责人（1）负责落实监测项目的技术方案或投标文件的编写工作。（2）在编写实施方案时应在充分了解施工及相关技术资料的前提下，编写出现场可操作的技术方案。须收集了解的施工及相关技术资料包括但不限于：地质资料、工程设
27、计方案、施工方案或施工组织设计（含施工工序、施工场布、施工计划等）。（3）在每个监测项目进场前，监测技术负责人须组织监测项目技术交底，参加交底人员应包括现场负责人在内的现场管理者，交底内容包括但不限于监测内容及要求、本监测项目的施工特点及须注意的事项等。（4）监测技术负责人应不定期组织到现场检查监测项目实施状况，检查原始记录和报表是否规范、是否满足方案要求，并做好检查记录。（5）监测技术负责人应落实对各监测现场传输到监控中心监测数据的技术审核，及时了解各监测现场的现状，及时处理不能达到技术要求的数据。（6）监测技术负责人在现场负责人提交监测资料的基础上，负责落实撰写监测技术报告。（7）监测技术
28、负责人应不断总结、提高，注意新技术开发，为监测项目技术进步提供技术支持。12.2现场主管（1） 现场主管全面负责检测室监测项目现场实施的管理和协调工作。（2） 现场主管全面负责管理监测项目的现场文明和作业安全。（3） 现场主管全面负责仪器、设备的管理工作，管理好现场仪器、设备的安全使用和日常保养，管理好仪器的校准和期间核查。12.3 现场负责人（1）监测项目实行监测项目组和现场负责人制，现场负责人全面负责监测项目的现场实施，对监测项目的现场完成质量负责。（2）现场负责人负责管理监测现场的安全工作和工作环境的文明、整洁。（3）现场负责人统一合理安排监测项目组成员的现场监测工作，负责对现场操作员及
29、现场辅助工的管理和考核。（4）现场负责人应熟悉所承接的监测项目的技术文件，在技术交底的基础上，总体把握本监测项目的技术要求，并以此制定现场可操作的实施计划和方法，如仪器、设备、人员等。在监测工作实施前安装好“远程监控”软件。（5）现场负责人应在监测项目进场前，根据实施计划做好充分的物资和思想准备，避免反复进场影响监测工作时效和公司形象。（6）监测现场有自行安装、埋设工作的，现场负责人应按技术要求组织完成好安装、埋设工作，有委托他人安装、埋设的，现场负责人做好被委托方在现场的协调事宜，并对其进行质量监督和工后验收、确认。（7）现场负责人应根据现场监测的需要或约定，组织人员及时整理、上传、提交监测
30、报表，监测报表中应准确反映本次监测时所处的施工状况。现场负责人应对原始数据进行审核，确保各项监测数据的真实性。（8）现场负责人应落实专人负责撰写监测日记，监测日记内容包括施工状况（工况）记录，监测仪器、设备使用状况记录，业主要求和各方协调事宜与落实情况记录等。安排好收发文件的签收记录。（9）现场负责人负责监督现场仪器、设备的正确使用和保养，负责安排现场所用仪器的期间核查和记录，对现场仪器、设备的完好性负责。（10）现场负责人应经常地、及时地向监测技术负责人通报现场情况，以便监测技术负责人及时了解掌握本监测项目现状。若监测报表需在现场处理、提交的，现场负责人应在提交报表后的当天以电子邮件方式将原始计算书和报表传送至室监控中心。 （11）根据监测技术负责人要求，在规定时间内现场负责人负责整理好监测数据，提交给监测技术负责人。12.4现场操作人员（1）现场操作人员应具有职业资格上岗证或相应资格。对所从事的岗位业务有高度的责任感。熟悉各类仪器的性能和操作规程，并
