1、目 錄一、編制依據3二、工程概況及監測內容32.1工程概況32.2地質狀況42.4監測內容62.5監測指標72.6周邊建筑物監測7三、監測結構、儀器、人員安排73.1監測儀器73.2監測人員7四、監測目的和要求84.1監測目的84.2監測要求84.3監測點布設要求如下表:9施工監測測量儀器及材料數目表:9五、墻體或深層土體位移監測105.1儀器設備105.2監測工作原理105.3測斜管安裝方法105.4測斜測量步驟11六、水平位移監測1161儀器參數1262平面控制網的布設126.3監測方法1264測量步驟12七、沉降位移監測137.1儀器參數137.2監測點的布設137.3測量方法14八、支
2、撐軸力監測158.1、監測儀器158.2混凝土支撐158.3鋼支撐軸力17九、樁內力監測189.1監測儀器189.2儀器結構及工作原理199.3計算方法:199.4埋設與安裝20十、側土壓力21十一、監測時間及頻率22十二、監測基準網及三個基點布設原則與方法2212.1監測基準網2212.2三個基點布設原則與方法23十三、 監控量測組織管理24十四、 監測信息反饋體系25十五、監測應急措施2715.1當車站出現緊急情況和監測數據超過預警值時,或有下列情形之一的;2715.2根據工程狀況現場監測人員因采取如下措施27十六、安全文明監測保障措施28十七、附件國際機場站監測點平面布置圖29中鐵十五局
3、集團烏魯木齊市軌道交通1號國際機場明挖站監測方案一、編制依據 建筑基坑工程監測技術規范(GB50497-2009); 國家一、二等水準測量規范(GB/T 12897-2006); 城市軌道交通工程測量規范(GB50308-2008); 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50203-2002); 建筑變形測量規范(JGJ/T 8-2007); 建筑基坑支護技術規程(DB11/489-2007); 地鐵工程監控量測技術規程(DB11/490-2007); 地下鐵道、輕軌交通工程測量規范(GB50308-2008); 其它現行國家、當地、行業有關監測規范與規程。二、工程概況及監測內容2.1工程概
4、況國際機場站起訖點樁號:YCK27+146.950YCK27+326.050國際機場站是地鐵1號線工程的終點站,同時是與遠期5號的換乘車站。車站主體位于地窩堡國際機場T2航站樓南側前的地面停車場下方,沿東西向布置。車站東側緊鄰進T2航站樓落客平臺的高架路;西側緊鄰出T2航站樓落客平臺的下匝道;南側為迎賓路。本站1號線是地下三層側式車站,與規劃的遠期5號線分期實施。1號線車站共設置3個乘客出入口,4個緊急疏散出口,1部無障礙電梯,2組風亭(均為高風亭和2組VRV室外機)。1號出入口設在T2航站樓前地面停車場北側綠化隔離帶內,并設3部垂直電梯提升到T2航站樓落客平臺;車站無障礙電梯設在停車場南側綠
5、地內,靠近3號出入口并與3號出入口的地下通道連接。2號出入口從西側墻出車站主體,地面廳設在車站西側T3航站樓高架停車場的下方綠地內。3號出入口設在車站東南側靠近天緣酒店入口的綠地內。3號風亭和VRV室外機均設置于地面停車場東側綠化隔離帶內。4號風亭設置于地面停車場西側綠化隔離帶內。車站1號風亭結合遠期5號線設在地面停車場西南角;2號風亭結合遠期5號線設在車站東南側綠地內車站總建筑面積為22683.2,其中1號線總建筑面積為17283.2。車站兩端區間均采用區間采用礦山法施工。2.2地質狀況1、地層巖性(1) 第四系全新統人工填筑土(Q4ml)廣泛覆蓋于地表,為人類活動所致,主要為道路和建筑周邊
6、回填土。a、-1雜填土(Q4ml)分布于地表,分布不均勻,層厚0.5-4m,其中道路及停車場表層0.5m為混凝土硬化路面。灰黃-灰色,稍密-密實,稍濕-潮濕,以圓礫、卵石為主組成,含少量磚瓦碎屑,生活垃圾及植物根系等,土質不均勻,級配較差。巖土施工工程分級為級普通土。(2)第四系上更新統(Q3)a、-l粉土(Q3al+pl)國際機場站:以層狀或呈透鏡體形式夾于卵石層中,厚0.5-2.5m,淺黃色,具少量孔隙,土質不均,含卵礫石為25%,濕,中密,巖土施工工程分級為級普通土。b、-9圓礫(Q3al+pl)大地窩堡-國際機場區間:國際機場站:呈層狀或呈透鏡體狀分布于卵石層,深灰色,層厚1-10m。
7、成份以砂巖、灰巖為主,磨圓度較好,多呈渾圓狀,粒徑組成:2-20mm占40%-55%,20-60mm約15%-25%,大于60mm約10,最大粒徑約350mm。余以雜砂礫充填為主。稍濕,中密-密實,一般埋深5m以上為中密,巖土施工工程分級為級普通土,5m以下密實,巖土施工工程分級為級硬土。C、-10卵石(Q3al+pl)大地窩堡-國際機場區間:下伏于人工填土層,為本區間主要地層。深灰色,厚度10-50m,成份以砂巖、灰巖為主,磨圓度較好,渾圓狀,粒徑組成:2-20mm約20%,20-60mm約45%,大于60mm約15%;余為雜砂礫砂與粉粘粒充填,局部含漂石,最大粒徑約110mm。稍濕-潮濕,
8、中密-密實,一般埋深3-5m深度范圍間呈中密狀,巖土施工工程分級為級硬土;其余呈密實狀,巖土施工工程分級為級軟石。2、地質構造及地震烈度根據(中國地震動參數區劃圖1/400萬)(GB18306-2001),烏魯木齊市地震動峰值加速度為0.20g,反應譜特征周期0.40s;根據建筑抗震設計規范(GB500ll-2010)及鐵路工程抗震設計規范(GBJ111-2006 2009年版),烏魯木齊抗震設防烈度為8度,設計地震分組為第二組。3、水文地質條件(1) 場地地表水線路范圍未見地表徑流。(2) 地下水類型與特征勘察期間勘探深度40m內未見地下水。(3)各類地層的滲透系數參考地區經驗確定。滲透系數
9、,卵石:k=60-80m/d(4) 依據水化學分析報告各種鹽含量及巖土工程勘察規范GB50021-2001(2009版)和混凝土耐久性規范進行初步判定:本區間環境作用類別為V-C。2.3針對本工程的監測側重點分析我標段有幾大風險源:(1) 車站基坑東側進T2航站樓高架橋及下匝道,橋面結構多跨連續梁,跨度為18m,墩柱下是尺寸為4.6m3.6m,埋深2.1m的獨立基礎,距離車站主體東端頭井最近約10.6m,屬于一級風險源;(2) 基坑西側出T2航站樓下匝道,下匝道引道為MU30片石砌筑條形基礎,基礎埋深2.1m,距離車站主體西端頭井最近約7.96m,屬于一級風險源;(3) 車站鄰近市政管線,15
10、001700(磚)熱力管溝側穿車站東端頭井,埋深約3.15m,距離車站主體最近約3.47m,屬于二級風險源。(4) 后期出入口還會影響到天緣酒店和T2航站樓。烏魯木齊市軌道交通1號線國際機場站,車站外包總長179.1m,標準段外包寬度33.95m,車站地板埋深23.5m。其開挖底面為白云質灰巖、輝綠巖層,其重點在于樁體位移和軸力監測及周邊建筑物沉降控制。就維護體系監測而言,其重點觀測為墻體水平位移、支撐軸力、樁體水平位移監測;就整個場地而言,其重點為基坑本身圍護體系監測和場地東西兩側周邊建筑物沉降觀測。2.4監測內容根據烏魯木齊市軌道交通1號線(三屯碑-國際機場)17標段工程施工設計圖紙。確定
11、監測儀器及監測內容如下:變形監測儀器主要采用全站儀、精密水準儀、和測斜儀、頻率接收儀器、鋼筋計、軸力計、土壓力計等。監測項目主要包括以下主要內容:1地情及支護情況觀察;2樁頂沉降和水平位移;3樁體變形;4支撐軸力;5地面沉降監測;6臨近管線變形;7土體深層水平位移;8坑底隆起;9樁內鋼筋應力應變;10側土壓力;11進T2高架橋及下匝道傾斜及沉降;12出T2航站樓下匝道傾斜及沉降;13進T3航站樓高架橋傾斜及沉降;14進T3停車場高架橋傾斜及沉降。確定合理、安全的監測報警值,監測數據及時分析并反饋給設計和施工單位。2.5監測指標本車站基坑安全等級為一級,基坑變形控制保護等級319軸為一級,支護結
12、構最大水平位移0.2H,且30,地面最大沉降量0.15%H;13軸、1921軸為特級,支護結構最大水平位移0.1%H,且30mm,兩者取小者,地面最大沉降量0.1%H。2.6周邊建筑物監測根據建筑基坑工程監測技術規范(GB50497-2009)規范及設計圖紙基坑開挖深度的2倍范圍為本次監測范圍,通過現場實際踏勘,國際機場站周圍須監測建筑物有進T2高架橋及下匝道,出T2航站樓下匝道,進T3航站樓高架橋,進T3停車場高架橋,機場快速路,T2航站樓候機樓高架橋,根據現場情況布置其相應位置的建筑物沉降測點。三、監測結構、儀器、人員安排3.1監測儀器名稱型號規格數量測試精度自動測斜儀CX-801D1臺0
13、.025F.S精密水準儀天寶DINI031臺0.3mm/km全站儀徠卡TS-061臺2”,2mm/km數顯收斂儀JSS30A-302臺0.01mm頻率讀數儀國產JTM-V10001臺0.008HZ初支凈空收斂收斂儀1臺 3.2監測人員名稱姓名年齡學歷專業職稱技術負責吳飛翔31本科測量工程師監測負責楊銀輝26大專測量高級技工監測人員張曉光24大專測量中級技工監測人員路江鵬23大專測量高級技工監測人員張順偉24大專測量中級技工四、監測目的和要求4.1監測目的(1)驗證支護結構設計,指導基坑開挖和支護結構施工。由于設計所用的土壓力計算采用朗肯土壓力公式,與現場實測值相比較有一定的差異,因此在施工過程
14、中迫切的需要知道現場實際的應力和變形情況,與設計時采用值進行比較,必要時對設計方案或施工過程進行修正,從而實現動態設計及信息化技術施工。(2) 保證基坑支護的安全。支護結構在破壞前,往往會在基坑側向的不同部位上出現較大的變形,或變形速率明顯變大。如有周密的監測控制,有利于采取應急措施,很大程度上避免或減輕破壞的后果。(3) 保護既有建筑物的安全,保證既有建筑正常使用功能。通過監測信息的反饋和整理,分析既有建筑的適時狀況,指導設計與施工,以便及時加強支護措施,確保既有建筑物的安全和正常使用。4.2監測要求(1) 首次觀測成果是各周期觀測的初始值,要具有比各周期觀測成果更準確可靠的觀測精度,可采取
15、適當增加測回次數的措施;(2) 要定期對使用的基準點或工作基點進行穩定性檢測,點位穩定后,檢測周期可適當延長,當對變形成果發生懷疑時,應隨時進行檢核和分析;(3) 觀測前,對所有的儀器設備必須按有關規定進行檢校,并作好記錄,導線測量和水準測量網、站及測回路線等應事先做設計;(4) 要使用同一儀器和設備,相對固定觀測人員,和觀測時間;(5) 盡可能按設計要求的監測內容和監測頻率進行監測和分析。(6) 同時,對現場基坑開挖及周邊建筑、道路的巡視情況必須按建筑基坑工程監測技術規范(GB50497-2009)中的巡視表格做好詳細記錄,配合各儀器觀測數據做出正確的分析。4.3監測點布設要求如下表:監測項
16、目測點布置方法及要求 地基及支護輕快觀察隨時進行現場觀察及地質描述 樁頂沉降及水平位移采用經緯儀在圍護結構的每個角點,短邊中點延基坑方向20m布設樁體變形采用測斜管在短邊中點延基坑方向20m布設側土壓力采用土壓力計在圍護結構迎土側,短邊中點延基坑方向40m布設土體深層水平位移采用測斜管在短邊中點沿基坑方向20m布設支撐軸力采用軸力計用4跟最長斜撐沿基坑方向40m地面沉降監測點 采用精密水準儀在圍護結構每個角點短邊中點沿基坑方向20m離基坑邊緣2m,3m,3m,5m設監測點坑底隆起(回彈) 采用沉降管和沉降儀在基底四分點布設三個測點,沿基坑長度方向間隔40m樁內鋼筋應力應變采用鋼筋計在短邊中點基
17、坑方向40m布設臨近管線變形 采用水準儀銦鋼尺在重要的管線,管線接頭處均應布設監測測點沿管線延伸方向5m-15m布設一個監測測點橋梁基礎位移采用水準儀銦鋼尺在橋梁基礎的角點布設 且每邊不因少于2個橋梁傾斜采用水準儀銦鋼尺在橋梁基礎的中部布設測點立柱樁頂沉降采用水準儀在立柱間隔15m布設1個施工監測測量儀器及材料數目表:支撐內力應變計36側向土壓力土壓力計20土體分層水平位移測斜管 44坑底回隆回彈監測標3格柵鋼筋應力應變鋼筋計或應力計302五、墻體或深層土體位移監測5.1儀器設備(1) 測斜儀:本工程深層位移監測擬采用CX-801D型全自動測斜儀。(2) 數據采集:CX-801D型自動存儲測讀
18、儀。5.2監測工作原理(1) 測斜管在待測測點位置埋設一條專門制造的“測斜管”。測斜管用PVC塑料制成,其內部有兩對互成90度角的凹槽,是為了“測斜儀”使用的“定向槽”。(2) 測斜儀(圖1)一種有兩對(四個)導輪的角度測量儀器。其角度測量部分能測出測斜儀軸向與(即時的)鉛垂線間的角度;它的兩對導輪間距離是定長。使用時將導輪納入測斜管待測方向的一對導槽中。當測斜儀停在測斜管的某深度位置時,該處測斜管與鉛垂方向與夾角t就被測斜儀測出。從簡單的數學關系可知此位置時測斜管與鉛垂位置偏開的距離(水平位移)為:S=Lsin t式中 S為水平位移量 L為兩對導輪間距離 t為鉛垂線間的角度5.3測斜管安裝方
19、法對于墻體測斜,測斜管裝配成整體或逐節綁扎在地下連續墻槽幅鋼筋、鉆孔樁主筋或工閥樁角鋼上,管間用接頭管銜接,并用自攻螺絲擰緊,用防水膠帶密封。管壁內有二組互為90度的導向槽,固定時使其中一組導槽與基坑縱向基本垂直,并在管內注滿清水,防止其上浮,測斜管管底及管頂用布料堵塞,蓋好管蓋。下鋼筋籠或插入型鋼及澆筑砼時應注意對測斜管的保護。對于深層土體測斜,在地下工程開挖前采用鉆機鉆孔,將測斜管埋設至設計要求的位置,即開挖深度以下測斜管不易擺動的較好地層或兩倍的開挖深度,本次主體坑外土體測斜埋入深度為3540米,進入中砂層5米左右。測斜管的埋設在放置過程中應注意測斜管的導槽方向與位移方向一致。如有條件要
20、及時測出各孔的坐標,并將各點的位置告知業主、監理和施工班組,做好監測點的保護工作。開始挖土前,可測取各深度的初始坐標,位移值置為零,以后隨施工進展測取各深度的坐標值,減去初始坐標,即為該孔的深層水平位移值。5.4測斜測量步驟(1) 儀器連接:把電纜下插頭插入測頭的插座內,用扳手將壓緊螺帽擰緊以防水,將電纜下插頭插入數據采集儀的插座內。(2) 儀器檢查:使儀器各部分處于正常工作狀態。(3) 測量:將測頭導輪卡置在預埋測斜管的導槽內,輕輕將測頭放入測斜管中,放松電纜使測頭滑入孔底,記下深度標志。將測頭拉起至最近深度標志作為測讀起點,每500mm測讀一個數,直至管頂為止,每次測讀應將電纜深度標志對準
21、并卡緊,以防讀數不穩。再將測頭掉轉180重新放入測斜管中,放松電纜使測頭滑入孔底,重復上述步驟在相同的深度標志上測讀,以保證精度。導輪在正反向導槽的讀數將抵消或減少傳感器的偏值和軸對稱所造成的誤差。六、水平位移監測本工程水平位移監測采用徠卡TS-06電子全站儀用坐標法進行測量,全站儀的工作原理是測距和測角一體化的全自動測量儀器,可以直接測量各所需監測點的坐標;也可以測量各點間的角度和距離,由于電子技術的成熟,只要選用相應的儀器按測量規范進行測量就可以得到滿足精度要求的所需坐標。 61儀器參數全站儀 :(TS-06)測距精度:2+2ppmD使用環境溫度:-40+45。62平面控制網的布設用于各水
22、平位移監測項目平面控制基準,計劃布設四個點組成一個閉合導線網,編號為KZ1-KZ4,方便在施工過程中水平位移的監測。控制點具體布設情況將在進場后根據現場條件進行布設。平面控制網采用二級城市導線,基各項技術指標如下:等級測角中誤差邊長相對中誤差點位中誤差二級導線2.5/1/600008mm6.3監測方法在通視條件良好且不受基坑開挖影響的地點設置叁個基準點,其中一個點放全站儀,另一個作為后視點,還有一個點作為備用和檢查點(在前面有控制點被破壞時再使用)。然后用全站儀測出各水平位移監測點的坐標。第一次是初值,相對位移為零,以后每次測出的坐標與第一次坐標值相比較,計算出各點的水平位移。水平位移計算公式
23、為:本次位移=上次坐標-本次坐標累計位移=初次坐標-本次坐標初次坐標、上次坐標、本次坐標數值均有現場測量所得。64測量步驟在水平位移監測工作站點架設儀器,首先進行儀器對中和整平;在儀器架設完成后瞄準后視目標;輸入設置儀器站點的參數;用極坐標法測量各監測點的坐標。七、沉降位移監測基坑邊地面沉降監測、基坑周邊管線沉降監測、路面沉降監測、環梁頂沉降監測、立柱沉降監測,周邊建筑物沉降等采用美國天寶DINI03電子精密水準儀和2m沉降測量專用銦鋼尺進行。7.1儀器參數 每公里往返測量高差中誤差:1mm; 使用環境溫度:-30+50;望遠鏡放大倍數:32*。7.2監測點的布設721水準控制網水準控制點計劃
24、布設3個,編號為BM70BM71。建立閉合環與施工高程控制點聯測。控制點具體布設情況將在進場后根據現場條件進行布設。722沉降點布設路面上的沉降監測點采用雅馬哈HZ-20型自動水鉆鉆孔破開路面后用2232的螺紋鋼鋼筋打入孔內土中,下部為澆筑混凝土,埋深宜為12m,并使標石底部埋在冰凍線以下。為了保護測點要使點位頂部略低于路面。在立柱上布點均要求牢固,便于尋找和進行日常測量。道路及地表測點埋設形式圖(mm)7.3測量方法無論是基坑內立柱沉降測量還是周邊的道路管線測量以及建筑物不均勻沉降測量,均應進行水準閉(附)合水準網精密測量,測量要求按國家二等水準測量標準進行外業觀測。監測點的測量:采用精密水
25、準儀,按國家二等水準要求觀測。以閉(附)合水準網精密測量聯測各監測點,以水準控制點為基準,測算出各點高程,同一測點相鄰兩次高程差即為本次該測點的沉降量,第一次沉降量累加至本次沉降量即為該點累計沉降量。公式如下: dhi=hi-hi-1Dh=(dh1+dh2+dhi)式中 dhi為本次沉降量hi為本次標高hi-1為上次標高Dh為本次累沉降量沉降監測等級及精度要求: 等級高差中誤差視線長度前后視距差前后視距累積差視線高度閉合差二等0.5mm50m2m3m0.2m8L八、支撐軸力監測8.1、監測儀器(1) 609A頻率接收儀讀數誤差0.1Hz(2) 鋼支撐軸力計(如是混凝土支撐用GJJ-1A鋼弦式鋼
26、筋計)分辯率:0.02%FS綜合誤誤差: 1.5%FS測量范圍:拉800壓12008.2混凝土支撐(1)采用振弦式鋼筋應力計進行軸力監測。(2)根據圍護結構施工圖紙中的設計,在4個斷面安裝鋼筋計,所以在實際安裝過程中,依次將8個鋼筋應力計安裝在了4道混凝土支撐內,且安裝在同一截面,該截面上下側各安裝1支。(3)鋼筋應力計應安裝在截斷支撐主筋的部位,并與兩端進行搭接焊。但由于現場的條件限制,主筋不能截斷,因此考慮如果通過小段鋼筋將鋼筋計平行焊接在主筋旁邊,則會影響監測效果,這樣則會使鋼筋內力傳力不明確,不能得到真實的監測結果。因此采用將鋼筋計綁扎在截面的上下側,利用變形協調的原理,可計算出混凝土
27、的應變值,從而換算出整個截面乃至整道支撐的軸力值。為了有利于鋼筋計與混凝土的變形協調,在安裝過程中,每個鋼筋計的兩端應焊接一小段2022的螺紋鋼。如圖1、圖2所示所示。 圖1 鋼筋計端頭處理 圖2 鋼筋計綁扎(4)混凝土支撐軸力的計算公式為:N混凝土支撐軸力; A混凝土支撐截面面積;鋼筋計截面面積; F鋼筋計內力;鋼筋計彈性模量; 混凝土彈性模量; f鋼筋計本次頻率; 鋼筋計初始頻率; K鋼筋計標定系數因為整個截面既有混凝土也有鋼筋,所以實用截面模量和截面面積時應分別考慮混凝土和鋼筋,但由于鋼筋截面總面積相比支撐截面面積來說極小,為了簡便計算,可以忽略。故將整個截面視為混凝土,利用混凝土彈性模
28、量計算截面應力。(5)監測時,由于在開挖剛開始時,土體對于基坑周邊的地下連續墻的支撐作用立即消失,內側土壓力卸荷,開挖面以上的土壓力由靜止土壓力迅速變為主動土壓力,為了達到平衡,卸下的這一部分土壓力轉嫁給了混凝土支撐梁。所以在開挖開始的一段時間里,混凝土軸力會急速增加。這一截斷,應對軸力進行1天1次的監測工作,必要時進行1天2次或多次的監測。保障施工安全與施工進度的正常運行。待開挖一段時間后,該段的開挖面以上的地連墻暴露了一段時間,所受外力與自身的變形趨于了穩定,或者變化速率極小,此時可以對監測頻率進行必要的調整,即3天1次或一周1次的監測工作。具體的頻率應視測量結果而定。8.3鋼支撐軸力(1
29、)采用振弦式軸力計。(2)與混凝土支撐軸力監測一樣,將軸力計安裝在了5個斷面,即15道鋼支撐上。安裝的軸力計的量程即噸位必須大于該層支撐的設計軸力。所以軸力計噸位分為200T、250T和300T三個級別,分別安裝在二、三和第四道支撐上。具體位置見車站總體布置圖。(3)支撐軸力監測主要內容是對應力監測計的頻率監測,鋼支撐一般是用反力計或長度為100mm的鋼撐應變計進行應變測量后換算成支撐的軸力。在這類監測工作中的難點主要在安裝應力監測計上。開展該工作首先要對廠家交付的應力(變)計進行復驗,檢查廠家交付的監測計是否合格、各應力監測計的儀器標定參數是否正確;其次要提早做好應力監測計的埋設準備工作(連
30、接桿的焊接、應力監測計連接電纜接頭處的密閉防滲等);如采用焊接法埋設鋼支撐應變計要配合焊工現場焊接時用濕毛巾包好應變監測計,并不時滴水降溫,確保應變監測計不因焊接而燒壞;在安裝現場焊接好后還應進行頻率測試,如發現應變監測計燒壞可及時更換,總之應盡可能減少監測計運行前的故障;鋼筋應力計如采用焊在鋼筋上,與應變計的安裝相似。最后要做好應變監測計測試電纜接出的保護工作,要防止測試電纜被弄斷現象的出現。軸力計通過安裝架來固定在鋼支撐的端頭。軸力計安裝見下圖所示:圖4 軸力計安設示意圖軸力計托盤的中心應與鋼支撐的軸線對中,防止因為偏心對監測結果產生的影響。鋼支撐和軸力計安裝后,即可確定支撐的軸向荷載和偏
31、心荷載。鋼支撐變形主要體現在鋼支撐的位移上,采用視準線法和水準法量測圖5 軸力計安裝(4)測量方法及計算公式: 每次測量須用609A頻率測讀儀測量頻率后,根據反力計的標定參數即可計算各支撐上的軸力,計算公式如下: F鋼支撐軸力; f軸力計本次頻率; 軸力計初始頻率; K軸力計標定系數九、樁內力監測9.1監測儀器(1) 609A頻率接收儀讀數誤差0.1Hz(2) GJJ型鋼弦式鋼筋計規格:分辨率0.02%FS溫度測量范圍: -20 +70 綜合誤誤差: 1.5%FS應力測量范圍:拉伸200Mpa壓縮200Mpa9.2儀器結構及工作原理鋼筋計主要由振弦式感應部件、熱敏電阻、鋼套、連接桿、電纜及密封
32、組件等組成,鋼筋計的感應部件為一振弦式應變計。鋼筋計與所要測量的鋼筋采用焊接或螺紋方式連接。鋼筋計結構如圖所示。 當被測結構物內部的鋼筋發生應力變化時,鋼筋計將受到拉伸或壓縮,鋼套同步產生變形,此變形傳遞給鋼弦轉變成鋼弦應力的變化,從而改變鋼弦的振動頻率。電磁線圈激振鋼弦并測量其振動頻率,頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置,即可測出被測結構物內部鋼筋所受的應力。9.3計算方法: a當鋼筋計僅受到軸向應力時,其應力P與輸出的頻率具有如下線性關系: P= (F20-F2I)式中: 鋼筋計測量應力值的靈敏度 鋼筋計的實時測量值。 0鋼筋計的基準值。振弦式鋼筋計的應力與頻率模數和溫度的關系如下: (1)當外
33、界溫度恒定,鋼筋計僅受到軸向變形時,其應力 與輸出的頻率模數的變化量 F 具有如下線性關系: 式中:鋼筋計的最小讀數,單位為 MPa;由廠家所附卡片給出。 F 實時測量的鋼筋計輸出值相對于基準值的變化量,單位為 kHz2; F 實時測量的鋼筋計輸出值,單位為 kHz2; F0 鋼筋計的基準值,單位為 kHz2。 (2)當鋼筋計不受外力作用時儀器前后兩安裝座的標距不變,若溫度增加 T時,鋼筋計有一個輸出量 , 這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的, 因此在計算時應給以扣除。 通過實驗可知:F與 T具有下列線性關系: 式中: 鋼筋計的溫度修正系數,單位為 MPa/C;由廠家所附卡片給出; T 溫度實
34、時測量值相對于基準值的變化量,單位為 C; T 溫度的實時測量值,單位為 C; T0 溫度的基準值,單位為 C。 (3)埋設在混凝土建筑物內的鋼筋計,受到的是變形和溫度的雙重作用,因此鋼筋計一般計算公式為: 式中: 被測鋼筋的應力,單位為 MPa9.4埋設與安裝鋼筋計使用場合很廣,儀器經加裝一些附件可以組成錨桿測力計、基巖應力計等,這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同,所以埋設安裝方法有所不同。下面主要對埋設在混凝土內的鋼筋計的埋設安裝方法作一些簡述,其他場合儀器埋設安裝方法可參照進行。 (1)鋼筋計的選型按鋼筋直徑選配相應的鋼筋計,如果規格不相符,可選擇與鋼筋直徑相近的鋼筋計。 (2)鋼筋計
35、的安裝 先將鋼筋計兩端的連接拉桿擰下,選配與鋼筋計規格相同的鋼筋與連接拉桿焊接在一起。將鋼筋計(已接長電纜)與已焊好鋼筋的連接拉桿旋擰緊,根據混凝土結構協同受力的原理也可點焊在鋼筋的側面或直接綁在鋼筋的主筋上,鋼筋計的安裝同一個斷面上一定要相對應的兩只才有效,鋼筋計注意焊接時冷卻,以免高溫破壞內部結構。 (3)其他注意事項鋼筋計安裝定位后應及時測量儀器初值,根據儀器編號和設計編號作好記錄并存檔,嚴格保護好儀器的引出電纜。(4)驗收與保管 1用戶開箱驗收儀器,應先檢查儀器的數量(包括附件)及出廠檢驗合格證是否與裝箱清單相符。 2開箱后每支儀器應先用100V兆歐表量測電路與密封殼體之間的絕緣電阻。
36、其測值應滿足絕緣電阻規定要求。 3驗收時每支儀器應用讀數儀測量,檢查儀器是否正常。儀器應保管在干燥、通風的房間中。十、側土壓力 (1) 基本原理 用土壓力頻率測定儀測設土壓力計數據變化量來推斷基坑圍護結構的整體受力變化。 (2) 土壓力計的安放土壓力計采用鉆機成孔,成孔后將測頭推入土層預埋的位置,埋設后的土壓力計必須位置正確且穩固,上下四周約20cm范圍用細砂填實。埋設時每只土壓力盒外引電纜均應編好測點編號,集中引入觀測箱,并用小紅旗標示保護,同時記錄各測點與其對應的引線長度;每埋設完成一只就應及時進行測試,發現問題及時糾正或更換。埋設后的土壓力盒在初讀數穩定后,才能作為初始讀數。(3) 數據
37、采集:土壓力監測采用土壓力頻率測定儀進行觀測讀數和換算壓力值。十一、監測時間及頻率監測時間從基坑開挖時開始,到基坑回填為止。監測頻率如下表:施工過程正常期預警期搶險期開挖深度51次/2d2次/1d1次/3小時5101次/1d24次/1d1次/2小時102次/1d46次/1d1次/12小時地板澆筑后時間72次/1d46次/1d1次/24小時7141次/1d24次/1d1次/46小時14281次/1d24次/1d1次/46小時281次/3d1次/1d1次/46小時基坑開挖期間如遇監測數據報警及異常氣候再增密監測頻率;遇業主或監理有特殊要求增加監測頻率。十二、監測基準網及三個基點布設原則與方法12.
38、1監測基準網監測基準網由水準基點和工作基點構成。對地鐵隧道而言,工作基點一般布設在隧道兩端的地下車站內,水準基點則設在遠離隧道且能保持長期穩定和使用的位置,網形通常布設成附合水準路線,或沿上、下行線隧道成結點水準網形式。由于狹長的地鐵隧道使得監測基準網的網形呈現較長的帶狀形式,水準基點遠離隧道,加之隧道內光線昏暗,能見度低,給觀測成果帶來較大的測量誤差。因此,選擇符合地鐵實際情況的平差基準,才能對隧道作出準確的變形分析。(1) 監測網的平差基準在變形監測中,平差方法及基準的選取將影響各/期觀測值的平差結果,從而影響到位移的分析結果。平差方法的最優選取,關鍵在于平差方法中所定義的基準是否與實際情
39、況相符合。因此,對監測網進行穩定性分析,根據穩定性分析結果選擇平差方法,確定一個對變形分析比較有利的基準,是變形監測的一項重要內容。一般來說,存在三種可選的基準:固定基準、擬穩基準和重心基準。(2)選擇固定基準點 監測基準網實踐指出,變形監測采用固定基準為最好,擬穩基準和重心基準應慎重采用。在地鐵隧道沉降監測中,因路線長度、基點位置和基準網形狀的特殊性,采用固定基準更加夸大了經典平差的模型誤差,反而不利于隧道實際變形情況的分析。地鐵隧道結構的變形主要關注的是隧道相對區間兩側地下車站的垂直位移,若將工作基點布設在車站內,既使各別點位出現厘米級的沉降也不會過多改變全網重心。因此,為了減小經典平差本
40、身的模型誤差,平差選用擬穩基準或者重心基準反而較佳。選擇合適的平差基準,作出準確的變形分析,是地鐵隧道結構變形監測的目的。12.2三個基點布設原則與方法 監測時,應先將豎井周圍的三個工作基點按照二等水準路線進行聯測、閉合差在以內、再已其中任意一個水準點為基準點進行沉降觀測、逐個采集沉降點的觀測值、采集完成以后、還是二等線路閉合到另一水準點上、閉合差在8L內。工作基點(以下簡稱基點)是沉降觀測的基準點,應根據工程的沉降施測方案和布網原則的要求建立,而沉降施測方案應根據工程的布局特點、現場的環境條件制訂。依據工作經驗,施工豎井周圍要布設三個基點,且與建筑物相距50m至100m間的范圍為宜。基點可利
41、用已有的、穩定性好的埋石點和墻腳水準點,也可以在該區域內基礎穩定、修建時間長的建筑物上設置墻腳水準點。若區域內不具備上述條件,則可按相應要求,選在隱蔽性好且通視良好、確保安全的地方埋設基點。所布設的基點,在未確定其穩定性前,嚴禁使用。因此,每次都要測定基點間的高差,以判定它們之間是否相對穩定,并且基點要定期與遠離建筑物的高等級水準點聯測,以檢核其本身的穩定性。十三、 監控量測組織管理會對本工程的特點,成立專門的監測小組,由項目總工程師、監測負責人和監測人員組成。由4人組成現場監控量測及信息反饋小組,成員由多年從事地下工程施工及監測經驗的技術人員組成,組長由具有豐富施工經驗,具有較高結構分析和計
42、算能力的工程師擔任。監測小組在組長的領導下負責地面和地下的日常監測工作及資料整理工作。從組織上保證監測工作順利進行,使監控量測完全進入信息化控制流程,組織管理機構及相應的職能如圖所示。 組織機構及職能框圖監測工作開始前、后組織監測人員反復閱讀監測方案,明確每個人的分工職責,檢查各自的資料、記錄表格是否齊全。根據監測工程的規模、特點和復雜程度,確定現場監測人員的數量和結構組成,遵循合理分工與密切協作的原則,建立有監測經驗、能吃苦耐勞、工作效率高的現場的監測隊伍。認真作好對操作人員技術方案的交底的工作,內容包括:元件的埋設計劃、現場的量測計劃、技術標準和質量保證措施,以及數據、報告的形式和責任等事
43、項。同時要及時的上報監理和設計部門施工中出現的情況。遇到問題及時解決,確保各項工作的順利進行。變形監測工作從施工前開始,到結構穩定終止。監測中遵守以下規定:1、測量前對施工現場工程巖土變化和支護工程的狀況進行察看并作簡明記錄。2、分步施工時,每步記錄完整連續觀測數據。3、雨后、地震等對變形體產生顯著影響時增加觀測頻率。4、根據變形體的變形趨勢,變形體處于穩定期時,可適當減少觀測頻率;急劇變動期間增大觀測頻率。十四、 監測信息反饋體系為了將監控量測數據在及時整理后報送相關單位,便于各單位根據監控量測結果了解整體工程的安全狀況、對現場發生的情況迅速作出反應的應對措施,建立有效的信息溝通機制與數據保
44、密工作。14.1報表內容在監控量測工作中的除了每天的日報外還包含周報、月報、專題報告、總結報告四種形式。(1)周報監控量測數據經分析后,表現為正常變化范圍,工程狀態安全,施工處于可控狀態,應按時上報周報,對每周監控量測數據進行匯總,周報以表格形式上報監控量測數據,可簡化為只包含有變化的監控量測項目的內容。(2)月報針對一個月的工作及時進行總結,總結成果以月報形式上報有關單位,月報具體內容應包括如下: 監控量測項目、測點布置 施工進度 監控量測值及時程變化曲線對于達到或超過報警值的測點分析原因當月監控量測工作小結 14.2專題報告針對工程重點危險源的監控量測工程,應結合施工過程中的監控量測數據進
45、行分析,得出相應的結論,并對提出建議,上報專題報告,專題報告應包括: 監控量測項目、測點布置 施工狀態 危險源工程條件及重點 監控量測值歷時曲線 監控量測數據分析結論 危險源施工的影響發展預測 施工建議14.3總結報告監控量測工作結束后,及時將監控量測結果總結分析,提交監控量測總報告。總報告內容包括: 工程概況、監控量測目的 監控量測工作大綱和實施方案 監控量測資料的分析處理 監控量測值及其全程變化曲線 施工中超前預報效果評述 工程監控量測結果 十五、監測應急措施 15.1當車站出現緊急情況和監測數據超過預警值時,或有下列情形之一的; (1)周邊建(構)筑物 地面沉降速錄及累計沉降值超過監測控
46、制標準; (2)區間隧道水平收斂超過監測控制標準; (3)風井區間隧道結構變形監測超過監測控制標準; (4)受影響范圍內房屋及構筑物相對傾斜值及傾斜速錄超過監測控制標準; (5)其他監測項目中有超過報警值標準的; (6)其他突發情況; 15.2根據工程狀況現場監測人員因采取如下措施 (1)增加監測項目; (2)增加危險位置周邊測點; (3)增加危險位置周邊測點的監測頻率; (4)增加監測人員和儀器設備; (5)建立緊急狀態下監測工作制度和信息傳遞機制; (6)緊急情況下監測工程師必須進駐現場指導監測工作; (7)對工程提出合理有效的建議,報監理審批后立即實施; (8)施工單位要積極配合監測工作
47、并根據監測結果實施信息化施工; (9)即時上報反饋監測成果; 十六、安全文明監測保障措施 安全文明監測保障措施施工安全監測工作是一個系統工程,涉及到業主方、設計方、承包商、監理方等多家單位,因此在監測布點施工及測試時我們將“安全監測、文明監測” 擺在首位,切實協調好各方關系,一切按相應規定及操作規程辦事,具體而言,主要有以下幾個方面: (1) 安全措施.,在作業前首先對參與人員進行安全教育,在施工過程中對各監測組進行不定期的安全抽查,及時發現和排除安全隱患. 所有現場監測人員必須佩帶統一安全帽及防護用品; (2)測點埋設前辦理所需的各種現場用水、用電、占用綠地及施鉆占路等許可證,按規程進行布點
48、施工; (3) 鉆孔作業時先做管線探測,以免破壞管線; (4)建(構) 筑物測點布置事先與業主溝通,征得業主同意后進行如建(構) 筑物業主不同意布點,另外采取其它措施予以解決; (5) 測點布設、監測時愛護周邊環境(包括花草樹木及其他); (6) 穿越交通路線測量安全規定 作業員應穿戴梏黃色衣帽,遵守交通規則 白天應打紅、黃相間面料的遮陽傘,儀器站的周圍2m 的直徑內擺放紅色安全標志。 夜間作業,在紅色安全標志上應安裝黃色反光材料,并在距測站50m遠的方向擺放有黃色反光安全標志,并設人用紅色信號燈指揮; (7)在監測工作的生產及生活活動中,加強對監測組人員的文明行為教育,做到管理程序化,作業標準化; (8)科學、合理地組織監測生產,加強現場監測管理,減少對周圍環境的影響; (9)加強宣傳教育,統一思想,使全體監測組人員認識到文明施工是企業的形象、是隊伍素質的反映、是安全生產的保證,以提高員工文明施工和加強現場管理的自覺性;十七、附件國際機場站監測點平面布置圖