福州地铁08合同段项目部 2012年4月19日 地铁基坑监测要点及案例分析 目 录 1 国内轨道交通工程现状 2 轨道交通工程建设面临的问题难点 3 监测依据 4 地铁基坑监测方法 5 案例分析 1、国内轨道交通工程现状 1、国内地铁基坑工程现状 20世纪80年代以来，我国城市地铁建设发展迅速，已建成地铁的城市 有北京、天津、上海、广州 、南京等，同时，福州、青岛、长沙重庆、 武汉、长春、沈阳、大连、杭州、成都、西安等城市都在积极申报或者 已经开始建设地铁。 北京地铁 北京地铁1969.10.1开通，目前14条线，线路总长 339.5 km，车站191座。 上海轨道交通发展与规划 8条线路 234公里 2007年 11条线路 432公里 2010年 13条线路 567公里 2012年 上海轨道交 通基本网络 形成 13条线路 567公里 2012年 上海轨道交 通基本网络 形成 2020年 20条线路 877公里 上海地铁 广州地铁 到2010年，上海拥有11条轨道交通线，共计284座运营车站 ，累计运营线路长度达到432公里 2、轨道交通工程建设 面临的问题和难点 2、轨道交通工程建设面临的问题和难点 由于地铁车站一般位于城市的繁华路段，车站附近建筑物 密集，地铁车站深基坑平面尺寸和开挖深度（一般为17米左右 ）的增大带来一系列复杂的问题，如：基坑围护结构的变形和 稳定、施工中对相邻环境、地下管线、地面交通所带来的影响 等问题，而这些问题甚至有可能引发安全事故。 范围广 规模大 型式和施工 工艺多样 地质条 件复杂 环境变形 控制严 6大问题和难点 险情事 故时有 发生 工程本 身难度 增大 2、轨道交通工程建设面临的问题和难点 特点1：范围广规模大 v 杭州地铁一号线 31座车站 里程52.4km 地铁车站基坑规模通常宏大 特点1：范围广规模大 特点2：结构型式和施工工艺多样 l高架、地下车站、隧道、联络通道等结构型式 l地连墙、钻孔桩、SMW工法等围护方式及明挖法、 盾构法、矿山法等施工工艺 特点3：地质条件复杂 线路沿线可能涉及不同的地貌类型、不同的工程地质 与水文地质单元，包括穿越河流等，地质条件的差异性 也增加了施工的难度。 特点4：周边环境控制要求严格 地铁车站周边环境异常复杂 特点4：周边环境控制要求严格 l盾构出洞后仅12m距 离与地铁一号线隧道 呈85斜交； l一号线隧道底部与二 号线隧道顶部间距仅 为1m； l地铁一号线沉降控制 在3mm内，才能确保 地铁正常运营。 二号线穿越一号线 施工场地狭小， 工程开挖深度 不断刷新记录 特点5：工程本身难度增加 特点6：险情事故时有发生 2008年11月 15日下午， 杭州风情大道 地铁施工工地 发生大面积地 面塌陷事故， 致21人死亡 的惨剧。专家 痛惜地指出： “这是中国地 铁修建史上最 大的事故。 v （1）委托单位提供的设计图纸等； v （2）中华人民共和国国家标准建筑基坑工程监测技术规范 （GB 50497-2009）； v （3）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）； v （4）建筑基坑围护技术规程（JGJ120-99）； v （5）工程测量规范（GB50026-2007）； v （6）国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006 ）。 3、监测依据及其它 车站深基坑工程面临的问题 由于地铁车站一般位于城市的繁华路段，车站附近建筑 物密集，地铁车站深基坑平面尺寸和开挖深度（一般为17米 左右）的增大带来一系列复杂的问题，如：基坑围护结构的 变形和稳定、施工中对相邻环境、地下管线、地面交通所带 来的影响等问题得到地铁建设及设计单位的广泛关注。而这 些问题甚至有可能引发安全事故。 监测目的 序号监测项目监测仪器监测目的 1基坑水位水位管掌握基坑开挖过程中水位变化情况 2围护桩水平位移经纬仪掌握开挖过程中围护结构水平变形情况 3桩体变形 （侧向位移） CX系列测斜仪掌握基坑开挖过程中，桩墙深层挠曲情况 4桩内钢筋应力钢弦式钢筋应力计掌握随着工期的延续，钢筋轴力变化情况 5支撑轴力支撑轴力计、钢筋计掌握开挖过程中随着深度的变化，钢支撑的受力 情况 6围护墙顶部顶部水平位 移 高精度经纬仪掌握结构施工过程中，外侧土体移动情况 7基坑内外观察现场人工观测掌握开挖过程中土体顶部及桩体顶部的水平位移 及其影响 监测意义 v （1）对基坑施工期间基坑（及支护体）变形和其影响范围 内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项 目或量值进行测量，以及时和全面地反映它们的变化情况， 是本工程实现信息化施工的主要手段，是判断基坑安全和环 境安全的重要依据； v （2）为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质 量及周边建（构）筑物、管线的安全运营提供实测数据。是 设计和施工的重要补充手段； v （3）为优化施工方案提供依据； v （4）为理论验证提供对比数据； v （5）积累区域性设计、施工及监测的经验。 4、地铁基坑监测方法 监测一般规定 1 监测方法的选择应根据基坑等级、精度要求、设计要求、 场地条件、地区经验和方法适用性等因素综合确定，监测方 法应合理易行。 2 变形测量点分为基准点、工作基点和变形监测点。其布设 应符合下列要求： 每个基坑工程至少应有3个稳固可靠的点作为基准点； 工作基点应选在稳定的位置。在通视条件良好或观测项目 较少的情况下，可不设工作基点，在基准点上直接测定变形 监测点； 施工期间，应采用有效措施，确保基准点和工作基点的正 常使用； 监测期间，应定期检查工作基点的稳定性。 3 监测仪器、设备和监测元件应符合下列要求： 满足观测精度和量程的要求； 具有良好的稳定性和可靠性； 经过校准或标定，且校核记录和标定资料齐全，并在规定 的校准有效期内； 4 对同一监测项目，监测时宜符合下列要求： 采用相同的观测路线和观测方法； 使用同一监测仪器和设备； 固定观测人员； 在基本相同的环境和条件下工作。 5 监测过程中应加强对监测仪器设备的维护保养、 定期检测以及监测元件的检查；应加强对监测仪 标的保护，防止损坏。 6 监测项目初始值应为事前至少连续观测3次的稳 定值的平均值。 1 周边环境监测 地下综合管线垂直位移监测； 周边建(构)筑物垂直位移监测； 4.1.1 监测项目 2 基坑围护结构本体监测 围护体（内部）水平位移监测（测斜）； 围护墙体顶部水平位移监测； 围护墙体顶部垂直位移监测； 支撑轴力监测； 立柱垂直位移监测； 坑底隆起监测； 地下水位监测； 基坑周围地表沉降监测 。 1、而针对每一个监测对象又有各自的监测项目，包括 垂直位移、水平位移、深层侧向位移、支撑内力、土压力 、孔隙水、裂缝、倾斜等，上海基坑监测规范列了24项， 全国规范18项。这些监测项目主要反映的是监测对象的两 个指标：受力和变形。 对于同一个监测对象，这两个指标有着内在的必然联系， 相辅相成，配套监测，可以帮助判断数据的真伪，做到去 伪存真。 2、依据围护顶面、围护侧向变形、支撑轴力、立柱桩 沉降等变形数据，验证由围护墙和水平支撑共同构成的支 护体系的稳定性。 4.1.2 监测要点： 注意： 基坑支护结构除需满足自身的强度要求和变形 要求外，还必须满足受基坑工程影响的周边环 境的变形要求，特别是在软土地区中，后者的 重要性往往不亚于前者。 4.2 垂直位移监测 1、监测项目： 地下综合管线垂直位移监测周边建(构)筑 物垂直位移监测， 围护墙体顶部垂直位移监 测；立柱垂直位移监测； 坑底隆起监测； 基坑周围地表沉降监测 。 2、仪器： 徕卡NA2型水准仪及GPM3平板测微器，因瓦 合金标尺 ；精度：0.5mm/km。 3、原理方法： 水准路线的分类： 附合水准路线：从一个已知高程的水准点(BM1)起 ，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或 垂直位移监测点的高程，最后连测到另一个已知高程的 水准点(BM2)，称为附合水准路线。如下图所示 支水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿一条路线进 行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程 ，最后不连测到任何已知高程的水准点称为支水准路线。 为了对测量成果进行检核，并提高成果的精度，单一水准 支线必须进行往返测量。 闭合准路线：从一个已知高程 的水准点(BM1)起，沿一条环形路 线进行水准测量，测定沿线一些水 准点或垂直位移监测点的高程，最 后又回到水准点(BM1)，称为闭合 水准路线。如右图所示 水准路线的拟定： 日常监测中，应采用附合水准路线或闭 合水准路线。没有任何规范中规定变形观 测采用支水准路线观测 仪器站 观测 标 尺 读 数 高差(a- b) (mm) i 角 的 计 算 次序A尺读数aB尺读数b I1 1148712149140 2148704149142 3148708149154 4148708149150 中数 I2 1150952151394 校正后A、B标尺上的a2、b2 2150956151410正确读数为： 3150944151396 4150958151400 中数 水准仪i角检查： 仪器站 观测标 尺 读 数 高差(a-b) (mm) i 角 的 计 算 次序A尺读数aB尺读数b I1 1148712149140 -4.39 AB标尺间距 S=20.6m 2148704149142 =(a2-b2)-(a1-b1)2 = -0.045mm 3148708149154i = 10 = -0.45 4148708149150 中数148708 149147 I2 1150952151394 -4.48 校正后A、B标尺上的a2、b2 2150956151410正确读数为： 3150944151396 a2 = a2- 2=1.50953+.0009=1.51043 4150958151400 b2 = b2- =1.51400+.00045=1.51445 中数150953 151400 仪器站 标 尺 读 数 高差(a-b) (m) i 角 的 计 算 A尺读数aB尺读数b I1 13591432AB标尺间距 DAB=70m 12411315 中数 I214561535 监测范围 v 从基坑边缘以外13倍开挖深度范围内需要保护的建（构 ）筑物、地下管线等均应作为监控对象。必要时，尚应扩 大监控范围。 v 位于重要保护对象（如地铁、上游引水、合流污水等）安 全保护区范围内的监测点的布置，尚应满足相关部门的技 术要求。 地下管线直接监 测点(抱箍法) 4.2.1 管线监测 v地下管线监测点的布置应符合下列要求： 1 应根据管线年份、类型、材料、尺寸及现状等情况，确定监 测点设置； 2 监测点宜布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位 ，监测点平面间距宜为1525m，并宜延伸至基坑以外 20m； 3 上水、煤气、暖气等压力管线宜设置直接监测点。直接监测 点应设置在管线上，也可以利用阀门开关、抽气孔以及检查 井等管线设备作为监测点； 4 在无法埋设直接监测点的部位，可利用埋设套管法设置监测 点，也可采用模拟式测点将监测点设置在靠近管线埋深部位 的土体中。 地下管线直接监 测点(抱箍法) 4.2.2 周边建筑物监测 v建（构）筑物的竖向位移监测点布置应符合 下列要求： 1 建（构）筑物四角、沿外墙每1015m处或每隔23根柱基 上，且每边不少于3个监测点； 2