施工监测(精选12篇)
施工监测 篇1
1. 工程概况
长春地铁1号线02标段北环路站位于长春市北人民大街与北环路交汇处,车站总长465.354m,其中车站主体结构标准段为二层两跨岛式站台车站,有效站台长118m,车站标准段总宽19.5m,车站底板埋深约为16.5m,顶板覆土2.0m~2.9m。本站主体结构采用明挖法施工,车站围护结构采用钻孔灌注桩,设置三道钢支撑。北环路车站是目前长春地铁建设规模最大的车站。
2. 监测的目的
通过监测掌握基坑附近地面、围护结构与支撑体系在工作状态时的强度、稳定性及变形的变化动态,将监测数据与设计预估值进行分析对比,给设计方案以补充和完善。有利于有针对性地改进施工工艺和施工参数,确保基坑施工安全。通过对邻近建(构)筑物的监测,根据地表、建(构)筑物、地下管线变形发展趋势,决定是否需要采取保护措施,并为确定经济、合理的保护措施提供依据,有利于对建筑物进行及时、有效的保护,将结构变形严格控制在标准限值内,确保近接建(构)筑物、地下管线正常使用与安全稳定。掌握和收集地下水位变化动态,观察判断施工降水对周围地层的影响程度,保护生态环境。
3. 监测的重点
根据本工程施工安排和环境条件,信息化监测的重点有以下内容:基坑本身的安全监测是工程的重点;基坑周围的环境及变形监测亦是工程的重点。
4. 监测的项目及测点布设原则
4.1 监测的项目
本工程检测的项目主要有:围护结构顶部水平位移和沉降监测、围护结构测斜和土体测斜、坑底回弹监测、支撑轴力监测、地下水位监测、地下管线沉降监测、坑外地表沉降监测、周围建筑物水平位移和沉降监测。
4.2 监测点的布设原则
(1)按监测方案在现场布设测点,当实际地形不允许时,在靠近设计测点位置布点,以能达到监测目的为原则;
(2)为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利的断面位置,为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工的位置;
(3)结构变形观测点预埋时不能影响结构的正常受力,不能消弱结构的强度和刚度;
(4)地表沉降观测点的位置既要考虑能反应变形状态,又要便于观测和保护;
(5)测点的布设应在基坑开挖前完成,并进行初始状态的观测;
(6)各类观测点应在时间和空间上有机结合,力求在同一个观测部位能反映不同的变化量,以便找出其内在的联系和规律,确认各观测点的相关性。
5. 监测方法
5.1 围护结构顶部水平位移和沉降监测
(1) 水平位移
内业处理时,取一条平行于基坑边的直线作为基线,求取各监测点初始值到基线的距离作为初始距离;每次量测时,获取各监测点的实时坐标后,即可得出各监测点到基线的实际距离,进一步求取各监测点的距离差,即围护结构的水平位移,并绘制相关位移时间曲线以及累计位移时间曲线。
(2)沉降监测
采用精密水准测量方法,方法同基坑周边沉降观测。
5.2 围护结构深层水平位移监测
每次量测后内业处理时应绘制位移—历时曲线、孔深—位移曲线;水平位移速率突然过分增大是一种报警信号,收到报警信号后,应立即对各种量测信息进行综合分析,判断施工中出现的问题,并及时采取措施,保证施工安全。以SCWY28孔现场实测监测数据在工况开挖过程中数据变化为例,反馈围护结构变化情况。由图1可知,基坑开挖过程中最大位移量发生在工况7(第三道支撑完成,基坑落地开挖后。)理论最大偏移值为20.1mm,实测偏移值为19.02mm,实测数据与理论数值得到了统一的印证。
5.3 坑外土体沉降监测
沉降观测方法采用精密水准测量,基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制,每测点读数较差不宜超过0.5mm,对不在水准路线上的观测点,一个测站不宜超过3个,如超过时,应重读后视点读数,以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于±1.0mm,取平均值作为初始值。
5.4 支撑轴力监测
在施工时成功安装轴力计或钢筋应力计后,使用频率读数仪对各个监测点进行测读量取。轴力计或钢筋应力计选用振弦式应力计,振弦式应力计以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器。当弦的长度确定之后,其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小,通过相应的测量电路,就可得到与拉力成一定关系的电信号。根据每次所测得的各测点电信号频率,可依据轴力—频率标定曲线来换算出相应的应力值。在内业处理时,对数据进行处理与分析,并绘制支撑轴力随基坑施工工况的变化曲线。
5.5 地下水监测
5.5.1 地下水位监测
每次测量后均应绘制水位—历时变化曲线。根据水位—历时变化曲线,以及水位随施工工况情况的变化曲线图,以评价施工对周边环境影响的范围及程度。
5.5.2 地下水压监测
地下水压监测采用水压计,用读数仪采集数据并收集整理,水压计埋设要点如下:
(1)水压计埋设前取下仪器端部的透水石,在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈。按需要接长电缆。
(2)安装前需将仪器在水中浸泡2小时以上,使其达到饱和状态,再在测头上包上装有干净的饱和细砂袋,使仪器进水口通畅,防止水泥浆进入渗压计内部。
5.6 坑底回弹
每次测量后均应绘制坑底高程—历时变化曲线。根据坑底高程—历时变化曲线,以及坑底高程随施工工况情况的变化曲线图,以评价施工对基坑底部土体的影响程度。
5.7 坑外建筑物沉降与变形
(1)建筑物的沉降观测,用精密水准仪,钢尺量测,与地面沉降观测点共用高程监测控制网。
(2)建筑物的倾斜监测,因开挖影响范围内建筑物均为整体刚度较大的建筑,用差异沉降法推算建筑物的倾斜。方法如图2所示:
Sh2即所求的水平倾斜量,θ即为水平位移产生的倾斜角。如下公式所示:tgθ=ΔS/b=SH2/Hg则Sh2=Hg*ΔS/b, AB为变形前两监测点的相对位置,当建筑物发生倾斜时,B点将变化到B1位置,由此即可按上述公式推算出,建筑物的倾斜度θ和判断倾斜方向。监测点间的水平距离L用经鉴定的钢卷尺量测两次,量距相对误差不大于1/2000。
(3)建筑物的裂缝监测
如图3所示,用两块白铁皮,一片取150mm×150mm正方形,固定在裂缝的一侧,并使一边和裂缝的边缘对齐,另一片为50mm×200mm,固定在裂缝的另一侧,并使其中的一部分紧贴相邻的白铁皮,当两块白铁皮固定好后,在其表面均喷上红油漆,当裂缝继续发展时,两片白铁皮逐渐拉开,露出正方形白铁片上原被覆盖的没有油漆的部分,其宽度即为裂缝加大的宽度,可用钢尺量出。
5.8 坑外管线沉降与变形
(1)沉降观测监测时需注意几点: (1) 基准点与国家水准点定期进行联测; (2) 各测点观测为闭合或附合路线,水准每站观测高差中误差M0为±0.15mm,闭合差Fw为mm (N为测站数)。
(2)水平位移观测用全站仪,技术要求如下:平面位移最弱点观测中误差M(平均)为2.1mm,平面位移最弱点观测变形量中误差M(变)为±3.0mm;
6. 结语
总之,在地铁项目施工期间,采用适合的监测方法,及时使用计算机对数据进行分析、对比,确保监测数据的连续性、准确性和可靠性。只有进行全面的监测,才能提出合理的施工改进措施,才能确保周边环境的安全,确保将基坑的变形控制在允许的范围之内,确保地铁施工的安全。
施工监测 篇2
矿上法隧道施工监测主要包括以下项目:地质与支护状态观察、地表沉降监测、隧道拱顶下沉监测、水平收敛监测、建筑物沉降及裂缝观察、锚杆或锚管轴力监测、围岩与喷层间接触压力等。
二、监测点埋设及监测方法 2.1洞内观察
隧道开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是在软弱破碎围岩条件下,开挖后立即进行地质调查,绘出地质素描图。若遇特殊不稳定情况,进行不间断地观察。
①对开挖后没有支护的围岩的观察
a)节理裂隙发育程度及其方向;
b)开挖工作面的稳定状态,顶板有无坍塌; c)涌水情况:位置、水量、水压等; d)隧道底是否有隆起现象; ② 开挖后已经支护地段围岩动态的观察
a)有无锚杆被拉断或底板脱离围岩现象; b)钢拱架有无被压变形情况;
c)锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规定的要求; ③ 观察围岩破坏形态并分析
a)危险性不大,不会发生急剧变化的情况,如加临时支护之后即可稳定的情况;
b)应当引起注意的破坏,如拱顶混凝土喷层因受弯曲压缩的变化而引起的裂隙; 2.2地表沉降监测
地表下沉监测点按二等水准基点埋设,并在破裂面以外3~4倍洞跨处设若干水准基点,作为各测点高程测量的基准。
地表下沉量测应在开挖前方(2~3)倍B(B为毛洞宽度)处开始进行,直到开挖面后方(3~5)B,地表下沉基本停止处为止。
地面下沉测点与洞内拱顶下沉测点应对应设置在同一个断面上,地表下沉降监测点的布置见,用水准仪及铟钢尺,由地面已知水准点(不少于3个,按照闭
合路线布置),可测出隧道上方地表下沉量及其与时间的变化关系。隧道上地表下沉,应在隧道未开挖之前进行量测,测出其初始值,借以获得开挖过程中的全位移曲线。
全位移值的计算公式为 u=u1+u2 u——全位移值
u1——未挖到该点时已发生的位移 u2——从开挖到该测点量测时已发生的位移
2.3 隧道拱顶下沉监测
由地面垂直位移检测控制网的水准点将标高通过风井引至 风井衬砌混凝土侧壁上,并假定此点的标高为A,在左右侧隧道中分别置镜,并分别观测临时水准点上的正尺和监测点下的倒尺,既可得出监测点相对于临时水准点的高程变化。
监测点高程H=A+c+e 衬砌上水准点的高程由悬挂钢尺法引测得到,引测时将检定过的50米钢卷尺垂直悬吊于风井中,下挂与检定时拉力相同的重锤。分别在井上、井下用两台水准仪同时观测。并由下公式得到临时水准点的高程。
BM临=BM井上+a-H+b 监测过程中每两周用上述方法复核一次侧壁水准点的高程,如变化范围在8√0.5=6mm之内则不调整,否则应在侧壁水准点假定高程10m的基础上调整,并调整相应观测结果。
2.4水平收敛位移监测 2.4.1水平收敛埋设
隧道开挖后,周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映,净空的变化(收缩和扩张)是围岩变形最明显的体现。本标段主要体现在矿山法隧道及联络通道的开挖。
矿山法隧道左右线每5m一个断面,其中标准断面4个,横通道2个断面,其中横通道与隧道接口处必须布设1个断面。共布置10个断面。隧道标准断面每个断面埋设12个监测点,横通道每个断面埋设4个监测点。量测时每2个监
测点为一组。监测头的制作可用φ12的长杆膨胀螺栓30~50厘米。在顶端加工一个M6×25左右的螺孔,把不绣钢制作在挂钩拧上即可。把加工过的膨胀螺栓按照相应的位置焊接在格栅钢架和钢筋网上,露出格栅钢架8~10cm,焊接牢固,待喷射混凝土后,立即清除不锈钢挂钩上的混凝土,做好标记,以方便日后量测。
监测时采用SD-1A型收敛计。安装测点时,在被测结构面用凿岩机或人工钻孔径为40~80mm、深20cm的孔,在孔中填塞水泥砂浆后插入收敛预埋件,尽量使两预埋件轴线在基线方向上并使销孔轴线处于垂直位置,上好保护帽,待砂浆凝固后即可进行量测。
埋往围岩里套在仪器上φ22
100mm
图7-2
收敛计预埋件示意图
2.4.2 数据处理
将第i次对每个监测点的测量值与第i-1次的数据进行比较,并计算变化值,即变化值△d=本次测量值-上次测量值,单位以mm计。
2.5建筑物沉降及裂缝观察 2.5.1矿山法隧道周边建筑物调查
根据地质情况和矿山法隧道的钻爆设计、埋深等确定施工的影响范围,对隧道上方所有地面建筑物进行两次调查,第一次为全面调查,第二次为建筑物调查。
调查的内容为建筑物的名称、位置、所属业主、建筑物的用途、建筑物的层数(高度)、有无地下室、建造时间、结构类型、建筑物的基础类型和基础深度、建筑物结构裂缝宽度等。其中建筑物的基础类型、基础深度、尺寸及其与矿山法隧道的相对位置关系是调查的重点。
根据地面建筑物的调查情况、隧道的开挖情况决定监测措施。
2.5.2周边建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
观测时充分考虑施工的影响,避免在机械振动影响范围之内,其余监测原理、方法同前述盾构建筑物监测方法。
2.6锚杆或锚管轴力监测 2.6.1埋设与安装
锚杆计可在钢筋加工场预先与锚杆焊好,焊接时应将锚杆与锚杆计的连接杆对中之后采用对接法焊接在一起。如果在现场焊接,可在埋设锚杆计的位置上将锚杆截下相应的长度,之后将锚杆计焊上,为了保证焊接强度,在焊接处需加焊邦条,并涂沥青,包上麻布,以便与混凝土脱开。为了避免焊接时仪器温度过高而损坏仪器,焊接时仪器要包上湿棉纱并不断在棉纱上浇冷水,直到焊接完毕后锚杆冷却到一定温度为止,焊接在发黑(未冷红)之前,切记浇上冷水,焊接过程中仪器测出的温度应低于60℃。
2.6.2计算公式 P = K△F+b△T+B 式中: P—被测锚杆的载荷(KN);K—锚杆计的标定系数(KN/F);△F—锚杆计输出频率平方实时测量值相对于基准值的变化量(F); b—锚杆计的温度修正系数(KN/℃);
△T—锚杆计的温度实时测量值相对于基准值的变化量(℃);
B —锚杆计的计算修正值(KN)。
2.6.3绘制轴力-时间变化曲线图
根据轴力-时间变化曲线图和设计规定的轴力限值分析锚杆轴力是否满足设计要求,在监测简报中提出监测分析和建议。
2.7围岩与喷层间接触压力
量测作用于喷层和岩土体之间的径向接触应力,采用钢弦式压力盒及VW-1型频率接收仪。
应把测点布设在具有代表性的隧道断面的关键部位上(如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等)。每一断面宜布置10~14个测点,并对各测点逐一进行编号。
压力盒埋设,要使压力盒的受压面向着围岩。根据实际围岩情况,采取适当方法将压力盒固定在岩面。再谨慎施作喷砼层。不要使喷砼与压力盒之间有间隙。保证围岩与压力盒受压面贴紧。
三、信息反馈
1、当日报表:
通常作为施工调整和安排的依据,内容包括测点编号、初始值、本次监测值、较上次监测值增量值及累计变化量。日报表须在当天报送监理。
2、周报表:
主要结合工程例会、阶段性小结。须在每周末报送监理。
3、月报表:
地铁施工监测信息化分析探讨 篇3
【关键词】施工监测;信息化;措施
前言
我国人口众多,导致交通拥挤和阻塞,给人们的日常生活带来极大的不便。我国通过大力建设地铁工程来有效缓解这种不良局面,而在地铁施工过程中,由于一些预料不到的突发状况,会严重阻碍地铁的顺利建设,拖延了工期、增加了成本等等。地铁施工前进行安全预测是十分有利的,目前广泛并且提倡应用的就是信息化施工监测方法,这对我国的交通建设有着不可替代的重要意义。
1、地铁施工监测信息化的目的
(1)能够及时反馈地铁施工过程中的各项信息。
(2)能够为基坑建筑等周边环境提供有效保护,做出及时反应。
(3)能够通过比对、计算、分析理论值与实际监测值的方法,验证设计理论的正确性。
(4)能够对监测数据及结果与原设计理论进行反馈优化,从而设计出最高效的监测方案。
(5)在地铁施工的过程中,在对既有地面、地下建筑物、构筑物等各项指标监测完之后,将结构变形数值严格控制在标准限值内,确保既有建筑物、构筑物以及施工人员的安全。
(6)能够记录并保存测量数据,为以后的地铁项目工程规划与建设提供工程参考价值与经验。
(7)能够及时与业主传达和交流信息,使得业主对整个项目的全程做到公正、科学的监测。
2、地铁施工监测遇到的难题
2.1地铁的设计、施工、监测不能有效配合
地铁在施工工程中,要求施工方与设计方密切配合,顺利完成地铁的施工监测工作,共同查看、计算、分析每项监测数据,遇到突发情况能够做出应变对策,比如及时变更相关参数。但在实际的施工过程中,由于种种原因及阻碍,地铁施工监测数据很少被应用到信息反馈及优化中,这样就不能实时反馈并进行规划设计的更改,没有了理论的意义与价值,只能成为之后相似项目工程的借鉴经验。
2.2数据处理技术有待提高
目前我国大部分地铁施工监测都是采用Excel软件处理数据及信息,若是有大量的监测数据,那么使用该软件的曲线回归函数进行分析处理准确度还是比较高的,对于采集周期较长的数据,此种方法误差还是不可忽略的。而且在实际的工程施工中,有很多的技术人员的专业化素质不够,没有熟悉掌握信息化施工监测的技术和手段,没有对数据进行回归分析,只是根据监测数据的变化及数值,大致判断工程施工是否安全、经济、高效,这样是极其不负责任和不科学的,会造成难以预测的后果。
2.3没有应对特殊情况的监测方法
施工过程中会出现一些特殊情况,如基坑坍塌、坑道涌水等,施工监测在这些地方开展有较大的局限性,一是不能保障工作人员的人身安全,二是不能有效预测周边环境的突然变化。这样对实时监测带来了巨大的挑战。
2.4第三方监测管理不善
虽然目前在我国城市地铁的建设中,已经缓慢开展了第三方监测的监测方式,这对于地铁施工监测的保障和发展有一定的促进意义。如果没有明确的管理规范来指导第三方检测的行为,将使得第三方监测根本不仅没能发挥长处却只会增添麻烦。
3、地铁施工监测信息化解决对策
目前,我国的地铁施工监测已经逐步引入第三方监测,施工监测朝着信息化的方向迈进。地铁施工监测信息化是指在地铁施工的过程中,在监测数据分析环节、监测信息反馈环节采取信息化管理方式,使得地铁施工的各项信息与数据都能及时传达到各协作方。这不仅能促进实时调整的信息化施工监测,而且可以保障信息化施工的诸多优势。地铁施工监测中信息化的运用,主要表现在数据的整合处理,信息的及时反馈等方面,可以给新时代的地铁施工带来一些活力或新思维,以及带来以下三个方面的支持:
(1)支持数据管理。地铁施工监测的信息化可以帮忙消除监测信息管理中的测点信息与监测数据保存、查询困难的难题,此外,也能实现数据的快速发送及管理,实现有效的监测数据接收。
(2)支持数据分析。地铁施工监测信息化的一大优点就是采用了先进的信息技术,信息技术在计算、处理、分析数据方面的优势是其他传统方法所不能企及的,为实现地铁施监测的实时指挥调度做好坚实的后盾。
(3)支持信息反馈。地铁施工监测信息化之后,可以智能、准确地分析地铁施工的周边环境以及安全情况,可以对地铁施工的安全现状进行详细地研究,可以为施工警情的预测处理提供交流平台。
地铁施工监测信息化,真正从本质上提高了地铁施工监测技术的管理水平,将工程的设计、施工、监测做到了有机统一,使得施工监测对现场进行实时调度和指挥成为现实,同时对以后相似的地铁施工项目积累经验及教训。信息化的施工监测管理办法打破了传统的人工管理模式,摆脱了传统管理低效、高成本的劣势,真正实现了监测信息存储安全、查询方便的优势,对于加快整个地铁行业的建设与发展有着重大意义。施工监测信息化为安全现状的预测分析提供了智能化的支持,可以给各协作方提供一个具体可靠的决策依据。目前很多施工监测管理信息系统开始提供GIS支持,有助于地铁工程的管理层实时掌握工程施工的具体信息及各项数据指标,从而做出准确的判断和科学的解决策略,保障了工程的顺利完成。
总结
本文阐述了地铁施工过程中遇到的问题,以及对信息化地铁施工监测的解决策略进行了分析及探讨。我国地铁在建设的过程中信息化施工没有发挥出理想中的效果的原因在于,地铁施工监测信息分析、整合、传递不及时,导致的施工监测管理不当。因此地铁施工监测系统的发展方向是信息化管理,确保地铁施工监测信息在项目工程各合作方之间能正确及时的传达交流,顺利完成地铁的实时施工建设。
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作者简介
地下连续墙施工监测 篇4
关键词:基坑监测,钢筋应力,深层位移,地下水位
1 引言
随着我国大型桥梁建设的不断发展, 相应的桥梁基坑的规模、深度也不断加大, 而基坑的规模和开挖深度的增大使基坑围护结构的稳定问题变得复杂和突出, 保证基坑的安全施工显得尤为重要。 因此, 进行经济有效的基坑监测工作是非常必要的。
2 项目概况
大岳高速洞庭湖大桥位于湖南省岳阳市七里山, 全长2 390m , 东起岳阳, 西接君山, 跨越湘江河道, 是一座主跨1 480m两跨不对称钢桁梁悬索桥, 是杭瑞国家高速公路湖南省大岳高速公路重点控制性工程, 在目前同类型特大型桥梁领域内排名世界前十。君山侧锚碇基础采用外葫芦形, 长度方向总长98m, 葫芦大圆外径64m, 小圆外径56m, 锚碇基础深度为44.5~49.5m, 君山侧地连墙平面如图1 所示。
3监测方案
在基坑施工过程, 只有对地连墙及内衬的钢筋应力、地连墙深层水平位移、地连墙墙顶沉降和水平位移及地下水位等进行全面监测, 才能对基坑的安全性和对周围环境的影响程度有清楚的了解, 确保基坑施工的顺利进行。根据君山侧地连墙施工过程中需要关注的重点, 进行的主要施工监测内容有:地连墙及内衬钢筋应力监测;地连墙深层水平位移监测;地连墙墙顶沉降监测;地下水位监测。
3. 1 地连墙及内衬钢筋应力监测
地连墙钢筋应力监测点是在桥轴线上、与桥轴向成45°角及与垂直桥轴线方向成15°角上各布置测点。钢筋应力计布设在预定槽段的中部径向剖面内弧和外弧主筋上, 每层对应布置2 个元件。内衬钢筋应力监测点事在桥轴线上、与垂直桥轴线方向成15°角上各布置测点。钢筋应力计布设在径向剖面内弧和外弧主筋上, 自地连墙帽梁顶部向下分层布设, 每层对应布置2 支元件。
3. 2 地连墙深层水平位移监测
地连墙墙体深层水平位移采用预埋测斜管进行监测, 测斜管安装在相应槽段的钢筋笼上, 随钢筋笼一起下放至槽孔内浇筑混凝土。
3. 3 地连墙墙顶沉降监测
地连墙顶部沉降监测在地连墙帽梁顶部埋设观测点。沉降采用水准仪进行监测。地连墙墙顶沉降监测基准点借用施工测量控制网的高程基准点。
3. 4 施工期间地下水位监测
对于地连墙外地下水位监测则采用钻孔埋设水位管的方式监测地下水位。测试时, 将电测水位计的探头沿水位管向下放, 同时有电缆式钢尺显示探头的深度, 当探头碰到孔内水面时, 水位计的蜂鸣器发出声响, 这时读记出钢尺电缆在管口处的深度, 即可得到观测孔孔内的水位标高。
4 监测报警
监测报警值指标一般由累计变化量和变化速率两个量控制, 累计变化量的报警指标不应超过设计限值。周边环境监测报警值应根据主管部门和设计的要求确定, 当设计无具体规定时, 根据规范要求按表1 选择采用。
地连墙监测报警值应按设计规定执行, 当设计无具体规定时, 根据规范要求按表2选择采用。
当出现下列情况之一时, 必须立即进行危险报警, 并对保护对象采取应急措施。
1) 当监测数据接近或达到监测报警值;
2) 基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等;
3) 周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝;
4) 根据当地工程经验判断, 出现其他必须进行危险报警的情况。
5 监测结果分析
5. 1 地连墙及内衬钢筋应力监测
监测结果表明, 地连墙应力监测最大值出现在11#槽段外侧, 钢筋最大拉应力为43.55MPa, 测点位置距离帽梁顶22.5m处, 最大应力小于报警值, 距帽梁顶22.5m处外侧钢筋应力如图2 所示。
地连墙开挖后, 随着每层的内衬闭合, 地连墙底部和上部被约束, 薄弱部分为内衬以下开挖出的地连墙, 该部分地连墙在土压力的作用下向基坑内部弯曲。随着开挖深度的增加, 地连墙钢筋所受应力也在增加, 在底板混凝土浇筑完成后, 应力逐渐减小。开挖过程中, 开挖层和开挖层附近的应力增大变化很明显。
内衬同一深度处的钢筋应力沿圆周不均匀, 尤其是内侧。内衬应力与地连墙应力变化密切相关, 两者相互制约, 协调变化。因此, 内衬作为基坑内后制作的支护构件, 对协调地连墙的变形、发挥锚碇支护体系的拱效应有着积极的意义。内衬距帽梁顶8.0m槽段钢筋应力如图3所示。
5. 2 地连墙深层水平位移监测
监测结果表明, 地表施工的重型机械停放及堆载, 对地连墙的深层水平位移影响很大。地连墙各槽段基本都向基坑内倾斜, 位移值在底板浇筑完成后有所回落, 最终趋于稳定。地连墙的深层水平位移受开挖深度有一定程度的影响, 随着开挖深度的加深, 深层水平位移的范围也在扩大。地连墙测斜管CX5 位移分布如图4 所示。
在整个基坑开挖过程中, 地连墙深层水平位移值主要在-3~14mm之间, 周边土体的深层水平位移值主要分布在-5~3mm之间。地连墙的深层水平位移变化比较平缓, 没有明显突变现象发生, 均没有超过报警值。
5. 3 地连墙墙顶沉降监测
地连墙顶部沉降主要在-5~10mm之间。地连墙顶部沉降最大值为9.20mm, 低于报警值。在基坑开挖过程中, 地连墙顶部整体沉降略有波动, 在底板浇筑完成后, 趋于稳定。地连墙顶部沉降曲线如图5 所示。
在基坑开挖过程中, 地连墙顶部有一部分测点为隆起状态, 有一部分是下沉状态, 整体波动变化不大, 没有出现较严重的不均匀沉降现象。
5. 4 地下水位监测
基坑开挖前期水位波动较大, 开挖中期水位有一定程度上升, 后期水位变化较小, 开挖完成后水位整体变化比较稳定。地下水位变化曲线如图6 所示。
在整个开挖过程中, 各层土体开挖基本是在干燥条件下进行, 使得施工效率有很大的提高。说明此锚碇基坑的防降水工艺是满足要求的, 地连墙施工质量较好, 起到了良好的止水作用。开挖完成后, 经过对施工现场的巡视发现, 基坑底部和地连墙均无明显渗水。
6 结语
通过对大岳高速洞庭湖大桥君山侧地下连续墙施工监测数据的分析, 得出如下结论:
1) 基坑开挖深度增加, 地连墙钢筋应力也增大。底板混凝土浇筑完毕后, 地连墙钢筋应力缓慢回落。内衬应力与地连墙应力变化密切相关, 两者相互制约, 协调变化。
2) 在基坑开挖后, 内衬还未浇筑时, 该位置地连墙位移相对较大。内衬浇筑完成并达到一定强度后, 地连墙位移减小。
3) 在基坑开挖过程中, 地连墙顶部沉降值略有波动, 在底板浇筑完成后, 沉降趋于稳定。
4) 基坑开挖前期水位波动较大, 开挖中期水位有一定程度上升, 后期水位变化较小, 开挖完成后水位整体变化比较稳定。
参考文献
[1]GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范[S].
[2]李庆伟, 陈龙华, 程金明.北京某深基坑监测实例分析[J].施工技术, 2008, 9 (37) :30-32.
[3]安关峰, 宋二祥.广州地铁琶洲塔站工程基坑监测分析[J].岩土工程学报, 2005 (3) :26-30.
施工监测 篇5
李光,冯雪春
(葫芦岛市测绘地理信息局,辽宁 葫芦岛 12500)
摘要:通过对目前地铁施工阶段沉降数据的管理与预测方法的分析和了解,通过计算机编程语言,实现对数据的专业化、智能化的管理,并且应用合理的预测方法对沉降数据进行后期的预测,通过严谨的程序设计,实现相关功能,具有较好的实用价值及应用前景。
关键词:地铁;沉降监测;系统设计
1.前言
在地铁施工过程中,变形监测为工程质量、施工进度和人身安全提供了重要的保证,就现阶段而言,在地铁施工过程中,由于监测项目多,数据格式多,监测数据接触人员多,存在诸多对监测数据管理的混乱问题;同时,在监测数据也存在数据共享不及时,监测数据预报不及时等问题,尤其是监测数据的短期预测精度有限,对未来形变趋势无法做出准确判断,很大程度上影响施工安全。因此,设计一个集数据处理,管理和预测分析于一体的系统显得十分重要。系统需求
2.1系统功能需求
系统的主要功能就是对数据的进行短期、准确的预测,这是系统的核心功能;系统还应实现对数据的录入(包括手动录入和导入已有文件)、数据存储(建立专门的数据文件)、数据处理(包括对数据进行粗差检验、危险值预警、平差等)、生成监测报表(建立数据的日报、周报等并附有工程信息)、生成沉降曲线图(包括沉降速率图和累积沉降图)、实现简易的监测点位图(相对点位图)等功能。2.2 系统性能需求
(1)系统稳定性高,应能在正常情况下,保证系统所有功能都能正常使用;在非正常情况下,尽可能保证部分功能正常使用;
(2)系统对电脑硬件要求低,在施工现场上任何硬件水平的电脑上都能运行,使系统具有广泛的硬件适用性;
(3)系统对计算机系统软件要求低,在施工现场并不能所有电脑都安装了VC2008++等基础支持性软件,因此,系统必须具有良好的兼容性。
(4)系统应具有一定安全性,由于系统内部可能载有国家保密级数据,因此应能避免操作系统漏洞给本系统造成影响。系统总体设计
按照上文所说的需求分析和总体设计,“地铁施工阶段沉降监测与预报系统”将是一个界面友好、简单易操作、能够生成图形化,同时又能够显示相对点位,基于这些需求,本文在综合考虑了所有的编程语言后,相对比而言,C#语言和Matlab语言以及使用ArcGIS Engine的相关模块能够符合系统需求。
“地铁施工阶段沉降监测与预报系统”是一个全方位、流程化的数据处理系统,为满足设计要求,系统将主要包括:数据管理、数据分析与计算、数据预测三大部分,从原始数据导入(录入)为开始,数据分析与预测为过程,生成监测数据报表为终止,其中包含数据建档、粗差剔除、简易平差、危险值警示、各种沉降数据示意图、累积沉降曲线图等等功能。系统总设计图如图3.1。
图3.1 系统总体设计图
Fig.3.1 Overall System Design Drawing 4 系统主要模块设计
系统主要分为三个模块:数据管理、数据分析与计算、数据预测。4.1 数据管理模块设计
数据管理做为数据的载体,贯穿于整个系统之中,通过施工测量员提供的资料和意见,针对数据管理模块具体化如下图4.1,其流程包括数据录入、建立数据档案、数据分析以及生成最后的监测报表。
图4.1 数据管理模块设计图
Fig.4.1 Data Management Module Design Drawing 4.2 数据分析与计算模块设计
数据分析与计算是“地铁施工沉降监测与预报系统”的重要组成部分,数据分析能力的强弱决定系统的实际应用等级水平,这个模块包含计算和分析,沉降监测数据的计算可以通过简单的计算机语言编写,其目的是根据相应的规范求出精度评定的相关参数;而分析则主要体现在粗差剔除的方法上,根据一期的沉降数据的数据量,对粗差剔除的理论方法宜采用格拉布斯准则进行判别,并警示显示。具体模块设计见下图4.2
图4.2 数据处理模块设计图
Fig.4.2 The Data Processing Module Design Drawing 4.3 数据预测模块设计
数据预测模块是“地铁施工沉降监测与预报系统”的核心部分,数据预测精度的高低决定着下一步的施工,在很大程度上左右工程进度,因此,数据预测模块要求主要有两个:首先,算法预测精度高,能够保障施工技术要求;其次,程序对数据质量要求要低,任何数据类型、数据量大小,都能准确预测。由于地铁施工阶段,工期紧张,因此,短期对数据预测能力要求较高,对长期数据预测能够保障总体趋势即可。
在导入的原始数据通过数据分析计算后,首先利用时间序列分析模型分析,使数据的特性能够识别在时间序列当中,通过自相关函数和偏相关函数,确定时间序列分析模型的参数,通过对残差的对比分析,选择适当的小波基,利用分层阈值小波去噪,消去噪声,最后使用指数平滑法对数据实现预测,并生成预测曲线和计算出预测值。具体设计运行流程,见下图4.3。
Fig.4.3
4.3 数据预测模块设计图
Data Prediction Module Design Drawing
图 5 地铁施工沉降监测与预报系统功能实现
5.1 系统主界面及数据管理模块的实现
图5.1 系统登录界面 Fig.5.1 System Login Screen 图5.1为该系统的登录界面,用户通过输入账号、密码方可登录成功,密码和账号为授权方授予,除此之外无权限修改,并且账号、密码实行二级授权,低等级授权能够使用大部分系统功能,高等级授权能够使用包括数据修改等全部功能。输入账号、密码后,点击“登录”按钮,系统将进入主界面,如图5.2。
图5.2 系统主界面 Fig.5.2 System Main Screen 图5.2为系统主界面,主界面大致分为三个区:数据操作区、图形显示区、数据显示区。
在系统的数据录入方面,其方式有两种:一是通过仪器生成的数据文件,比如excel格式、dat格式等;另一种是手动录入数据,这种方式适用于现场人为记录数据,现场计算的状况,其界面如下图5.3。
图5.3 键入数据界面 Fig.5.3 Type Data Screen 5.2 数据处理实现
数据处理模块是“地铁施工沉降监测与预报系统”的重要组成部分,为此,在系统中创建“数据管理”模块(如图5.4),实现粗差剔除、平差计算、收敛测量计算等常用、实用的功能。
图5.4 数据管理选项卡 Fig.5.4 Data Management Tab 这里以粗差剔除为例,做简要说明。粗差探测是数据处理很重要的一个步骤,较大的粗差能够影响数据以及之后的平差精度,并且能够在数据预测降低预测精度,因此必须将粗差探测,并选择剔除掉。在上文中,我们提到粗差剔除的四种方法,沉降监测数据多集中在30期到100期数据,因此,本文选择格罗布斯准则,并且能够起到较好的效果。选定监测点,单击“粗差剔除”,如有粗差,数据底色将为红色,如果超出安全施工的每日警戒值,底色见为黄色,见图5.5所示。
图5.5 粗差剔除界面
Fig.5.5 Gross Error Elimination Screen 5.3 图形绘制实现
在“数据操作区”下方的选项卡中,除了“基本信息”还有“数值分析”,里面可以选择多种绘制多种曲线示意图,曲线类型大致分为3种:累计沉降曲线、沉降示意曲线以及监测点点位图,要说明的是收敛监测也属于单一变量的,其预测方式及方法与沉降监测一致。下图5.6为期沉降量示意图,图5.7为累计沉降量示意图。
图5.6 期沉降量示意图
图5.7 监测点沉降示意图
Fig.5.6 Period Settlement Diagram
Fig.5.7 Monitoring Points Sedimentation
Diagram 6 小结
本文实现“地铁施工沉降监测与预报”系统的所有功能,并为每一个模块设计了相应的界面,实现了各模块间、开发语言间的数据传递;通过计算机语言的编写,实现了数据计算、粗差探测计等功能,尤其是在数据预测方面,将前文实验分析的结果实现在系统之中,使研究实现了实际应用的价值。
参考文献
施工监测 篇6
2.身份证号码:120113198910012416 天津市地下铁道集团有限公司 天津 30000
摘要:施工监测是地铁施工中必不可少的一项工作内容,尤其是在不良地质条件下的地铁隧道施工中,通过监测手段能够掌握实时施工信息,优化施工方案,确保工程施工质量及安全。基于此,文章结合工程实例,重点探讨了软土地质条件下盾构施工监控量测技术。
关键词:软土地层;地铁盾构;监控量测
引言
随着城市发展,城市中的高层建筑日趋增多,密集度越来越大,能够被利用的城市地面空间已经越来越少,城市地下空间的开发利用迫在眉睫,为缓解日益拥挤的交通,充分利用城市地下空间,城市地下轨道交通工程方兴未艾。盾构法隧道施工是地铁隧道施工常见施工方法,监控量测作为盾构施工的眼睛,是施工成败的关键。
1 研究背景
某城区地铁隧道采取盾构法施工,在施工前期勘察中,发现施工场地上方有天然气管道一条,盾构隧道和管道相交的位置位于A站以西238m的位置,管道位于区间隧道上行线第210,211环,下行线第206,207环上方。因盾构下穿段管道埋深无相关资料记载,施工之前采用管线仪对其位置进行大致测定,之后采用钻探勘测得其深度,为确保天然气管道安全,钻探使用钻头为塑料钻头。鉴于该区间软土地质特征,在盾构隧道施工过程中,易发生区域性地面沉降;盾构在软土地层中穿越天然气管道,地面沉降不易控制,直接导致管道变形不易控制,极易造成管道破裂等事故。该区间隧道埋深为12m,管道的埋深为1.0m。
2盾构施工原理及监控量测必要性
盾构法工作原理是:盾构机刀片在前面切削岩体时,盾构外壳在隧道开挖前端进行预先支护,形成外部支撑;盾构机在盾构外壳的支护下继续向前开挖岩体和拼装隧道管片衬砌;盾构外壳由内部结构支承,而盾尾部分则无内部结构进行支承,故盾尾需及时拼装隧道管片衬砌;盾构机掘进或调整方向是通过顶在己经拼装完成的隧道管片衬砌上的液压千斤顶操作的。在地质环境较恶劣时,通常还需要利用其它相应措施对盾构掘进前方工作面进行土体改良。
盾构隧道施工监控量测是盾构施工过程的一部分,是指导施工、发现问题解决问题的唯一途径。隧道设计和施工过程是处理好土力学、岩体力学等各种力学问题的过程,施工现场监控量测直接记录和反映着各种力学作用现象,为施工提供第一手资料。一方面通过对监测信息进行分析、处理直接指导隧道施工;另一方面根据监控量测数据,做到动态设计,随时对不合理的设计方案进行优化,提高施工质量,不断提升隧道工程建设的水平,不断优化盾构隧道施工技术。
3地铁盾构监控量测施工措施
盾构监控量测是盾构施工成败的关键,监测内容及方法在不同施工条件下有所不同。
(一)一般条件下的沉降及水平位移监测
一般条件下的地铁盾构监测施工,应根据地铁施工现场的实际条件,按照一定的施工等级分别对基准点、施工基点及沉降监测点进行控制。当基准点和监测点两者之间形成闭合或者是与水准路线附合后,应取两次监测数值的平均值,并将该平均值当作初始高程值,与此同时,在对水准线路进行观测时应与基准点或者是施工基点保持同步,监测得出的各项数值结果的偏差应控制在相关要求范围内。另外,对于地铁普通部位的水平位移监测,应采取小角度观测法对地铁盾构普通部位的各个基点进行监测,监测达到相关施工要求合格后,应利用高精度电子全站仪对已经监测过的各基点之间的小角度及距离进行准确测量,并精确计算各基点与实际基准线之间存在的偏差,计算得到的偏差就是地铁盾构垂直线路方向的位移量。
(二)地铁盾构关键部位沉降监测
地铁盾构关键部位沉降监测一般采用电水平尺法,电水平尺具有较全面的功能及良好的效果。电水平尺在安装时紧贴被测对象的,不会对行车带来影响,同时能自动读取监测数据,适合于行车封闭路段时进行全方位连续的沉降监测。电水平尺具有较高的精度,利用该工具对地铁盾构关键部位进行监测,能够捕捉小到1”的倾角变化,使用电水平测量出来的数据具有较高可靠性。在地铁盾构关键部位沉降监测过程中将多个电水平尺首尾相连进行测量,能够准确计算出地铁盾构的绝对位移,并且根据这些测量数据可推断出地铁盾构的沉降断面。此外,在盾构监测中运用电水平尺与数据采集器进行相互配合,能够实现盾构实际状况的连续监测,实时掌握盾构施工中的沉降变化,如果遇过大或者影响盾构施工安全的沉降量,即启动自动报警功能。综上,电水平尺在盾构各个部位沉降测量中的应用给盾构施工提供了安全保障。
4监测控制具体研究方法
(一)监测点布置
地面监测点埋设,沿线路方向每5环布设一个监测断面,横断面监测点布置3排,第一排位于200环,断面监测点7个,第二排位于205环,断面监测点3个,第三排位于210环,监测点3个,监测点间距2.4 m,在194环、202环分别埋设深层沉降监测点,埋设深度8m。
(二)深层分层监测技术
盾构机通过天然气管道后,对200环、205环、210环监测结果进行比较分析。掘进过程中地面下沉,通过后变化速率趋于0,并略有回升,最后保持稳定,地面最大变化量下沉5 mm。盾构机掘进推力800t左右、土压0.12、出土量38方、注浆量都是3 m3,在埋深12 m的地層中此为合理掘进参数,地面沉降能控制在规定范围之内。第200环断面监测数据显示,盾构机通过断面过程中,地面隆起单次变化在1mm内,下沉在3mm内,沉降变化速率小。第205环断面监测据显示,盾构机通过断面过程中,地面降起单次变化在2mm内,下沉在4mm内,沉降变化较小。第215环断面监测数据显示,盾构机通过断面过程中,地面隆起单次变化在2mm内,下沉在5mm内,沉降比较稳定。在200环、205环、210环的累计沉降变量中,隆起最大值为4 mm,下沉最大值为5 mm,控制地面沉降在规定范围之内。盾构机刀盘到达194环深层沉降管处,监测数据显示,30号监测点隆起6 mm,通过后下沉6 mm,监测数据变化小,变化在2 mm左右,盾构机下穿时,对隧道上部2 m左右地层的扰动变化在6mm左右。盾构机刀盘到达深层沉降管处,上部2.3 m处上升4 mm,下部上升4mm,穿过管道后,上部变化在3 mm左右,下部变化2mm左右。
上述数据显示,盾构机在穿越管道过程中,地下7 m处,沉降变化小。在盾构机掘进过程中,刀盘对上部两米左右部分土体扰动较小,变化值最大为5 mm左右。盾构通过后注浆对土体的扰动很小,变化在2 mm左右。在盾构机下穿天然气管道的过程中,即196-203环推进过程中,对每一环进行了4次取样,经过检测,取土样品不含油脂,土质无污染。天然气管道没有发生渗漏等现象。通过深层分层监测,最终保证了盾构顺利穿越天然气管道。
5 小结
盾构法是当前城市地铁隧道施工中的常用方法,本工程运用深层监测技术对软土地层中的盾构地铁隧道施工进行了监测,将施工现场地下管线的地层实际变形情况实时反馈至操作面,直接用于调整施工参数和判定管线的安全情况。最终保证了工程的顺利实施,并确保了管线的安全性,为以后类似工程提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]赵纪平.盾构法隧道施工的监测[J].建筑与工程,2008(11)
[2]郑淑芬.盾构隧道施工地表沉降规律及控制措施研究[J].湖南:中南大学,2010
施工监测 篇7
池州市供排水有限责任公司江口水厂一期工程取水工程,建设地点位于池州市贵池区江口。本工程取水泵房为钢筋混凝土结构,泵房井底室内地面标高为-2.000 m,室外地面标高为10.000 m,屋面标高为27.500 m,在标高18.200 m处局部设有配电间和环状走廊,从泵房井底到屋面的建筑总高度为29.5 m。标高18.200 m以上为钢筋混凝土框架结构,以下为钢筋混凝土剪力墙结构,室外地面以下的剪力墙采用沉井法施工,沉井外径为26 m,室外地面以下井壁厚1.5 m,基础钢筋混凝土底板厚1.5 m,采用C30混凝土,底板下采用4 m厚C15素混凝土封底。
2 地质情况
本工程设于长江滩涂上,沉井所处土层为:第①层为11.5 m~9.8 m的粉质粘土,厚度为1.7 m;第②层9.8 m~3.9 m,为淤泥质粉质粘土,厚度为5.9 m;第③层3.9 m~-3.9 m,为粉土,厚度为7.8 m;第④层-3.9 m~-7.5 m,为粒径在2.5 cm~3 cm卵石,厚度为3.6 m。
3 高大模板区域简介
本工程高大模板施工区域分两个层次:1)标高18.20 m处高大模板施工区域,此支撑高度20.20 m,区域为局部支撑。该支撑区域内梁的截面尺寸分别为:500×1 600,400×1 200,350×1 000;板厚200 mm。2)标高27.50 m处高大模板施工区域,此支撑高度29.50 m,为本工程的屋盖,区域为整体支撑。该支撑区域内梁的截面尺寸分别为:400×1 400,300×800,350×900;板厚120 mm。3)采用扣件钢管高排架模板支撑体系。落地立杆支撑在1.5 m厚C30钢筋混凝土地板上。标高18.20 m~27.50 m的支撑坐落在标高18.20 m结构层上。
两个层次密切相连。
4 板、梁模板
梁模板(扣件钢管高架)组成见表1。
板模板(扣件钢管高架)组成见表2。
5 模板安装施工
5.1 墙体模板安装顺序及技术要点
1)安装模板顺序:定位模板、调整垂直度→加固模板→验收工作→浇筑混凝土→拆模施工。2)要点。在泵房的墙模安装施工前,对混凝土墙体接槎部位的凿毛施工处理采用空压机进行。清除干净墙体内的所有杂物,同时做好现场放样工作。为了确保墙体模板根部不漏浆即“烂根”的现象发生,在安装墙的模板之前,要求在底板面上,按照放线的尺寸,按要求贴上海绵条,安装施工要求准确、平整及粘结牢固,确保穿墙螺栓的安装质量达到要求。
5.2 结构柱模板安装的程序及施工工艺
1)结构模板的安装顺序:
内外脚手架的搭投→柱模就位工作→柱 模的安装施工→支撑安装施工→柱模固定施工→混凝土浇筑→脚手架及模板的拆除→模板清理→下道工序。
2)施工工艺要点。
板块与板块之间的竖向接缝处理方式,按要求做成企口,并加上柱箍、支撑体系牢牢的将柱模固定。
5.3 梁模板的安装顺序、要点
1)模板安装顺序:
支架搭设→支架调平→梁底模的铺设施工→拉 线找直处理→钢筋绑扎工作→垫块的安装→安装梁两侧模板→调整模板→下道工序。
2)安装技术要点。
底拱的控制按要求进行,本工程起拱值为2‰,安装过程确保梁的侧模要包住底模、下面龙骨要全面包住侧模。
5.4 结构楼板模板的安装程序及施工技术
1)模板安装程序。脚手架搭设→主龙骨施工→次龙骨施工→柱头及顶板模板拼装→顶板内外柱头模板龙骨安装→模板调整→验收→下道工序。2)施工技术。当楼板模板采用单块就位时,每个铺设单元的连接和铺设方式如下:先用阴角模板从四周与墙、梁模板连接,然后向中央铺设施工,施工按要求在中间起拱,本工程起拱值按2‰进行控制。
6 扣件钢管架类模板支架
6.1 水平杆
1)每步纵横向水平杆必须拉通。2)在标高27.500处最顶两步距的水平拉杆中间应分别增设一道纵横水平拉杆加强层;在标高18.200 m处的最顶步距的水平拉杆中间,增设一道纵横向水平拉杆加强层。所有水平拉杆的端部都要与四周结构主体构件顶紧顶牢。3)接长水平杆件时采用扣件对接方式,对接水平杆接头位置如图1所示。
6.2 立杆
1)立杆平面布置图见图2。2)接长要求:本工程所有部位立杆接长全部采用对接扣件连接,严禁搭接,对接接头位置应符合要求。3)由于本工程在标高0.50 m和18.20 m处局部设有平台板,所以必有部分立杆坐落在平台板上,因此在其上部结构未完前这两部分的板下支撑不能拆除;为确保安全平台板下立杆布局应与上方一致。4)扫地杆设置:立杆在距(楼)地面200 mm高处设纵横向扫地杆,并相互连接。
6.3 剪刀撑布置
1)水平剪刀撑的模板支架四边与中间,每隔4排立杆从顶层开始,向下每隔2步按要求设置一道水平向剪刀撑。设置时,有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3;2)竖向剪刀撑的模板支架四边满布竖向剪刀撑,中间每隔4排立杆由底至顶连续设置一道纵横向剪刀撑。
6.4 周边拉结布置
1)柱、墙与梁、板分开进行浇筑,以便于竖向结构与支撑架体形成可靠的整体。2)采用如连墙筀等抱柱的方式,以利于提高结构整体的稳定性、侧向变形的能力。3)剪刀撑及连墙件搭设施工按规范实施。
6.5 支架垫板
立杆下采用12的槽钢,长度应大于两跨立杆间距尺寸。
基础钢筋混凝土底板厚1.5 m,强度、刚度均满足本工程高支模支撑体系的要求。为确保安全,在支撑18.20~27.50间的支撑体系时18.20以下的支撑体系不拆除,待上部结构完成后方可拆除。
7 结构监测施工的措施
1)设备仪器的选择。
监测主要是对整个结构体系的水平方向、垂直方向的偏移数值进行。监测仪器设备采用J2经纬仪、S3水准仪进行。
2)观测点的位置选择。
选择测点可采取在支撑基础面、梁、板的临边位置处、柱及墙上设置,设置方式采用埋设ϕ12 mm倒“L”形的钢筋头。
3)监测措施。
浇筑混凝土的施工过程中,为确保施工安全,专人对支架和支撑情况按要求进行检查。检查过程发现支撑体系松动、下沉、变形及水平位移等情况时,及时采用对应的措施解决。
4)仪器设备配置。
仪器设备配置见表3。
5)监测的施工注意事项。
a.施工班组于每日进行安全例行检查,施工项目部按周进行安全检查,总部公司按月派人进行检查;b.模板工程日常进行检查的部位:连墙件、支撑,剪刀撑等杆件的设置和连接构件是否符合要求;连墙件是否牢固;整个架体是否有不均匀的沉降;垂直度的偏差是否符合规范的要求;支架及杆件是否存在变形现象;确保施工过程中不能有超载现象发生;是否按规范要求做好安全防护的措施。
6)监测的频率要求。
在浇筑混凝土过程中,实时进行监测,监测频率控制在20 min~30 min进行一次。a.在混凝土实凝前后实时监测。b.混凝土终凝前至混凝土7 d龄期,实时监测。c.终凝后的监测频率,按每天一次进行控制。江口水厂一期工程取水泵房项目立杆的监测预警值要求取为1 cm。在监测数据超预警值时,必须立即停止浇筑混凝土的施工,疏散全部施工人员,并及时采取措施进行加固处理。
8 结语
江口水厂一期工程取水泵房为钢筋混凝土结构,从泵房井底到屋面的建筑总高度为29.5 m。标高18.200 m以上为钢筋混凝土框架结构,以下为钢筋混凝土剪力墙结构,室外地面以下的剪力墙采用沉井法施工,沉井外径为26 m。工程高大模板施工区域分两个层次,采用扣件钢管高排架模板支撑体系,在临边位置的支撑基础面进行监测,该单体工程于开工日起至2012年5月,整个施工过程采用以上施工技术进行施工及控制,有效保证了整个工程的施工质量和施工安全,工程顺利完工。
摘要:结合江口水厂取水泵房施工实例,就工程模板安装施工、支架设置、结构监测施工等进行了阐述,通过采用扣件钢管高排架模板支撑体系,并在临边位置的支撑基础面进行监测,从而使施工质量与安全得到了保证。
关键词:取水泵房,模板施工,监测施工措施
参考文献
明挖基坑施工监测与分析 篇8
拟建成都枢纽——成都东客站西站房基坑257m,宽度124m分二级方坡,坑长度196m,宽度29.6m,深度盾构井34m,自站房底面标高计算垂直开挖深约18m,属于深大基坑工程。基坑开挖面积大,施工影响范围大,一直保持正常运营的既有成昆铁路从基坑中部横穿而过,情况复杂,属于复杂条件下深大基坑工程。
2 施工监控量测
2.1 车站监控量测项目
车站监测主要项目包括:围护结构水平位移、土体侧向变形、围护结构变形、孔隙水压力)围护结构侧土压力、地面沉降、地下水位、支撑轴力、横撑变形、钢筋应力、对采取临时悬吊的管线、既有铁路线路沉降变形、降水试验。
如图1所示。
2.2 监测设备
基坑围护结构水平位移监测采用测斜管。沿基坑周边布设23个测斜孔,7号线测斜管与围护墙体同深。测斜管预先固定在围护桩的钢筋笼上,并随着钢筋笼浇注在混凝土中。测斜管布置于墙体中间且靠近基坑内侧方向。测试仪器采用伺服加速度计式基坑测斜仪。钢筋应力埋设应力计,支撑轴力为轴力计。
2.3 监测依据
根据相关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定本工程监测警戒值如下。
(1)位移报警值:位移≤40mm(周边无建筑物、支撑和地下管线);位移≤20mm(周边有建筑物、支撑和地下管线);(2)沉降报警值:沉降≤30mm(周边无建筑物、支撑和地下管线);沉降≤20mm(周边有建筑物、支撑和地下管线);(3)土压力报警值为设计土压力值的2倍(考虑到因支护横撑作用产生的局部压力集中现象);(4)孔隙水压力报警值为该处地下水位所产生的静水压力理论值的1.1~1.2倍。
3 部分监测结果及分析
3.1 边坡沉降和位移监测
靠既有线路边坡位移和沉降、土压力和7号线支承轴力为例对监测结果进行分析。
如图2所示。
监测结论:监测过程中各测点最大位移量为17mm,最大沉降为13mm,皆在安全范围内。
3.2 地铁7号线北面边坡土体位移
如图3所示。
分析:数据结果显示,各点处土压力基本随深度递增;土压稳定土体安全。
3.3 地铁7号线支承轴力监测及分析
分析:各支撑变化趋势基本一致;所有钢横撑轴力实测值均在设计值之内,最大轴力约为设计轴力的1/3;下层钢支撑拆除后并未对上层支撑轴力造成明显变化。各钢横撑工作正常,测值在安全范围内。
4 监测结果总结
各位移沉降监测点普遍呈现前期测点变化幅度大、波动大,后期现对稳定的趋势,监测过程中各测点最大位移量为2 4m m,最大沉降为1 7 mm,皆在安全范围内;七号线维护桩最大水平位移13.4mm。钢支撑施作后,各维护桩体水平位移基本稳定,维护桩在工作中与钢支撑形成整体受力体系,安全可靠;各土压力及孔隙水压力测点测值变化不大,测点所在地土体稳定安全;七号线基坑钢支撑轴力上层最大测值906kN,为设计值的30.2%,下层支撑最大测值为1104,为设计值的31.4%。各钢支撑正常工作,安全可靠;综合检测结果显示,临近既有线路基坑采用1∶1.5放坡开挖,1.5m深二级16间距200钉墙加Φ8间距200网喷混凝土支护。基坑受雨季影响较大。施工采取锚杆加固可有效阻止边坡垮塌。-12.15m以下为弱风化泥岩,设计主要以土压力为依据采用围护桩加两层钢支撑设计,基坑设计偏于保守,以后类似施工可适当减少围护桩和钢支撑数量。
摘要:针对西站房及成都沙河堡地铁7号线车站深基坑的地质情况和施工要求,介绍车站明挖深基坑监控量测方案,并对基坑围护结构水平位移和沉降监测数据进行了分析整理,还对该次工程实践归纳总结了几点认识。
关键词:深基坑,围护结构,监控量测
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
基坑监测与信息化施工 篇9
随着城市里机动车辆的增多,地下室车库的需求越来越大,一般大型建筑物都必须具有地下停车场;再加上交通的快速发展、地下铁道的广泛运用,从而使得深基坑工程越来越普遍。基坑工程施工过程中,我们不仅要求保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。因此,在深基坑施工中,必须采取必要的测试手段定人、定期对地层、支护结构以及周围重要建筑物进行变形、受力情况的监测,根据检测信息来调整和指导施工,以确保工程安全及质量。
2 工程实例
广州科学城综合研发孵化区——A1、A2栋工程位于广州科学城中心区开泰大道。该工程基坑深约10m,基坑长宽为302.5m×48m,属深基坑。基坑支护设计采用两排搅拌桩+预应力锚索(杆)+喷射混凝土支护。基坑监测是本工程施工中一个必不可少的环节,也是本基坑工程施工的重点和难点所在。基坑监测内容主要包括:(1)基坑的稳定性观测,其中包括基坑位移、沉降的观测;(2)基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化;(3)周围基坑邻近地面和马路裂隙的变化。
3 监测方案
3.1 监测目的
通过对监测数据的分析,处理,采取工程措施来控制地表下沉,确保地面正常使用和交通安全。
掌握与预测支护结构的动态,确保施工期间基坑的安全与稳定,降低工程对周围环境的影响。
及时反馈信息,调整相应的开挖,支护参数,组织信息化施工。
积累资料,对一系列关键问题进行分析,为后续工程提供技术类比依据。
3.2 工作依据
监测工作的主要依据为广州市标准《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)、国标《工程测量规范》(GB50026-93)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和本工程基坑支护施工图的相关要求。
3.3 监测工作
3.3.1 测量设备仪器准备
主要测量仪器:(1)北光J2精密经纬仪;(2)S6精密水准仪。
开工前,测量仪器必须进行自检,发现问题应及时校正;同时按照仪器使用要求定期送检。在长期使用过程中,要细心保养,加强维护,并经常检查其是否处于正常的工作状态。
3.3.2 建立完善监测小组
建立专业监测小组,由具备有丰富施工经验、监测经验工程技术人员组成。监测小组直接向项目经理负责,每两天向项目经理作一次书面报告,每周作一次总结汇报,遇特殊情况须立即向项目经理报告,以便及时分析情况,研究解决方案,监测结果并按期向监理、设计单位汇报。
3.3.3 观测点设定
施工前,根据现场实际及施工进行,所有观测点均现场选择,绘制平面图并加以编号,以便观察、记录。
观测点应设在可靠、稳定且易长久保留的地方,并设置醒目标志,施工中教育施工人员采取切实措施,防止一切观察设备,观测桩点受到机械和人为的损坏。
3.3.4 监测施工
⑴基坑变形监测
根据监测要求,基坑顶埋设约4条测斜管,基坑顶测斜管应在开挖前埋设好。
测斜管埋设前,埋管孔采用地质钻机成孔,深度应超过基坑底3.0m,成孔完毕安放测斜管,管底应封口,防止地下水流入。测斜管应露出地表30.0cm,管口要设雨罩,防止雨水流入管内,同时应设保护装置。埋设好后用测斜仪测得一组沿深度范围内(每隔1.5~2m为一个数据)的原始数据,随着基坑开挖深度的增加,每次均在前次量测的相应深度测得一个数据,以作比较,通过数据处理,从而得知边坡土体内部的位移变化。
⑵地下水位监测
根据地质资料选取有代表性的3点(距离基坑边2.0m内)布置地下水位监测孔。水位监测孔采用100mm地质钻钻孔,钻孔深比搅拌桩深3m。内置φ50PVC灰管,管周围为100mm梅花型布置的φ5mm滤水孔,外包隔沙尼龙纱布。
降水开始前,所有的抽水井、观测井统一时间联测静止水位,统一编号、量测基准点。选择有典型代表性的一排观测井,从降水开始,水位观测按抽水试验观测要求进行,以复核、修正设计方案,并进行调整。
⑶基坑外壁顶沉降观测
基准点:根据甲方提供的基准点作为该项目沉降观测的水准点,也是该工程主体沉降观测的永久性水准点。
观测点的设置:沿基坑周边在基坑外壁顶上每隔18m左右布置1个观测点,观测点有Φ12膨胀螺丝固定夯实,设标志并编号,以便保护。
沉降观测方法:在每次观测时尽量排除施工现场障碍物的影响,以减少测量误差,保证做到下列要求:
采用相同的观测路线和观测方法;使用同一仪器和设备;固定测量人员;在基本相同的环境和条件下工作;
基准点采用定期三点联测,按二等水准的作业要求施测,根据三点之间高差相对的变化情况确定其是否稳定。基准点和观测点的测量分别采用往返测法、环线闭合法。按测量规范规定的二等水准要求进行施测,做到前后视距基本相等,视距长度≤15M,并控制前后视距差≤0.3,视距累计差≤1.5M。水准尺经过严格检验,控制环线闭合差或往返较差的绝对值≤0.15N(式中N为站数)。
测量仪器及精度要求:根据测量精度的要求本次沉降观测测量采用S6精密水准仪和线条式钢尺,该测量仪器在观测时取值截位精度可达到0.5mm,达到二等水准要求。
在每次观测前,对所使用的仪器设备按有关要求进行检验,经检验各项指标均符合国际对水准尺的要求。
⑷基坑外壁顶水平位移观测
控制点与监测点的设置:沿基坑坡顶中心线(或与其平行)设置基准线,并将其引设至受基坑开挖影响范围之外,设置控制点并加以保护。
观测点的设置考虑尽量反映支护结构的位移变形特征,高基坑坡顶均匀布置,并考虑局部受力点位移值存在的差别。沿基坑准线方向间隔18m左右设置观测点,为便于监测,位移观测点与沉降观测点所布设位置一致。
水平位移观测方法:水平位移观测用基准线法测定,设置基准线和控制点,在施工过程中用精密经纬仪测定。
测量仪器及精度要求:采用北光J2精密经纬仪进行观测,观测等级按《工程测量规范》中的分级标准的三级变形观测要求施测,要求水平位移点的点位中误差不大于6mm,并要求控制好仪器对中及照准误差所引起的测量误差。
3.3.5 监测工作要求
⑴由专职测量员每天对基坑及周边建筑物进行沉降和位移进行一次观测,并在每层工作面开挖前、后加密观测(每天2~3次),如发现位移、沉降量较大时还应加强观测;绘制沉降、位移曲线图,通过对各项观测数据来确定基坑的稳定情况;
⑵现场数据要求准确真实,并符合精度要求,记录要清晰规范。监测日志里要对当时的施工情况和天气情况进行详细述,所有监测的原始数据应在土方开挖前记录;
⑶每次观测的结果应及时报设计、甲方及监理等有关单位;
⑷各种观测记录表要求分别整理成册,以便于查阅;
⑸围护结构水平位移,地面沉降,是本工程重点监测内容,在地下室施工期要加大观测频率。
4 信息化施工
基坑监测主要是变形监测,包括地面、边坡、坑底、土体支护结构、周围建筑物的沉降、水平位移观测,实行信息化施工。
4.1 建立基坑变形控制警戒值
⑴基坑最大水平位移控制警戒值为30mm或12小时内位移超过5mm。
⑵基坑支护及周围土体位移监测,控制标准在±30mm。
⑶地表沉降观察监测控制标准在15mm。
4.2 监测反馈及信息化施工
⑴当取得监测数据后,要及时进行整理,绘制位移的时态变化曲线、数据分布状况,选择合适的函数;对监测结构进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值,从而预测结构和建筑物和安全状况。
⑵当变形达到报警值或接近危险点时,分析原因,及时向设计单位及有关单位汇报,将新收集到的有关资料整理后,以文字、图表的形式递交给设计方作参考,在向有关主管人员汇报后并征得设计同意后,施工工艺和施工参数也应作相应的调整。
⑶施工过程中收集相关资料,加强对场区土层观察,超前了解下部土质情况。如果基坑开挖深度、范围发生变化时,及时对支护设计进行调整。
⑷采用宏观控制与微观监测相结合的手段,跟踪调查,发现异常情况,及时上报处理并采用相应的补救措施。在基坑开挖施工过程中,应派人员轮值巡视基坑周边的变形情况,如发现细小裂缝,应及时安排人员用水泥浆修补,如发现裂缝较大或发展速度较快时,技术负责人应迅速组织技术人员进行研究分析,同时向设计等单位反映,确定处理措施。
摘要:基坑监测是基坑及基础工程施工中一个必不可少的环节,也是工程中施工的重点和难点所在。文章通过工程实例从基坑监测与信息化施工方面进行了论述。
地震多发地区基坑施工监测系统 篇10
为取得更加及时可靠的基坑施工时地震反应特性和现场监测数据,同时考虑到地震发生的随机性及人工测试困难,可采用地震加速度远程无线监测系统结合上海援建工程实施现场地震的远程全天候监测。
地震多发地区基坑施工传统监测方法主要存在以下不足。
1)不能实时监测,即不能随时监测测点的变形情况,因而不能及时反映施工过程中基坑工程的异常变化,易引起工程施工危险。
2)对施工干扰大。由于变形监测中需要架设仪器,所以对施工作业尤其是运输作业干扰很大。
3)因地震发生的随机性及其反应时程短,传统监测难以捕捉到基坑地震反应信息,易发生工程事故。
4)监测费用高,同一断面要多次反复监测,监测过程烦琐、用人多、耗时长,导致监测费用较高,在地震多发地区易发生施工安全事故。
为了克服传统监测方法的上述不足,同时基于四川大地震后余震频频的特殊情况下基坑开挖的需要,在都江堰青城山污水厂工程基坑开挖的过程中,特开发研制出了高科技含量的地震加速度远程无线监测系统,在异地也可对千里之外的施工工地进行全天候的在线实时监测[1]。
1 系统原理
本监测系统是一种地震发生时对基坑安全稳定性进行在线实时监测的方法。该方法通过埋入地下的传感器来接收土体(或结构)地震反应的信息(三维振动加速度)。采集到的信息以数据形式传输到计算机,计算机通过控制软件对各传感器节点采集到的数据实时同步显示、分析和存储并可实时进行测点三维振动位移的计算,从而对基坑的安全稳定性进行实时评估,保证在最重要的时刻对基坑的稳定性进行数据统计,有利于在地震频发的时间段对基坑安全稳定性进行检测。远程无线监测系统及其原理见图1,远程监测设备配置见图2。
本方法通过对典型测点地震发生时任意位移的监测,来监控结构的安全,通过分析监测数据的变化趋势,对围护体系的稳定性、安全性及时进行预测,并结合现场实际情况,指导施工,适当调整施工步骤,实现信息化施工管理。
1.1 无线加速度传感器节点工作原理
无线加速度传感器节点极大地节约了测试中反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力,广泛应用于振动加速度数据采集和工业设备在线监测。系统节点结构紧凑,体积小巧,由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成,内置加速度传感器,封装在PPS 塑料外壳内。采集的数据既可以实时无线传输至计算机,也可以存储在节点内置的2 M 数据存储器内,保证了采集数据的准确性。网关系列提供USB、以太网、GPRS/CDMA,可以接入本地计算机,或通过INTERNET/其他无线网络进行远程传输。
1.2 数据采集控制软件
BeeData 是界面友好的Windows 采集控制软件,对各个传感器节点采集到的数据实时同步显示、分析和存储,采集到的数据以通用文件格式(UFF、CSV,TXT等)存储或输出到第三方软件进行后处理。
2 仪器设备及其技术指标
无线加速度传感器如图3所示。
监测仪器设备如表1所示。
3 现场监测
根据现场监测要求并结合四川地震灾后重建的上海援建工程,选择都江堰某施工现场作为监测地点。沿边坡上部打孔埋设加速度传感器,埋设深度分别为1~3 m(见图4)。
钻孔后将预先进行防水处理的三维无线加速度传感器按设定的深度、方向埋置,并将天线引线接出地面后进行钻孔回填(密实度力求接近原状土体密实度)。利用监控软件进行元器件调试及初始参数设定。同时,在上海设置服务器以实现远程监测。
现场外业工作见图5和图6。
检测参数设定具体要求如下。
1)为屏蔽地震以外的其他活动噪声,传感器响应加速度设定为0.01g,相当于2.5级地震程度。
2)监测频域0.5~200 Hz。
3)数据传输设定为自动状态,当地震超过2.5级时,传感器响应,网管自动传输数据。
4)外接电源停电状态下,加速度传感器自带电源设定最长工作时间8 h,以保证地震导致停电不影响监测的正常进行。
4 结语
地震现场基坑位移监测系统已经安装、调试完成,并通过相关软件及服务器实现现场区域内多次余震的地震远程监测。这对地震多发地区基坑的施工监测具有重大指导意义。
本监测系统如果能再经过几个工程成功的检验、推广后,将大大改善开挖维护结构、优化支撑体系,有效降低地震对基坑施工带来的风险,提高地震条件下基坑支护结构的稳定性与基坑施工的安全性,为工程顺利按时竣工提供质的保证。
参考文献
施工监测 篇11
关键词:水电站大坝;施工期;安全监测
中图分类号:TV698.1
文献标识码:A
文章编号:1006-8937(2009)16-0160-01
某水电站大坝土建及金属结构安装工程的临时安全监测主要包括混凝土温度、横缝开合度、锚杆和锚索应力及外部变形的监测等监测项目,以及永久安全监测施工的配合工作。在施工过程中,要求按照相关规范进行安全监测的土建施工、仪器的安装埋设、观测,为混凝土温控、接缝灌浆和边坡稳定提供判断及计算依据。
1安全监测项目
永久安全监测项目主要包括:①大坝和抗力体平洞内观测室施工;②大坝正垂线预留孔施工;③大坝高程传递竖井预留孔施工;④仪器埋设二期混凝土。
临时安全监测项目主要包括:①河床高程332.00m以下坝基置换区施工期混凝土温度监测和大坝施工期混凝土温度观测;②大坝施工期混凝土温度观测;③接缝灌浆过程横缝表面开合度观测;④拱肩槽开挖至混凝土覆盖前的锚杆、锚索应力监测;⑤水垫塘边坡开挖至混凝土覆盖前锚筋应力监测、外部变形监测以及施工期的巡视检查。
2监测仪器设备安装埋设允许偏差
监测仪器设备安装埋设允许偏差见表1。
3变形观测的基本要求
①各项观测设施安装就位后,应进行系统调试,经验收合格后进行首次观测。首次观测应连续、独立观测2次,合格后取其平均值作为首测值。②各项变形观测资料均应严格检查,并及时换算成相对于基准点的水平位移和垂直位移量。③按月整理建筑物的位移量,并定时绘制出典型测点的变形过程线,按月上报发包人等部门。④配备专门人员和相应的巡视检查设备(如摄像机、照相机、望远镜、对讲机等),按不同的项目制定相应的巡视检查措施报监理单位批准后执行。在施工期,拟每周1次:水库第一次蓄水或提高水位期间,宜每天1次或每两天1次(视库水位上升速率而定人其巡视检查资料应反映在每期(份)观测成果报告中。
4精度保证措施
为保证监测成果的精度。在观测时应采取如下措施:
①为保证监测点基准值的可靠性及精度,首次观测时应独立、连续观测两次,取两次观测成果的平均值作为首次值。②为提高监测精度,克服某些系统误差的影响,各次观测采用相同的作业人员、相同的观测仪器、相同的观测线路和方案,并在有利的观测时段进行观测。③仪器标定步骤和资料整理方法均按技术规范要求进行,对于达不到国家仪器行业标准的不合格产品均退回更换,更换产品均重新标定直到符合标准为止。对电缆的检验、联接等均按设计要求进行,对每支仪器均详细记录,并建立每支仪器设备的技术档案资料。④仪埋完毕后,按规范和技术要求进行仪埋初期的观测,详细记录仪埋前、仪埋中和仪埋后数据,适时选择仪器初读数,以保证观测成果的可靠性。现场记录的原始数据不得涂改、丢失或补记。对每次观测数据都要做到及时校核、检查,对变化较大数据必须反复测试。建立好监测数据库,观测数据及时录入、计算和整理,发现确有异常数据经复核后及时向监理、设计汇报。在正常情况下按月提交监测月报,特殊情况下随时以简报的形式报送资料,做到监测信息的及时反馈。⑤认真进行现场巡视检查,发现问题及时上报,对仪器电缆引线过程中出现的损坏、盗割以及预埋件损坏等问题及时进行修补和处理。
5结语
施工监测 篇12
上海市轨道交通2号线西延伸诸光路站——虹桥西站区间隧道工程,隧道覆土厚度最小为8.872m,最大为15.249m。根据提供的资料,联络通道位里程、线间距及埋深参数如表1所示:
在里程SK1+049.170处设置联络通道,其中通道为直墙圆弧拱结构,泵站为矩形结构通道及泵站。联络通道由与上、下行线隧道管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的泵站等三部分组成。其中通道为直墙圆弧拱结构,泵站为矩形结构衬砌采用二次衬砌方式,所有临时支护层厚度均为200mm;结构层为450mm(通道拱部为400mm)厚的现浇钢筋混凝土,通道底板结构层为1000mm厚的现浇钢筋混凝土。泵站结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土。临时支护层和结构层之间安装防水层,喇叭口底板临时支护层埋设二根Φ200mm的不锈钢管连接上、下行隧道与泵站。
本区间隧道主要在第1层中掘进,具有明显的触变、流变特性,在动力作用下,土体结构易破坏,使强度降低、变形增加,地下水主要有浅部粘性土层中的潜水、深部粉性土、砂土层中的承压水。浅部土层中的潜水位埋深离地表面0.3~1.5m,年平均地下水位离地表面0.5~0.7m。地下水和土对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋及钢结构有弱腐蚀性。
土层平均渗透系数小, 透水性差, 是冻结施工较为有利的土层;同时, 土层中含有粉砂层, 冻结法也能更好处理流砂问题。考虑到综合工程、水文地质条件和周边环境因素的影响, 并结合上海地铁旁通道施工经验, 经技术经济比较, 确定采用“隧道内钻孔冻结加固, 矿山法暗挖构筑”的全隧道内施工方案。即在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固土层,使联络通道及集水井外围土体冻结,形成强度高,封闭性好的冻土帷幕;采用矿山法,进行联络通道及泵站的开挖构筑施工。
2. 联络通道冻结方案设计
2.1 冻结孔布置
根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔的布置采取从两侧隧道打孔方式进行。冻结孔按上仰、水平、下俯3种角度布置,共布置冻结孔64个,其中上行线51个,下行线13个,其中设置4个穿透孔用于冷冻排管供冷。冻结孔施工前,适当调整冻结孔的布置位置,以避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。
2.2 冻结帷幕参数
要求积极冻结盐水温度(-28~-30)℃,冻结孔单孔流量>5m3/h冻结帷幕交圈时间43d,达到设计厚度的时间51d,积极冻结时间51d。维护冻结盐水温度为(-25~-28)℃,维护冻结时间为34d。冻结帷幕平均温度设计为—10℃;相应的冻土强度设计指标为:单轴抗压3.5MPa,抗折1.8MPa,抗剪1.5MP。
2.3 测温孔布置
在旁通道与冻结站对侧共布置了10个测温孔(其中旁通道测孔为6个,冻结站对侧为4个,主要位于冻结壁薄弱部位附近),孔深0.75~2.2m,每个测温孔内布置4~8个测点,各测点均采用数字式温度传感器。在上、下行线各布置冻胀压力测孔1个,压力传感器采用振弦式土压力盒;使用时同定存测压管上,测压管下放时打人土体,信号通过屏蔽电缆连出,用频率测试仪采集信号数据。
2.4 制冷需冷量计算及设备选型
冻结需冷量计算:
式中:H——冻结总长度;
d——冻结管直径;
K——冻结管散热系数;
将上述参数代入公式得出各通道需冷量(如表2)所示:
根据以上计算需冷量, 每个通道选用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机为制冷设备。单台机组设计工况制冷量为8.75×104Kcal/h, 电机功率110kw。选用氟立昂F—22为制冷剂, 选用氯化钙 (Cacl) 溶液为冷媒剂。2
冻结系统辅助设备:每个通道选择1台IS150—125—315型盐水循环泵,流量200m3/h,电动机功率30kw。1台IS150—125—315型冷却水循环泵,流量200m 3/h,电动机功率30kw。2台KST-80型冷却塔,补充新鲜水15m/h。
2.5 冻胀控制
为减小冻结施工对主隧道和周围环境的影响,在上、下行线各布置2个卸压孔,采取冻结释压方法控制冻结过程中的冻胀。
3. 监测方案
为确保水平孔冻结暗挖隧道施工安全优质地按时完成,须对冻结系统、地层和支护结构进行必要的监测,根据监测数据进行分析,指导施工,以便调整施工工艺并采取措施。
3.1 地面环境及隧道监测测点布置
3.1.1 地面测点布设
在旁通道位置对应的地面中心50m以外的稳定区域布设2个沉降基准点(其中一个作为复合点)。在旁通道位置对应的地面中心20m范围内布置沉降监测点,测点间距5m,旁通道位置中心及管线和建筑物位置加密布置测点。
3.1.2 隧道内测点布设
在旁通道50m以外的稳定区域分别布设水平位移监测基准点和2个垂直基准点(其中一个作为复合点)。在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测。沉降监测点布设在隧道底环片上,测点间距为2m,测点用道钉打入环片内牢固。位移监测点布设在隧道两肩的环片上,测点间距为2m,测点用道钉打入环片内牢固。
3.1.3 沉降点布设
在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测。沉降监测点布设在隧道底环片上,测点间距为2m,测点用道钉打入环片内牢固。
3.1.4 位移点布设
位移监测点布设在隧道两肩的环片上,测点间距为2m,测点用道钉打入环片内牢固。
3.1.5 隧道收敛监测点布设
监测点布设在上、下、左、右隧道壁上。用红漆做好标记。
3.1.6 开挖面测点布设
在已开挖的旁通道壁上沿通道走向按2m一个断面布置监测点,每个断面的测点按上、下、左、右的原则进行布置。
3.2 监测方法
沉降监测从水准控制点出发按三、四等水准测量要求测量各监测点的高程,测量闭合差应该小于±0.5Nmm (N为测站数)。前后2次测量值之差为本次沉降变化量,测量值与初值之差为累计沉降变化量。
水平位移监测方法:将经纬仪安置在基准点上,用视准直线法测量各测点到视准线的距离,以开工前2次测量的平均值作为起始初值,以后每次的测量值与之比较得到本次位移量和累积位移量。
4. 隧道监测管理
(1)各预埋测点牢固可靠,易于识别并妥善保护,不得任意撤换和破坏,并建立监测点埋设的记录资料。
(2)监测工作及频率按计划实施,不得中断,如表3。
(3)根据监测资料进行回归分析得出水平位移值及变化规律后,将其值与规范规定值进行比较:当计算值小于或等于规范规定值时,可将回归分析值作为变形控制依据,建立管理等级。
(4)测量数据要及时、准确,量测结果及时报告,以便掌握动态信息。
(5)记录要正规,资料要齐全,计算要正确,以便为竣工文件积累资料。
5. 结语
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