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【摘 要】在地铁施工期间对地铁结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建(构)筑物、地面道路等实施变形、应力应变和爆破振动等方面的监测,为业主提供及时、可靠的信息用以评定地铁工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响,并对可能发生的危及施工、周边环境安全的隐患或事故进行及时、准确的预报,以便及时采取有效措施消除隐患,避免事故的发生。
【关键词】工程监测;沉降;轴力;量测
一、地表沉降观测
地表沉降是基坑监测施工最基本监测项目,它最直接地反映基坑周边土体的变化情况。
1. 观测方法及数据采集
地表沉降观测采用几何水准测量方法,使用徕卡水准仪进行观测。数据观测技术要求为:监测点观测按三等垂直位移监测网技术要求观测,其技术要求及观测注意事项与建(构)筑物变形监测要求一致。
2. 数据处理及分析
数据处理及分析与桩顶沉降监测分析相同。
3. 测点布置原则
地表沉降监测桩顶沉降监测控制网(点)共用,将地表监测点纳入其中构成闭合环网、附合网或附合线路等形式。
测点按设计图纸设计布点位置在受施工影响的地表设置,抽检布置的基本原则为:基坑周边地表竖向沉降监测点的布置范围为基坑深度的1~3倍,监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位,并与坑边垂直,监测剖面数量视具体情况确定。
4. 测点埋设及技术要求
基准点与工作基点与桩顶沉降监测共用,地表沉降监测测点应埋设平整,防止由于高低不平影响人员及车辆通行,同时,测点埋设稳固,做好清晰标记,方便保存。
二、桩顶沉降观测
了解围护结构围护桩在基坑开挖过程中桩顶的水平位移和沉降,确保基坑开挖的稳定及尽量减少对周边环境的影响,为优化基坑开挖顺序和开挖速度提供依据。
1. 桩顶水平位移监测
(1)量测仪器及技术要求
围护结构桩顶水平位移控制点观测采用导线测量方法,监测点采用极坐标法观测,使用莱卡全站仪进行观测。控制网及监测点观测均按《工程测量规范》GB50026-2007二等水平位移监测网技术要求观测。
(2)量测方法
根据施工场地的条件,基准点观测采用导线法,使用高精度的测量仪器,按相应技术规程作业,容易达到监测精度要求。
2. 测点埋设及布置
(1)基准点的埋设
沉降监测是根据监测基准点高程进行的,基准点的形式和埋设可参考二等水准点的要求进行,其数目不少于3个,以便组成水准控制网。对基准点定期进行校核,防止其本身发生变化,以保证沉降监测结果的准确性。
(2)测点的埋设及布置
测点按监测设计图纸布点位置在基坑四周围护结构桩(墙)顶上设置,布置的原则为:测点应尽量布设在基坑圈梁、围护桩或地下连续墙的顶部等较为固定的地方,以设置方便,不易损坏,且能真实反映基坑围护结构桩(墙)顶部的侧向变形为原则。
桩顶沉降监测
(3)量测仪器及技术要求
桩顶沉降采用几何水准测量方法,使用徕卡水准仪进行观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件。
3. 量测方法
观测采用闭合水准路线时可以只观测单程,采用附合水准路线形式必须进行往返观测,取两次观测高差中数进行平差。观测顺序:往测:后、前、前、后,返测:前、后、后、前。
三、围护桩内力
采用钢筋应力计监测支护桩结构钢筋的应力,然后通过钢筋与混凝土共同工作﹑变形协调条件反算支护桩结构的弯矩和轴力,进而可有效判断支护结构的稳定状况,并反馈设计检验和修正支护结构设计参数。
1. 量测仪器及技术要求
采用钢筋混凝土材料制作的围护桩,其内力通常是通过测定构件受力钢筋的应力或混凝土的应变、然后根据钢筋与混凝土共同作用、变形协调条件反算得到。钢筋应力一般通过在受力钢筋中串联连接钢筋应力传感器(钢筋计)测定。目前工程中采用较多的有振弦式和电阻式两类应力传感器.
2. 量测方法
先测读钢筋计的初始频率,然后按照监测频率测读每次钢筋计的频率,根据标定公式计算钢筋计的读数变化,从而计算围护桩的内力。
测点的安装与布置
围护桩内力监测点布置的原则为:测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位,竖直方向监测点应布置在弯矩较大处。
钢筋应力计两边的钢筋长度应不小于35d(d为钢筋笼钢筋的直径),以备有足够的锚固长度来传递粘结应力。钢筋应力计一般在绑扎钢筋笼的同时进行焊接,焊接时应采取降温措施,以避免钢筋传热引起钢筋应力计技术参数的变化。在浇筑混凝土前应对钢筋笼上的钢筋应力计逐一进行测量检查,并对同一断面的钢筋应力计进行位置核定、导线编号,最好对不同位置钢筋应力计选用不同颜色的导线,以便在日后施工中萬一碰断导线,还可根据颜色来判断其位置。
四、支撑轴力
支撑轴力的监测目的在于及时掌握基坑施工过程中,支撑的内力变化情况。当内力超出设计最大值时,及时采取有效措施,以避免支撑因为内力过大,超过材料的极限强度而导致破坏,引起局部支护系统失稳乃至整个支护系统的失败。
1. 量测方法
监测观测方法及数据采集技术要求如下:
轴力计安装后,在施加钢支撑预应力前进行轴力计的初始频率的测量,在其施加钢支撑预应力时,应该测量其频率,计算出其受力,同时要根据千斤顶的读数对轴力计的结果进行校核,进一部修正计算公式。基坑开挖前应测试2~3次稳定值,取平均值作为计算应力变化的初始值。支撑轴力量测时,同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测,每次读数均应记录温度测量结果。
2. 测点安装及布置
支撑轴力监测点的布置原则为:监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起关键作用的杆件上;钢支撑的监测截面根据测试仪器宜布置在支撑长度的1/3部位或支撑的端头;钢筋混凝土支撑的监测截面宜布置在支撑长度的1/3部位。
3. 测点的安装步骤如下:
采用专用的轴力架安装架固定轴力计,安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿上的钢板电焊焊接牢固,电焊时钢支撑中心轴线必须与安装中心点对齐。待焊接冷却后,将轴力计推入安装架圆形钢筒内,并用螺丝把轴力计固定在安装架上。钢支撑吊装到位后,即安装架的另一端与围护墙体上的钢板对上,中间加一块加强钢垫板,以扩大轴力计受力面积,防止轴力计受力后陷入钢板影响测试结果。
4. 安装技术要求如下
安装前测量一下轴力计的初频,是否与出厂时的初频相符合,如果不符合应重新标定或者另选用符合要求的轴力计。安装过程必须注意轴力计和钢支撑轴线在一条直线上,各接触面平整,确保钢支撑受力状态通过轴力计正常传递到支护结构上。
五、监测频率
地铁工程明挖(盖挖)基坑监测频率应以能系统反映监测对象所测项目的重要变
【关键词】工程监测;沉降;轴力;量测
一、地表沉降观测
地表沉降是基坑监测施工最基本监测项目,它最直接地反映基坑周边土体的变化情况。
1. 观测方法及数据采集
地表沉降观测采用几何水准测量方法,使用徕卡水准仪进行观测。数据观测技术要求为:监测点观测按三等垂直位移监测网技术要求观测,其技术要求及观测注意事项与建(构)筑物变形监测要求一致。
2. 数据处理及分析
数据处理及分析与桩顶沉降监测分析相同。
3. 测点布置原则
地表沉降监测桩顶沉降监测控制网(点)共用,将地表监测点纳入其中构成闭合环网、附合网或附合线路等形式。
测点按设计图纸设计布点位置在受施工影响的地表设置,抽检布置的基本原则为:基坑周边地表竖向沉降监测点的布置范围为基坑深度的1~3倍,监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位,并与坑边垂直,监测剖面数量视具体情况确定。
4. 测点埋设及技术要求
基准点与工作基点与桩顶沉降监测共用,地表沉降监测测点应埋设平整,防止由于高低不平影响人员及车辆通行,同时,测点埋设稳固,做好清晰标记,方便保存。
二、桩顶沉降观测
了解围护结构围护桩在基坑开挖过程中桩顶的水平位移和沉降,确保基坑开挖的稳定及尽量减少对周边环境的影响,为优化基坑开挖顺序和开挖速度提供依据。
1. 桩顶水平位移监测
(1)量测仪器及技术要求
围护结构桩顶水平位移控制点观测采用导线测量方法,监测点采用极坐标法观测,使用莱卡全站仪进行观测。控制网及监测点观测均按《工程测量规范》GB50026-2007二等水平位移监测网技术要求观测。
(2)量测方法
根据施工场地的条件,基准点观测采用导线法,使用高精度的测量仪器,按相应技术规程作业,容易达到监测精度要求。
2. 测点埋设及布置
(1)基准点的埋设
沉降监测是根据监测基准点高程进行的,基准点的形式和埋设可参考二等水准点的要求进行,其数目不少于3个,以便组成水准控制网。对基准点定期进行校核,防止其本身发生变化,以保证沉降监测结果的准确性。
(2)测点的埋设及布置
测点按监测设计图纸布点位置在基坑四周围护结构桩(墙)顶上设置,布置的原则为:测点应尽量布设在基坑圈梁、围护桩或地下连续墙的顶部等较为固定的地方,以设置方便,不易损坏,且能真实反映基坑围护结构桩(墙)顶部的侧向变形为原则。
桩顶沉降监测
(3)量测仪器及技术要求
桩顶沉降采用几何水准测量方法,使用徕卡水准仪进行观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件。
3. 量测方法
观测采用闭合水准路线时可以只观测单程,采用附合水准路线形式必须进行往返观测,取两次观测高差中数进行平差。观测顺序:往测:后、前、前、后,返测:前、后、后、前。
三、围护桩内力
采用钢筋应力计监测支护桩结构钢筋的应力,然后通过钢筋与混凝土共同工作﹑变形协调条件反算支护桩结构的弯矩和轴力,进而可有效判断支护结构的稳定状况,并反馈设计检验和修正支护结构设计参数。
1. 量测仪器及技术要求
采用钢筋混凝土材料制作的围护桩,其内力通常是通过测定构件受力钢筋的应力或混凝土的应变、然后根据钢筋与混凝土共同作用、变形协调条件反算得到。钢筋应力一般通过在受力钢筋中串联连接钢筋应力传感器(钢筋计)测定。目前工程中采用较多的有振弦式和电阻式两类应力传感器.
2. 量测方法
先测读钢筋计的初始频率,然后按照监测频率测读每次钢筋计的频率,根据标定公式计算钢筋计的读数变化,从而计算围护桩的内力。
测点的安装与布置
围护桩内力监测点布置的原则为:测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位,竖直方向监测点应布置在弯矩较大处。
钢筋应力计两边的钢筋长度应不小于35d(d为钢筋笼钢筋的直径),以备有足够的锚固长度来传递粘结应力。钢筋应力计一般在绑扎钢筋笼的同时进行焊接,焊接时应采取降温措施,以避免钢筋传热引起钢筋应力计技术参数的变化。在浇筑混凝土前应对钢筋笼上的钢筋应力计逐一进行测量检查,并对同一断面的钢筋应力计进行位置核定、导线编号,最好对不同位置钢筋应力计选用不同颜色的导线,以便在日后施工中萬一碰断导线,还可根据颜色来判断其位置。
四、支撑轴力
支撑轴力的监测目的在于及时掌握基坑施工过程中,支撑的内力变化情况。当内力超出设计最大值时,及时采取有效措施,以避免支撑因为内力过大,超过材料的极限强度而导致破坏,引起局部支护系统失稳乃至整个支护系统的失败。
1. 量测方法
监测观测方法及数据采集技术要求如下:
轴力计安装后,在施加钢支撑预应力前进行轴力计的初始频率的测量,在其施加钢支撑预应力时,应该测量其频率,计算出其受力,同时要根据千斤顶的读数对轴力计的结果进行校核,进一部修正计算公式。基坑开挖前应测试2~3次稳定值,取平均值作为计算应力变化的初始值。支撑轴力量测时,同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测,每次读数均应记录温度测量结果。
2. 测点安装及布置
支撑轴力监测点的布置原则为:监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起关键作用的杆件上;钢支撑的监测截面根据测试仪器宜布置在支撑长度的1/3部位或支撑的端头;钢筋混凝土支撑的监测截面宜布置在支撑长度的1/3部位。
3. 测点的安装步骤如下:
采用专用的轴力架安装架固定轴力计,安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿上的钢板电焊焊接牢固,电焊时钢支撑中心轴线必须与安装中心点对齐。待焊接冷却后,将轴力计推入安装架圆形钢筒内,并用螺丝把轴力计固定在安装架上。钢支撑吊装到位后,即安装架的另一端与围护墙体上的钢板对上,中间加一块加强钢垫板,以扩大轴力计受力面积,防止轴力计受力后陷入钢板影响测试结果。
4. 安装技术要求如下
安装前测量一下轴力计的初频,是否与出厂时的初频相符合,如果不符合应重新标定或者另选用符合要求的轴力计。安装过程必须注意轴力计和钢支撑轴线在一条直线上,各接触面平整,确保钢支撑受力状态通过轴力计正常传递到支护结构上。
五、监测频率
地铁工程明挖(盖挖)基坑监测频率应以能系统反映监测对象所测项目的重要变