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江苏苏州地质工程勘察院测试中心 G312分流线下穿通道基坑监测（2013-JC-028） 第 4 页 共 22页
第三章 监测目的及监测内容
3.1 监测目的
本工程为下穿通道基坑监测工程，与之有关的稳定和环境影响是个动态过程。因此，加强在施工过程中的监测，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并采用最优的工程对策，保证边坡及周边环境安全，保证建设工程的顺利进行。
通过各施工阶段对铁路桥墩变形观测，验证和校核理论计算结果，并根据观测资料的分析，判断铁路桥梁变形，对铁路运营安全进行预警。对观测变形超标的桥墩，分析产生原因，研究对策。根据本工程围护结构特点、施工方法、场地工程地质及环境条件，应考虑到以下各因素的影响：
(1) 本工程施工周期长；
(2) 基坑东西长约460m，长度较长。
因此，本工程监测工作相当重要，必须严格按规范与设计等有关方面的变形控制要求及类似工程经验进行设计和实施。
由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。特别是对于类似本工程复杂的、规模较大的工程，就必须在施工组织设计中制定和实施周密的监测计划，以便达到动态设计，实现信息化施工。
通过监测达到以下目的：
（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
（2）通过监测及时发现变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对周边建筑物及管线影响的目的；
（3）检验工程勘察资料的可靠性，验证设计理论和设计参数，判断前步施工是否符合预期要
求；
（4）将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
3.2 监测内容
监测内容的选取和监测点的布设遵循“系统、经济、方便、直观”的原则，并结合施工工艺、围护结构形式、地质条件及周边环境等因素，考虑基坑施工引起的应力场、位移场分布情况布置，并抓住应力释放较大和变形较大处进行重点量测，做到量测数据与施工工况的具体施工参数配套，形成有效的监测系统，在优化的基础上选择最适合本工点的布点方案，监测过程中由于监测高铁沉降需求，新增加了29个水位监测孔。
根据相关规范及设计要求，主要对以下项目进行监测并布置测点（详见附图1监测点平面布置图）：
表3.1 监测项目及测点数量
监测项目（通道基坑部分） 测点数量 备注 围护结构顶部水平及竖向位移监测 43 测点共用，编号: D1-D35 土体深层水平位移监测 12 编号CX1-CX12；CX1、CX2、CX6、CX7、 CX11 、CX12孔深25m，其余深28米 立柱隆沉监测点 12 LZ1-LZ12 坑外水位监测 21 SW1-SW21，孔深15m 坑外新增加水位监测 29 SW1-1~SW1-29，孔深7~15米 支撑轴力监测 20 两道支撑，共20点。 周边建筑物沉降监测 16 F1-F16 既有高架承台水平位移监测 2 CD1-CD2 坑外地表沉降监测 30 6组断面，每组5点 整个基坑监测过程将自土方开挖开始，到地下室土方回填为止。
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第四章 监测点的布设
4.1 控制点的布设
4.1.1 沉降基准网 4.1.1.1布设方案
地表、建筑物和围护结构等沉降监测的质量好坏及其观测资料能否准确客观地反映施工对周边环境的影响，沉降监测基准网点的埋设和观测起着至关重要的作用。因此，针对本工程项目的特点，本次沉降监测基准网点由水准基点和沉降观测点组成。其中水准基点为本工程沉降监测的高程基准。
4.1.1.2 沉降基准点选埋原则
（1）通视条件好，便于观测。
（2）必须选埋在沉降影响范围以外，地基坚实稳定、安全僻静，并利于标识长期保存与观测稳定的区域内。
（3）选埋基点应现场踏勘，并结合地质实际情况，确定埋设深度。
（4）水准基点标石根据现场情况，选用深埋双金属管水准基点标石、深埋钢管水准基点标石或混凝土基本水准标石。 4.1.1.3 沉降基准网的初值测量
将基准点与施工方提供的施工高程基准点（高程已知）进行联测，采用闭合水准路线通过测得的高差计算出每个基准点的高程。基准点观测采用往返观测，观测顺序是后—前—前—后，返测时奇偶站的观测顺序与往测时偶奇站的观测顺序相同。基准点的首次观测，应进行三次独立观测，取观测合格结果的中数作为基准点的初始高程。 4.1.1.4沉降基准网的数据处理
依据测量误差理论和统计检验原理对获得的观测数据及时进行平差计算和处理，计算沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量、沉降速率和累计沉降量等。
观测数据平差使用Nasew V3.0商用平差软件，以测站定权；数据处理采用河海大学开发的建筑沉降分析系统Settlement ST 4.3进行处理。
沉降分析应先对基准点的稳定性进行检验和分析，从而判断观测点是否变动，可根据前后两次
观测数据的平差值的较差，通过组合比较的方法对基准点的稳定性进行评价。当基准点前后两次平差值的较差小于2√2倍的实际测量单位权中误差时，可认为基准点相对稳定。 4.1.1.5沉降基准网的检测
为了确保沉降观测成果的准确性必须定期不定期的进行复测，沉降基准网复测周期根据控制点稳定情况和沉降观测的精度需求来确定。原则上规定：在基准网建成后，应在工程施工后1月进行第一次复测，此后每隔3月复测一次。实施过程中根据控制点的稳定性调整复测周期，也可根据实际情况仅局部复测，而非全面复测，以便减小复测的工作量。基准网的复测方法和初值测量方法相同。通过测得的两个点之间的高差与前一次测得的数据进行比较和分析。 4.1.2水平位移基准网
4.1.2.1水平位移监测基准点选点原则
（1）地面基础稳定，易于点的长期保存，在施工期间不易受破坏的位置。 （2）有良好通视条件，即使在施工期间，也要保持良好的通视条件。
（3）点位尽可能远离建筑物，远离高压电线，变压器等设施，以消除各种外界因素带来的偶然误差。
（4）视线离障碍物的距离应大于2米。
（5）各级别位移观测的基准点（含方位定向点）不应少于3个。
根据现场踏勘，基坑水平位移监测基准点利用基坑北侧高铁监测基准点点位（已埋设观测强制对中墩）,编号J1、J2、J3。 4.1.2.3水平位移基准网初值测定
水平位移基准网采用边角测量方法，假设其中一个基准点的坐标J1（X1,Y1），将全站仪在J1点设站，设定J1~J2边为零方向，照准J2点，测得J2边的边长，即可得出J2点的坐标（X1，Y12），将视距丝照准J3点，测J3边方位角（经过平差后的），可得J3点坐标，测量次数不得少于3次。 4.1.2.4水平位移监测基准网的数据处理
水平位移基准网数据处理按最小二乘原理，采用严密的经典测量数处理方法—间接平差法计算，观测数据平差使用清华三维Nasew V3.0商用平差软件。为保证数据计算的准确性，还将利用其他商品化平差软件(如南方平差易平差软件)进行平差计算检核。本工程沉降基准点与水平位移基准点共用。
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4.2围护结构顶部水平及竖向位移监测
为了准确反映围护结构顶部水平、竖向位移情况，控制每个结构类型断面处变形情况，对围护结构顶部埋设测点进行监测。本工程布设监测点共35个。 在围护桩顶部冠梁上采用道钉打入，如下图：
测监点
图4.1 桩顶道钉埋设示意图
图4.2 围护结构顶观测实景图 ①围护结构顶部水平位移监测 沿围护桩顶部间隔约20米布置监测点。 ②围护结构顶部竖向位移监测 测点与水平位移点共用。
4.3土体深层水平位移监测
沿基坑外侧土体间隔约50米在土体中布测斜孔，本工程布设12个。
首先在围护桩外侧土体中钻孔，孔径略大于测斜管外径，一般测斜管是外径Φ70,钻孔内径Φ110的孔比较合适，孔深一般要求超出围护结构底3～5m比较合适，硬质基底取小值，软质基底取大值。然后将在地面连接好的测斜管放入孔内，测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆，埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。
安装或埋设过程中注意事项如下：
a) 采用测斜仪在埋设在土体中的测斜管内进行测试。测点宜选在变形大（或危险）的典型位
置；
b) 测斜管的上下管间对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封； c）封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直； d）作好清晰的标示和可靠的保护措施；
测斜管（上下口密封）导墙冠梁土体围护桩 图4.3 土体测斜孔埋设截面图
4.4立柱隆沉监测
为防止立柱竖向位移引起基坑的破坏，在临时立柱上布设竖向位移观测点，按照规范本工程布设立柱竖向位移监测点12个，采用道钉作标志。
4.5支撑轴力监测
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4.5.1 测点埋设：本基坑采用2道支撑，第一道砼支撑轴力监测采用钢筋应力计。在支撑钢筋绑扎的过程中，将设计位置处的支撑两侧中间位置处的主筋切断并将钢筋计焊接在切断部位，在
图4.4 钢筋计埋设截面图 浇筑支撑砼的同时将钢筋计上的电线引出以便今后测试时使用。
图4.5 支撑轴力钢筋计埋设实景图
测点埋设在基坑内支撑受力较大的支撑上，每道支撑内力监测点位置在竖向上保持一致。对于混凝土支撑，每个截面内埋设4个钢筋计。钢筋计电缆线固定在钢筋笼内，然后将各线头引出置于施工不易碰撞处；在支撑上选择支撑轴力较大的点位为监测点。将钢筋计的固定卡口焊接在需要测试的支撑钢筋上，每个断面4个钢筋计。并把导线外用φ50㎜的铁管固定到支撑表面引到方便测试的位置，连接在接线箱内保护。现场实景如图4.5所示。
4.5.2 第二道支撑采用609钢管支撑，支撑内力监测采用应变计。 1）观测点布置及安装方法
共布设13个应力监测断面，每个监测断面布设2个应变计，分别布设在刚支撑两侧，采用频率仪测读计算出梁体的应力，布设如图4.8。共布设13个应力监测断面，每个监测断面布设2个应变计，分别布设在刚支撑两侧，采用频率仪测读计算出梁体的应力，布设如图4.6。
图4.6 应变计示意图 （1）将应变计模型穿过安装座到位后拧紧止紧螺丝 （2）安装座与钢支撑接触部位电焊连接。
（3）送开止紧螺丝取出模型，将应变计小心穿过底座后拧紧止紧螺丝即可。
（4）应变计一般在钢支撑两侧各安一套以防损坏，如果两套同时测量则取它们的平均值。 2）监测点设置
埋设方法：把底座螺旋焊接固定在设计位置，放入应变计，用便携式读数仪调整应变计的初始度数，接线到数据采集器。 3）监测方法
初始度数R0与随后读数间的变化可以通过从随后应变计减去初始应变计算得到。注意压缩应变引起读数减少（R1?R0的差为负数），而拉伸应变引起读数增加（R1?R0的差为正数）。计算应变的公式为：
???(R1?R0)B 式中 B-仪器系数。 每次监测后，绘制监测点形变量统计表和变化曲线图。
4.6坑外水位监测
水位的监测主要是检验基坑止水帷幕的效果，这将直接影响基坑开挖和结构施工。本次监测重点将对地下水位变化情况进行监测，沿基坑四周间隔约40m布设水位孔，基坑北侧水位监测孔埋设