监控量测体系在地铁明挖车站施工中的应用

摘要:监控量测体系对于城市地铁施工具有十分重要的意义，通过监控量测，可以保证周围边地表、建构筑物等的安全，为实现安全施工、信息化施工提供可靠的数据支持。本文结合青岛地铁3号线长沙路车站基坑的施工，阐述了监控量测体系在地铁明挖车站施工中的应用和指导意义。

主题词：监控量测体系、信息化、指导施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

由于地上空间资源有限，地下空间的开发成为城市发展的必然趋势。城市地下轨道交通应运而生并得到了快速发展。

2012年6月，青岛地铁3号线长沙路车站开工建设。由于地铁车站一般位于城市的繁华地段，明挖车站的施工对相邻环境、地下管线、地面交通所带来的影响得到地铁建设及设计单位的广泛关注。

二、工程概况

长沙路车站位于长沙路与黑龙江路交叉口，车站结构形式为两层两跨箱型框架结构体系,车站总长度为238m、宽19m、高15m。地表地形一般起伏不大，现地面标高在28m左右。地下水以第四系孔隙潜水为主，水量中等～丰富，部分地段具弱承压性。工作区内地下水补给来源为大气降水和上游的侧向径流补给，汛期河流有短期的渗漏补给。

三、监控量测体系

1、监测项目及控制标准

青岛地铁三号线长沙路站主要进行以下监测项目。如表1

表1监测项目及控制标准

注：H为基坑开挖深度；f1为荷载设计值；f2为构件承载能力设计值。

2、主要监测项目的监测方法以及监测点的布设

⑴桩顶水平位移监测

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。

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。

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。本监测方案共布设了5个。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。

⑵桩顶沉降监测

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。

⑶围护桩体挠曲位移（测斜）

本次监测测斜管埋设方式主要有钻孔埋设和绑扎埋设两种方式，并以绑扎埋设为主。绑扎埋设通过直接绑扎或设置抱箍等将测斜管固定在桩墙钢筋笼上，入槽孔后，浇注水下混凝土。为了抵抗地下水的浮力和液态混凝土的冲力作用，测斜管的绑扎和固定必须十分牢固，否则很容易与钢筋笼相脱离。

⑷锚杆、锚索的轴力

量测方法：先测读锚杆、锚索轴力计的初始频率，然后按照监测频率测读每次锚杆、锚索轴力计的频率，根据标定公式计算锚杆、锚索轴力计的读数变化，从而计算锚杆、锚索的内力。

⑸地层土压力监测

测点的埋设与布置：采用钻孔法埋设土压力盒，并向孔内回填细砂堆至孔口。由于回填砂需要一定时间才能充分固结，因而，采用钻孔法埋设的土压力盒前期数据偏小，只有当回填料充分固结后才能较为准确地反映实际土压力。所以，采用钻孔法要在正式监测前一个月左右进行埋设施工。

⑹孔隙水压力监测

测点埋设与布置：孔隙水压力监测点宜布置在基坑受力、变形较大或有代表性的部位。监测点竖向布置宜在水压力变化影响深度范围内按土层分布情况布设，监测点竖向间距一般为2～5m，并不宜少于3个。

坑外地下水位：地下水位观测设备采用电测水位计，观测精度为1mm，其工作原理为：水为导体，当测头接触到地下水时，报警器发出报警信号，此时读取与测头连接的标尺刻度，此读数为水位与固定测定的垂直距离，再通过固定测点的标高及与地面的相对位置换算成从地面算起的水位埋深及水位标高。

⑺地表沉降：

技术要求：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《工程测量规范》GB50026-2007三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。

测点埋设：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。

⑻围护桩内力

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，以便在日后施工中万一碰断导线，还可根据颜色来判断其位置。

⑼支撑轴力

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．数据分析与预测

取得各种监测资料后,需及时进行处理,排除仪器、读数等操作过程中的失误,剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差,避免漏测和错测,保证监测数据的可靠性和完整性,采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。

每次量测后均应对量测面内的每个量测点（线）分别回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移（应力）和掌握位移（应力）变化规律，并由此判断基坑的稳定性。利用已经得到的量测信息进行反分析计算，提供围护结构和周围建筑物的状态，预测未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。

4．监测质量保证措施

为了保证监控量测工作质量，制定如图1所示的监测质量保证体系。质量保证通过监测人员培训、仪器设备材料检查和监测工作质量检查三方面措施实现。

图1监测质量保证体系图

四、结束语

监控量测体系对于城市地铁施工具有十分重要的意义，通过监控量测，可以保证周围边地表、建构筑物等的安全，为实现安全施工、信息化施工提供可靠的数据支持。通过监控量测体系的建立和实施，实现了明挖车站深基坑安全、有序的施工，对保障基坑开挖施工、周边建构筑物的安全起到了不可替代的作用。