淺談明挖車站的工程監測

【摘 要】在地鐵施工期間對地鐵結構工程及施工沿線周圍重要的地下、地面建（構）筑物、地面道路等實施變形、應力應變和爆破振動等方面的監測，為業主提供及時、可靠的信息用以評定地鐵工程在施工期間的安全性及施工對周邊環境的影響，并對可能發生的危及施工、周邊環境安全的隱患或事故進行及時、準確的預報，以便及時采取有效措施消除隱患，避免事故的發生。

【關鍵詞】工程監測；沉降；軸力；量測

一、地表沉降觀測

地表沉降是基坑監測施工最基本監測項目，它最直接地反映基坑周邊土體的變化情況。

1. 觀測方法及數據采集

地表沉降觀測采用幾何水準測量方法，使用徠卡水準儀進行觀測。數據觀測技術要求為：監測點觀測按三等垂直位移監測網技術要求觀測，其技術要求及觀測注意事項與建（構）筑物變形監測要求一致。

2. 數據處理及分析

數據處理及分析與樁頂沉降監測分析相同。

3. 測點布置原則

地表沉降監測樁頂沉降監測控制網（點）共用，將地表監測點納入其中構成閉合環網、附合網或附合線路等形式。

測點按設計圖紙設計布點位置在受施工影響的地表設置，抽檢布置的基本原則為：基坑周邊地表豎向沉降監測點的布置范圍為基坑深度的1～3倍，監測剖面設在坑邊中部或其他有代表性的部位，并與坑邊垂直，監測剖面數量視具體情況確定。

4. 測點埋設及技術要求

基準點與工作基點與樁頂沉降監測共用，地表沉降監測測點應埋設平整，防止由于高低不平影響人員及車輛通行，同時，測點埋設穩固，做好清晰標記，方便保存。

二、樁頂沉降觀測

了解圍護結構圍護樁在基坑開挖過程中樁頂的水平位移和沉降，確保基坑開挖的穩定及盡量減少對周邊環境的影響，為優化基坑開挖順序和開挖速度提供依據。

1. 樁頂水平位移監測

（1）量測儀器及技術要求

圍護結構樁頂水平位移控制點觀測采用導線測量方法，監測點采用極坐標法觀測，使用萊卡全站儀進行觀測。控制網及監測點觀測均按《工程測量規范》GB50026-2007二等水平位移監測網技術要求觀測。

（2）量測方法

根據施工場地的條件，基準點觀測采用導線法，使用高精度的測量儀器，按相應技術規程作業，容易達到監測精度要求。

2. 測點埋設及布置

（1）基準點的埋設

沉降監測是根據監測基準點高程進行的，基準點的形式和埋設可參考二等水準點的要求進行，其數目不少于3個，以便組成水準控制網。對基準點定期進行校核，防止其本身發生變化，以保證沉降監測結果的準確性。

（2）測點的埋設及布置

測點按監測設計圖紙布點位置在基坑四周圍護結構樁（墻）頂上設置，布置的原則為：測點應盡量布設在基坑圈梁、圍護樁或地下連續墻的頂部等較為固定的地方，以設置方便，不易損壞，且能真實反映基坑圍護結構樁（墻）頂部的側向變形為原則。

樁頂沉降監測

（3）量測儀器及技術要求

樁頂沉降采用幾何水準測量方法，使用徠卡水準儀進行觀測，采用電子水準儀自帶記錄程序，記錄外業觀測數據文件。

3. 量測方法

觀測采用閉合水準路線時可以只觀測單程，采用附合水準路線形式必須進行往返觀測，取兩次觀測高差中數進行平差。觀測順序：往測：后、前、前、后，返測：前、后、后、前。

三、圍護樁內力

采用鋼筋應力計監測支護樁結構鋼筋的應力，然后通過鋼筋與混凝土共同工作﹑變形協調條件反算支護樁結構的彎矩和軸力，進而可有效判斷支護結構的穩定狀況，并反饋設計檢驗和修正支護結構設計參數。

1. 量測儀器及技術要求

采用鋼筋混凝土材料制作的圍護樁，其內力通常是通過測定構件受力鋼筋的應力或混凝土的應變、然后根據鋼筋與混凝土共同作用、變形協調條件反算得到。鋼筋應力一般通過在受力鋼筋中串聯連接鋼筋應力傳感器（鋼筋計）測定。目前工程中采用較多的有振弦式和電阻式兩類應力傳感器.

2. 量測方法

先測讀鋼筋計的初始頻率，然后按照監測頻率測讀每次鋼筋計的頻率，根據標定公式計算鋼筋計的讀數變化，從而計算圍護樁的內力。

測點的安裝與布置

圍護樁內力監測點布置的原則為：測點應布置在受力、變形較大且有代表性的部位，豎直方向監測點應布置在彎矩較大處。

鋼筋應力計兩邊的鋼筋長度應不小于35d（d為鋼筋籠鋼筋的直徑），以備有足夠的錨固長度來傳遞粘結應力。鋼筋應力計一般在綁扎鋼筋籠的同時進行焊接，焊接時應采取降溫措施，以避免鋼筋傳熱引起鋼筋應力計技術參數的變化。在澆筑混凝土前應對鋼筋籠上的鋼筋應力計逐一進行測量檢查，并對同一斷面的鋼筋應力計進行位置核定、導線編號，最好對不同位置鋼筋應力計選用不同顏色的導線，以便在日后施工中萬一碰斷導線，還可根據顏色來判斷其位置。

四、支撐軸力

支撐軸力的監測目的在于及時掌握基坑施工過程中，支撐的內力變化情況。當內力超出設計最大值時，及時采取有效措施，以避免支撐因為內力過大，超過材料的極限強度而導致破壞，引起局部支護系統失穩乃至整個支護系統的失敗。

1. 量測方法

監測觀測方法及數據采集技術要求如下：

軸力計安裝后，在施加鋼支撐預應力前進行軸力計的初始頻率的測量，在其施加鋼支撐預應力時，應該測量其頻率，計算出其受力，同時要根據千斤頂的讀數對軸力計的結果進行校核，進一部修正計算公式。基坑開挖前應測試2～3次穩定值，取平均值作為計算應力變化的初始值。支撐軸力量測時，同一批支撐盡量在相同的時間或溫度下量測，每次讀數均應記錄溫度測量結果。

2. 測點安裝及布置

支撐軸力監測點的布置原則為：監測點宜設置在支撐內力較大或在整個支撐系統中起關鍵作用的桿件上；鋼支撐的監測截面根據測試儀器宜布置在支撐長度的1/3部位或支撐的端頭；鋼筋混凝土支撐的監測截面宜布置在支撐長度的1/3部位。

3. 測點的安裝步驟如下：

采用專用的軸力架安裝架固定軸力計，安裝架圓形鋼筒上沒有開槽的一端面與支撐的牛腿上的鋼板電焊焊接牢固，電焊時鋼支撐中心軸線必須與安裝中心點對齊。待焊接冷卻后，將軸力計推入安裝架圓形鋼筒內，并用螺絲把軸力計固定在安裝架上。鋼支撐吊裝到位后，即安裝架的另一端與圍護墻體上的鋼板對上，中間加一塊加強鋼墊板，以擴大軸力計受力面積，防止軸力計受力后陷入鋼板影響測試結果。

4. 安裝技術要求如下

安裝前測量一下軸力計的初頻，是否與出廠時的初頻相符合，如果不符合應重新標定或者另選用符合要求的軸力計。安裝過程必須注意軸力計和鋼支撐軸線在一條直線上，各接觸面平整，確保鋼支撐受力狀態通過軸力計正常傳遞到支護結構上。

五、監測頻率

地鐵工程明挖（蓋挖）基坑監測頻率應以能系統反映監測對象所測項目的重要變