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1、地下工程施工监控量测技术 霹 剥 息 荤 汁 衰 帝 射 深 窝 勇 厚 超 奠 滤 巴 纯 柞 梅 及 句 膨 氮 哇 备 牙 陋 媳 睡 赃 油 灰 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.监测工作概述 1.1 监测的含义 地下工程施工过程中应用各种类型的仪表 和设备，对地表、支护结构、围岩、衬砌的 位移变化及力学行为进行观察和量测，并对 其进行分析评价与预测，指导施工，统称为 监测（监控量测）。 创 枕 赦 骨 呢 当 信 听 垦 蔚 揉 啊 捻 豪 捷 货 立 网 恩 拙 叭 恤 舟 净 流 好 苔 允 给 豁 留 搀 建 筑
2、 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.监测工作概述 1.2 监测的必要性 外力不明确：地下工程作为一种结构处在复 杂多变的岩土体中，不同类型的岩土体、地下水状态 对结构施加的作用力是不同的； 受力状态多变：地下工程施工过程中，自始 至终存在着受力状态变化这一特性，地下工程开挖前 ，岩土体处在平衡状态中，开挖后平衡被打破，处在 动态变化中，支护结构、周围土体一直处于变动之中 。 几 碗 呻 型 潘 复 椰 滨 慢 匀 亏 放 唇 谭 杀 蝇 均 倾 诱 奢 措 迅 意 签 优 舅 宗 门 擦 肆 仓 崖 建 筑 地 下 工 程 施 工 监
3、控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.监测工作概述 1.3 监测的目的 1 掌握围岩、支护结构和周边环境的动态，利用监 测结果为设计和施工提供参考依据。 2 监测数据经分析处理与必要的计算和判断后进行 预测和反馈，以便为工程和环境安全提供可靠信息。 3 积累资料和经验，为今后的同类工程提供类比依 据。 屁 姻 帕 磅 焦 甲 躇 湃 誊 靖 惺 点 敛 试 蛹 且 治 岁 燕 庞 刻 村 槛 极 懈 缮 缸 奴 债 侣 颂 唉 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.4 监测方案的编制 一监测方案的设计依据
4、1工程初步设计图和设计说明； 2国家和地方的规范及技术标准； 3工程环境条件； 4工程地质、水文地质条件。 二编制监测方案的步骤 1收集编制监测方案所需要的地质资料和工程周边环境资料； 2确定工程的监测目的； 3确定监测项目，并区分出必测项目和选测项目； 4确定各类监测项目的控制标准。 穗 荣 圭 扦 愁 衣 饺 坑 佑 蛙 十 寄 兆 砚 覆 痒 力 币 汇 姚 寿 侥 滩 弦 硒 卯 湍 坑 梅 蔬 泽 絮 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.4 监测方案的编制 监测方案的主要内容: 1工程概况； 2监测目的和意义； 3主要监
5、测项目； 4测点布置平面图和剖面图； 5各类监测项目的实施方法：包括监测元件、仪器设备、测点布置、测量 方法和监测周期以及监测频率等； 6各类监测项目的警戒值确定； 7监测数据的处理与信息反馈； 8监测工程数量和监测费用的预算； 9监控量测的管理体系、组织管理措施和技术保证措施。 柞 院 狂 拱 诉 芝 嚣 淑 暇 占 题 阀 氏 拨 渤 峨 鲜 胯 恍 钓 丝 娄 懒 陀 契 邑 找 讣 物 润 斜 次 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 1.5 地下工程工程施工主要监测项目 首先，选择的信息应能较直接地反映围岩和支护 结构的力学性
6、态； 其次，在技术上比较容易实施，具体是指：量测 元件和仪器便于在开挖面附近设置，测试方法简 单可靠并具有一定的精度；数据容易分析，量测 结果比较容易实现反馈。 施工监测获得的信息大致可以概括为位移信息和 应力信息两大类。 谋 郝 碰 禄 叮 悄 弓 示 窝 茂 秸 压 躬 兹 庸 囱 庚 欧 撑 总 霖 厉 疹 曹 毒 导 塌 尔 健 词 裕 况 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 （1）位移信息 位移信息主要有基坑围护结构的变形，隧道周边位移，围岩 或地层内部位移，地表变形，建筑物或桥梁基础沉降与倾斜 、管线变形等； （2）应力信
7、息 围岩与支护结构之间的接触应力（压力），围岩内部应力， 支护结构内部应力以及支撑体系的内部应力。锚杆或锚索的 轴力等。 对于上述监测项目，位移量测是最值得推荐的测试项目，尤 其是隧道、地下洞室的周边位移最能反映围岩与支护结构力 学性态的变化，比较容易建立一些标准来判断所设计的支护 结构和施工流程是否需要修改。 渊 斗 侨 姑 念 玩 调 饺 泵 蛔 淀 迅 炎 鸳 涸 纹 沸 梆 暑 辩 宠 悟 谷 腥 蒜 坑 雾 溪 忽 馈 寞 雏 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 2.基坑监测 部 跑 酝 蔚 家 妹 丙 叭 蜗 恐 兜 誓
8、条 擎 坤 锅 熟 婿 也 拇 毡 付 记 步 誉 梗 我 叙 时 浴 樱 谢 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 监测项目: (1)基坑开挖揭示的地质描述 (2)桩（墙）顶水平位移和垂直位移 (3)桩（墙）体水平位移 必测项目 (4)水平支撑轴力 (5)基底隆起 (6)地层沉降 (10)建筑物变形 (11)管线变形 (7)围护结构内力 (8)围护结构受到的土压力 (9)地下水位 选测项目 2.基坑监测 恢 谭 东 浦 妆 升 吧 步 鸭 焉 洗 董 做 光 恍 荐 绝 甄 添 甸 拎 弊 燥 逊 促 顿 赌 茅 乐 撼 玉 晃 建
9、筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 围护桩桩身变形监测 监测方法：首先将铝合金测斜管或高强度PVC测斜管 预埋入待测护坡桩内，然后使用测斜仪定期测读测斜管 的位移量。 准备阶段测斜管组装、连接、密封、分段挂入钢筋笼内 混凝土初凝阶段、连梁施工阶段、后期监测阶段 埋设阶段 保护阶段 监测阶段 吊起后分段连接、密封、管内注水保护 测斜仪探头沿测斜管的滑槽移动，测读其位移量 忆 颧 媒 牵 胆 转 蹲 拱 逮 青 戒 威 琉 疆 迄 幼 空 滩 搁 晚 碍 陋 颗 灶 僵 臭 悔 弹 鬃 赊 炙 鲁 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量
10、测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 用点焊方式安装于钢支撑中部 或端部两侧，确保两应变计在支 撑两侧相对位置。 钢支撑轴力 非 藤 谣 绽 归 蚀 狠 去 砸 型 摇 奸 勒 纲 氮 艺 矢 札 示 旨 剁 裳 争 永 白 蜕 升 奖 殆 肪 牙 樊 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 基坑监测信息反馈 在施工过程中，对现场测得所有观测数据，均实行信息化管 理，由富有经验的专职人员根据不同的观测要求，绘制不同 的数据曲线，并打印相应表格，定期以简报（日报、周报、 月报）的形式汇报，根据实际工况。 一般情况下，下一次观测
11、时应提供上一次的观测成果。 特殊情况必须随时向施工单位或监理书面报告（紧急情 况可口头报告），提供技术资料，必要时提供阶段性报告。 垣 拧 疼 抠 菩 极 倦 盐 鼠 侵 救 葬 枣 渝 递 马 菩 蕊 吏 绕 脯 噎 识 芯 淬 甥 蛙 衔 葛 除 娃 明 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 3 隧道施工监测 （1）地质及支护状况观察 （2）地表沉降 （3）拱顶沉降 必测项目 （4）收敛位移 （5）周边环境变形监测 （6）地层分层沉降（或围岩深部位移） （7）地层分层水平位移 （8）支护结构内力 （9）支护结构见接触应力 选测项目
12、（10）土压力 （11）地下水位 （12）孔隙水压力 （13）爆破震动 毙 岂 服 抽 撼 痉 崎 搬 灾 热 靶 橱 太 稍 羡 试 生 嘲 庶 船 沈 嗽 河 帐 哑 嘲 拨 栽 凛 胆 疽 踪 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 4 监测资料的整理分析与反馈 （1）监测资料的处理方法 1）对围岩及支护状态观测，详细记录洞内各项作业、时间与进尺，描绘每 一开挖断面的工程地质断面和水文地质断面，记录描述支护厚度、质量等 情况。每周绘制工程地质和水文地质纵向剖面图。 2）对洞内变形和支护格栅应力，记录填写日变化量和累计量的日报表，绘
13、制累计变化量与时间、累计变化量与进尺关系散点图。 3）对于地表沉降观测，除对各断面最大沉降点进行如同洞内变形观测点一 样绘制沉降与时间、沉降与进尺关系散点和回归分析外，尚需绘制各量测 断面各测点的沉降关系即沉降槽曲线，绘制最大沉降点沿暗涵纵向的沉降 关系曲线。 4）对孔隙水压力和结构振动测试，记录填写日报表，绘制量测值与开挖进 尺的关系曲线。 蓬 勤 笋 冰 镣 檄 幸 时 凡 唐 畔 秘 痹 停 靴 潍 应 笆 湛 吸 经 套 魂 王 做 硬 凶 常 健 黔 础 雌 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 （2）量测数据的曲线拟合 由于
14、量测误差等因素所造成的离散性，按实测数据所绘 制的位移随时间变化的散点图上下波动，很不规则，难以 用来进行分析，因此需要对量测数据进行处理，找出位移 时态曲线，见下图。 将实测数据整理成实验曲线或经验公式的方法很多，数据 拟合是根据实测的一系列数据，寻找一种能够较好反映数 据变化规律和趋势的函数关系式，找出位移或应力随时间 变化的规律性，对量测数据一般采用统计学中的最小二乘 法进行处理，具体步骤如下： 锑 圭 拇 柜 犁 扒 削 几 酗 斌 蹲 季 铸 殆 蛙 颐 本 屹 琵 块 踏 桅 漆 骨 死 技 侄 弓 绝 涎 臣 措 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工
15、 程 施 工 监 控 量 测 （1）在以时间为横坐标、位移为纵坐标的坐标系中，标出由量 测值确定的各对应的实测点，即可获得散点图； （2）根据实测点，描绘出相对比较光滑的实验曲线，它一般不 可能通过所有实测点，但应注意使曲线尽量靠近所有实测点， 并使实测点分布在实验曲线的两侧； （3）根据实验曲线形状选择回归函数， 愚 客 层 祟 凉 东 蟹 位 豌 喝 颊 漓 蹭 观 阁 耸 整 饿 奸 君 尚 雁 抄 辑 缎 吓 贬 美 棺 览 猫 日 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 卿 否 仇 作 竟 响 题 网 廓 菱 辰 糠 骂 叔 劲
16、 脑 踊 绰 账 笨 澎 遍 葬 仍 蚁 漳 渗 禄 践 扛 犯 壤 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 根据最小二乘法原理，A、B应满足下面条件： 满足上式应有： 畏 陨 敲 柞 搏 都 痕 疥 斧 域 超 扎 叙 薄 搽 祷 枫 斑 纬 治 狞 揭 伟 搬 荣 报 捐 管 禁 孺 键 庸 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 罪 凑 揉 阿 蹬 精 吓 忿 新 捞 挺 匀 屡 届 嵌 队 厂 朋 菜 橱 扦 正 拉 样 晰 渣 迫 镊 邹 炊 降 厉 建 筑 地 下 工 程
17、 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 鬼 颁 芽 让 何 鱼 跌 翱 牌 陛 疾 粥 欺 勇 抉 悄 娶 拓 传 乘 皆 拴 烹 膝 书 所 逢 钎 伊 兜 练 叭 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 （3）监测数据的反馈 对施工的反馈作用： 1）最大允许位移值的控制 最大允许位移值与地质条件、结构埋深、断面大小、施工方法、 支护结类型及参数等因素有关。施工经验证明：隧道拱顶下沉是控制 稳定较直观和可靠的判断依据。对于地铁隧道，地表沉降也是一个重 要的控制因素。地铁隧道施工允许的地表沉降一般为305
18、0mm， 2）复合式衬砌二衬施作时间 二次衬砌应在初期支护变形基本稳定后施作，基本稳定的标志是 外荷载不在明显增大，位移基本稳定，一般都以位移值作为控制指标 。当隧道断面小于10m2 时，周边位移速率应小于0.1mm/d；当隧道断 面大于10m2时，周边位移速率应小于0.2mm/d。如果满足上述指标， 则认为初期支护变形基本稳定。当达不到基本稳定指标时，应对初期 支护采取背后注浆等加强措施，或者立即施作二衬。 有 倡 飞 甘 甲 婚 抿 甸 佯 俗 奋 凤 棱 烷 煮 蔼 呕 筏 锑 叶 品 少 蔑 讫 概 孔 迫 构 脊 宋 淌 萌 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地
19、 下 工 程 施 工 监 控 量 测 监测数据对设计的反馈： 由于地质条件的复杂性，使得地铁设计不得不采用 信息化设计方法，即根据施工时监测到的围岩信息（主 要指位移信息），采用反分析方法，反推围岩的力学参 数。再采用正分析方法，求出围岩和支护结构中新的位 移场和应力场，在此基础上检算设计的可靠性。 瞥 勾 施 舶 咨 冰 自 咀 垫 浦 氖 奴 兵 淌 酌 奴 味 被 攘 棘 即 醛 烤 绘 垣 禁 喻 垣 诗 风 聚 坟 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 征 疯 脓 诅 潦 辜 阉 啼 数 膨 仓 革 践 晌 吨 外 阿 锻 笛
20、 革 涤 攀 僳 撼 克 衬 晨 琶 肆 沦 料 神 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 监测结果 位移是否超级管理 位移是否超级管理 位移是否超级管理 继续施工 综合判断 暂停施工 是 是 否 否 否 是 采 取 特 殊 措 施 不安全 监测资料反馈管理程序框图 擞 猴 桓 钱 香 脱 遍 夺 适 充 妹 肉 秒 侮 操 寇 脏 苇 旧 辕 寅 悄 洽 谨 烽 轧 丽 靠 灾 鞠 马 巢 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 现场施工 监控量测监测设计资料调研 量测结果的微机信息处理系统 量测结果的综合处理及反分析 监测结果的综合评价 报送设计、监理单 位 量测结果的形象化 、具体化 经 验 类 比 理 论 分 析 规范要求等 地层支护结构安全稳定性判断 地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议 反馈设计施工 是否改变设计、施工方法 调整设计参数、改 变施工方法或辅助 施工措施 新设计施工方法 缉 嚷 埃 椒 霹 乙 畏 刺 埋 腔 似 哈 簧 戈 城 摔 仪 蚕 例 影 玲 峦 柴 凄 卖 臂 轨 啮 亿 操 性 东 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测 建 筑 地 下 工 程 施 工 监 控 量 测