电力竖井深基坑施工安全监测方案

11、工程概况本工程是虹桥综合交通枢纽地区新建道路电力排管工程中的组成部分。SN4、EW2路均为综合交通枢纽地区规划新建道路，SN4呈南北走向，EW2呈东西走向。工程所处路段与规划高铁及磁浮相交，为避免相互影响，采用下穿通道方式组织立体交叉。SN4、EW2路道路两侧新排市政电力管线，为将电力管线接入下穿立交内电缆通道，在地道出、入口各设竖井一座。四座竖井（含工法坑）相关数据如下表：井位平面尺寸（m）开挖深度（m）围护桩深度（m）备注SN4路西15.0×8.586.715.0SN4路东13.0×8.1967.816.5EW2路西15.0×8.77.616.0EW2路东15.0×9.76.7516.0由于开挖深度较大，且所处地层存在承压水层，设计采用钻孔灌注桩加旋喷桩止水帷幕墙进行施工维护。如上表，基坑围护钻孔灌注桩深度最大16.5米。基坑开挖坑采用壁厚16mm，直径为φ609的钢管支撑，沿坑壁上2下共设两道（第一道钢管支撑与开控前地面平，第二道钢管支撑离原地面最大4.3米）。电力竖井最大开挖深度7.8米，采用明挖顺筑法施工。2、施工监测的重要性理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。深基坑施工，由于地质条件不同，受外力影响不一致，基坑处于动态变化过程中，施工各阶段情况均有所不同，难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法。这就必须要依赖于施工过程中的现场监测，通过现场监测所到的数据判断基坑的各项安全指标是否处于受控状态。首先，依靠现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程，可以提高施工安全性；并可通过监测数据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本提供设计依据。第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施提供依据。从基坑工程事故分析可知，大多是由于施工单位不重视基坑施工过程的监测，从而造成了较严重的工程事故，甚至造成了人员伤亡事3故。如基坑围护结构的失稳，周边建筑的裂缝及地下设施的破坏。因此，根据行业主管部门及相关规范要求，对于超过5.0m深的基坑开展现场监测工作已经是一种必须进行的施工程序。3、施工监测规范和依据⑴国家标准《工程测量规范》（GB50026－93）；⑵国家标准《国家一、二等水准测量规范》（GB12897－91）；⑶上海市标准《基坑工程设计规程》（DBJ08－61－97）；⑷本工程的地理、地质、水文条件和工程有关资料。4、施工监测内容、监测方法及相应测点布置⑴基坑围护（墙）体测斜监测围护墙体测斜的设置是对基坑开挖阶段围护墙体纵深方向的水平变位进行监控的需要，一般沿基坑每20～30m设置1孔。测斜孔深度一般与围护深度一致。根据本基坑的特点，沿基坑围护边每侧设置一组测斜孔，测斜孔深度依据围护墙深度确定。钻孔灌注桩内埋设测斜管方法如下：采用在钻孔灌注桩钢筋笼内用特制钢筋构件焊接方法固定PVC测斜管，管深与围护深度一致。管外径为70mm，管内有十字滑槽（用于下放测斜仪探头滑轮），十字滑4槽必须与基坑边线垂直；上、下端管口用专用盖子封好，接头部位用胶带密封；型钢吊装完后，立即注入清水，防止泥浆浸入，并做好测点保护。测量时采用测斜仪，假定墙顶为不动点，逐步叠加测量每米深度处墙体的水平位移量。采用的仪器设备：美国Sinco测斜仪。⑵墙顶沉降、位移监测由于测斜所反映的墙体位移是相对于墙顶为不动点的相对位移，故尚须测出墙顶的绝对位移，两者相比较才能得出墙体纵深方向各点的绝对位移，才能比较真实地反映施工期间地墙的变形情况。因而，墙顶位移监测点一般与墙体测斜孔位置对应。由于基坑开挖期间小面积大量土方卸载，地下围护墙将产生纵、横向的位移变形，地墙的隆沉变形，对基坑的安全保护是必不可少的监测内容。因而，通常沿围护顶圈梁对应墙体测斜孔位置布设墙顶沉降监测点。拟将监测点埋设于钻孔灌注桩基坑围护墙圈梁顶部，对应于墙体测斜孔位置布置。。基坑沉降监测采用精密水准仪，通过联测稳定的高程基准点，建立固定的水准线路，计算各监测点的高程。水平位移监测采用视准线5法，通过建立稳定的基准线，量测监测点相对于基准线的位移量。采用的仪器设备：瑞士Wild－N3光学水准仪，瑞士Leica—TCRA1101电子全站仪。⑶支撑轴力监测围护墙外侧的侧向土压力由围护墙及支撑体系所承担，当实际支撑轴力与支撑在平衡状态下应能承担的轴力（设计值）不一致时，将可能引起支撑体系失稳。为了监控基坑施工期间支撑的内力状态，需设置支撑轴力监测点。为确保基坑安全，一般沿基坑纵向每2组测斜孔处（约50m）设1组支撑轴力监测断面，环境要求较高、基坑较深时适当加密。在钢管支撑中布设轴力监测钢弦式传感器（轴力计）的方法对支撑轴向应力进行监测：轴力计一般设置在支撑端部的活络头侧，X型外壳钢托架与活络头贴角全部围焊，防止轴力计偏移支撑中心，维持支撑的稳定性；而轴力计与钢围檩贴角围焊，并保持其中心线与钢支撑中心线的方向一致性。轴力计安装好后，在施加预应力时，应与支撑施工单位所采用的油压千斤顶进行支撑轴力换算比较，偏差较小时方可采用。测量时采用频率计，通过加低电压测出轴力计的振弦频率，与率定表比较换算轴力计的受力。6采用仪器设备：国产葛南频率计。⑷坑外水位监测坑外水位监测孔主要对基坑开挖期间或开挖后围护结构的止水状态进行监控，以防止围护结构渗漏水引起坑外大量水土向坑内流失。水位管井采用钻孔灌注桩方式设置：采用YP-300A型正循环潜水钻机钻孔。钻孔完成后，清除泥浆，将50mm的PVC水位管吊放入钻好的孔内（管顶应高出地面约50cm），在水位管四周的空隙下部回填中砂，上部约4m的深度内回填粘土，并将管顶用盖子封好。水位管下部还需设进水孔，用滤网布包裹住，以利于地下水渗透。在电缆竖井基坑外侧布置水位监测孔，沿基坑长边每边布设2～3孔。测量时采用电子感应式水位计，水位计探头遇水后接通电路，启动峰鸣器及警示灯，观测人员读取水位计标尺刻度数据获取地下水位信息。采用仪器设备：国产基康水位计。⑸地表沉降监测建立沉降监测网，与墙顶沉降监测归入统一的水准测量线路中，采用相同方法进行监测。7地表沉降监测点布设于基坑外侧，相对应于测斜孔位置，在场地条件许可的情况下布设成断面形式，垂直于基坑边线，每断面设5点，埋设稳定的观测点。了解基坑施工引起的地表沉降范围和幅度。5、施工监测警戒值根据相关规范要求及以往深基坑开挖类似工程施工经验，提出以下警戒值供参考：序号监测内容变化速率报警（mm/d）累计变化量报警（mm）1地面沉降±3mm最大±30mm2墙顶位移±3mm最大±45mm3墙体测斜±3mm最大±45mm4支撑轴力设计值80％5坑外水位±50mm±1000mm6管线沉降±3mm±10mm7建筑物沉降±3mm±20mm6、施工监测现场实施时的一些注意事项监测工作必须随施工需要实行跟踪服务，全方位、全天候坚持工作。为确保施工安全，监测点的布设立足于随时可获得全面信息，监测频率的调整必须根据施工的需要。根据本工程施工的实际情况，应8对下列问题予以特别重视：⑴在开工前，完成对相近建筑物及地下管线的前期调查。⑵施工过程中，随施工安排同步安装（埋设）测点（孔），并提前做好初始值的测量。⑶如遇雨季，加强围护安全监测和巡视，必要时在土方开挖放坡面增设边坡位移监测点。⑷如有较明显的围护渗漏或地面裂缝情况，应加强坑外地下水位监测、渗漏处围护安全监测和巡视。必要时跟踪监测。⑸监测频率基坑围护及加固施工期间：2次/周；基坑开挖期间：1～2次/天；地下结构施工期间：1～2次/周；后期：1次/周，至变形收敛。监测频率应满足工程施工、环境保护及基坑安全需要，在变化速率较大时，应该及时提高监测频率。7、监测成果监测日报表（含相关变形曲线、变化速率分析结果等）；应在当天整理完成，次日上班前上报至主管生产的领导进行审阅，以便必要9时根据相应监测依据调整生产计划。监测周报表及变形分析（含相关变形曲线等）；应在周例会或下周施工计划编制前上报到相关领导，以便合进安排施工生产计划，避免局部集中施工对基坑平衡状态造成重大影响。监测总结报告等：基坑施工任务完成后，对施工及监测过程进行全面分析，找到外界条件变化、特殊气候条件、各工序施工过程对基坑稳定性的影响，编制详细的总结报告，既可做为工程的总结，也可积累施工经验，指导今后类似工程施工生产。