【導(dǎo)讀】杭州南站杭長(zhǎng)場(chǎng)站房應(yīng)急工程。中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司

　　

【正文】 施加每級(jí)壓力后應(yīng)保持壓力穩(wěn)定 10min 后方可施加下一級(jí)壓力 ；預(yù)壓力加至設(shè)計(jì)規(guī)定值后，應(yīng)在壓力穩(wěn)定 10min 后，方可按設(shè)計(jì)壓力值進(jìn)行鎖定。 ④ 當(dāng)監(jiān)測(cè)的支撐壓力出現(xiàn)損失時(shí)，應(yīng)再次施加預(yù)壓力。 5)支撐標(biāo)高的允許偏差為 30mm；支撐水平位置的允許偏差為 30mm。 施工量測(cè)施工技術(shù)研究 量測(cè)技術(shù)研究的必要性 在地下 工 程 中 ，由 于地 質(zhì)條件 、 荷 載 條件 、材 料性質(zhì) 、 施 工 條件 和外 界其它 因素的復(fù) 雜 影響 ， 很 難 單純從理 論 上預(yù) 測(cè) 工 程 中可能遇 到 的問(wèn) 題 ， 而 且，理論預(yù)測(cè)值還不 能 全面而 準(zhǔn) 確 地反映工 程 的各 種 變 化 。所以， 在 理論 分 析 指 導(dǎo)下有計(jì)劃 場(chǎng)的進(jìn)行 工程 監(jiān) 測(cè) 十 分必要。 本 工程 施 工 期 間 應(yīng)根據(jù) 監(jiān) 測(cè)資 料 及 時(shí) 控制和調(diào)整 施工進(jìn)度 和 施工 方 法 ， 對(duì)施工全 過(guò) 程進(jìn) 行 動(dòng) 態(tài) 控 制 ，以 確 保支 護(hù) 工 程 的安全以及 周邊建（構(gòu)）筑物的正常使用、確保基坑開挖的順利進(jìn)行。 測(cè)量檢測(cè)內(nèi)容和項(xiàng)目 本工程具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容和項(xiàng)目如下： （ 1）圍護(hù)體頂部水平位移監(jiān)測(cè)； （ 2）圍護(hù)體頂部豎向位移監(jiān)測(cè)； （ 3）圍護(hù)體深層水平位移監(jiān)測(cè)； （ 4）立柱豎向位移監(jiān)測(cè)； （ 5）周邊地表豎向位移監(jiān)測(cè)； （ 6）支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)； （ 7）坑底隆起監(jiān)測(cè)； （ 8）坑內(nèi)外地下水位監(jiān)測(cè)； （ 9）臨近鐵路運(yùn)營(yíng)線水平位 移 及豎向位移監(jiān)測(cè)； （ 10）周邊建筑物豎向位移 、傾斜及水平位移監(jiān)測(cè)； （ 11）周邊建筑、地表裂縫監(jiān)測(cè)； （ 12）周邊管線變形監(jiān) 測(cè) ； 監(jiān)測(cè)儀器的安裝、使用方法、工作原理 1） 水準(zhǔn)儀 、全站 儀 ① 水準(zhǔn)儀：在基坑施工中可觀測(cè)： 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降； 基坑周圍地表、地下管線、四周建筑物的沉降； 基坑支撐結(jié)構(gòu)的差異沉降； 確定分層沉降管、地下水位觀測(cè)孔、測(cè)斜管的管頂標(biāo)高。 ②全站 儀：在基坑監(jiān)測(cè)中，可觀測(cè)： 周圍建筑物、地下管線的水平位移； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂面及各層支撐的水平位移； 測(cè)斜管頂?shù)慕^對(duì)水平位移。這里要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，測(cè)量控制點(diǎn)要安全，其位置不 要設(shè)在變形、位移區(qū)內(nèi)。 2） 測(cè)斜儀 ① 測(cè)斜管的安裝 測(cè)斜管有圓形和方形兩種，國(guó)內(nèi)多采用圓形，直徑有 50、 70mm 等，第 1 節(jié)一般為 2m長(zhǎng)，采用鋼材、鋁合金、塑料等制作，最常用的還是 PVC塑料管。測(cè)斜管在吊放鋼筋籠之前，接長(zhǎng)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，綁扎在鋼筋上，隨鋼筋籠一起放入樁孔內(nèi)。測(cè)斜管的底部與頂部要用蓋子封住，防止砂漿、泥漿及雜物入內(nèi)。 ② 測(cè)斜儀工作原理 測(cè)斜儀按其工作原理有伺服加速度式、電阻應(yīng)變片式、差動(dòng)電容式、鋼弦式等。常用的是伺服加速度式、電阻應(yīng)變片式兩種，前者精度較高，目前用得較多。 測(cè)斜儀上下各有 1對(duì)滑輪， 上下輪距 500mm，其工作原理是利用重力擺錘始終保持鉛直方向的性質(zhì)，測(cè)得儀器中軸線與擺錘垂直線間的傾角，傾角的變化可由電信號(hào)轉(zhuǎn)換而得，從而可以知道被測(cè)結(jié)構(gòu)的位移變化值（見圖 3）。 ③ 操作要點(diǎn) 埋入測(cè)斜管，應(yīng)保持垂直，如埋在樁體或地下連續(xù)墻內(nèi)，測(cè)斜管與鋼筋籠應(yīng)綁牢； 測(cè)斜管有兩對(duì)方向互相垂直的定向槽，其中一對(duì)要與基坑邊線垂直； 測(cè)量時(shí)，必須保證測(cè)斜儀與管內(nèi)溫度基本一致，顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定才開始測(cè)量； 由于測(cè)斜儀測(cè)得的是兩滑輪之間（ 500mm）的相對(duì)位移，所以必須選擇測(cè)斜管中的不動(dòng)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，一般以 管底端點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，各點(diǎn)的實(shí)際位移是測(cè)點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)位移的累加。測(cè)斜管埋入開挖面以下：巖層不少于 1m，土層不少于 4m。 3） 鋼筋計(jì) ① 鋼筋計(jì)的安裝鋼筋計(jì)焊接在鋼筋籠主筋上（見圖 4），當(dāng)作主筋的一段，焊接面積應(yīng)少于鋼筋的有效面積。在焊接鋼筋計(jì)時(shí)，為避免熱傳導(dǎo)使鋼筋計(jì)零漂增加，需采取冷卻措施用濕毛巾或流水冷卻（見圖 5）是常用的有效方法。 在開挖側(cè)與擋土側(cè)的主筋對(duì)應(yīng)位置都安裝鋼筋計(jì)，鋼筋計(jì)布置的間距一般為 2～ 4m，視結(jié)構(gòu)的重要性和監(jiān)測(cè)需求而定。 ② 鋼筋計(jì)的原理 鋼筋計(jì)有振弦式和電阻應(yīng)變式兩種，接收儀分別為頻率儀和電 阻應(yīng)變儀。 振弦式鋼筋計(jì)的工作原理是：當(dāng)鋼筋計(jì)受軸力時(shí)，引起彈性鋼弦的張拉變化，改變鋼弦的振動(dòng)頻率，通過(guò)頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率變化即可測(cè)出鋼筋所受作用力的大小，換算而得混凝土結(jié)構(gòu)所受的力。 電阻應(yīng)變式鋼筋計(jì)的工作原理是：利用鋼筋受力后產(chǎn)生的變形，粘貼在鋼筋上的電阻片產(chǎn)生變形，從而測(cè)出應(yīng)變值，得出鋼筋所受作用力的大小。 ③ 鋼筋計(jì)的用途 鋼筋計(jì)可用于測(cè)量基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿深度方向的應(yīng)力換算為彎矩； 基坑支撐結(jié)構(gòu)的軸力、面彎矩； 結(jié)構(gòu)底板所受彎矩。 鋼筋計(jì)在基坑監(jiān)測(cè)中主要用來(lái)測(cè)量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的彎矩，結(jié)構(gòu)一側(cè)受拉 ，一側(cè)受壓，相應(yīng)的鋼筋計(jì)一只受拉，另一只受壓。測(cè)得鋼筋計(jì)鋼弦頻率，再由頻率換算成鋼筋應(yīng)力值再核算成整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)所受的彎矩。 4）基坑監(jiān)測(cè)使用鋼筋計(jì)操作要點(diǎn)： 做好鋼筋計(jì)傳感部分和信號(hào)線的防水處理； 儀器安裝前必須做好信號(hào)線與鋼筋計(jì)的編號(hào)，做到一一對(duì)應(yīng)； 鋼筋計(jì)焊接必須保證質(zhì)量； 鋼筋計(jì)安裝好后，澆混凝土前測(cè)一次初值，基坑開挖前測(cè)一次初值； 測(cè)數(shù)時(shí)，同時(shí)用溫度計(jì)測(cè)量氣溫，考慮溫度補(bǔ)償。 4） 土壓力計(jì) 1）土壓力計(jì)的安裝 測(cè)量側(cè)壓力時(shí)，土壓力計(jì)綁扎于鋼筋上，接觸面緊貼土體一側(cè)。 2）土壓力 計(jì)的工作原理 土壓力計(jì)有電阻式和鋼弦式兩種。鋼弦式最常用，工作原理同鋼筋計(jì)基本相同，鋼弦式土壓力計(jì)有單膜和雙膜兩種，雙膜式使用較廣，其接觸面對(duì)變化不大的土壓力較為敏感，受力時(shí)引起鋼弦振動(dòng)或應(yīng)變片變形，弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵(lì)，使鋼弦起振，并接收其頻率。按事先標(biāo)定的“壓力－頻率”關(guān)系曲線，即可得出作用在土壓力計(jì)上的壓力值。 3）土壓力計(jì)安裝要點(diǎn) 根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，土壓力計(jì)綁扎在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋上，成功的機(jī)會(huì)不是很大，因?yàn)樵跐不炷習(xí)r，難以保證混凝土不包裹土壓力計(jì)。最好的安裝方法還是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外面鉆 孔埋設(shè)土壓力計(jì)，并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì)，填實(shí)空隙。 孔隙水壓計(jì) 1）孔隙水壓計(jì)的安裝 采用單獨(dú)埋設(shè)法或鉆孔埋設(shè)法。安裝儀器前，在選定的位置（一般離開基坑外側(cè) 3～ 5m）鉆孔至所需測(cè)的深度，再將用砂網(wǎng)、中砂裹好的孔隙水壓計(jì)放到測(cè)點(diǎn)位置，然后孔內(nèi)注入中砂，以高出孔隙水壓計(jì) ～ ，最后在孔內(nèi)填入粘土，將孔封堵好。 2）振弦式孔隙水壓計(jì)的構(gòu)造和工作原理 同土壓力計(jì)很相似，只是孔隙水壓計(jì)多了一塊透水石，土體中的土壓力、水壓力作用于接觸面上，經(jīng)過(guò)透水石后，只有孔隙水壓力能傳到彈性原 件上，彈性原件的變形引起鋼弦張力的變化，從而根據(jù)鋼弦頻率的變化可測(cè)得孔隙水壓力。 基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)與保護(hù) 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)布設(shè)應(yīng)符合下列要求： 至少應(yīng)有 3 個(gè)穩(wěn)定、可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。 工作基點(diǎn)應(yīng)選在相對(duì)穩(wěn)定和方便使用的位置。在通視條件良好、距離較近、 觀測(cè)項(xiàng)目較少的情況下，可直接將基準(zhǔn)點(diǎn)作為工作基點(diǎn)。 監(jiān)測(cè)期間，應(yīng)定期檢查工作基點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。 基準(zhǔn)點(diǎn)采用施工單位設(shè)立的基準(zhǔn)點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)出設(shè)立警示牌，禁止觸摸和敲打基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)一定范圍內(nèi)不得有重型車輛經(jīng)過(guò)。 監(jiān)測(cè) 點(diǎn)的布設(shè)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，詳見文后附圖。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體 情況可適當(dāng)調(diào)整。 圖 杭州南站杭長(zhǎng)應(yīng)急基坑施工檢測(cè)點(diǎn)布置圖 監(jiān)測(cè)方法及精度 根據(jù)本 次 基 坑 設(shè)置 的監(jiān) 測(cè)項(xiàng)目 ， 對(duì) 監(jiān) 測(cè)項(xiàng) 目所 需的監(jiān) 測(cè) 儀 器 、測(cè) 試原 理和觀 測(cè)方法簡(jiǎn)述如下： 1） 水平位移 本次基 坑 水 平 位移 觀測(cè) 包括圍 護(hù) 體 頂 部 、 周邊 建筑物 等 水 平 位移 觀測(cè) 。水平 位移觀測(cè) 通 過(guò)設(shè) 置 基 準(zhǔn) 點(diǎn) 、 工作 基 點(diǎn) 和 觀 測(cè) 點(diǎn) ，采用經(jīng) 緯 儀 ，用 視 準(zhǔn) 線法或三角 交匯法進(jìn)行觀測(cè)。 2） 深層水平位移 圍護(hù)體深層水平位移觀測(cè)是基坑監(jiān)測(cè)中的重點(diǎn)。通過(guò)深層水平位移觀測(cè)，以了 解和掌握：（ 1）土體因基坑開挖而產(chǎn)生的水平位移沿深度變化規(guī)律； （ 2）累積最大水平位移發(fā)生位置及其隨時(shí)間的變化規(guī)律； （ 3）最大水平位移速率隨時(shí)間的變化規(guī)律。 基坑深層水平位移是判斷基坑是否安全的重要依據(jù)。 深層水平位移通過(guò)預(yù)埋測(cè)斜管，采用專用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)斜管規(guī)格為 Φ70PVC 專用管，埋設(shè)深度宜超過(guò)樁底，測(cè)斜管宜在土體開挖前 1 個(gè)星期左右完成埋設(shè)。 測(cè)斜儀的工作原理是通過(guò)測(cè)定以擺錘為基準(zhǔn)的弧角變化來(lái)量 測(cè)土體水平位移。當(dāng)土體產(chǎn)生位移時(shí)，埋入土體中的測(cè)斜管隨土體同步位移，測(cè)斜管的位移量即為土體的位移 量。放入測(cè)斜管內(nèi)的活動(dòng)測(cè)頭，測(cè)出的量是各個(gè)不同分段點(diǎn)上測(cè)斜管的傾角變化斜 DXi ，而該段測(cè)斜管相應(yīng)的位移增量 DSi 為： 式中 Li為測(cè)讀間距 。 當(dāng) 測(cè) 斜管埋設(shè) 足 夠深 時(shí) ， 測(cè) 斜管底可 視 為位 移 不 動(dòng) 點(diǎn)，則管口的水平位移為各分段位移增量的總和： 圖 水平位移測(cè)試原理 本次基坑深層水 平 位移監(jiān)測(cè)裝置由 PVC 測(cè)斜管和專用測(cè)斜儀組成 ， 各部分主 要技術(shù)指標(biāo)如下表： 表 測(cè)斜管技術(shù)參數(shù)表 JTMG8600A 型 PVC 測(cè)斜管 主要技術(shù)指標(biāo) 規(guī)格 ： 53mm 外徑 ： 214。53mm 內(nèi)徑 ： 214。45mm 管長(zhǎng) ： 2m 或 4m 彎曲 度 ： ≤ % 不圓 度 ： ≤ 表 測(cè)斜儀技術(shù)參數(shù)表 CX08A 型測(cè)斜儀 主要技術(shù)指標(biāo) 傳感 器 閾 值 ： 177。 ″ 系統(tǒng) 總 精 度 ： 177。 4mm/15m 數(shù)字 顯 示 ： 導(dǎo)輪 間 距 ： 500mm 測(cè)頭 尺 寸 ： 214。32 660mm 水壓 ： 105～ 105Pa 測(cè)量 范 圍 ： 0177。 53℃ 測(cè)頭 重 量 ： （ 適 用 于 水 深 70～80m） 測(cè)量 電 纜 ： 3） 豎向位移觀測(cè)點(diǎn) 本次豎 向 位 移 （沉 降） 觀測(cè)包 括 圍 護(hù) 體頂 部、 支撐立 柱 、 基 坑周 邊地 表 、坑 地隆起和周邊建構(gòu)筑等豎向位移觀測(cè)。 豎向位移觀測(cè)通過(guò)設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。 4） 水位觀測(cè) 水位觀測(cè)包括坑外地下水位和坑內(nèi)地下水位觀測(cè)，主要觀測(cè)地下水位的變化，觀測(cè)基坑圍護(hù)體系的防滲情況。水位觀測(cè)通過(guò)預(yù)先埋設(shè)水位管，采用鋼尺水位計(jì)（或鋼卷尺）進(jìn)行觀測(cè)。水 位管埋設(shè)深度宜超過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地下水位 12m。 5） 支撐內(nèi)力觀測(cè) 本次基坑支撐包括鋼筋混凝土支撐和鋼管支撐兩種，支撐內(nèi)力觀測(cè)用于觀測(cè)基坑開挖過(guò)程中支撐梁內(nèi)力的變 化。 兩種不同支撐的內(nèi)力觀測(cè)均可采用應(yīng)力計(jì) 進(jìn)行 觀 測(cè) ， 應(yīng) 力 計(jì)計(jì)宜 采 用 鋼 弦式 應(yīng)力計(jì)進(jìn) 行 觀 測(cè)。鋼弦式應(yīng)力計(jì)的基本原理是由鋼弦內(nèi)應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)邊為鋼弦振動(dòng)頻率的變化。鋼弦應(yīng)力與振動(dòng)頻率具有如下關(guān)系： 式中 f為鋼弦的頻率 ； σ 為鋼弦所受的張拉應(yīng)力 ； L為鋼弦的長(zhǎng)度 ； ρ 為鋼弦密度。 從上式可知 ， 對(duì)于給定的壓力盒 ， L、 ρ 為定值 ， 鋼弦頻率只取決鋼弦所有的 應(yīng)力。當(dāng)壓 力盒 的 量 測(cè) 薄膜上受 有 壓力 時(shí) ， 薄 膜將發(fā)生 擾 曲， 使 得 其 上的兩個(gè) 鋼 弦支架張 開 ，使 鋼弦 受 拉。當(dāng)電 磁 線圈 內(nèi) 有 電 流（電脈 沖 ）通 過(guò) 時(shí) ， 線圈產(chǎn)生 磁通 ， 使鐵芯帶磁性 ，因 而激起鋼弦振動(dòng) 。 電流中斷 時(shí) （脈沖間歇 ））） 電磁線圈得鐵 芯上留有 剩 磁， 鋼 弦 的 振動(dòng)使得 線 圈中的 磁 通 發(fā)生變化 ， 因而 感 應(yīng) 出 電動(dòng)勢(shì)， 用 頻率計(jì)測(cè) 出 感應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) 的頻率就 可 以測(cè) 出 鋼 弦的振動(dòng)頻 率 。鋼 弦 頻 率 與薄膜所 受 壓力的關(guān)系如下： 式中 f 為壓力盒受壓后鋼弦的頻率 ； f0 為壓力盒受壓前鋼弦的頻率 ； p 為薄膜所 受壓力； K為標(biāo)定系數(shù)。 每個(gè) 軸 力 觀 測(cè) 點(diǎn) 宜 設(shè) 置 兩個(gè) 鋼 筋 應(yīng) 力計(jì) ， 計(jì) 算 觀測(cè) 點(diǎn) 的 平 均應(yīng) 力 pa。對(duì)于鋼筋混凝土支撐，根據(jù)平均應(yīng)力按下式計(jì)算支撐軸力： 其中 A砼 為鋼筋混凝土支撐截面積， E砼 為混凝土彈性模量， E鋼 為鋼彈性模量。對(duì)于鋼支撐，根據(jù)平 均應(yīng)力按下式計(jì)算鋼支撐軸力： 其中 A 鋼 為應(yīng)力計(jì)截面積， A支 為鋼支撐截面積。 支撐軸 力 監(jiān) 測(cè) 采 用 鋼筋 應(yīng)力 計(jì) 和 振弦 讀數(shù) 儀組 成，各 部 分 主 要技 術(shù)指 標(biāo) 如下表： 表 應(yīng)力計(jì)技術(shù)參數(shù)表 JTMV1000 型振弦 式 鋼 筋 應(yīng)力計(jì) 主要技術(shù)指標(biāo) 規(guī) 格 ： 214。2 214。28 最大 壓應(yīng) 力 100MPa、最 大 拉 應(yīng) 力 200MPa 分 辨力： ≤% 綜合 誤 差： ≤% 工作 溫 度： 20℃ 60℃ 表 讀數(shù)儀主要參數(shù) 振弦讀數(shù)儀 主要技術(shù)指標(biāo) 工作 電 壓 ： DC=6V(四 節(jié) 5號(hào) AA 型 電 池） 消耗 電 流 ： 15mA(平 均值） 測(cè)量 范 圍 ： 頻率 (f） 400～ 5000HZ(f2） 顯 示值10