第一章工程概况1.1工程概况XX路隧道工程是XX路改造工程的一部分,XX路改造工程由XX路地下通道、两侧排水管道、西广场人行地下通道及雨水泵站组成。
XX路地下通道由隧道和引道组成,全长约1000m。
隧道为闭合框架结构,采用整板基础,跨度22m,长约540m;引道为钢筋混凝土U型槽或毛石混凝土挡土墙结构,拟采用整板基础,跨度22m,长约460m。
排水管道沿道路两侧布置,雨水泵站基底尺寸约9m*8m。
本监测项目为对XX路隧道工程深基坑开挖及施工过程进行监测。
1.2道路沿线基本情况XX路现状道路宽约60m,道路中设有双向2车道高架桥(已于隧道施工前拆除),桥宽10m,全长900m,XX路两侧分布有几个较大的公共场站和车站,路西侧主要有航海长途客运站、XX路西侧公交枢纽;东侧分布有武昌火车站、宏基长途客运站。
主要单位有武昌区千家街小学、WW市公共客运交通监察办公室第三管理站、九州饭店、中铁快运公司、七一九研究所等。
图1-1XX路隧道XX路现为进出武昌火车站的唯一道路,其车流量极大,且车行、人行交错,交通极为繁忙。
1.3管线现状本工程范围内道路沿线现状地下管线较多,有给水、雨水、污水、电力、电信、燃气、有线电视、路灯及交通信号等管线。
除电信、电力、部分给水管布置于现状人行道上外,大部分管线布置在车行道下。
隧道开挖主要影响的管线有排水箱涵、煤气、给水。
人防埋深约9m~12m,为钢筋混凝土结构,其净空尺寸为3m×2.55m,零散分布,隧道北敞口段东侧分布较多。
1.4场地自然地理概况及地形地貌特征WW地区属于我国东南季风气候区,具有冬寒夏热,春湿秋旱,四季分明,降水充沛冬季少雪等特点,年平均气温16.3度,极端高温41.3度,极端低温-18.0度。
地貌单元属长江冲积三级阶地,地区内地势较平坦,局部地段稍有起伏,地面标高在22.94m~29.05m之间变化。
1.5场地岩土构成及其岩性特征根据地质报告,本场地主要分布地层有:人工填积(Q ml)和第四系湖(塘)相沉积(Q l )层、第四系全新统冲积层(Q4al)、第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)、志留系强风化泥岩、石英砂岩。
各岩土层具体的分布埋藏条件、野外鉴别特征列于下表:本场地分布有上层滞水及弱孔隙承压水两种类型地下水。
上层滞水赋存于人工填土层中,无统一自由水面,主要接受大气降水和地表散水的渗透补给,水量同季节、周边排泄条件关系密切,勘察期间测得场地地下水静止水位在地表下0.60m~3.10m之间。
弱孔隙承压水主要赋存于(4)、(5)、(6)单元饱和砂类土层中。
1.7基坑工程设计施工情况XX路地下通道由隧道和引道(U型槽及挡土墙)组成,隧道设计范围为K0+000~K1+003.349,暗埋段宽22m,敞口段宽度从18.4m~22m渐变。
隧道K0+004.15~K0+230段(长225.85m)为隧道南敞口段;K0+230~K0+770段(长540m)为隧道暗埋段;K0+770~K0+998.85段(长228.85m)为隧道北敞口段。
隧道实际全长994.7m,其中暗埋段长540m,敞口段454.7m。
基坑隧道部分支护采用钻孔灌注桩桩+内支撑支护形式,桩间采用喷射混凝土封闭找平,桩顶设冠梁,设1道和2道支撑。
基坑开挖深度引道及敞口段0~7.78m深;暗埋段7.78~11.5m深。
基坑南北两端引道部分放坡开挖,挡土墙支护。
基坑安全等级为二级。
XX路隧道施工从2007年6月开始拆除高架桥,8月份开始施工支护桩。
期间我们根据支护桩的施工进度开始埋设测斜管、钢筋计和土压力盒。
2008年2月份支护桩施工基本完成,开始开挖。
期间监测工作根据施工进度布设冠梁位移沉降监测点。
并开始布设支撑、立柱、联系梁的应力监测元件。
2008年8月份基坑开挖完毕、结构施工完毕,施工方对基坑进行了全面回填。
期间监测工作进行各项数据采集、数据处理和编制监测报告工作。
基坑回填完毕后,监测工作结束。
XX路隧道基坑在K0+150~K0+300和K0+460~K0+870设置一道钢支撑,在K0+300~K0+460设置两道钢支撑。
下图是基坑施工断面图(图1-1),断面位于基坑K0+460位置。
图1-1 基坑施工断面图第二章监测依据和监测方案设计2.1监测依据的规范及设计资料1、《深基坑工程技术规范》(DB42/59-1998)2、《工程测量规范》(GB50026-93)3、《岩土工程勘察规范》(GB50021-94)4、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)5、《建筑变形测量规范》(JBJ/T 8-97)6、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)7、公司的《管理手册》《程序文件》《作业文件》8、WW市市政工程设计研究院有限责任公司编写的《武昌火车站XX路隧道支护施工图》2.2监测精度设计本基坑工程设计基坑安全等级为二级,结合设计规定基坑边坡容许变形值(40mm)、预警值(32mm),确定按照二等变形观测等级进行测量。
沉降观测点测站高差中误差(mm)≤0.50,位移观测点坐标中误差(mm)≤3.0。
2.3监测选用仪器表2-1仪器投入一览表2.4监测过程概况XX路隧道工程深基坑呈长条形,分为中铁一局和中铁十一局两个标段进行施工,两个标度的施工进度不同步,根据现场的施工进度依次布设各类观测点。
监测工作从2007年9月13日开始安装监测桩的钢筋计、土压力盒和测斜管,共计布设监测桩7个(其中1根被破坏),位移、沉降监测点77个,测斜管13根(其中5根被破坏),轴力计10组。
至2008年8月30日基坑全面回填,基坑监测工作结束时,共进行了50余次观测,提供了44次观测报告。
图2-1为基坑平面图。
北中铁十一局标段图2-1XX路隧道基坑平面图第三章 监测数据分析3.1桩顶位移监测桩顶的位移和沉降观测,从桩顶冠梁做好时开始进行。
水平位移采用坐标法进行观测。
施工方先施工基坑两端引道及敞口段,完成并回填后向中部推进。
引道及敞口段开挖深度浅,施工进度较快。
根据观测结果,该段位移变形较小,加上受到施工条件的限制,后期停止了该段的观测项目。
下面我们根据观测数据来对桩顶的位移情况进行说明。
图3-1a 中铁一局标段桩顶位移曲线图(基坑东侧)北图3-1b 中铁一局标段桩顶位移点布置图(基坑东侧)从图3-1a 中可以看出,监测点位移量较小,在开挖初期位移量增长较快,安装支撑后变形速度减小,后期变形平稳,B35正处于两个施工开挖段的分界点,故在开挖后位移量变化较大,同样在此点处支撑安装后变形速率减小达到稳定。
对应基坑东侧,基坑西侧的监测点位移变化趋势与东侧相同,但基坑西侧平均位移量(9mm )小于东侧位移量(15mm )。
见图3-2。
图3-2中铁一局标段桩顶位移量(基坑西侧)基坑东西两侧地质情况相同,开挖支护情况相同。
不同的是基坑的东侧紧邻宏基客运站,车流量是基坑西侧的2~3倍,车流形成的动荷载是东侧位移量大于西侧位移量的主要原因。
基坑开挖后期,施工至中铁一局标段和横穿隧道的地铁站交接处,监测点B24~B25;B66~B67之间的基坑开挖到底,但冠梁和支撑都没有安装。
期间我们对此处进行了严密监测,增加了B67-1、B67-2两个观测点。
图3-3a悬臂梁段(未安装支撑段)位移曲线北图3-3b 悬臂梁段(未安装支撑段)位移点布置图图3-3a 表明,此处监测点位移量最大12.6mm ,没有超出报警值(32mm ),处于安全状态。
该段基坑开挖时南北两端已经回填,开挖深度9m ,开挖段长度20m 。
该段支护桩呈悬臂状态,桩顶大部分位移在基坑开挖到底这段时间完成。
由于基坑从开挖到底到回填时间较短,所以此处位移量不大,变形稳定。
基坑位移变形最大的位置处于中铁十一局标段的基坑东侧,5月10日观测到位移量最大达到34.1mm(B-10)。
6月10日位移量最大达到38.0mm(B-13)。
图3-4a 位移变形最大处基坑位移曲线图北图3-4b 位移变形最大处基坑位移点布置图B10处基坑开挖深度9.8m,设1道支撑。
B13处基坑开挖深度11m,设2道支撑。
5月4日该段基坑开挖到底后我们对此处进行了连续观测,该段基坑桩顶位移量呈增大趋势。
结合沉降观测数据来看,该处沉降量不大(9.3mm),对应测测斜数据(CX01)表明,此处深层位移最大发生在3.5m深处(23.24mm),测斜曲线没有明显拐点,第一道支撑轴力(ZC3)受压不大(186.19KN),轴力变化没有加剧。
综合考虑,我们预计该段基坑在B12处第二道支撑安装完毕后趋于稳定。
对此处采取的措施是加强监测频率,同时对施工方提出了防范要求,清除坑周堆载。
事实证明,此处监测点在第二道支撑安装完毕后达到稳定。
见图3-4a。
总体来看,桩顶位移变形量除个别点超出预警值外,大部分点变形量不大,变形速度稳定,基坑边坡没有发生坍塌事故。
基坑边坡的安全保证了基坑施工的正常施工,也保证了基坑周边XX路能够顺利通行。
3.2桩顶和基坑外道路沉降监测桩顶最大沉降值为17.7mm(B13),平均沉降7.7mm,所有观测点的累计沉降值都小于预警值(32mm),都在控制范围内,在施工过程中基坑周围地面没有发生过大的地表沉降。
随着基坑的开挖,观测点呈下沉趋势,总体态势平稳。
图3-5桩顶部分监测点沉降曲线图基坑外道路受到基坑开挖影响较小,由于基坑外道路在基坑开挖后不久进行了道路改造施工,所以监测点被破坏。
且基坑外车流人流较大,对观测和路面下沉影响较大,所以道路沉降观测只能作为参考。
3.3桩身测斜监测测斜数据表明,桩身在基坑施工开挖过程中总变形量较小,在基坑开挖初期桩身测斜曲线呈“斜直线形”,到支撑安装后CX1、CX2、CX13逐渐变成“弓形”,表明支撑约束了桩上部(设1道支撑,安装在桩顶部冠梁上),使得桩身中部向坑内位移形成“弓形”。
CX5、CX6、CX12在整个基坑监测过程中测斜曲线一直为“斜直线形”,表明在此处的基坑边坡依靠悬臂桩可以达到稳定。
其中CX2处开挖深度11m,设2道支撑,第1道支撑安装在0.5m深处,第2道支撑安装在7m 深处。
其它测斜孔处均设1道支撑。
下图列出各孔测斜曲线:图3-6a 支护桩测斜曲线图说明:测斜曲线图内:+值方向为基坑内,-值为基坑外。
图3-6b 支护桩测斜孔位布置图总体来看,基坑支护桩变形正常,没有超出预警值。
我们从中可以发现一些规律: CX2分布在中铁十一局标段,开挖深度较深,设两道支撑,测斜曲线呈“弓形”,最大变形量(22.60mm)位于6.5m 深处;CX5、CX6、CX12分布在中铁一局标段,设置一道支撑,测斜曲线呈“斜直线”,最大变形量(18.56mm)位于顶部。
结合轴力监测数据,CX2处安装的ZC3轴力计显示出第1道轴力从安装后压力一直在增加,最大增加到213.89KN 。