盾構(gòu)施工沉降監(jiān)測施工要點(diǎn)
2015-03-27
概述：方家山核電工程排水隧道長約1085m基礎(chǔ)地面標(biāo)高為-9.0―-24.0m，結(jié)構(gòu)外邊線直徑8.10m，屬于路線長、大直徑盾構(gòu)施工。盾構(gòu)施工持力層為4類淤泥質(zhì)粘土，其厚度較大，屬于高壓縮性土，強(qiáng)度較低，成拱性差?？煽康某两涤^測是盾構(gòu)施工的一個(gè)關(guān)鍵條件，本文從以下幾方面討論關(guān)于保證盾構(gòu)施工期間沉降觀測精度的幾個(gè)因素。
一、沉降觀測期間注意事項(xiàng)
1.1、 儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出盾構(gòu)施工期間臨近建構(gòu)筑物以及地面在盾構(gòu)挖掘以及管片外側(cè)灌漿作下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10——1/20，為此要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(S1或S05級(jí))，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。
人員素質(zhì)的要求，必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，能針對(duì)不同工程特點(diǎn)采用不同的觀測方法，對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題會(huì)分析原因并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到快速、精確地完成每次觀測任務(wù)。
1.2、 觀測時(shí)間的要求
建構(gòu)筑物的沉降觀測對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù)，而是整個(gè)觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復(fù)測，根據(jù)盾構(gòu)施工進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測或補(bǔ)測。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。
1.3、 觀測點(diǎn)的要求
為了能夠反映出盾構(gòu)施工期間臨近地面及臨近建構(gòu)筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱，且相鄰點(diǎn)之間間距以15——30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。地面沉降觀測點(diǎn)一般要求埋設(shè)在隧道軸線上方，并按設(shè)計(jì)圖紙要求每隔一定距離埋設(shè)與隧道軸線垂直的斷面。
1.4、 沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則
所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的水準(zhǔn)控制點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測物上的沉降觀測點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實(shí)。
1.5、 施測要求
儀器、設(shè)備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測校正，測量儀器應(yīng)有國家權(quán)威鑒定計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3—-6個(gè)月重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。
1.6、 沉降觀測精度的要求
根據(jù)盾構(gòu)施工土層的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)單位按要求選擇沉降觀測精度的等級(jí)。一般性的沉降觀測測量過程中，采用二等水準(zhǔn)測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。方家山核電排水隧道盾構(gòu)施工地面沉降監(jiān)測及臨近建筑物沉降監(jiān)測，都采用二等水測量的觀測方法進(jìn)行沉降觀測。
各項(xiàng)觀測指標(biāo)要求如下：
(1)往返較差 、附和或環(huán)線閉合差：，（n是測站數(shù)）
表示測站數(shù)，（L表示觀測路線距離)
(2)前后視距 ： ≤30m
(3)前后視距差 ： ≤1.0m
(4)前后視距累積差 ≤3.0m
(5)沉降觀測點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差 ：≤1.0mm
(6)水準(zhǔn)儀的精度N2+GPM3(測微器)
1.7、 沉降觀測成果整理及計(jì)算要求
原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測量規(guī)范的要求，成果整理及計(jì)算要步步校核。
二、 具體施測程序及步驟
2.1、建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)
根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。要求：
(1)水準(zhǔn)控制點(diǎn)布設(shè)要分布均勻,便于使用。
(2)在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且場區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。
(3)各水準(zhǔn)控制點(diǎn)布設(shè)要牢固 (水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)做一些必要的保護(hù)設(shè)施)。
根據(jù)工程特點(diǎn)，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，平差計(jì)算出各水準(zhǔn)控制點(diǎn)的高程。
2.2、建立固定的觀測路線
水準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)引測完成以后，依據(jù)沉降觀測點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測點(diǎn)之間建立固定的觀測路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。
2.3、沉降觀測
根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應(yīng)在觀測點(diǎn)安穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。一般在盾構(gòu)施工前3天開始。
首次觀測的沉降觀測點(diǎn)高程值是以后各次觀測用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測時(shí)一般用N2或N3級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)觀測點(diǎn)首次高程應(yīng)在連續(xù)觀測3次后確定。
隨著盾構(gòu)施工的開始按預(yù)定觀測周期進(jìn)行，施工范圍內(nèi)地面及周圍建構(gòu)筑物的沉降觀測也應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，并隨著盾構(gòu)掘進(jìn)沉降觀測范圍也進(jìn)而擴(kuò)展直至竣工。
2.4、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量。
某個(gè)觀測點(diǎn)的每周期沉降量：
n表示某個(gè)觀測點(diǎn)，I表示觀測周期數(shù)(I＝1，2，3……)且 H1＝H0
累計(jì)沉降量： ，n表示觀測點(diǎn)號(hào)。
2.5、統(tǒng)計(jì)表匯總
(1)、根據(jù)各觀測周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總。
(2)、繪制各觀測點(diǎn)的下沉曲線
首先建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)各沉降觀測周期的沉降量。
將統(tǒng)計(jì)表中各觀測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標(biāo)中，連線，就得到每個(gè)周期的沉降曲線。
(3) 根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測盾構(gòu)周圍地面及建筑物的沉降趨勢，并將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋，從而及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整管片與土層間灌漿料的壓力系數(shù)，正確地指導(dǎo)施工。特別座落在沉陷性較大的地基上重要建筑物的沉降的觀測顯得更為重要。
三、 小結(jié)
(1)、確定建筑物沉降觀測精度的合理性。對(duì)沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低，要合理適宜，適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費(fèi)也要保證觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(2)、在盾構(gòu)施工沉降觀測過程中，沉降量與時(shí)問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象。這是由于盾構(gòu)機(jī)在隧道掘進(jìn)管片安裝后并不是馬上進(jìn)行注漿，此時(shí)會(huì)有一定的沉降，而在管片注漿后由于土層受壓會(huì)有一定的隆起。
