10. 7地下工程变形检测
10. 7. 1地下工程主要是指位于地下的大型工业与民用建筑工程,包括地下商场、地下车库、地下仓库、地下车站及隧道等工程项目。
地下工程所处的环境条件与地面工程全然不同,由于自然地质现象的复杂性、多样性,地下工程变形监测对于指导施工、修正设计和保证施工安全及营运安全等方面具有重要意义。实践表明,如对地下建筑物和地下隧道的变形控制不力,将出现围岩迅速松驰,极易发生冒顶塌方或地表有害下沉,并危及地表建(构)筑物的安全。
地下工程变形监测,一般分为施工阶段变形监测和运营阶段变形监测。本条按这两个阶段分别给出了相关的监测项目和主要监测内容。
10. 7. 2地下建(构)筑物和隧道的结构、基础变形,与其埋设深度、开挖跨度、围岩类别、支护类型、施工方法等因素有关。由于水土压力的变化,势必要对地面的建(构)筑物及地下的管线设施,造成影响。本条对相关的监测项目分别给出了不同的监测精度要求。
地下建(构)筑物的监测精度,通常较地面同类建(构)筑物提高一个监测精度等级。
隧道监测精度,主要是根据铁路、公路隧道设计和施工规范中初期支护相对位移允许值,并结合隧道工程变形监测的特点综合确定的。
受影响的地面建(构)筑物的变形监测精度,是根据该建(构)筑物的重要性和变形的敏感性来确定的。
10. 7. 3地下工程变形监测周期与埋深、地质条件、环境条件、施工方法、变形量、变形速率和监测点距开挖面的距离等因素有关。就不同监测体分别说明如下:
1由于地下建(构)筑物的多样性和岩土工程条件的复杂性,因此,变形监测周期要根据具体情况并配合施工进度确定。
2常见的隧道施工方法有新奥法和盾构法两种,根据施工工艺的不同,分别给出了不同的监测周期要求。
对于盾构法施工的隧道,由于隧道的管片衬砌支护和隧道掘进几乎同时进行,管片背后的注浆也能及时的跟进,该施工工艺的整体安全性较好。因此,只需对不良地质构造、断层和衬砌结构裂缝较多的隧道断面进行变形监测。
3基坑开挖或基坑降水,会破坏周围建(构)筑物基础的土体平衡,因此要对相关建(构)
筑物进行变形监测,变形监测的周期要求与基坑的安全监测同步进行。
4隧道的掘进,会对隧道上方的地面建(构)筑物造成影响,特别是釆用新奥法掘进工艺。首次观测要求在影响即将发生前进行,即在开挖面距前方监测体H+h(H为隧道埋深,h为隧道高度)前进行初始观测。
5第5、6两款的要求,与对地面建(构)筑物的监测要求相同,也符合变形监测的基本原则。
10. 7. 5、10. 7. 6地下建(构)筑物和隧道变形监测的变形观测点布设和观测要求:
1地下工程基准点的布设和地面的要求有所不同,根据地下工程的特点,分别给出了地下建(构)筑物和隧道基准点的布设要求。
2地下建(构)筑物的变形观测点要求布设在主要的柱基、墩台、地下连续墙墙体、地下建筑底板上,隧道的变形观测点要求按断面布设在顶部、底部和两腰,这些都是监测体上的基本特征点。规范对新奥法的断面间距提出了具体要求(10〜50m),由于盾构法施工工艺的整体安全性较好,故不做具体规定,只要求对不良地质构造、断层和衬砌结构裂缝较多部位的断面进行监测。
3变形观测方法与地面的基本相同。收敛计适用于隧道衬砌结构收敛变形测量,作业时应注意其精度须满足位移监测的要求。
10. 7. 8本条对受影响的不同对象,如地面建(构)筑物、地表、地下管线等的点位布设分别给出了具体要求。地下管线变形观测点釆用抱箍式和套筒式标志,主要是防止对监测体造成破坏;当不能在管线上直接设点时(如燃气管道),可在管线周围土体中埋设位移传感器间接监测。
10. 7. 9地下工程变形监测布设各种物理监测传感器(应力、应变传感器和位移计、压力计等)的目的,主要是为了监测不良地质构造、断层、衬砌结构裂缝较多部位和其他变形敏感部位的内部(深层)压力、内应力和位移的变化情况,为进一步治理和防范提供依据。
10. 7. 10在地下工程运营期间,各种位移的变化进入相对缓慢的阶段,因此,变形监测的内容可适当减少,监测周期也可相应延长。
