西安鐘樓變形觀測方案設計及變形分析

1、<p>　　西安鐘樓變形觀測方案設計及變形分析</p><p>　　【摘要】西安的古文物在全國居首，目前西安市規(guī)劃14條地鐵，正在修建的有4條，為了更好的保護好我市的古文物，同時有不影響我市的現(xiàn)代化建設，本文通過對西安市地鐵二號線盾構(gòu)通過鐘樓的長期變形監(jiān)測，檢測盾構(gòu)機繞穿鐘樓前對鐘樓采取的灌注樁加固措施有效性及盾構(gòu)繞穿鐘樓對其造成的影響，對今后地鐵隧道通過古文物有很好的借鑒作用。 </p>

2、<p>　　【關鍵詞】垂直位移監(jiān)測；傾斜觀測；允許值；警戒值。 </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　一、概況 </b></p><p>　　鐘樓始建于明代洪武十七年（公元1384年），位于西安市中心，面積約1377.4平方米，用青磚砌成。它是我國古代遺留下來許多鐘樓

3、中形制最大、保存最完整的一座、屬國家重點保護文物。 </p><p>　　鐘樓位于西安城市快速軌道交通二號線（以下簡稱“西安地鐵二號線”）鐘樓站～永寧門站區(qū)間，地鐵左、右線隧道分別從其東、西兩側(cè)地表下12米（隧洞頂部距地面的距離，洞徑5.4m）處由南而北繞穿而過，繞彎半徑R=600m。 </p><p>　　西安地鐵規(guī)劃、設計之初已將鐘樓列為重點保護對象，為此有關單位多次進行了專家論證會，

4、為確保鐘樓安全穩(wěn)定，結(jié)合鐘樓現(xiàn)狀，地基基礎等特點，采取了一系列的綜合保護措施。主要有設計規(guī)劃措施：將地鐵二號線地下隧道設計為左右線分別從鐘樓東西兩側(cè)繞行，使隧道與鐘樓基礎有一定的距離；施工方法工藝措施：采用對鐘樓地基土影響相對較小的盾構(gòu)法施工，并對掘進速度采取限制措施；地基加固措施：結(jié)合隧道埋深、鐘樓文物地基基礎特點，為使地鐵隧道開挖及運營過程中對地基影響降低至最小程度，對鐘樓地基采取灌注樁加固，即在距鐘樓基座外8m，四周布設樁徑100

5、0mm，樁長29.5m，樁間距1.4m，共139根鉆孔灌注樁，并對樁底采取了二次注漿措施。加固措施在地鐵施工前一段時間完成。這些措施的目的是在隧道施工整個過程中，累計沉降量≤5.0mm。 </p><p>　　西安地鐵二號線盾構(gòu)機繞穿西安鐘樓施工的期間，對其及時進行監(jiān)測，掌握施工對鐘樓的影響，檢驗已采取的保護措施效果，以便根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工參數(shù)，在必要時采取保護措施以保證該文物的安全十分必要。 </p

6、><p><b>　　二、監(jiān)測方案 </b></p><p><b>　　1基準點的布設 </b></p><p>　　西安地鐵二號線左、右線從鐘樓兩側(cè)繞行，距鐘樓東西兩側(cè)各約16m。基準點埋設在鐘樓中軸線東西兩側(cè)約150m以外，超過了隧道開挖深度的2.5倍，且基準點位于施工影響區(qū)以外相對穩(wěn)定的地區(qū)，點位深埋深度約1.5m，其

7、位置應方便由基準點向監(jiān)測點引測。 </p><p>　　2垂直位移監(jiān)測點的布設 </p><p>　　為保持文物外部美觀，沉降觀測點采用不銹鋼標志制作，沉降觀測點布設情況如下： </p><p>　?、僖粚优_基：外墻體每邊布設6個觀測點，主要在拐角及臺基下通道兩側(cè)，通道內(nèi)部四個拐角各設一點； </p><p>　?、诖笈_上部（二層）：東西兩側(cè)

8、二層主要支柱基礎設6個點，大臺上部東西兩側(cè)地面各設3個觀測點； </p><p>　　此次鐘樓共布設沉降觀測點36個，其編號一層臺基1～24；大臺上部地面點25～30；二層支柱基礎觀測點A1～A6。各點位置見附圖《西安市鐘樓觀測點布設示意圖》。 </p><p><b>　　3垂直位移監(jiān)測 </b></p><p>　　鐘樓垂直位移監(jiān)測由基準點

9、和變形點組成一個二等變形監(jiān)測網(wǎng)，垂直位移監(jiān)測網(wǎng)布設成結(jié)點網(wǎng)。為提高觀測點的高程中誤差精度，水準結(jié)點網(wǎng)中水準線長度控制在350m以內(nèi)。垂直位移監(jiān)測采用精密水準儀，幾何水準的監(jiān)測方法，每次測量時遵循以下原則： </p><p>　?、?由專業(yè)測量技術人員施測，監(jiān)測人員固定。 </p><p>　?、?觀測時，儀器避免安置在有大型機械振動影響的范圍內(nèi)。 </p><p>

10、　?、?盡可能采用相同的觀測路線，相同的觀測環(huán)境。 </p><p>　?、?各期觀測使用同一儀器設備。 </p><p>　　監(jiān)測期間，及時掌握施工進度信息，確定盾構(gòu)開挖位置與鐘樓之間的相對關系，根據(jù)施工進度及監(jiān)測方案適時調(diào)整監(jiān)測周期并注意環(huán)境變化，做好記錄。 </p><p><b>　　4數(shù)據(jù)記錄與處理 </b></p>&

11、lt;p>　　觀測數(shù)據(jù)的記錄采用無紙化作業(yè)，采用的電子記錄設備具備水準測量各項限差控制，滿足《規(guī)范》限差要求，確保野外觀測獲得合格的監(jiān)測數(shù)據(jù)。 </p><p>　　野外觀測結(jié)束后將觀測數(shù)據(jù)進行水準網(wǎng)嚴密平差計算。生成沉降點匯總數(shù)據(jù)庫和基準點匯總數(shù)據(jù)庫，同時繪制相關的垂直位移監(jiān)測曲線，及時對監(jiān)測成果進行數(shù)據(jù)分析處理，并提出下一步解決方案。 </p><p>　　三、垂直位移監(jiān)測結(jié)果分

12、析 </p><p>　　通過對西安地鐵二號線施工過程中穿越鐘樓的垂直位移監(jiān)測結(jié)果，繪制觀測點時間-沉降量曲線圖： </p><p>　　根據(jù)上述時間―沉降量曲線分析可知，在地鐵鐘樓站基坑施工及盾構(gòu)左右線通過鐘樓期間各監(jiān)測點累計沉降量介于3.09～?4.46mm，均未超過設計允許值（設計允許值為±5mm），且在整個監(jiān)測期間沉降量變化值較小。 </p><p&g

13、t;　　綜上所述，西安地鐵二號線盾構(gòu)施工在繞穿鐘樓過程中對其主體產(chǎn)生的沉降影響較小，各監(jiān)測點的總沉降量均在預先設定的控制值范圍內(nèi)。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p><p>　　1．對鐘樓垂直位移監(jiān)測結(jié)果表明，施工方在盾構(gòu)通過鐘樓前采取的灌注樁加固措施有效，制定的施工工藝方法可行，起到了保護鐘樓古文物安全的作用，對今后類似工程有借鑒意義。 &l

14、t;/p><p>　　2．盾構(gòu)機在通過鐘樓過程中對鐘樓造成了一定影響，同時盾構(gòu)機振動對鐘樓自身結(jié)構(gòu)造成的影響更大。 </p><p>　　3．盾構(gòu)機在穿越鐘樓過程中，由于對周圍的土體相互擠壓，造成部分垂直位移監(jiān)測點上升。 </p><p>　　附圖： 參考文獻： </p><p>　　［1］《中華人民共和國文物保護法》 </p>&

15、lt;p>　　［2］《陜西省文物保護管理條例》 </p><p>　?。?］《工程測量規(guī)范》（GB50026－2007） </p><p>　　［4］《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8－2007） </p><p>　?。?］《國家一、二等水準測量規(guī)范》（GB/T 12897-2006） </p><p>　　［6］《歷史文化名城保護規(guī)劃