城投大厦基坑监测方案.doc

郴州市城投大厦基坑监测方案郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司湖南铁院土木工程检测有限公司 二零一三年七月二零一三年七月 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 1 目目 录录 1 工程概况工程概况2 2 监测目的监测目的3 3 监测依据监测依据3 4 监测项目内容监测项目内容3 5 监测实施方案监测实施方案4 5.1 基坑水平位移和沉降观测基坑水平位移和沉降观测.4 5.1.1 位移基准点与观测点布设位移基准点与观测点布设.4 5.1.2 边坡位移监测施工方法边坡位移监测施工方法.5 5.1.3 位移观测方法位移观测方法.5 5.2 土体深层水平位移的监测土体深层水平位移的监测.6 5.3.1 测点的埋设原则测点的埋设原则6 5.3 支护结构及地表裂缝的监测支护结构及地表裂缝的监测 .7 5.4 土钉内力监测土钉内力监测.7 5.9 地下水位监测地下水位监测.7 6 位移观测精度要求位移观测精度要求7 7 基坑监测频率及报警值基坑监测频率及报警值8 7.1 监测频率监测频率 .8 7.2 监测报警值监测报警值 .8 7.2.1 边坡坡顶水平位移及沉降报警值边坡坡顶水平位移及沉降报警值9 7.2.2 锚锚杆应力监测报警值杆应力监测报警值9 7.2.3 裂缝监测报警值裂缝监测报警值9 7.3 紧急情况下的报警紧急情况下的报警.9 7.4 辅助观测与巡视辅助观测与巡视.9 8 监测项目实施与监测结果反馈流程监测项目实施与监测结果反馈流程10 8.1 监测项目实施流程监测项目实施流程 .10 8.2 监测结果反馈流程监测结果反馈流程.10 9 资料整理与提交资料整理与提交10 10 监测人员的配备监测人员的配备11 11 业主与施工单位应提供的配合要求业主与施工单位应提供的配合要求11 12 监测工作保证措施监测工作保证措施11 13 质量和服务承诺质量和服务承诺12 14 边坡监测费用预算表边坡监测费用预算表.12 15 附件附件15 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 2 郴州市城投大厦监测方案 1 工程概况工程概况 郴州市城投大厦位于郴州市白水村，相山达到与前营大道西南侧，相水路北侧，市体育 中心西侧。城投大厦结构形式为框架剪力墙结构，行政办公楼及会议室为两层地下室，设 计基坑开挖标高为 168.45m，政务中心及连廊为一层地下室，设计基坑开挖标高为 172.05m，最大开挖深度为 11.01m。基坑平面布置图见附件。该基坑工程侧壁安全等级为二 级，结构重要性系数为 1.0，设计使用年限不少于 2 年。 拟建场地内埋藏地层自上而下依次为：素填土（q4m1），层厚为 1.03m-9.8m；第四 系冲洪积（q4a1+p1）粉质粘土，层厚为 0.5m-5.3m；第四系冲洪积（q4ai+p1）粉质粘土 ，层厚为 1.20m-17.3m；第四系冲洪积（q4a1+p1）卵石，层厚为 0.5m-15.90m，白垩系 （k）强分化砂岩，层厚为 6.70m-15.70m；石炭系（c）微分化石灰岩，最大层厚为 23.93m。土的物理力学指标如表 1 所示。根据设计文件，基坑的支护形式如表 2 所示。 表 1 土的物理力学指标 固结快剪承载力特 征值 fak（kpa ） 压缩模 量 es (mpa) 天然重度 kn/m2 内摩擦角 （度） 凝聚力 c（kpa） 土体与锚固体极 限摩阻力标准值 qsik（kpa） 渗透系数 k（cm/sec ） 素填土/18.588155.010-4 第四系冲 洪积粉质 粘土 1103.518.21020226.010-5 第四系冲 洪积粉质 粘土 2308.019.72028658.010-4 卵石300402035、1605.010-2 白垩系 （k）强分 化砂岩 400502142/180/ 微分化石 灰岩 40003502455/1200/ 表 2 基坑支护形式 开挖深度 （m） 高度 （m） 长度 （m） 支护形式 ab 11.0110.1527.81：0.5 放坡+土钉墙+坡脚注浆 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 3 bc10.4210.1548微型钢管桩+土钉墙；1：1 放坡+ 挂网喷砼+坡脚注浆 cd10.1910.1518.41：1.5 放坡+素喷砼+坡脚注浆 de9.3810.1542.41：1.5 放坡+素喷砼 ef9.7110.1527.61：1.5 放坡+素喷砼 fg1.911.3-10.15441：1.5 放坡+素喷砼 gh不支护 hi2.454.9104.81：1.5 放坡+素喷砼 il3.015.02-5.13184.71：1 放坡+土钉墙 lm2.664.9104.81：1.5 放坡+素喷砼 mn不支护 na0.95-9.951.3-10.1552.251：1.5 放坡+素喷砼 mh3.61：1 放坡+素喷砼 2 监测目的监测目的 由于地质勘测所获得的数据还很难准确地表述岩土层的全面情况，基坑工程设计理论和 依据还不够完善，对岩土层和支护结构本身所作的本构模型、计算假定以及参数选用等与实 际情况相比存在一定的近似性和相对误差，基坑工程施工过程中，支护结构的受力经常发生 动态变化，基坑在开挖及支护期间，须采用信息施工法进行施工。 基坑工程现场监测的目的主要为：监测施工过程中基坑及周围重要建筑变形动态和变形 趋势，为信息化施工、保证施工过程及周边建筑的安全提供依据；及时反馈支护结构变形和 受力状态，为优化设计、评价设计、施工的合理性和支护结构的安全性提供基础数据。 3 监测依据监测依据 （1） 建筑地基基础设计规范 （gb50007-2002） ； （2） 建筑边坡工程技术规范 （gb50330-2002） ； （3） 岩土锚杆（索）技术规程 （cecs 22: 2005） ； （4） 工程测量规范 （gb50026-2007） ； （5） 建筑变形测量规程 （j719-2007） ； （6） 建筑基坑工程监测技术规范 （gb 50497-2009） （7） 混凝土结构设计规范 （gb 50010-2002） ； （8） 建筑地基处理设计规范 （jgj79-2002） ； （9） 郴州市城投大厦基坑支护工程施工图 ； （10）国家和湖南省颁布的其他标准、规程。 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 4 4 监测项目监测项目内容内容 本工程布设的监测系统应能及时、有效、准确地反映基坑及周边环境的动向。为了确保 施工的安全顺利进行，根据业主委托、现场周边环境情况及设计文件要求，开展如下监测项 目内容，具体监测布点详见附图。 基坑坡顶的水平位移及沉降监测； 土体深层水平位移观测（测斜） ； 周边管线变形监测 周边输电线塔 地下水位监测 周边地表竖向位移监测 土钉内力监测 支护结构及地表裂缝的监测； 巡视检查 5 监测实施方案监测实施方案 5.1 基坑水平位移和沉降观测基坑水平位移和沉降观测 5.1.1 位移基准点与观测点布设位移基准点与观测点布设 （1）监测基准点的建立 本基坑工程监测拟埋设 4 个基准点，用于监控工作基点的变形，分别埋设于远离基坑 5 倍开挖深度之外的稳定、可靠地点，编号为 jz1jz4；在远离基坑外侧相对稳定的地方设置 水准工作基点 4 个，编号为 sz1sz4，用于基坑坡顶、周边道路以及管线的竖向位移测量； 在离基坑尽量远的地方设置水平位移工作基点 4 个，编号 gd1gd4。其中水平位移工作基 准点在监测过程中应定期进行校核。具体地点由现场确定。 （2）位移观测点布设要求和原则 基坑坡顶的水平位移和沉降监测点应沿坡顶布置，坡顶水平位移和沉降的监测点可共用， 监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点，水平间距不宜大于 20m，每边 监测点数目不宜少于 3 个，潜在危险部位适当加密测点间距。 工程监测点的布置应最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势，并应满足监测 要求。监测点布置应不妨碍监测对象的正常工作，并尽量减少对施工作业的不利影响。监测 标志应稳固、明显、结构合理，监测点的位置应避开障碍物，便于观测。在监测对象内力和 变形变化大的代表性部位及周边重点监护部位，监测点应适当加密。应加强对监测点的保护， 必要时应设置监测点的保护装置或保护设施。 （3）位移观测点布设 根据基坑监测相关规范、施工设计图监测要求及现场踏勘，本基坑工程坡顶布置 28 个 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 5 水平位移测点，28 个竖向位移测点，周边地表及道路竖向位移测点 13 个，周边管线变位测 点 11 个，周边输电线塔 4 个，具体布置见监测附图。 5.1.2 边坡位移监测施工方法边坡位移监测施工方法 按闭合观测线路建立位移监测网进行初始值的测读。 （1）位移基准点的施工方法 在基坑的每一边各布置一个基准点，共四个，进行相互校核。布置 6 个竖向位移水准工 作基点，4 个水平位移水准工作基点，布设原则是基准点不受施工的影响，且视线良好。 （2）位移观测点的施工方法 在水准基点及测点位置植入钢筋，初读数取三次测读平均值。位移观测点做好后，必须 严加保护，不得碰撞。 5.1.3 位移观测方法位移观测方法 （1）沉降的监测方法）沉降的监测方法 采用独立高程系统，在远离基坑的稳定区域选设置稳固水准点，采用高精度水准仪按国 家二等水准规范往返求出相对高差，则可以分别确定各水准点的高程，即为本工程变形监测 的高程基准点，各监测点的高程是通过高程基准点形成的一条等水准闭合线路，由线路中 的工作点来测定各监测点高程。各监测点的初始值取三次观察平均值。测量中的有关技术指 标如下表所示。 表 1 测量中的有关技术指标 等级 测点中误差 （mm） 每站高差中误差 （mm） 往返较差附合 或环线闭合差 检测已测 高差较差 使用仪器 二等0.50.13 0.3n0.5n 高精密水准仪 铟钢水准标尺 进行基坑及周边环境的沉降观测过程中，须注意的几个问题： 1）每次观测应遵守“四固定”原则，即：观测所用仪器及水准标尺固定；观测人员固定； 观测路线固定；观测环境和条件基本相同。 2）水准仪 i 角是一个变化值，每次作业前，对 i 角进行检查，若发现 i 角大于 15 秒， 应及时进行检验校正。 3）布设观测路线时，前后视距不超过 50m，前后视距差不超过 2m，以控制 i 角的误差 影响，同时提高观测时的清晰度。 4）观测时间及环境：不在日出前后 1 小时、中午时分进行观测，更不能在大风或有雾 的情况下进行观测。 5）为保证水准尺气泡稳定居中，自制一些简单的水准尺辅助标杆，以使扶尺员快速稳 定地竖直标尺，提高观测效率。 6）应严格记录日期、时间、气象条件、挖方、填方、堆载等情况。 （2）水平位移的监测方法）水平位移的监测方法 采用坐标法观测。用全站仪架设于某稳定基准点，观测测点坐标，取三次平均值作为初 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 6 始值。本次观测值减去前一次的观测值为本次观测值位移值，本次观测值减去原始观测值为 累计位移值。观测点的精度要求及使用仪器如下表所示。 表 2 观测点精度要求及使用仪器 测点中误差（mm）测角中误差（）使用仪器 1.51.8全站仪尼康 dtm-302 为保证测量精度，测量应注意以下几方面： 1）采用全站仪测量，宜采用测角 1，测距 22ppm 高精度全站仪进行测量； 2）观测中实行三固定原则，即固定人员、固定仪器、固定观测路线。 ； 3）气候对测量精度有较大影响，应在适宜的条件下观测，避免在烈日下作业； 4）基准点施工影响范围外布置，一般情况选在 3 倍边坡开挖深度范围外稳定处； 5）设立独立坐标系，坐标一个方向与边坡轴线方向平行；后视定向应从远处固定标志 点引出； 6）测量视线一般宜控制在 100m 内。 5.2 土体深层水平位移的监测土体深层水平位移的监测 5.3.1 测点的埋设原则测点的埋设原则 深层水平位移监测孔宜布置在边坡周边的中心处及代表性的部位，沿af段布置5个侧向 位移监控孔，测斜孔高度与地面相当，深度为15m左右。当用测斜仪观测深层水平位移时， 设置在土体内的测斜管应保证有足够的入土深度，保证管端嵌入到稳定的土体稳定的土体中。深层水平 位移的监测应满足一下要求： （1）基坑土体的深层水平位移的监测宜采用土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各深 度处水平位移的方法。测斜仪的精度要求不宜小于下表的规定。 表3 测斜仪精度 基坑类别一级二级和三级 系统精度mm/m0.100.25 分辨率mm/500mm0.020.02 （2）测斜管宜采用pvc工程塑料管或铝合金管，直径宜为4590mm，管内应有两组相 互垂直的纵向导槽。 （3）埋设时应符合下列要求： .埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准顺畅， 接头处应密封处理，并注意保证管口的封盖； .测斜管长度应与边坡高度一致或不小于所监测土层的深度；以下部管端作为位移基 准点时，应保证测斜管进入稳定土层23m；测斜管与钻孔之间孔隙应填充密实； .埋设时测斜管应保持竖直无扭转，其中一组导槽方向应与所需测量的方向一致。 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 7 （4） 测斜仪应下入测斜管底510min，待探头接近管内温度后再量测，每个监测方向 均应进行正、反两次量测。 （5）土体深层水平位移的监测布置见附图。 5.3 支护结构及地表裂缝的监测支护结构及地表裂缝的监测 裂缝监测点应选择有代表性的裂缝进行布置，在施工期间当发现新裂缝或原有裂缝有增 大趋势时，应及时增设监测点。每一条裂缝的测点至少设 2 组，裂缝的最宽处及裂缝末端宜 设置测点。 裂缝监测应包括裂缝的位置、走向、长度、宽度及变化程度，需要时还包括深度。裂缝 监测数量根据需要确定，主要或变化较大的裂缝应进行监测。 裂缝监测可采用以下方法： 1）对裂缝宽度监测，可在裂缝两侧贴石膏饼、划平行线或贴埋金属标志等，采用千分 尺或游标卡尺等直接量测的方法；也可采用裂缝计、粘贴安装千分表法、摄影量测等方法。 2）对裂缝深度量测，当裂缝深度较小时宜采用凿出法和单面接触超声波法监测；深度 较大裂缝宜采用超声波法监测。 5.4 土钉内力监测土钉内力监测 土钉的拉力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，每边跨中部位和地质条件复杂 的区域宜布置监测点。本基坑工程共布置 30 个土钉锚杆的拉力监测点，每层监测点在竖向 上的位置宜保持一致。 5.9 地下水位监测地下水位监测 1）地下水位监测宜通过孔内设置水位管，采用水位计等方法进行测量。 2）地下水位监测精度不宜低于10mm。 3）水位管埋设后，应逐日连续观测水位并取得稳定初始值。 4）采用电测水位计进行监测，水位监测点与钻孔测斜点为同点位，在埋设钻孔测斜管时 预先在测斜管四壁钻孔，并用土工布或纱布包裹以便水渗入，每次测量时先测水位，后再用 测斜仪进行测量。 5）水位观测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下 3-5 米。如有 止水帷幕（行政办公大楼基坑），水位监测点宜布置在帷幕的施工搭接处，转角处等有代表 性的部位，位置在止水帷幕的外侧约 2 米处。如采用轻型井点降水，水位监测点宜布置在基 坑中央或周边拐角处。 6 位移观测精度要求位移观测精度要求 边坡变位位移观测精度要求应满足下表要求。 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 8 表 4 变位位移观测精度要求 监测项目精度等级精度要求（mm） 水平位移一级1.0 沉降位移一级1.0 7 基坑监测频率及报警值基坑监测频率及报警值 7.1 监测频率监测频率 基坑类别：二级。 监测期限：监测频率应考虑边坡工程等级、边坡工程不同施工阶段以及周边环境、自然 条件的变化。基坑施工期监测时间暂定为 6 个半月。基坑土方开挖期间 1 次/1d1 次/2d，土 方开挖完成一周后 1 次/2d，底板浇筑完成后 1 次/1d1 次/10d。根据目前施工进度及施工方 进度计划，底板浇筑完成尚需 2 个月，地下室工程完成并土方回填需 4 个半月。 根据相关规范及设计要求，在底板浇筑完成之前，监测频率为 1 次/2d，共需监测 30 次； 地下室工程完成并土方回填监测频率为 1 次/5d，共需监测 27 次。本基坑工程共需监测 57 次。 当出现下列情况之一时，应加强监测，提高监测频率，并及时向委托方及相关单位报告 监测结果： 1. 监测数据达到报警值； 2. 监测数据变化量较大或者速率加快； 3. 存在勘察中未发现的不良地质条件； 4. 超深、超长开挖或未及时加撑等未按设计施工； 5. 基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏； 6. 基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值； 7. 支护结构出现开裂； 8周边地面出现突然较大沉降或严重开裂； 9. 邻近的建（构）筑物出现突然较大沉降、不均匀沉降或严重开裂； 10基坑底部、坡体或支护结构出现管涌、渗漏或流砂等现象； 11. 基坑工程发生事故后重新组织施工； 12. 出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况 13. 当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。 7.2 监测报警值监测报警值 根据实际监测数据对基坑工程作出险情预报是一个极其严肃的技术问题，必须根据本工 程的具体情况，综合考虑各种实际因素，在实测数据的基础上及时作出判断。 报警标准有两种指标，其一是最大容许值（累计值） ，其二是变化速率，这两种指标中 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 9 有一种达到限值都需要及时作出判断，形成决策。现根据设计图纸和相关规范要求以及地方 工程经验列出以下报警限值标准。 7.2.1 边坡坡顶水平位移及沉降报警值边坡坡顶水平位移及沉降报警值 基坑坡顶水平位移和沉降：ac 段大于 30mm0.824mm，其余各段大于 500.840mm，或者其水平位移速度连续三日大于 4mm/1d 或坑外地面沉降连续沉降速率 连续三日大于 4mm/1d。深层水平位移大于 300.721mm 或者其水平位移速度连续三日大 于 3mm/1d。道路变形预警值为沉降大于 20mm0.816mm。地下水位累计值大于 1000mm 或变化速度大于 500mm/1d。管线位移大于 10mm 或位移速度连续三日大于 3mm/1d。 7.2.2 锚锚杆应力监测报警值杆应力监测报警值 锚杆监测报警值均取极限能力设计值的 70%-80%。 7.2.3 裂缝监测报警值裂缝监测报警值 裂缝监测报警值参考下表确定 表 9 裂缝监测报警值 项 目 监测对象 绝对值/mm变化速率/mmd-1备注 地表10持续发展- 裂缝观测 挡土墙2持续发展- 7.3 紧急情况下的报警紧急情况下的报警 当出现下列情况之一时，必须立即报警；若情况比较严重，应立即停止施工，并对支护 结构和周边的保护对象采取应急措施。 a. 当监测数据达到报警值； b. 支护结构或周边土体的位移出现异常情况或边坡出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷 落等； c. 支护结构出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象； d. 周边建筑物结构部分、周边地面出现可能发展变形裂缝或较严重突发裂缝； e. 根据当地工程经验判断，出现其他必须报警的情况。 7.4 辅助观测与巡视辅助观测与巡视 辅助观测主要观察对边坡稳定和安全性关系密切的信息，具体内容包括：流土或局部管 涌现象、断面土体质量、支护结构施工情况、是否有渗漏水及渗漏水的位置和多少、基坑附 近堆载情况、支护结构开裂情况、建筑物是否开裂、降雨等气候条件变化等。重要的信息需 写在监测报表的备注栏内，发现重要的工程隐患则要专门出监测备忘录中。以便发现隐患及 时处理，尽量减少工程事故的发生。 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 10 8 监测项目实施与监测结果反馈流程监测项目实施与监测结果反馈流程 8.1 监测项目实施流程监测项目实施流程 主要关系： 次要关系： 项目经理部项目经理部 工程监理部工程监理部 监测项目组监测项目组 外业组外业组内业组内业组 业主、设计院业主、设计院 8.2 监测结果反馈流程监测结果反馈流程 业主、设计院业主、设计院 项目经理部项目经理部 工程监理部工程监理部监测项目组监测项目组 外业组外业组内业组内业组 监测结果正常反馈： 监测结果异常反馈： 9 资料整理与提交资料整理与提交 每次观测数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。若发现有水 平位移和沉降变形等异常情况应及时报警，并做出分析，书面形式上报。现场监测工程师分 析当天监测数据及累计数据的变化规律，与报警值比较，如果接近报警值时即向建设方、总 包方、监理方提出告警，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究。 监测阶段报告提交的资料目录如下： 1）监测数据记录整理表； 2）到本周期时边坡变形位移-时间曲线简图、应力-时间简图； 3）监测结果的解释性说明； 监测成果报告需提交的资料包括： 1）监测成果报告主要内容有：监测点工作布置、监测方法、数据处理、监测数据分析 等 郴州市城投大厦基坑监测方案 湖南铁院土木工程检测有限公司 11 2）各项监测的物理量变化曲线图表； 3）整理汇总的监测原始数据； 4）相关的图片资料。 10 监测人员的配备监测人员的配备 监测工程作为建筑工程中技术咨询管理项目，对参与的工程技术人员的专业面要求较宽， 对工程经验要求较高。湖南铁院土木工程检测有限公司现有包括现场取样见证、地基基础、 结构工程、专业钢结构工程等测试人员 60 余名。本项目现场技术工作由具有丰富的现场埋 设、测点保护、仪器安装及测试经验的工程技术人员负责和参与具体监测工作。 11 业主与施工单位应提供的配合要求业主与施工单位应提供的配合要求 边坡工程是一个复杂的系统工程，施工过程中需要参与各方密切合作，适时掌握边坡的 动态变化过