主体基坑监测方案.doc

主体基坑监测方案 编编 制 制 审审 核 核 批批 准 准 2012 3 8 目目 录录 1 1 工程概况工程概况 1 1 1 工程位置 1 1 2 工程简况 1 1 3 沿线周边环境 1 1 4 工程地质与水文地质 2 2 2 监测方案编制监测方案编制 5 2 1 工程要点 5 2 2 方案编制的原则 5 2 3 监测工作的目的 5 2 4 方案编制的依据 6 3 3 监测工作内容及项目监测工作内容及项目 6 3 1 现场巡视内容 6 3 2 监测项目 6 4 4 基准点 监测点的布设与保护基准点 监测点的布设与保护 7 4 1 基准点的布设 7 4 2 监测点的布设 7 4 3 监测点的保护 8 5 5 监测方法及精度监测方法及精度 8 5 1 基坑围护体系 8 5 2 周围环境保护体系 16 5 3 监测点汇总 19 6 6 观测频率和报警值观测频率和报警值 21 6 1 观测频率 21 6 2 报警值 21 6 3 监测报警及异常情况下的监测措施 22 7 7 监测质量的控制及实施监测质量的控制及实施 23 7 1 监测技术质量的控制 23 7 2 测量仪器 23 7 3 测量线路 23 7 4 误差控制标准 23 7 5 监测流程 23 8 8 监测数据处理及信息反馈监测数据处理及信息反馈 24 8 1 监测数据处理 24 8 2 信息反馈 24 9 9 组织管理及监测人员配备组织管理及监测人员配备 26 9 1 组织管理网络 26 9 2 监测项目部组成 27 10 10 监测仪器设备监测仪器设备 27 11 11 项目安全及环保管理项目安全及环保管理 27 11 1 管理体系 27 11 2 现场安全管理 27 11 3 安全事故应急处理 28 11 4 项目环保管理 29 12 12 监测测点布置图监测测点布置图 30 1 武汉市轨道交通四号线二期工程八标段武汉市轨道交通四号线二期工程八标段 玫瑰苑站玫瑰苑站 主体基坑监测方案主体基坑监测方案 1 工程概况 工程概况 1 1 工程位置工程位置 武汉市轨道交通 4 号线二期工程自黄金口停车场至首义路站 线路长 16 857km 其中永安堂站以西 不含永安堂站 为高架线 长 3 35km 永安堂站 含 以东为地下线 长 13 507km 二期全线设站 13 座 其中高架站 2 座 地 下站 11 座 二期工程连接汉阳和武昌两个城区 玫瑰苑站位于武汉市汉阳区 汉阳大道与玉龙路的交叉路口下 1 2 工程简况工程简况 玫瑰苑站为线间距 14 米的标准地下两层车站 在站前设有配线 结合地面 的交通状况 车站设有 11 个出入口 其中 6 个预留 其中包含有 3 个物业出入 口 设有 4 组风亭其中两组为物业风亭 车站的有效站台中心里程为 ydk5 052 000 有效站台起点里程为 ydk4 993 000 有效站台终点里程为 ydk5 111 000 有效站台的长度为 118 米 车站设计起点里程为 ydk4 667 873 车站设计终点里程为右 yd5 129 000 车站的总长度为 461 127 米 由于本车站长度较长地面的起伏较大 因而车站的基坑的深度差异较大 在 车站的西端基坑的深度达到 21 6 米 车站中部标准段基坑深度约 16 2 米 在车 站的东端基坑的深度达 17 8 米 按照国家和湖北省建筑基坑支护的有关技术规 范和规定 本车站基坑支护工程安全等级为一级基坑 重要性系数为 1 1 综合 车站周边环境 地质条件和工程造价等因素 本车站主体围护结构采用钻孔灌注 桩 围护结构的水平受力体系采用砼和钢管内支撑方案 钻孔灌注桩桩径 1000mm 桩中心距 1200mm 桩间采用花管注浆止水 内支撑体系采用四道 局部五道 支撑 一道钢支撑换撑 钢支撑的直径为 609mm 壁厚 16mm 其中第一道支撑为混凝土支撑 车站主体采用明挖施工 本次监测内容为玫瑰苑站基坑工程主体施工监测 根据设计资料 基坑变形 控制等级为一级 1 3 沿线周边环境沿线周边环境 车站北侧是玫瑰苑居住小区 西北方向是市财政学校 东北向以住宅为主 2 南侧是低矮厂房区及部分现状村落 玫瑰苑站位于汉阳大道上 根据管线资料和现场调查 施工场地内的地下管 线密集 本车站所在地段主要有给水 污水 雨水 电信 交通通信 路灯 共 用通道等管线 1 4 工程地质与水文地质工程地质与水文地质 1 4 1 工程地质 据野外钻孔岩性描述 原位测试结果及室内土工试验成果 可将拟建工程场 地勘探深度范围内的地层划分为 2 层 9 个亚层 各层及亚层的工程性质描述如下 1 填土 qml 层 杂填土 地层代号 1 1 杂色 由混凝土地坪 碎石 砖块组成 稍密 中密状态 含 5 15 煤渣等 生活垃圾及粘性土 该层土均匀性差 层厚 0 50 3 60m 层顶标高约 25 00 30 57m 场地沿线较普遍分布 堆积时间一般大于 10 年 素填土 地层代号 1 2 褐黄色 灰黄色 灰色 稍密 局部松散 主要成份为粘性土 局部含少量 植物根系及碎石 该层土均匀性差 层厚 0 50 4 30m 层顶标高约 21 40 29 90m 埋深约 0 50 3 60m 场地沿线较普遍分布 堆积时间一般大于 10 年 2 第四系中更新统冲 洪积物 q2al pl 主要分布于三级阶地 车站段对 应里程为 ak4 350 里程 ak4 850 粉质粘土 地层代号 10 1 黄 黄褐色 硬塑 饱和 含铁锰质结核及高岭土团块 其厚度 1 00 22 00m 层顶标高约 20 30 28 94 埋深 1 00 25 00m 竖向渗透系数 为 3 1 10 6cm s 水平渗透系数为 3 3 10 6cm s 属于微透水性层 粉质粘土 地层代号 10 1a 黄 黄褐色 可塑 局部硬塑 饱和 含铁锰质结核及高岭土团块 该层局 部分布于 10 1 层粉质粘土层中 呈透镜体及条带状分布 其厚度 0 90 11 20m 层顶标高约 5 47 22 20 埋深 4 40 24 40m 竖向渗透系数 为 3 1 10 6cm s 水平渗透系数为 3 3 10 6cm s 属于微透水性层 3 粉质粘土 地层代号 10 1b 黄 黄褐色 可塑 饱和 含铁锰质结核及高岭土团块 其厚度 1 80m 层 顶标高约 16 50 埋深 8 60m 竖向渗透系数为 3 1 10 6cm s 水平渗透系数为 3 3 10 6cm s 属于微透水性层 粉质粘土混碎石 地层代号 10 2 黄 黄褐色 硬塑 坚硬 饱和 含铁锰质结核及高岭土团块 混碎石 碎 石多呈棱角状及次圆状 粒径一般 10 30mm 钻孔中所见最大粒径约 50mm 碎 石含量约 10 左右 其厚度 0 60 9 20m 层顶标高约 0 61 6 70 埋深 22 00 30 40m 竖向渗透系数为 3 9 10 6cm s 水平渗透系数为 3 2 10 6cm s 属于微透水性层 碎石夹粉质粘土 地层代号 10 2a 杂色 中密 密实 碎石成份以石英砂岩为主 多呈棱角状及次圆状 粒径 一般 3 30mm 钻孔中所见最大粒径约 100mm 碎石含量大于 50 碎石间充填硬 塑粘性土 呈透镜体状及薄层状分布于三级阶地 其厚度 0 60 2 00m 层顶标 高约 2 24 4 80 埋深 24 60 30 40m 竖向渗透系数为 3 9 10 6cm s 水平 渗透系数为 3 2 10 6cm s 属于微透水性层 粉质粘土混粉细砂 地层代号 11 1 黄 黄褐色 可塑 饱和 含铁锰质结核及高岭土团块 混粉细砂 成份以 石英长石云母为主 粉细砂含量约 10 20 其厚度 4 2 13 10m 层顶标高约 5 95 1 40 埋深 26 80 30 40m 竖向渗透系数为 34 8 10 6cm s 水平渗透 系数为 34 3 10 6cm s 属于弱透水性层 粉细砂混粉土 地层代号 11 2 灰黄色 中密 密实状 粉细砂以成份以石英长石云母为主 局部混粉土 中密 密实状 粉土含量约 12 25 粘粒含量约 11 23 揭露厚度 8 00 16 40m 层顶标高约 15 50 5 13 埋深 34 20 40 50m 竖向渗透系数 为 67 10 6cm s 水平渗透系数为 75 3 10 6cm s 属于弱透水性层 岩 土物理力学指标建议值见下表 岩 土的物理力学参数建议值 地层编号及名称土工试验经验值综合建议值 饱和重度 at kn m3 4 粘聚力 c kpa 内摩擦角 粘聚力 c kpa 内摩擦角 粘聚力 c kpa 内摩擦角 1 2 素填土 151210818 0 10 1 粉质粘土 6215 74017401719 3 10 1a 粉质粘土 35 12 6 2815301419 2 10 1b 粉质粘土 16816819 7 10 2 粉质粘土 混碎石 7116 73917381620 1 10 2a 碎石夹粉质 粘土 3620362020 2 11 1 粉质粘土 混粉细砂 12242815281920 2 11 2 粉质粘土混 粉细砂 1521 453053020 4 1 4 2 水文地质 1 地表水 场区地表水体不发育 未发现有河 沟 塘等地表水体分布 2 水类型及地下水位 在勘探孔揭穿的深度范围内拟建工程场地地下水主要为上层滞水及承压水 上层滞水主要赋存于场地上部人工填土中 主要接受大气降水入渗补给 水位 水量与地形及季节关系密切 并受人类活动影响明显 潜水静止地下水位埋深为 1 80 6 60m 上层滞水对拟建工程基坑开挖施工影响较小 承压水主要赋存于更 新统粉细砂层中 其水位受季节性影响且与地表水 长江水 汉江水 有一定水力 联系 主要受侧向径流补给 枯水季节水位较低 丰水雨季则较高 根据现场观 测结果 勘察期间承压水为地面下 2 80 4 20m 由于拟建车站开挖深度较大 承压水对基坑安全影响较大 3 水腐蚀性评价 5 拟建场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性 对钢结 构具弱腐蚀性 2 监测方案编制 监测方案编制 2 1 工程要点工程要点 根据对工程地质资料及周围环境情况综合了解 通过对工程情况进行分析和 预测 认为工程有以下要点 1 基坑开挖深度较深 在基坑开挖施工过程中 由于水 土压力等各种 荷载作用下产生侧向变形 而引起周围一定范围的地层移动 应加强对周围环境 的监测 尤其加强对周围邻近建筑物 地下管线的沉降监测 2 基坑场地土层中含潜水及承压水 施工中应加强对地下水位的监测 2 2 方案编制的原则方案编制的原则 1 布设的监测内容及监测点必须满足设计和有关规范规程的要求 同时 必须能客观全面反映工程施工过程中周围环境及基坑围护体系的变化情况 满足 信息化施工的要求 2 以三倍基坑开挖深度为影响范围 周围建 构筑物 地下管线和基坑本 身作为监测及保护的对象 3 监测过程中 采用的监测仪器及监测频率应符合设计和规范要求 能 及时 准确地提供数据 满足信息化施工的要求 采用的监测仪器必须满足精度 要求且在有效的检校期限内 采用方法必须准确 监测频率必须适当 符合设计 和规范规程的要求 能及时准确提供数据 4 监测数据的整理和提交应能满足现场施工的要求 2 3 监测工作的目的监测工作的目的 1 对基坑施工期间基坑 及支护体 变形和其影响范围内的环境变形 被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目或量值进行测量 以及时和全面地 反映它们的变化情况 是本工程实现信息化施工的主要手段 是判断基坑安全和 环境安全的重要依据 2 为修正设计和施工参数 预估发展趋势 确保工程质量及周边建 构 筑物 管线的安全运营提供实测数据 是设计和施工的重要补充手段 3 为优化施工方案提供依据 4 为理论验证提供对比数据 6 5 积累区域性设计 施工及监测的经验 2 4 方案编制的依据方案编制的依据 1 委托单位提供的设计图纸等 2 建筑基坑工程监测技术规范 gb 50497 2009 3 基坑工程技术规程 湖北省地方标准 db42 159 2004 4 建筑地基基础技术规范 湖北省地方标准 db42 242 2003 5 建筑基坑支护技术规程 db11 489 2007 6 工程测量规范 gb50026 2007 7 国家一 二等水准测量规范 gb t12897 2006 8 建筑变形测量规范 jgj8 2007 3 监测工作内容及项目 监测工作内容及项目 监测点的布置是以委托单位提供的设计资料及国家相关规范 规程为依据 结合本工程的特点 各监测项目的测点布设位置及密度应与围护结构类型紧密相 关 控制测点布设密度以 20m 左右为一监测断面 为把握基坑变形状况 提高监 测数据的质量 应在每一开挖段内有监测点 同时 也注重监测断面的布置 主 要为了解变形的范围 幅度及方向 从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识 为围护结构体系和基坑环境安全提供监测信息 监测工作内容分现场巡视和施工 监测两部分进行 3 1 现场巡视内容现场巡视内容 1 自然条件 2 支护结构 3 施工工况 4 周围环境 5 监测设施 3 2 监测项目监测项目 1 围护体 排桩 侧向变形监测 测斜 土体的侧向变形 测斜 2 围护结构顶部水平位移监测 3 围护体顶部垂直位移 沉降 监测 4 支撑轴力监测 5 支护结构侧向土压力监测 7 6 排桩内力监测 7 立柱垂直位移监测 8 地下水位监测 9 基坑周围地表沉降监测 10 周围建 构筑物沉降监测 11 周围地下管线沉降变形监测 4 基准点 监测点的布设与保护 基准点 监测点的布设与保护 4 1 基准点的布设基准点的布设 建立水准测量控制网 在远离施工区域 大于 5h 的稳定的基础处设立 3 个 基准点 可引用委托单位提供的交桩资料 工程监测采用二级水准监测网进行 测量 在此基础上联测其水准高程 采用相对高程 基准点定期联测 联测频 率为 1 次 月 位移测量采取单向定位测量方法 坐标基准点仍根据委托单位提供的交桩资 料直接采用 基准点定期联测 联测频率为 1 次 月 4 2 监测点的布设监测点的布设 各监测点仪器设备的安装埋设必须满足本工程设计及有关规范的要求 并能 全面反映工程施工过程中基坑围护及周围环境体系变化情况 与施工的进度相结 合 根据施工工况的要求 随基坑工程施工的进度而开展 基本按如下顺序进行 1 围护结构施工前 布设周围地表沉降点 周围建 构 筑物及周围地 下管沉降点 并取连续三次读数的平均值作为初始值 2 围护结构施工的同时 在围护结构内安装测斜管及围护结构内力监测 设备 3 围护结构施工后 钻孔埋设坑外水位管 4 围护体顶圈梁浇筑同时 埋设围护体顶的沉降以及位移测点 并做好 测斜管的保护工作 并取连续三次测斜读数的平均值作为初始值 5 在基坑施工前 进行立柱沉降和围护体沉降的观测点安装 并取连续 三次读数的平均值作为初始值 6 在绑扎砼支撑钢筋时 安装钢筋计 并取连续三次读数的平均值作为 初始值 在进行钢支撑施工时 安装轴力计 并取连续三次读数的平均值作为 8 初始值 4 3 监测点的保护监测点的保护 1 各监测点仪器设备的安装埋设好后应立刻做好相应的标记 加强测点 的保护工作 并提醒施工人员引起注意 2 对于埋设在地下的测点应建立起相应的保护井 3 在基坑开挖阶段 测点如有意外的损坏及时采取有效的补救措施 4 特别加强对沉降 位移测点 水位 测斜孔等监测点的保护工作 确保 监测点成活率在 90 以上 力争更高 5 监测方法及精度 监测方法及精度 5 1 基坑围护体系基坑围护体系 5 1 1围护体 排桩 侧向变形监测 测斜 土体的侧向变形 测斜 5 1 1 1 监测工作原理 本项监测是深入到围护体内部 用测斜仪自下至上测量预先埋设在围护体内 的测斜管的变形情况 以了解基坑开挖施工过程中 围护体在各深度上的水平位 移情况 1 测斜管 在监测图设计位置围护体内埋设一条专门制造的 测斜管 测斜管用 pvc 塑料制成 其内部有两对互成 90 角的凹槽 是为 测斜仪 使用的 定向槽 2 测斜仪 一种有两对 四个 导轮的角度测量仪器 其角度测量部分能测出测斜 仪轴向与 即时的 铅垂线间的角度 t 它的两对导轮间距离是定长 l 一 般 l 50cm 测斜仪本身防水 其尾后有一条兼作信号传送和荷重的钢丝多芯电 缆 使用时将导轮纳入测斜管待测方向的一对导槽中 当测斜仪停在测斜管的某深度位置时 该处测斜管与铅垂方向的夹角 t 就被斜仪所测出 从简单的数学关系可知此位置时测斜管与铅垂位置偏开的距离 水平位移 为 s l sin t 见图 1 3 测斜管口修正 9 围护体测斜取管口为基准点进行修正 修正的方法为根据 5 1 2 围护体顶 部水平位移监测 测量得出测斜点对应的水平位移进行管口修正 管口修正的具 体计算方法见 5 1 1 4 测斜数据处理 的 2 款 4 测斜方法 在安装好的测斜管中 从管口将双向测斜仪探头沿 a 向放入测斜管中直 至管底 高轮沿基坑侧 静至一定时间后 从底部向上每 0 5m 提升并记录读数 至管口监测完毕后将测斜仪探头旋转 180 后沿上述方法重新观测一次 记录的 数据保存到读数仪中 5 1 1 2排桩内测点安装方法 测点 测斜管 埋置于围护体内 深度与围护体等深 以便能测到围护体底 处的变形 围护体中的测斜管固定在钢筋笼上与之一起放入并埋入混凝土中 埋 设时 测斜管的一对槽口必须与所在的围护体成垂直位置 投入使用的测斜管管 口部要设可靠的保护装置 为保证测斜管埋设质量 在围护体顶砼凿除中派专人 巡视修复 如系施工不当导致测点损坏而无法补救 则需相关施工单位负责在对 应测点外钻孔布设土体测斜孔从而代替被破坏的测点 5 1 1 3 土体测斜管测点安装方法 测点 测斜管 埋置于围护体外侧土体中 采用钻孔的方法进行埋设测点 埋设时 测斜管的一对槽口必须与所在的主体基坑成垂直位置 投入使用的测斜 管管口部要设可靠的保护装置 为保证测斜管埋设质量 测斜管管口需做好保护 5 1 1 4 仪器 美国 slope indicator 公司双向测斜仪 data mate 数据采集仪 轮距 500mm 量程 53 分辨率 0 02mm 500mm 重复性 0 01 fs 见图 2 图 3 5 1 1 5测斜数据处理 1 测斜的原始数据应在 dmm 软件的支持下及时从读数仪内传送到计算处 理用的计算机指定目录下 计算时基于 excel 的自编软件进行 2 测斜计算时应确定起算点 起算点取管口为起算点 各量测段水平位 移按下式计算 10 00 0 sinsin n ni i xxl 上式中 从管口下第 n 个量测段处水平位移 mm n x l 量测段长度 mm i 从管口下第 i 个量测段处本次测试倾角值 0 从管口下第 i 个量测段处初始值测试倾角值 实测管口水平位移 mm 0 x 5 1 1 6 测点数量 排桩内共计50个测点 土体内共计15个测点 图2 活动式 测斜仪 电缆和管口辅助滑轮 图3 datemate 数据采集仪 5 1 2 围护体顶部水平位移监测 1 原理 采用视准线法的小角度法测定水平位移 通过实测观测点偏离 视准线的偏角 测站点到观测点的距离 计算观测点水平位移的变化 2 仪器 徕卡 tcrp1201 全站仪 图 4 标称精度 2 2 2ppm d 3 布设方法与位置 在围护体顶部的测点处埋入 或打入 顶部为光滑 图 1 测斜仪的工作原理 11 的凸球面的钢制测钉 测钉顶部有定做的十字丝 用作全站仪测量使用 测钉 与混凝土体间不应有松动 布设位置参照监测图设计位置 4 监测方法 采用视准线测定位移 根据现场条件 采用小角度法进行 视准线测量时 视准线按基坑侧壁外边线设置 通过观测端点 全站仪测站点 与观测点 围护体顶测点 的距离 观测点的偏角来计算测点偏离位移值 5 数据处理 数据处理采用基于 excel 的自编软件进行计算 6 监测数量 共计 50 个测点 图 4 徕卡 tcrp1201 全站仪 图 5 徕卡 na2 型型水准仪 5 1 3 围护顶部垂直位移 沉降 监测 1 原理 通过后视水准控制基准点 观测围护顶部测点高程的相对变化 情况 2 仪器 徕卡 na2 型水准仪 图 5 及 gpm3 平板测微器 因瓦合金标尺 标称精度 0 5mm km 3 布设方法与位置 同 5 1 2 围护体顶部水平位移监测 测点共用 4 测量方法 根据二级沉降监测要求 采用水准仪对与基准点形成闭合 环或附合水准线路的各测点进行测量 通过计算得到测点相应高程 其高程变 化量即为垂直位移 5 数据处理 数据处理采用基于 excel 的自编软件进行计算 计算时 须考虑闭合差的影响 6 监测数量 共计 50 个测点 5 1 4 支撑轴力监测 5 1 4 1 砼支撑监测 12 1 原理 监测混凝土支撑内部 主 钢筋的应力 根据钢筋混凝土正常 受力时内部钢筋和混凝土协同变形的原理 再通过钢筋和混凝土两种材料的弹性 模量 计算整个支撑 全断面 应力的变化 2 仪器 jtm v1000 型振弦式钢筋测力计 图 6 量程 100mpa 压 200mpa 拉 规格暂取 28 分辨率 0 05 fs 频率读数仪 图 7 分辨率 0 1hz 3 工作原理和安装方法 这是一种用 振 弦式原理工作的应变计 它通过附着在被测对象表面的振 弦随着被测对象受力变形而自身 弦 的松紧发生变化导致的自振频率的变化而 工作 频率值反映了被测对象的受力状况 方向和数值 的变化 4 布设方法 支撑施工时在钢筋绑扎完成后 应力计安排在指定被测支 撑 直撑或斜撑 的监测截面上 必须在监测截面四角主钢筋上分别布设一个应 力计 以便整理数据时取其平均值以消除弯曲的影响 得到纯压力值 在绑扎钢 筋时将钢筋应力计焊在主筋上 应力计的电缆用 pvc 管保护后引出 5 监测方法 采用频率仪监测安装在砼支撑主筋上的钢筋计频率 通过 6 数据处理 相关公式进行计算 即可得出整个砼支撑轴力 6 数据处理 数据处理采用基于 excel 的自编软件进行计算 对钢筋砼支撑 支撑轴力的计算按下式进行 1 c cscs s e n aa e 2 c j cs s e s aa e 3 js 22 0 1 1 n jjijjs j kffa n 上式中 支撑轴力 kn c n 钢筋应力 kn mm2 s 钢筋计监测平均应力 kn mm2 js 第 j 个钢筋计标定系数 kn hz2 j k 13 第 j 个钢筋计监测频率 hz ji f 第 j 个钢筋计安装后的初始频率 hz 0j f 第 j 个钢筋计截面积 mm2 js a 混凝土弹性模量 kn mm2 c e 钢筋弹性模量 kn mm2 s e 混凝土截面积 mm2 ac ab as ab 支撑截面积 mm2 c a 钢筋总截面积 mm2 s a 7 监测数量 设置 1 个断面 1 层 1 层 14 个仪器 14 道支撑每道安装 2 只仪器 累计 38 只钢筋计 5 1 4 2 钢支撑轴力监测 1 原理 采用支撑轴力计来测试钢支撑轴力的变化 不含温度修正 以 每天测试时间固定进行监测 轴力计安装在钢支撑端头 由专用的支持器保证 加装了轴力计的钢支撑正常工作 起到应有的支撑作用 2 仪器 支撑轴力计 钢弦式 量程 2500kn 根据实际情况选用 精度 2 频率读数仪 图 7 分辨率 0 1hz 3 布设方法 支撑轴力计应在支撑吊装前进行安装 在钢支撑端部的非 活络头侧设置轴力计 将保护外套焊接固定在钢支撑非活络头处 轴力计最后固 定在保护外套中 4 监测方法 采用频率仪监测安装的的轴力计频率 通过 5 数据处 理 相关公式进行计算 即可得出钢支撑轴力 5 数据处理 数据处理采用基于 excel 的自编软件进行计算 对钢支撑 支撑轴力的计算按下式进行 1 22 0 i nkff 上式中 钢支撑轴力 kn n 轴力计标定系数 kn hz2 k 轴力计监测频率 hz i f 轴力计安装后的初始频率 hz 0 f 14 6 数量 设置 3 个断面 3 层 每层 14 个仪器 14 道支撑安装 1 只仪器 累计 63 只轴力计 图 6 jtm v1000 型振弦式钢筋测力计 图 7 jtm v10b 型频率读数仪 5 1 5 支 护结构侧向土压力监测 1 原理 预埋土压力传感器于围护 桩外侧土体内 用频率仪测量 了解围护 体外土压力的变化 以测点所在位置的垫层底为第一个测点 向上依次间隔 3m 每组 10 个测点 2 仪器 土压力计 钢弦式 量程 1 1 6 mpa 埋设前请设计确定 精度 2 频率读数仪 图 7 分辨率 0 1hz 3 埋设方法 采用挂布法安装 在围护桩的外侧用挂布将仪器装入指定 的位置中 深度按观测点的要求而定 先放入最下位置的一个土压力传感器 用 挂布将其围护桩包围 使其浇筑混凝土的过程将其挂布涨开 使仪器与之外侧土 体接触 重复上述操作 直至地面 暂定以测点所在位置的垫层底为第一 个测点 向上依次间隔 3m 每组 10 个测点 设计未明确深度 安装时要调整好传感器敏感面的方向 选用的传感器外型尺寸要便于安装的 各步操作 4 监测方法 采用频率仪监测安装的的土压力计频率 通过计算 即可 得出土压力 5 数量 共设 2 组 共计 20 只土压力计 15 5 1 6 排桩内应力监测 1 原理 监测围护体内部 主 钢筋的应力 了解整个围护体应力的变 化 2 仪器 jtm v1000 型振弦式钢筋测力计 图 6 量程 100mpa 压 200mpa 拉 规格暂取 28 分辨率 0 05 fs 频率读数仪 图 7 分辨率 0 1hz 3 工作原理和安装方法 这是一种用 振 弦式原理工作的应变计 它通过附着在被测对象表面的振 弦随着被测对象受力变形而自身 弦 的松紧发生变化导致的自振频率的变化而 工作 频率值反映了被测对象的受力状况 方向和数值 的变化 4 布设方法 钻孔灌注桩施工时在钢筋绑扎完成后 应力计安排在指定 被测钢筋笼的监测截面上 必须在监测截面内外主钢筋上分别布设一个应力计 注意方向 在绑扎钢筋时将钢筋应力计焊在主筋上 为确保应力计安装在围 护体内外侧主筋上 也可在埋设钢筋笼时安装 应力计的电缆用 pvc 管保护后 引出 暂定以测点所在位置的垫层底为第一个测点 每道支撑位置设置一个截面 每个测点 5 个 6 个截面 10 个传感器 5 监测方法 采用频率仪监测安装在钢筋笼主筋上的钢筋计频率 通过 相关公式进行计算 即可得出相关围护体结构应力 6 数量 共设 2 组 共计 20 只钢筋应力计 5 1 7 立柱垂直位移 沉降 监测 1 原理 将水准标尺固定在基坑内的立柱顶部 通过后视水准控制基准 点 观测立柱顶部测点高程的变化情况 2 仪器 徕卡 na2 型水准仪 图 5 及 gpm3 平板测微器 因瓦合金尺 标称精度 0 5mm km 3 布设方法 在立柱结构顶部上固定测量标志或标尺 安装要牢靠 4 测量方法 根据二级沉降监测要求 采用水准仪对与基准点形成闭合 环或附合水准线路的各测点进行测量 通过计算得到测点相应高程 其高程变 化量即为垂直位移 4 数据处理 采用基于 excel 的自编软件进行计算 5 数量 共计 24 个测点 16 5 2 周围环境保护体系周围环境保护体系 5 2 1 地下水位监测 基坑工程有降水措施 有专业降水单位进行坑内 包括承压水 水位监测 所以本监测方案不重复安排这部分工作 本监测方案只针对潜水水位监测 对于坑外 根据委托单位提供的资料 水位监测按二部分进行 潜水水位监测 基坑采用钻孔灌注桩作为隔水的围护体 坑内 外降水主要是降低水位以便 挖土施工 坑内 外抽水时 坑外观测孔的水位会受影响而发生波动 但在抽水 暂停的间歇期 坑外 靠近围护体区域 的水位应会稳定在一个高度上 此时若 有明显水位的下降 应视为是围护体可能有漏水的现象发生的提示 本项水位监 测目的主要是用于了解围护体的止水 隔水 功能 承压水监测 通过坑外承压水位的监测 了解坑内降承压水时坑外承压水位的变化 为坑 外周围环境的安全提供参考监测数据 1 原理 预埋水位测管于基坑外的土体内 用水位计测量 了解水位变 化 2 仪器 尺式水位计 量程 30m 分辨率 1cm 3 埋设方法 先在土体内钻孔至设计深度 然后将带有进水孔 孔外包 有过滤材料 的水位管放入孔中 于管外回填中粗砂至进水段上方 30cm 再在管 外用粘土回填至地面高度 回填时要注意切实封闭被监测土层上所有可能含水的 土层 管口设必要的保护装置 4 监测方法 采用水位计测量水位孔中水面到管口的距离 根据水准仪 实测的管口高程计算水位高程 5 数据处理 数据处理 采用基于 excel 的自编软件进行计算 水位高程的计算可按下式进行 hw h h 上式中 hw 水位高程 m h 管口高程 m h 管内水面到管口距离 m 17 6 监测数量 共计 14 个测点 孔 图 8 尺式水位计 5 2 2 基坑周围地表沉降监测 1 原理 通过后视水准控制基准点 观测基坑周围地表沉降测点高程的 相对变化情况 2 仪器 徕卡 na2 型水准仪及 gpm3 平板测微器 因瓦合金标尺 标称精 度 0 5mm km 3 测点布设 在相应于 5 1 1 围护体 内部 水平位移监测 测斜 的测点对应基 坑外侧 1m 处的地表布置地表沉降测点 在基坑的长边布设地表沉降断面测点 各测点距离围护体的距离分别为 1m 4m 11m 26m 4 布设方法 测点为顶部光滑的具有凸球面的钢制测钉 打入土体中的 测钉要有足够的长度 测钉与土体间不允许松动 沉降测点应穿透硬地坪布设到 原状土层中 但测点位置位于管线及道路上方时宜根据现场条件布设测点 5 测量方法 根据二级沉降监测要求 采用水准仪对与基准点形成闭合 环或附合水准线路的各测点进行测量 通过计算得到测点相应高程 其高程变 化量即为垂直位移 6 数据处理 采用基于 excel 的自编软件进行计算 计算时须考虑闭 合差的影响 7 监测数量 共计 102 个测点 5 2 3 周围建 构筑物沉降监测 1 原理 通过后视水准控制基准点 观测建 构筑物测点高程的相对变化 18 情况 从而了解各监测点沉降的数值和其是否发生会引起倾斜或开裂的不均匀沉 降 2 仪器 徕卡 na2 型水准仪及 gpm3 平板测微器 因瓦合金标尺 标称精 度 0 5mm km 3 测点布设 基坑实施中以距离基坑 2 倍开挖深度范围内的建 构 筑物为重点监测对象 测点设在建 构 筑物四角 沿外墙每 10m 15m 布设 1 个测点监测沉降 在待 测部位 将专用测量测钉打入或埋入近地面的结构体内 测钉头部磨成凸球型 测钉与结构体间不允许有松动 4 测量方法 根据二级沉降监测要求 采用水准仪对与基准点形成闭合 环或附合水准线路的各测点进行测量 通过计算得到测点相应高程 其高程变 化量即为垂直位移 5 数据处理 采用基于 excel 的自编软件进行计算 计算时须考虑闭 合差的影响 6 监测数量 共计约 104 个测点 5 2 4 周围地下管线沉降变形监测 工作重点主要对基坑周围相应于 三倍基坑开挖深度 范围内的地下管线进 行监测和保护 具体监测安排宜待管线搬迁后对尚处于开挖影响区内的管线进行 重点监测 监测工作将以管线的沉降监测为主 1 原理 通过后视水准控制基准点 观测周围地下管线测点高程的相对 变化情况 从而了解各监测点沉降的数值和其是否发生会引起管线处于不利状态 的不均匀沉降 2 仪器 徕卡 na2 型水准仪及 gpm3 平板测微器 因瓦合金标尺 标称精 度 0 5mm km 3 测点布设 测点间距宜为 15 25m 实际埋设中可根据地面交通 管线 类别及临近基坑开挖深度适当调整 布设方法根据现场情况灵活取用 4 布设方法 间接法布点 a 沉降测点采用 16 18 mm 螺纹钢筋埋 打 入管线上方紧邻土层中 螺纹钢筋的端部应深入到管线上方 10cm 左右 顶部应磨成光滑的凸型球面并 19 高出地表 1 2cm 再在其外加一段长度比螺纹钢筋短 2 3cm 内径 25mm 的 套管 亦打入土中 套管上口与地面平齐 这样可保证测到近管线埋设深度部 分的土体沉降 并以此来表示管线的沉降 该方法即为深层监测点 b 在管线 窨井边直接布设凸型球面金属测钉作为管线沉降测点 c 在不方便上述两种测点 布置时亦可采用测量专业沉降测钉布置在管线正上方表面硬层土体中或混凝土中 测钉在土层或混凝土中不能有松动 直接布点 对距地面较浅的压力管线 沉降测点可直接设点 方法是将各管线覆土挖开 暴露出管线 然后将 12mm 左右的螺纹钢筋一端用机械或其它合适的方法固定 在管道上 另一端垂直向上引到地面高程 顶端磨成凸球面 然后回填土至原 地面高度 在现场监测点布设中应做到 在条件允许的情况下每条路上尽可能取一条 最重要 最危险的管线布设直接监测点 监测点尽可能设在管线出露点 如阀 门 窨井上 在此基础上 根据管线的埋深 合理布点 5 现场实施时需重点监测的管线 上水和煤气管线 现场具备条件时按 选项布设测点 不具备时均布设深层监测点 即测点布设方法中的 a 选项 对压力管线以外的电力 电缆及通讯管线 有出露的窨井时 按 b 选 项布设测点 否则按 c 选项布设测点 6 测量方法 根据二级沉降监测要求 采用水准仪对与基准点形成闭合 环或附合水准线路的各测点进行测量 通过计算得到测点相应高程 其高程变 化量即为垂直位移 7 数据处理 采用基于 excel 的自编软件进行计算 计算时须考虑闭 合差的影响 8 数量 80 个测点 暂估 因暂时未见基坑周围详细管线相关资料 故预估监测点数量 待管线资料到齐后补充 5 3 监测点汇总监测点汇总 表 1 基坑及周围环境监测测点汇总表 序号监测项目单位数量备注 20 1 1 排桩侧向变形监测 测 斜 孔 50 1 2 土体的侧向变形 测斜 孔 15 1 3 围护顶部水平位移监测点 50 1 4 围护体顶部垂直位移监 测 点 50 混凝土支撑轴力组1 个断面 共计 38 只钢 筋计 1 5 钢支撑轴力监测组 3 个断面 每段面 19 只加斜撑 共计 63 只轴力计 1 6 支护结构侧向土压力监 测 组 2 共计 20 只土压力 计 1 7 排桩应力监测组 2 共计 22 只钢筋计 1 8 基 坑 围 护 体 系 立柱垂直位移监测点 24 2 1 地下水位监测孔 14 2 2 基坑周围地表沉降监测点 102 2 3 周围建 构筑物沉降监测点 104 2 4 周围 环境 保护 体系 周围地下管沉降变形监 测 点 80 暂估 表 2 仪器设备汇总表 名称型号规格数量备注 活动式 双向 测斜仪 美国 slope indicator 1 量程 53 分辨率 0 02mm 全站仪徕卡 tcrp1201 全站仪 1 精度 2 2 2ppm d 水准仪徕卡 na2 型 gpm3 平板测微器 1 精度 0 5mm km 振弦式钢筋测力 计 国产 58 量程 100mpa 压 200mpa 拉 振弦式钢支撑轴 力计 国产 63 量程 3000kn 振弦式土压力计国产 20 量程 1 1 6 mpa 水位计国产 1 量程 30m 分辨率 1cm 频率读数仪国产 1 量程 500 5000hz 分辨率 0 1hz 台式电脑 打印机联想1 套p4 cpu 21 6 观测频率和报警值 观测频率和报警值 6 1 观测频率观测频率 基坑变形控制等级为一级 根据设计文件及国标 建筑基坑工程监测技术规 范 gb 50497 2009 等规范 现场监测的时间间隔按表 3 执行 表3 现场监测时间间隔表 基坑等级 施工状况 一级备注 施工前至少测3次初值 桩基施工7d 围护结构施工3d 地基加固和降水3d 开挖0 5m1d 开挖5 10m1d 开挖10 15m1d 开挖 15m 浇垫层1d 浇好垫层 浇好底板1d 浇好底板后7d内1d 浇好底板后7d 30d内7d 截至顶板浇筑完毕15d 覆土后30d内30d 当变化量或累 计变化量超警 戒值时 监测 频率适当加密 注 当监测数据达到报警范围 或若遇到特殊情况 如暴雨等恶劣天气以 及其它意外工程事件 应适当加密观测 直至 24 小时不间断的跟踪监测 加密监测时 考虑到土体变形特性及监测时间限制 监测项目首选 a 围 护体水平位移 测斜 监测 b 支撑体系应力监测 c 地下水位监测 由委 托单位审批后执行 6 2 报警值报警值 基坑变形控制等级为一级 由于设计文件暂未给出相关要求 我公司根据工 程经验提建议值供参考 所有报警值在设计单位核准后方可执行 见表 4 表 4 报警值汇总表 序号监测项目名称报警值依据 22 1 围护体 内部 水平位移 监测 测斜 累计 2 h h 基坑开挖深度 且 30mm 变化速率 2mm d 设计主体基坑围 护总说明 三 2 土体的侧向变形 测斜 累计 2 h h 基坑开挖深度 且 30mm 变化速率 2mm d 建议值 3 围护体顶部水平位移监测 累计 2 h h 基坑开挖深度 且 30mm 变化速率 2mm d 设计主体基坑围 护总说明 三 4 围护体顶部垂直位移监测 累计 20mm 变化速率 2mm d 建议值 5 支撑轴力监测 取设计值 80 设计主体基坑围 护总说明 三 6 立柱垂直位移 累计 2 h h 基坑开挖深度 且 30mm 变化速率 2mm d 设计主体基坑围 护总说明 三 7 地下水位监测 200cm 在坑内降水的休止期坑外水 位 变化 变化速率50cm d 设计主体基坑围 护总说明 三 速率为建议值 8 基坑周围地表沉降监测 累计 2 h h 基坑开挖深度 且 30mm 变化速率 2mm d 设计主体基坑围 护总说明 三 9 周围建 构筑物沉降监测 累计 20mm 变化速率 2mm d 倾斜值为 i 0 2 设计主体基坑围 护总说明 三 累计值为建议值 10 周围地下管线沉降变形监 测 1 压力管线累计值 10mm 变化速率 2mm d 2 非压力管线最大累计值 30mm 变化速率 3mm d 建议值 注 取上述报警值的注 取上述报警值的 80 80 为预警值 墙背土压力及围护体结构应力监测一般主要为预警值 墙背土压力及围护体结构应力监测一般主要 为设计提供参数 建议不设报警值或者由设计提供报警值 为设计提供参数 建议不设报警值或者由设计提供报警值 6 3 监测报警及异常情况下的监测措施监测报警及异常情况下的监测措施 1 监测报警时 应根据审批后的监测方案加密监测 并简要分析报警原 因 2 监测数据异常时 应对监测数据进行复测 同时检查是否存在人为错 误 核实后确系因施工原因导致监测数据异常时应报警 同时加密监测 7 监测质量的控制及实施 监测质量的控制及实施 7 1 监测技术质量的控制监测技术质量的控制 1 对参与本工程的人员进行详细技术和质量交底 23 2 积极开展自检和互检工作 每月进行质量抽查 确保提供准确无误的 监测资料 以正确指导施工 达到信息化监测的目的 3 施工时注意安全 文明施工 4 施工影响范围内的地下管线 宜召开地下管线协调会 根据各地下管 线公司的监护要求 进行监测工作 特别对压力管线进行重点监测 管线搬迁改 动同时可布设直接监测点 7 2 测量仪器测量仪器 1 在测量工作开始之前 对所有仪器设备进行全面检查并及时标定 保 证仪器正常工作 必须保证所有仪器设备符合设计与规范要求 2 每天工作开始前检查因瓦合金标尺气泡 水准仪气泡 以及水准仪 i 角 如发现异常应停止测量工作 送专业部门检修 合格后方可使用 7 3 测量线路测量线路 水准测量监测网符合二级监测网的要求 采用单路线往返闭合测量 采用定 人 定仪器 定标尺 定线路 定点进行观测 7 4 误差控制标准误差控制标准 1 水准高程测量误差 0 5mm 2 围护体 内部 水平位移误差 0 5mm 3 围护体水平位移测量误差 1mm 4 支撑体系应力测量误差 1 fs 5 地下水位测量误差 5 0mm 7 5 监测流程监测流程 24 8 监测数据处理及信息反馈 监测数据处理及信息反馈 8 1 监测数据处理监测数据处理 1 所有监测项目数据处理均采用基于 excel 的自编软件计算 2 各监测项目监测数据均包含 本次变化量 和 累计变化量 8 2 信息反馈信息反馈 1 建立日报制度 根据规范 设计以及业主要求按时 及时向各单位提 供监测报表 同时进行监测数据的远程上传 汇报当天监测的本次变化量 累 计变化量 报表要对应的工况 这样有利于对监测数据进行综合分析 提高监测 数据的实用性 图 10 为我公司施工监测数据日报表首页的样式 内容包括现场 工况 周围环境的巡视内容 每日的天气 施工工况和对数据的简要分析等 此 页后的各页为各监测项目的数据表 2 当实测数据达到 或超过 报警值 时 即刻向委托方口头报警 以 便及时采取相应措施确保施工和周围环境的安全 项目部则以最快方式提交 日 报表 在日报表上对超限数据会以明显的示警标记提示 3 项目实施后提交阶段性报告 包括周报 月报 阶段性报告 阶段报 告时间节点取 a 基坑底板砼浇筑完成后 b 基坑结构施工至 0 00 后 及总结 报告 周报 月报及阶段性报告内容包括 25 a 该时间段内相应的工程工况 气象及周报环境概况 b 该监测阶段的监测项目及测点的布置图 c 各项监测数据的整理 统计及监测成果的过程曲线 d 各监测项目监测值的变化分析 评价及发展预测 e 相关的设计和施工建议 总结报告内容包括 a 工程概况 b 监测依据 c 监测项目 d 监测点布置 e 监测设备和监测方法 f 监测频率 g 监测报警值 h 各监测项目全过程的发展变化分析及整体评述 i 监测工作结论与建议 26 图 9 监测报表首页样式 9 组织管理及监测人员配备 组织管理及监测人员配备 9 1 组织管理网络组织管理网络 总经理 技术部 项目经理 技术负责人 设备部 仪器 设备 安全和环保部 安全和环保负责人 总工程师 作业部 作业人员 监测项目部 项目经理 技术负责人 安全和环保负责人 作业人员 仪器 设备 图10 我公司的管理网络 9 2 监测项目部组成监测项目部组成 实施时采用项目管理制度 组成 武汉市轨道交通 4 号线二期玫瑰苑站监 27 测项目部 由资深工程师任项目经理及技术负责人 重大问题则由高级工程师 或公司总工程师协助处理 监测技术负责人与施工技术指导人员密切配合 施工方负责提供施工工况 进程资料 监测方及时反映监测数据资料 使监测真正成为指导施工生产的一种 重要手段 武汉市轨道交通 4 号线二期玫瑰苑站监测项目部人员组成如下 项目经理 郭军 监测辅助工人 3 5 人 10 监测仪器设备监测仪器设备 武汉市轨道交通 4 号线二期玫瑰苑站监测仪器设备如下表 5 所示 表 5 仪器设备一览表 名称型号规格 检定周期 年 仪器标称精度 活动式 双向测 斜仪 美国 slope indicator 公司 1 6mm 50 个读数 全站仪徕卡 tcrp1201 全站