基坑监测方案.doc

徐州金茂大厦深基坑监测、沉降观测方案徐州金茂大厦深基坑监测、沉降观测方案1概 况1.1项目概况徐州市兴泉房地产开发有限公司投资兴建的徐州金茂大厦位于徐州市中心商圈核心地段，基坑占地面积约2460m2,周长约196m，呈不规则六边形，南北最长处65.6m，东西最宽处41m；地下室3层，挖深自然地面下12.45m至13.45m；地面以上主楼21层，裙房5层，框剪结构，钻孔灌注嵌岩桩。基坑支护结构为混凝土钻孔灌注桩，桩后采用深搅桩止水，基坑内设管井结合明沟降水。本工程基坑安全等级为一级，地基基础设计等级为乙级，根据设计要求及相关规范规定，基坑开挖、高层建筑主体施工期间、建筑物竣工后，需进行全程监测。为具体实施监测任务，根据基坑设计文件要求，结合相关规范规定，特拟定此监测方案。1.2建筑场地周边环境项目地址位于徐州市中心。北侧与淮海路，西侧紧临中枢北巷，南面为中枢街。场地周边建筑：场地西侧、南侧、东侧皆为5-7层的多层建筑，离基坑支护桩最近距离约3米、最远距离约20m；基坑北部鞋帽商店目前还未拆迁。基坑周边遍布民居、大型商场、写字楼，周边市政管线密布，环境复杂。1.3工程地质条件根据我公司的勘察资料，场地属徐州老城区黄泛冲淤积平原地貌，表层为杂填土，中部系河流相冲淤积的粘性土、粉土及老城填土，下部为山前冲洪积成因的老粘土，第四系覆盖层厚度20-23米，下伏基岩为下寒武地层，岩层走向北北东、倾向南东东，岩性以紫色砂页岩、泥岩、泥质灰岩及灰岩组成。1.4水文地质条件地下水主要为潜水和承压水，潜水赋存于杂填土及老城填土之中，其主要来源为大气降水，水量一般较小，年变幅1-2米；承压水主要赋存于下伏基岩岩溶裂隙水，水量较大，年变幅10-15米，据邻区资料，丰水期时承压水头可达地表下3-5米。2.监测的目的与意义深基坑及高层建筑施工期间，由于建筑场地工程地质条件、水文地质条件、建筑及地面荷载条件、地下构筑物的受力状态和力学机理、建筑施工条件以及外界环境因素的复杂性，岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术，俗称“不科学”的科学，很难单纯从理论上计算出施工过程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确的反应工程的各种变化。所以，在理论分析指导下有计划的进行现场动态监测是十分必要的。现场动态监测是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。在预先周密安排好的计划下，在适当的位置和时间段采用先进的仪器和方法进行监测可收到良好的效果，可及时准确的提供各种监测数据供岩土工程师、建造师及时调整各项施工参数，使施工处于最佳状态。目前，现场动态监测在实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。通过对围护结构、周边环境和建筑物的监测工作，可达到以下目的：2.1、及时发现问题，防患于未然：由于深基坑开挖面积大、深度变化大、支护型式多样化、周边环境较复杂，高层建筑荷载大、基础施工影响范围广、施工周期长,加上自然环境因素的不可预测性，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保围护结构、高层建筑及周边建筑物、市政管网的稳定安全。2.2、验证设计，指导施工：通过监测可以了解支护结构内部及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计方案与实际情况的吻合程度，并根据变形和应力分布情况来调整设计和施工，为施工提供有价值的指导性意见。同时通过沉降观测可动态监测建筑物沉降与荷载施加的相互关系，验证建筑物沉降计算的拟合性、建筑物施工速度及建筑基础方案的安全性。2.3、保障业主利益，维护参建各方信誉：深基坑的开挖和地下工程施工将会对周边建筑物、道路和地下管线等产生一定的影响，稍微疏忽或出现问题，将带来巨大的经济损失、建筑安全事故。跟踪掌握在土方开挖和地下结构施工过程中可能出现的各种不利现象，及时调整施工参数、施工工序以及是否要采取应急措施等提供技术依据，对保障业主利益、维护参建各方信誉具有重大意义。3.方案编制依据和执行标准1、徐州金茂大厦基坑支护设计文件、金茂大厦一层结构平面图2、建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-20093、建筑地基基础设计规范GB50007-2002；4、建筑基坑支护技术规程JGJ120-99；5、工程测量规范GB50026-2007；6、精密水准测量规范GB/T15314-9406；7、建筑变形测量规程JGJ 8-2007；8、建筑物沉降监测方法DGJ32/J 18-2006；9、建筑地基基础工程施工质量验收规范（50202-2002）；4.监测方案布置原则4.1、系统性原则：所设计的各种监测项目有机结合，相辅相成，测试数据能相互进行校验；发挥系统功效，对围护结构进行全方位、立体、实时监测，并确保监测的准确性、及时性；在施工过程中进行连续监测，保证监测数据的连续性、完整性、系统性；利用系统功效尽可能减少监测点的布设，降低成本。4.2、可靠性原则：所采用的监测手段应是比较完善的或已基本成熟的方法；监测中所使用的监测仪器、元件均应事先进行率定，并在有效期内使用；监测点应采取有效的保护措施。4.3、与设计相结合原则： 对设计使用的关键参数进行监测，以便达到进一步优化设计的目的； 对评审中有争议的工艺、原理所涉及的部位进行监测，通过监测数据的反演分析和计算对其进行校核；依据设计计算确定支护结构、支撑结构、周边环境等的警界值。4.4、关键部位优先、兼顾全局的原则： 对支护结构体敏感区域增加测点数量和项目，进行重点监测； 对岩土工程勘察报告中描述的岩土层变化起伏较大的位置和施工中发现异常的部位进行重点监测； 对关键部位以外的区域在系统性的基础上均匀布设监测点。4.5、与施工相结合原则： 结合施工工况调整监测点的布设方法和位置； 结合施工工况调整测试方法或手段、监测元器件种类或型号及测点保护方式或措施；结合施工工况调整测试时间、测试频率。4.6、经济合理性原则： 在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能地采用直观、简单、有效的测试方法； 在确保质量的基础上尽可能的选择成本较低的国产监测元件；在系统、安全的前提下，合理利用监测点之间的关系，减少测点布设数量，降低监测成本。5、基坑施工监测与建筑物沉降观测5.1监测项目本工程的监测由深基坑施工监测与建筑物沉降观测两部分组成。建筑物沉降观测主要对地上建筑在建筑主体施工、安装、装修及工程竣工后一定时间内进行全方位的沉降观测，直至建筑沉降稳定。深基坑施工监测又由工程安全监测和周围环境监测两部分组成。通过及时、准确的观测，掌握基坑及周围环境在施工期间的变形，及时反馈给设计和施工，确保基坑及邻近构筑物的安全。5.2观测点布置原则严格按设计文件和相关规范、标准要求进行。根据设计文件要求结合相关规范及建筑场地的具体情况来看，本次监测观测点除考虑基坑周边均匀性布置要求外，由于基坑北侧为市区主干道，市政管线密布；东、西两侧紧靠建筑物，以上应为为重点监测目标，监测项目及监测点布设密度应加大。监测点具体布置详见附图（监测点平面布置图）。监测内容及详细工作量见下表：深基坑施工监测、建筑物沉降观测项目一览表序号监测项目监测目的所用仪器设备测点布置与数量1基坑内外巡检观察及时了解基坑各部位及周边道路和建筑变化情况目测、钢尺、放大镜、照相机2围护结构顶部水平位移监测监测基坑施工过程中围护结构顶部的水平位移变化情况，索佳SET5F2全站仪每隔10-15m左右布设一测点，共布设11个点。3围护结构顶部沉降监测监测基坑施工过程中围护结构顶部的垂直位移变化情况天宝dini03电子水准仪、铟钢水准尺每隔15-20m左右布设一测点，共布设11个点。4周边地下管线位移、沉降观测监测基坑施工过程中周边地下管网的位移沉降变化情况，天宝dini03电子水准仪、铟钢水准尺视周边道路管线窖井而定，预计布设11个点。5基坑周边道路沉降监测监测周边建筑物及周围道路的垂直沉降，防止发生危及道路使用的变形天宝dini03电子水准仪、铟钢水准尺在基坑周边道路每15-20m布设1个点，共13个点。6基坑钢支撑轴力监测监测基坑施工过程中钢支撑结构的应力应变变化情况。振弦式测力计、数据自动采集仪在钢支撑和鱼腹梁端头布设，每个截面布置传感器3个，共布设18个点。7深层土体位移监测监测在基坑施工过程中围护结构外侧土体在不同深度水平位移情况CX-3C1型伺服式测斜仪、测斜管沿坑边30-40m布设1个监测点，测试深度不小于支护桩长，共布设7个8建筑物沉降观测监测建筑物主体施工、建筑安装、装修及使用期间建筑物不同部位沉降变化情况天宝dini03电子水准仪、铟钢水准尺沿建筑角点、主要受力部位、变形缝位置布置，间距10-15m，共布设27个点9水位监测监测水位变化，防止出现区域水位下降，造成周边构筑物沉降破坏电子水位计、滤水管共布设3个观测点10锚索轴力监测监测锚索拉力变化情况锚索拉力计在受力较大且有代表性的位置设置3个锚索拉力监测点，11立柱沉降监测监测立柱的沉降变化情况天宝dini03电子水准仪、铟钢水准尺在多根支撑交汇处，大角撑的中部及鱼腹梁的中部设置3个监测点 5.3监测方法5.3.1基准点布设监测本工程共布设水平观测基准点3个，沉降观测基点3个，基点均布设在基坑开挖影响范围之外并定期监测。基准点埋设：在基点位置开挖1.0-1.5m，将测点埋石埋入，并用砼浇固，做明显标志，防止破坏。5.3.2围护结构顶部水平位移监测测点布设：监测点沿基坑支护结构边线布设，各观测点间距10-15m，共布设11个点。监测方法：水平位移监测拟采用分段视准线法和极坐标测量法综合测试。视准线法：沿基坑边选定的方向线上埋设二个永久控制点（端点），然后在基坑边沿这二端点所连成的直线（即方向线）上设立一排点（称照准点，即测点），定期监测这排点偏离固定方向的距离，并加以比较，即可求出这些测点的水平位移量。极坐标法：设立假定基准点和变形监测点，基准点埋设于固定区域，稳定不动。每次测量各观测点假定坐标值，通过比较各次监测所得的数值，即可求得测点的水平位移量。各基准点定期进行检测、校核，以提高观测精度。水平位移测量等级为一级。变形点的中误差小于等于1.0mm。5.3.3围护结构顶部沉降监测测点布置：监测点沿基坑支护结构边线布设，各观测点间距10-15m，共布置11个点。监测方法：采用一等水准测量，变形点的中误差小于等于0.15mm。5.3.4基坑周边地下管线位移、沉降观测测点布置：主要沿淮海路路、中枢北巷、中枢街布置，各观测点间距15-20m，共布置11个点。监测方法：监测方法同5.3.2-5.3.3条5.3.5基坑周边道路沉降监测测点布置：主要沿淮海路路、中枢北巷、中枢街布置，各观测点间距15-20m，共布置13个点。监测方法：同5.3.3条5.3.6周边建筑垂直沉降监测测点布置：布设沉降观测点在建筑物四角和长边中点、大的角点处设置。共布设监测点27个，监测点埋设方法如下图所示。监测方法：采用二等水准测量，变形点的中误差小于等于0.5mm。 建筑沉降观测点埋设方法5.3.7基坑钢支撑轴力监测采用振弦式反力计监测钢支撑轴力。在钢支撑就位承受荷载和预压力施加之前安装振弦式反力计，安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿(活络头)上的钢板电焊焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。待冷却后，把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆肜钢筒上的4个M10螺丝把轴刀计牢固地固定在安装架内，使支撑吊装时，不会把轴力计滑落下来。测量一下轴力计的初频，是否与出厂时的初频相符合(20Hz)，然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，使钢支撑在吊装过程中不会损伤电缆为标准。钢支撑吊装到位后，即安装架的刖一端(空缺的那一端)与围护墙体上的钢板对上，轴力计与墙体钢板间最好再增加一块钢板250mm250mm25mm，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体内，造成测值不准等情况发生。在施加钢支撑预应力前，把轴力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行轴力计的初始频率的测量，必须记录在案。施加钢支撑预应力达设计标准后即可开始正常测量了。测点布置原则：测点布置在钢支撑的端头，共布设18个点。通过测试钢支撑受荷载后应变变化量，根据下列公式计算轴力： P=KF+bT+B式中：P一支撑轴力(kN)；K一轴力计的标定系数(kNF)；F一轴力计输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量(F)；b一轴力计的温度修正系数(kN)；T一轴力计的温度实时测量值相对于基准值的变化量()；B一轴力计的计算修正值(kN)。注：频率模数F=f210-3。5.3.8深层土体位移监测测点埋设：在基坑外围布设，先用钻机成孔后将测斜管埋入，槽口方向对准基坑方向，上下用盖子封好，并在管壁与钻孔空隙处填充水泥沙浆，共计布置观测孔7个，每个观测孔孔深暂定20m。测量原理：以孔口为基准点，用测量仪器每次测量孔口坐标，从上往下每间距0.5米测一个点。规定面对基坑方向倾斜为正方向值，背离基坑方向为负方向值，仪器读数值单位为mm。测孔时，正反方向各测一次，将正向测值V正、180反方向值V负代入下式计算，即得到该点位置i的数值。 单位：（mm）每次测试值减去初次测量值就得到各测点的水平位移值,Y。5.3.9基坑内外人工巡检观察每次监测的同时，监测组指定专人对基坑支护结构、周边地面及邻近建筑物进行巡视检查，发现问题及时记录并摄像摄影保存，一并纳入监测资料。5.3.10基坑周边水位监测在基坑止水桩外部布设3个水位观测井。观测井深度根据设计要求值确定。5.3.11锚索拉力监测选用GM型岩土锚测力计及ZXY-3型钢弦频率测定仪共同组成测量系统，安装方便, 测试精度高。传感器是锚力计的中枢，选用钢弦作传感元件，钢弦的激振采用连续激振型。这样的系统稳定性好，适于原位长期观测，抗干扰能力强。当刚性环形承载板受到压力后，内腔的流体同时感生出相应的压力并均匀的施加到传感器的敏感膜板上，使之挠曲变形，一端固定于膜板的钢弦固有频率相应变化，通过钢弦频率测定仪读取该频率，再根据预先率定出的压力频率曲线计算出该频率对应的压力值。在基坑西边中部设置3个监测点。5.3.12立柱沉降监测 测点布置：在多根支撑交汇处，大角撑的中部及鱼腹梁的中部设置3个监测点。监测方法：采用一等水准测量，变形点的中误差小于等于0.15mm。6.监测周期、频率及预计工作量6.1监测周期：根据设计文件要求，基坑监测周期自基坑土方开挖至地下室主体结构完成、地下室四周外围土方回填结束，预计4个月；建筑物沉降观测：主体施工、装修施工、竣工后建筑沉降进入稳定期，预计18个月。（实际观测时间根据现场施工再做调整）6.2监测频次：根据招标文件要求结合相关规范规定初步制定如下：基坑监测：首先进行初始观测3次；自基坑开挖至底板浇筑完成后3天，一天一次；底板浇筑完毕后3天至地下室施工至0.00期间：支撑拆除开始-拆除后3天、一天一测，其它时间段2-3次/1周。监测数据出现异常时加密。建筑物沉降观测：首先进行初始观测2次；在主体施工1层后，观测频次每施工2-3层观测一次，主体竣工后每1个月观测1次，建筑物竣工后每3个月观测1测，直至建筑物沉降稳定为止。6.3预计工作量：6.3.1深基坑施工监测预计工作量一览表序号监测项目观测点数量观测次数（预估）预计观测工作量（点.次）1围护结构顶部水平位移监测11909902围护结构顶部沉降监测11909903周边地下管线位移、沉降观测11909904基坑周边道路沉降监测139011705基坑周边建筑屋沉降观测279024306基坑钢支撑轴力监测187513508深层土体位移监测（单孔20m）790126009水位监测39027010锚索轴力监测39027011立柱沉降监测3902706.3.2高层建筑沉降观测预计工作量建筑物沉降观测共计布置17观测点、3个观测基点。首先进行初始观测2次；在主体施工1层至主体竣工期间，每施工2-3层观测一次，预计10次；主体竣工后每1-2个月观测1次，预计6次；建筑物竣工后每3个月观测1测，直至建筑物沉降稳定为止，预计2次。详细工作量见下表：序号监测项目观测点数量观测次数（预估）预计观测工作量（点.次）1建筑物沉降观测2020400以上工作量是根据设计文件及相关规范制定，为预计工作量，实际工作量将根据现场条件与施工进度作调整，以满足设计及相关规范要求。7.控制指标的确定及控制值根据设计文件要求，各项指标报警值确定如下：支护结构水平位移大于3mm/日或位移累计大于30mm；深部土体位移大于3mm/日或位移累计大于30mm；临近建筑沉降大于2mm/日或位移累计大于20mm，立柱的水平和竖向变形大于2mm/日或位移累计大于20mm。支撑轴力大于或等于设计值的70%。 若测试值达到上述界限需及时通报业主、设计、监理、施工单位。8.监测资料的处理和信息反馈8.1监测数据处理方法对支护状态和周边环境监测，记录基坑各项作业、时间，记录填写变化量和累计量报表，绘制累计变化量与时间、累计变化量与位置关系图。8.2监测的成果资料及提交对各项测试数据用微机进行计算分析，及时将测试结果送交有关各方（业主、监理、设计、施工单位）分析使用。每次监测提供日报表，并按周、月提供周报和月报，工程完工后提交最终报告。中间发现异常时，随时提供监测数据。出现特殊情况时（如监测数据超过报警值等），监测报表经整理分析后立即提交。8.3监测数据反馈在取得监测数据后及时进行整理，绘制时态变化曲线图。为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测监测结果及时上报，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，对当月施工情况进行评价并提出施工建议。9. 计划投入的主要管理、技术人员 公司拟成立徐州金茂大厦基坑施工监测、沉降观测项目部，项目部人员由资深监测、测量工程师组成，详细如下：岗位姓名性别年龄职称职务学历项目主管张德成男47高级工程师注册岩土工程师副总工程师本科审核人刘成华男61高级工程师注册岩土工程师副总工程师本科复核人许兴永男41高级工程师副经理副总工程师本科专业负责人（基坑监测）左如松男39工程师主任工程师硕士李 维男26助理工程师注册岩土工程师硕士专业负责人（沉降观测）杨 帆男37工程师主任工程师本科代亚男30助理工程师本