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北京天驿宾馆改扩建项目变形监测 技术方案技术方案 建设综合勘察研究设计院有限公司 2011年6月10日 I 目目 录录 一 工程概况一 工程概况 1 二 二 场地岩土地质条件及基坑周边环境场地岩土地质条件及基坑周边环境 1 2 1 地质条件 2 2 2 水文条件 3 2 3 基坑支护方式 3 三 三 监测内容监测内容 3 四 四 监测目的和依据监测目的和依据 3 4 1 监测目的 3 4 2 监测依据及要求 4 五 五 桩顶及桩体水平位移监测桩顶及桩体水平位移监测 4 5 1 基准点 监测点的布设与保护 4 5 2 监测方法及精度要求 5 5 3 桩顶水平位移监测周期和监测频率 7 5 4 桩体水平位移监测 7 六 沉降观测六 沉降观测 9 6 1 沉降基准点 监测点的布设与保护 9 6 2 沉降观测方法及精度要求 10 6 3 沉降监测周期和监测频率 12 七 七 锚杆轴力监测锚杆轴力监测 12 八 周边建筑物裂缝监测八 周边建筑物裂缝监测 13 九 九 监测数据处理与信息反馈监测数据处理与信息反馈 14 9 1 监测数据处理 14 9 2 信息反馈 14 十 十 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 14 十一 十一 参加监测人员 仪器设备配置参加监测人员 仪器设备配置 15 II 十二 十二 作业安全措施作业安全措施 15 十三 最终成果和技术报告十三 最终成果和技术报告 16 附图 1 北京天驿宾馆改扩建项目基坑监测点布置图 2 沉降观测点制做示意图及说明 3 基准点埋设示意图 附表 1 北京天驿宾馆改扩建项目基坑监测周期与频率表 2 北京天驿宾馆改扩建项目周边建筑物监测周期与频率表 3 北京天驿宾馆改扩建项目拟建建筑物监测周期与频率表 1 北京天驿宾馆改扩建项目基坑及周边环境变形监测 技术方案 一 工程概况 受甲方委托 我院 建设综合勘察研究设计院有限公司 承担北京天驿宾馆改扩建项 目基坑及周边环境监测工作 我单位将严格按规范要求 及时按计划进行监测工作 拟建天驿宾馆改扩建项目位于北京市顺义区 拟建建筑物包括酒店 配套办公楼 公寓及 地下车库 各建筑物基本情况见下表 建筑物概况一览表 建筑物名称地上层数 地下室层数结构类型基础埋深 m 公寓楼C 9 3F 框剪剪力墙结构 19 00m 办公楼A B 9F 3F 框剪剪力墙结构 19 00m 酒店 8F 2F 框剪剪力墙结构 15 25m 地下车库 0F 3F 框剪剪力墙结构 19 00m 下沉广场 含垫层 9 25m 拟建建筑物的 0 000 30 650m 现状自然地坪标高为31 65m 主要基础埋深15 41 m 20 36m 根据现场表明 拟建建筑物四周均紧邻红线 距离为3 00 4 30m 红线外有建筑物 或道路 属周边环境较为复杂的基坑 为确保周围土体及建筑物 道路的稳定与安全 并保证 干槽作业 须进行基坑降水及有支护土方开挖 基坑大小为210m 147m 本基坑工程为一级基坑工程 二 场地岩土地质条件及基坑周边环境 地形 地貌 依据岩土工程勘察报告 拟建场地在地貌上位于温榆河洪冲积扇中部 表层人工堆积层 其下为第四纪沉积层 第四纪地层厚度约在200 400m 2 2 12 1 地质条件地质条件 地层情况 根据目前所完成的现场勘测 将勘探范围内的地层 按其沉积年代 成因类型及岩性划分 为人工堆积层与第四纪沉积层2大类 根据各土层岩性 物理力学性质指标及工程特性对各土层 进一步划分为9个层 现按自上而下顺序 对地层自上而下分述如下表 地层岩性特征一览表 层号岩性层底标 m 描述 房渣土 27 90 30 37m 杂色 稍密 稍湿 可塑 中强 含砖渣 灰渣 水泥砌块等建筑垃圾 植物根系等有机质 粘土 重 粉粘 褐黄 暗 色 中密 饱和 可塑 中强 含氧 化铁 夹粉质粘土薄层 1 砂粉 粘 粉 24 71 26 57m 褐黄色 中密 饱和 可塑 中强 含氧化铁 云母片 石英 砂质粉土 黄灰 灰色 中密 饱和 含云母片 石英 夹粘 质粉土薄层 1 粘土 21 46 23 93m 黄灰 灰色 中密 饱和 可塑 中强 含有质 重粉质粘 土 灰色 饱和 中密 可塑 中强 含有机质 夹 粘土 粉质粘土薄层 1 砂质粉土 11 46 13 82m 灰色 中密 饱和 硬塑 较硬 含云母片 石 英 有机质 夹粘质粉土薄层 细砂 中 砂 灰色 中密 饱和 较硬 主要成分为云母片 石英 1 砂质粉土 亚层在上 局部 缺失 钻探未穿透 灰色 中密 饱和 硬塑 较硬 含云母片 石 英 有机质 夹粘质粉土薄层 3 2 22 2 水文条件水文条件 本次现场勘察期间 2008年1月下旬 于场区钻孔内实测到地下水静止水位结果详见下表 钻孔内静止水位 序号地下水类型 水 位 埋 深 m 水 位 标 高 m 1 上层滞水2 10 3 1028 40 29 51 2 承压水11 00 19 2012 37 20 51 根据拟建场区附近已有资料 拟建场区历年最高水位标高接近自然地面 近3 5年最高水 位为地面下2 00m 2 32 3 基坑支护方式基坑支护方式 本工程采用土钉墙 桩锚杆复合支护体系 护坡桩长15 24 30 00m 锚杆体采用1860型钢绞 线 杆体长度为 自由段 5 00m 锚固段 张拉段 0 8 1 0m 三 监测内容 1 桩顶及桩体水平位移监测 2 桩顶 地表 周边建筑物 拟建建筑物沉降监测 3 锚杆轴力监测 4 周边建筑物裂缝监测 四 监测目的和依据 4 14 1 监测目的监测目的 根据甲方及规范要求 应对天驿宾馆改扩建项目基坑支护工程项目边坡的变形 从基坑开 挖 直至基坑肥槽回填阶段 拟建建筑物从地板施工直至沉降基本稳定的完整过程 进行监测 达到确切反映实际变形程度的基本要求 通过变形观测 取得精确可靠的变形数据 了解边坡 周边建筑 管线 拟建建筑物在不 同施工阶段的变形规律 有效监视边坡在基坑施工期间的安全 以便随时监督施工 确保安全 生产和运营 在检查 处理有关工程质量中 藉以做出正确的分析与判断 为验证有关工程边 坡支护 工程结构设计的理论及设计参数 提供可靠的基础数据 4 4 24 2 监测依据及要求监测依据及要求 4 2 14 2 1执行技术标准规范执行技术标准规范 序号标准名称标准代号标准等级 1 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 国标 2 建筑变形测量规范 JCJ8 2007 行业 3 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 国标 4 2 24 2 2 执行本方案的要求执行本方案的要求 严格按照预定技术方案执行 服从监理工程师的监督检查 坚持负责人签字制度 确保观 测质量 确保仪器 人员安全 五 桩顶及桩体水平位移监测 5 15 1 基准点 监测点的布设与保护基准点 监测点的布设与保护 5 1 15 1 1基准点的布设基准点的布设 1 监测基准点做法 变形监测基准点是变形观测起始数据的基本控制点 本项目拟建立9个基准点 基准点采用 双金属管浅埋标结构 主要由底靴 内外金属套管 标志头 阴井盖等组成 基准点应在基 坑的变形影响区以外 同时 基准点应避开交通干道 地下管线 仓库堆栈 水源地 河岸 松软填土 滑坡地段 机器震动区以及其他能使标石 标志易遭腐蚀和破坏的地点 具体位置 可根据实地条件 由甲乙双方现场协商确定 2 桩顶水平位移监测点的布设 水平位移监测点的布置位置和数量 位置和数量根据基坑形状 边坡长度 为保证反映整体水平位移情况 我们拟在基坑四周 边坡 护坡桩帽梁上布置约46个水平位移变形监测点 点位布置示意图见附图一 5 1 25 1 2 基准点 监测点的保护基准点 监测点的保护 基准点 监测点是变形监测工作必不可少的测量标志 只有长期保存 才能保证监测数据 的连续性和正确性 因此 除在选点时格外注意其地点的合理性外 尚需加以认真保护 如果 5 遇到有可能对基准点 监测点造成损坏或破坏的情况时 甲方 施工单位和任何个人都应事先 与乙方联系 以便具体研究监测基准点 监测点的保护方法 5 25 2 监测方法及精度要求监测方法及精度要求 5 2 15 2 1监测方法监测方法 1 布设平面控制网 1 平面控制网的布设原则和方法 按照建筑变形测量规范 对于基坑水平位移观测宜按两个级别布设 首先在基坑的外围布 设相应的控制点组成首级控制网 在需要观测的基坑周围布设监测基准点 在基坑边坡布设位 移监测点 由基坑变形监测点及所联测的监测基准点组成扩展网 必要时可通过首级控制网来 检测监测基准点的稳定性 本工程拟在基坑外围没有变形影响的区域共布设3个以上的沉降基准点 10个水平位移监测 基准点 10个工作基点作为首级控制点 2 监测方法 鉴于本工程基坑较深 开挖面较大 基坑长度大的特点 我们准备在基坑外边坡方向采用 视准线法监测 凹进点采用小角法测量 两种不同的监测方法进行监测 通过基坑外围布设的 高精度平面控制网确保这两种方法中工作基点的的稳定性监测 基坑倾斜的观测精度 a 小角法 在场地范围内 沿基坑每条边线的沿长线两端 埋设工作基点各1个 基坑坡肩1 0米范围 内处埋设观测点 钢板尺 位移变形观测在各工作基点及各观测点布设完成后 对工作基点 进行校核 误差不大于2mm 选用J2型 测角精度2 经纬仪进行观测 观测时使每段观测点与两端工作基点布成一条 准直线 将仪器设于一端工作基点上 后视另一工作基点 确定各观测点相对于准直线的偏角 小 角 然后计算出各点的偏移量 b 视准线法 工作基点的建立和观测点布置与小角法相同属一套 观测时采用J2型 测角精度2 经纬 仪 将仪器摆放在每条边端点的工作基点上 后视另一端的工作基点 使各观测点均在仪器的 视准线上 可直接读取各观测点的偏移量 钢板尺的刻度为毫米 6 3 采用的专用工具 我单位根据基坑变形观测的需要 为保证观测精度 特制作了如下观测工具 5 2 25 2 2监测的精度要求监测的精度要求 1 平面控制网的观测精度 根据本工程水平位移观测要求和规范要求 本场区为中 高压缩性地基土 依据规范3 0 6 条和3 0 7条计算 本工程基坑选用二级观测精度 水平角观测采用方向观测法观测 其限差见下表 仪 器 类 型 两次照准 目标读数差 半测回归零差 一测回内2C 互差 同一方向值 各测回互差 备注 DJ268138 注 引自 4 6 2 1条 2 水平位移监测精度要求 mm 水平位移监测采用穿线法 对各观测点观测采用2测回 4次读书取均值作为一次观测数据 水平位移监测精度要求根据下表报警值按规范要求确定 7 累积值D D 20 20 D60 水平位移 报警值变化速率 D mm d D 2 2 D 4 4 D 6 监测点坐标中误差 0 3 1 0 1 5 3 0 5 35 3 桩顶水平位移监测周期和监测频率桩顶水平位移监测周期和监测频率 本方案制定的监测周期 监测频率 能够反映所测对象的重要变化过程而又不遗漏其变化 时刻的要求 监测周期贯穿于基坑工程和地下工程施工的全过程 监测从基坑开挖前开始 直至地下工 程完成为止 监测频率综合考虑了基坑类别 基坑及地下工程的施工阶段以及周边环境 自然条件和类 似工程的经验而定 5 3 15 3 1平面控制网的校核周期平面控制网的校核周期和校核频率和校核频率 视准线法监测水平位移 其控制点可布设在稳定的建筑物上或埋设在地面上 对于埋设在 地面上的控制点要按规范要求定期检测 为保证控制点的稳定性 基坑开挖中每月联测一次 第一次为基础数据采集 3次取均值 共计约6次 5 3 25 3 2监测点的观测周期和观测频率监测点的观测周期和观测频率 根据施工进度 土方开挖时间预计为6个月 锚杆施工期间 每步观测一次 在护坡桩施工 期间 每天观测一次 土方挖至设计标高一周后 每周观测一次 一个月后每半月观测一次 直至肥槽回填完成 预计总观测次数为64次 详见观测周期和频率表 5 45 4 桩体水平位移监测桩体水平位移监测 通过对桩体水平位移的监测 了解支护结构及被支护土体水平方向上的变形情况 确认支 护结构设计的合理性 保证施工的安全性 8 1 采用CX E03 精度0 01mm 智能型数显测斜仪和配套的ABS测斜导管观测 如图5 1所示 图5 1 CX E03智能型数显测斜仪 2 测斜导管安装和埋设 测斜导管可相互连接拧紧丝扣 垂直安装固定在连续墙钢筋笼底部上 随钢筋笼浇注在混 凝土中 该测斜导管有四个槽口 用于固定测斜仪探头的滑轮 探头由一根电缆与显示读数仪 连接 用于观测与测斜相关的水平位移量 以这种方式测量由墙体运动所引起的任何倾斜量的 变化 在安装时 应及时检查测斜管内的一对导槽 其指向是否与欲测量的位移方向一致 斜 管内的一对导槽应平行或垂直于墙体延长轴线方向 否则应及时修正 在未确认测斜管导槽 畅通时 不得放入真实的测头 导管顶端应埋设到连续墙冠梁顶部适当高处 量测测斜管导槽 方位 管口高程 要求所有埋设的导管必须保持顺直稳固 端庄 不得扭曲 并及时做好孔口 保护装置 作好量测读数记录 导槽 侧视图 俯视图 测读仪 电缆 导槽 上滑轮 下滑轮 导槽 探头 测斜导管 电缆线 滑轮 探头 测斜导管 导槽 9 图5 2 测斜导管示意图 当冠梁顶部完成以后土方开挖之前开始观测 使用测斜仪测量侧向位移 电缆线联接测头 和测读仪 检查密封装置 仪器是否工作正常 将测头轻轻插入测斜管 导轮正确插放入一对 导槽内 测量应自孔底开始 考虑到地下结构深度19米 故将倾斜管深度设计为22米 对19 米深处以下的点考虑为不动点 可作为参考点使用 倾斜观测自19米开始 自下而上沿导槽全 长每隔50cm距离测读一次显示器自动记录 直到到达测斜管的顶部 每次测量时应将测头稳定 在某一位置上 测量完毕后 应将测头提起并旋转180 重新插入同一对导槽重复测量 两次读 数应是数值接近 符号相反 将与测斜仪配套的测斜管预先安装在围护结构的钢筋笼上 随钢筋笼浇筑在砼中 安装时 侧斜管导槽十字要平行于基坑方向 测量自孔底开始 自下而上沿导槽全长50cm距离测取读 数 根据测量结果判断围护结构的稳定性 见图5 3 图5 3 围护结构水平变形量测示意图 六 沉降观测 观测内容 1 地表沉降观测 2 桩顶沉降观测 3 周边建筑物沉降观测 4 拟建建筑 物沉降 6 16 1 沉降基准点 监测点的布设与保护沉降基准点 监测点的布设与保护 6 1 16 1 1 水准基准点埋设及保护水准基准点埋设及保护 水准基准点是变形观测起始数据的基本控制点 本工程拟建立水准基准点4个 采用双金属 管浅埋标结构 主要由底靴 内外金属套管 标志头 阴井盖等组成 或采用钉式墙水准基点 基准点应距基坑 周边建筑60米以外的变形影响变形区以外 在建筑区内 点位与临近建 筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍 且附近相同距离范围内也无其他在施或变形未稳 测读仪器 电缆 测头 导槽 导槽 导槽 总位移 侧读间距 位移 原准线 10 定建筑物 工作基点与联系点也可在稳定的永久建筑物墙体或基础上设置 沉降基准点之 间的距离不小于30米 要求埋设于车辆 行人少 通视且便于保存便于观测之处 注 监测基准点埋设的施工工艺 地面沉降观测基准点应严格按照设计图纸和下列施工工艺埋设 备料 处理拟埋点位置 开挖躲避管线 安置钻机钻孔 钻孔达到预定深度后 冲击夯实孔底 提钻处理孔口 安装标志头并填砼料至孔口 砖砌阴井并加大小井盖保 护基准点标志 施工后及时处理好周围的建筑垃圾 绘制基准点位置图等 基准点应避开地下管线 尽可能避开规划道路未施工部分的用地范围 距待测建筑群60m左 右 点间距约30m 6 1 26 1 2 沉降观测点埋设及保护沉降观测点埋设及保护 1 1 周边建筑物 周边建筑物 根据规范及设计要求 本项目拟在周边建筑物的墙柱及角点上每10 20m处埋设变形观测点 用红漆做醒目标记 并编号 变形观测点按照变形测量规范要求制作 2 2 地面 地面 利用特制洛阳铲成孔1m深度 混凝土灌注 然后加 16cm螺纹钢 与尺接触端用砂轮机打 磨成半球型 3 3 桩顶 护坡桩 桩顶 护坡桩 在护坡桩的帽梁上直接嵌入小钢钉 条件允许的情况下与水平位移同点 变形观测标志点的埋设和保护 需要施工单位的密切配合和大力支持 望双方能友好合作 施工期间总包单位应负责观测点的保护 4 4 拟建建筑物 拟建建筑物 主体楼墙柱及角点上每10 20m处埋设变形观测点 用红漆做醒目标记 并编号 变形观测 点按照变形测量规范要求制作 6 26 2 沉降观测沉降观测方法及精度要求方法及精度要求 6 2 16 2 1 沉降观测作业方法沉降观测作业方法 11 变形观测使用蔡司007精密水准仪 配合2 0米铟瓦水准尺 按光学测微法进行精密几何水 准测量 一切操作应按规范要求进行 定期按闭合路线进行基准点之间的往返引测 每次必须进行基准点某一点至建筑物上的某 一点往返引测 每次必须按照规定的几何图形路线进行变形观测点之间的观测 1 五固定 固定观测人员 固定观测仪器 固定观测标尺 固定观测路线和固定观测方法 2 每天观测之前将仪器露天放置30分钟后进行 3 烈日下工作使用测伞 温差变化大时使用仪器罩 4 观测顺序为后前前后 5 在线路上预先量距 尺仪距一般不超过20M 分别在标尺 仪器处钉大铁钉 每次按此 路线进行观测 6 单程观测 首次观测 控制网复测以及各周期观测中的工作基点稳定性检测应进行单程 双测站观测 7 凡超出规定限差要求的成果 均应进行重测 6 2 26 2 2沉降观测精度要求沉降观测精度要求 根据规范要求 拟采用一级和二级观测精度 一级使用于基准点间和引测部分的控制测量 二级使用于变形点间的测量 其限差数据见下表 变形测量 等级 观测点测站 高差中误差 基辅分划 读数之差 基辅分划 高差之差 往返较差 附合或环线 闭合差 检测已测 高差之差 一级 0 15 0 3 0 5 0 3 n 0 45 n 二级 0 5 0 5 0 7 1 0 n 1 5 n 注 n 测站数 视线 50m 前后视距差 2 0m 视距累积差 3 0m 视线高度大于0 3m 光学水准仪 12 6 36 3 沉降监测周期和监测频率沉降监测周期和监测频率 本方案制定的监测周期 监测频率 能够反映所测对象的重要变化过程而又不遗漏其变化 时刻的要求 监测周期贯穿于基坑工程和地下工程施工的全过程 监测从基坑开挖前开始 直至地下工 程完成为止 监测频率综合考虑了基坑类别 基坑及地下工程的施工阶段以及周边环境 周边建筑 地 面 自然条件和类似工程地经验而定 6 3 16 3 1沉降基准点控制网的校核周期和校核频率沉降基准点控制网的校核周期和校核频率 为保证基坑基准点的稳定性 基坑开挖中每月联测一次 第一次为基础数据采集 共计约6 次 基准点埋设好 7天后进行第一 二次观测 6 3 26 3 2沉降监测点的观测周期和观测频率沉降监测点的观测周期和观测频率 根据施工进度 土方开挖时间为三个月 土钉墙施工期间 每步观测一次 在护坡桩施工 期间 每天2次观测 土方挖至设计标高一周后 每周观测一次 一个月后每半月观测一次 直 至肥槽回填完成 预计总观测次数为64次 详见观测周期和频率表 6 3 36 3 3主体楼沉降观测周期和观测频率主体楼沉降观测周期和观测频率 根据施工进度 每二层观测一次 至封顶后两年 总观测次数为14次 详见观测周期和频 率表 七 锚杆轴力监测 按照 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 相关要求 结合现场情况及甲方要 求 我院将对本基坑重要部位的锚杆轴力进行监测 具体监测部位由甲方 监理 设计共同决 定 监测数量我方预计为20个 锚杆轴力监测按照重点部位同一列竖向锚杆全部监测的原则进 行 安 装 锚杆测力计安装时测力计和垫板的接触面平整 不允许有焊疤 焊渣和其它异物存在 达 到垫板平整光滑 与测力计的接触面紧密 保证测力计和垫板与埋设孔的轴线垂直 13 当锚杆的锚固段混凝土的承载强度达到设计要求后 依次将锚杆测力计 垫板与锚板安装 在承压垫座的孔口锚垫板上 进行预拉 此时 应将频率计和传感器连接监测拉力 张拉全过 程中均按规范或设计要求进行 在预紧过程中注意对所有组件调整对中 以满足设计要求 张 拉 预紧检验合格后 连接张拉机具 加荷张拉前 应准确测量其初始值和环境温度 连续测 三次 当三次读数的最大值与最小值之差满足设计要求后 取其平均值作为监测的基准值 然 后按设计技术要求分级加荷张拉 一般每级荷载应测读一次 最后一级荷载应进行稳定监测 连续测读三次 三次读数的最大平均值与最小平均值之差应满足设计要求 锁 定 张拉荷载稳定满足设计要求后锁定卸载 之后及时测读锁定荷载 然后进行锁定后的稳定 监测 进入正常监测 监测频率 锚杆拉力的监测 在安装测力计后的最初10d宜每天测定一次 第11 30d宜每3d测定一次 以后每月测定一次 但当遇有降雨 临近地层开挖 爆破震动以及拉力测定结果发生突变等情 况时 应加密监测频率 测力计安装30d后锚杆拉力监测时间由甲方及监理根据具体情况协定 监测预警值 当锚杆拉力达到设计值的80 确定为应力预警值 拉力达到100 确定为应力警戒值 达到 预警值后应立即报告甲方 及时采取适当措施解除预警 八 周边建筑物裂缝监测 因基坑北侧临近已建建筑物 按照 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 相关 要求 应对已建周边建筑物进行裂缝监测 裂缝数量为17条 周边建筑物裂缝观测方法 1 裂缝观测应测定建筑物上的裂缝分布位置 裂缝的走向 长度 宽度及其变化程度 观 测的裂缝数量视需要而定 主要的或变化大的裂缝应进行观测 2 对需要观测的裂缝应统一进行编号 每条裂缝至少应布设两组观测标志 一组在裂缝最 宽处 另一组在裂缝末端 每组标志由裂缝两侧各一个标志组成 14 3 裂缝观测标志 应具有可供量测的明晰端面或中心 观测期较长时 可采用镶嵌或埋入 墙面的金属标志 金属杆标志或楔形板标志 观测期较短或要求不高时可采用油漆平行线标志 或用建筑胶粘贴的金属片标志 要求较高 需要测出裂缝纵横向变化值时 可采用坐标方格网 板标志 使用专用仪器设备观测的标志 可按具体要求另行设计 4 对易于量测的裂缝 可视标志型式不同 用比例尺 小钢尺和游标卡尺等工具定期量出 标志间距离求得裂缝变位值 或用方格网板定期读取 坐标差 计算裂缝变化值 对于较大面 积且不便于人工量测的众多裂缝宜采用近景摄影测量方法 当需连续监测裂缝变化时 还可采 用测缝计或传感器自动测记方法观测 5 裂缝观测的周期应视其裂缝变化速度而定 通常可半月测一次 以后一月左右