广州计量院科学城高新技术检测基地二期监测方案

广州计量院科学城高新技术广州计量院科学城高新技术 检测基地二期基坑监测方案检测基地二期基坑监测方案 广东质安建设工程技术有限公司 2014 年 3 月 28 日 广州计量院科学城高新技术广州计量院科学城高新技术 检测基地二期基坑监测方案检测基地二期基坑监测方案 工程名称 广州计量院科学城高新技术检测基地二期 工程地点 广州市科学城内 北侧为科翔路 东侧为尖塔山路 建设单位 广州计量检测技术研究院 编 写 审 核 批 准 广东质安建设工程技术有限公司 2014 年 3 月 28 日 目目 录录 第一章第一章概述概述 2 一 工程概况 2 第二章第二章监测依据监测依据 2 第三章第三章监测项目及目的监测项目及目的 2 一 监测项目 2 二 监测目的和意义 3 第四章第四章监测方法与技术要点监测方法与技术要点 4 一 基坑顶水平位移观测 4 二 基坑顶沉降 基坑周围地面沉降 建筑物和管线沉降 立柱沉降 7 三 地下水位观测 8 四 土体深部水平位移测斜 9 五 支撑轴力观测 10 第五章第五章监测频率监测频率 12 第六章第六章监测报警值及报警制度监测报警值及报警制度 12 一 报警值 控制值如下 12 二 应急措施 13 第七章第七章监测工作程序监测工作程序 13 第八章第八章监测数据整理 提交监测数据整理 提交 15 一 监测初始值测定 15 二 数据资料整理 提交及流程 15 三 监测报表的内容及报送时限 15 四 监测数据整理流程 16 第九章第九章本项目拟投入的主要人员及设备本项目拟投入的主要人员及设备 16 一 本项目拟投入的主要技术人员 16 二 人员架构图 17 三 本项目拟投入的主要设备 17 第十章第十章技术保证措施技术保证措施 17 一 现场踏勘 17 二 测试方法 18 三 测试仪器 18 四 监测元件 18 五 监测点的保护 18 六 数据处理 18 第十一章第十一章 作业安全及其他管理制度作业安全及其他管理制度 19 2 第一章第一章 概述概述 一 工程概况一 工程概况 本工程为广州计量检测技术研究院二期建设工程 位于广州市科学城内 北侧 为科翔路 东侧为尖塔山路 本工程为框架结构 天然地基基坑 分别设1层 2层 地下室 基坑面积约为3000平方米 周长约460米 场地平整 本工程 0 000相当于 一期1号实验楼室内地面标高 0 000 绝对标高 完成后室外标高为 0 30米 基 坑开挖前先挖除场地表土至 0 95米 基坑底标高为 5 80 10 80 12 20米 具 体详基坑支护总平面图 场地地貌为低丘林地貌 场地地势平坦 现场地地表可见有大量花岗岩孤石存 在 基坑开挖主要影响土层 素填土 粉质粘土 中粗砂 砂质粘性土 花岗岩 全 强 中 微分化 根据广东省地质建设工程勘察院提供的 广州市计量测试所二期工程岩土工程 勘察报告 的表7 参照广州周边地质情况相似工程的工程参数和结合相关工程经验 本工程岩土抗剪强度指标参照固结快剪指标取用直接快剪 岩土物理力学参数取用 值如下表所示 岩土名称与层 序 层 厚 m 天然重度 r kN m3 粘聚力 C kPa 内摩擦 角 o 岩土体与锚固体极限 摩阻力标准值 qs kPa 备 注 素填土 0 7 2 318 08516 粉质粘土 1 2 11 718 0161830 砂质粘性土 1 6 4 2 18 5161830 全风化岩 2 7 15 318 5182065 强风化岩 2 6 17 319 5 中风化岩 2 119 5 微风化岩 2 0 5 119 5 3 第二章第二章 监测依据监测依据 1 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 2 建筑地基基础设计规范 GB50007 2012 3 建筑桩基技术规范 JGJ 94 2008 4 广州地区建筑基坑支护技术规定 GJB02 98 5 广东省 建筑地基处理技术规范 DBJ15 38 20 6 现行国家 广东省 广州市相关的规范 规程和标准 7 建筑变形测量规范 JGJ8 2007 8 基坑支护监测点布置图 第三章第三章 监测项目及目的监测项目及目的 一 监测项目一 监测项目 本工程施工监测根据设计图纸和规范要求 采用多种监测方法对基坑变形进行 监测 监测点的位置可根据现场实际需要作适当调整 主要监测项目详见下表 监测项目简介表监测项目简介表 表表 1 序序 号号 监测项目监测项目埋设位置埋设位置符号符号 测点测点 数量数量 测试仪器测试仪器 及元件及元件 监测精度监测精度测点布置说明测点布置说明 1 基坑侧壁顶面沉降 和位移 靠近基坑 边线 P33 个 全站仪 水准仪 1 0mm 孔间距 15 米 2基坑侧壁侧向位移排桩C8 个 测斜管 测斜仪 1 0mm按设计图纸 3 周边地面 建筑物 沉 降 需保护的 建筑物 CJ 约 12 个 水准仪1 0mm 基坑边 60 米 范围建筑 孔 间距约 15 米 4地下水位基坑周边W18 个 水准仪 水位仪 5 0mm 孔间距 25 米 5锚索轴力锚头M 现场 待定 钢筋计 荷载计 1 100F S 不少与锚锁总 数的 5 6内支撑轴力监测内支撑ZL24 组 钢筋计 荷载计 1 100F S 每道支撑布置 2 组 如因设计变更或其他原因需增加其他监测内容 另行补充编制监测方案 以上项目是实时监测基坑支护工程 及时处理监测结果 向建设单位 监理 4 设计 施工人员作信息反馈 必要时 应根据现场监测结果采取相应措施 二 监测目的二 监测目的 1 将监测数据与预测值相比较以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期 要求 以确定和优 化下一步的施工参数 做到信息化施工 将现场测量结果用于 信息化反馈优化设计 使设计达到优质安全 经济合理 施工快捷的目的 2 总结工程经验 为完善设计提供依据 积累区域性设计 施工 监测的经验 3 为了实施对建筑物施工过程的动态控制 掌握地层 地下水 围护结构与支 撑体系的状态 及施工对既有建筑物的影响 必须进行现场监控量测 通过对量测 数据的整理和分析 及时确定相应的施工措施 确保施工工期和既有建筑的安全 4 为隐蔽工程的工程质量 施工期间及运行初期的工程安全提供必要的评估资 料 5 为工程诉讼提供依据 第四章第四章 监测方法与技术要点监测方法与技术要点 一 基坑侧壁顶面位移观测一 基坑侧壁顶面位移观测 1 测点布置 沿基坑四周全长布置 根据设计图纸和规范要求 按设计图纸布置观测点 设 置基坑顶水平位移观测点 33 个 测点编号为 P1 P33 具体位置根据现场实际情况 间距作适当调整 详细位置见 监测点布置图 基坑侧壁顶面位移观测点采用 0 5m 长的外径为 16mm 的螺纹钢筋或 1m 长内 径为 15mm 的钢管 将其用锤打入土内或桩体内 需要冲击钻钻孔 再将规格为 30mm 30mm 的索佳反射片粘贴在管接头上 基点采用钢筋或专用螺丝 在其上加 工十字丝 5 观测墩 监测点 2 监测方法 2 1 基坑侧壁顶面位移观测点 在远离基坑影响范围以外的地方建立三个可靠的基准点作为控制点 监测过程 中要定期检查控制点的稳定性 为保证监测工作的简单易行且提高观测精度的要求 消除测站的对中误差 水平位移工作基点尽量采用强制对中的观测墩形式埋设 并 宜采用精密的光学对中装置 对中误差不应大于0 5mm 取其中一点为工作基点 以垂直基坑方向为基线方向 建立极坐标系 由于基 坑较长 监测时把全站仪置于工作基点上 测出其坐标 比较前后两次坐标变化量 可得出基坑坡顶水平位移 联测 控制点定期进行联测 精度应满足 建筑变形测量规范 二级导线测量 技术的要求 若不能满足前者要求 也可根据现场情况建立独立的监测控制网 平差计算 观测数据可利用 南方平差易 进行严密平差 取得控制点的坐标数 据 本项目监测根据基坑情况采用基线法 具体方法如下 1 基线法 外业采集数据采用坐标测量 收集各测点之间的坐标数据 一般坐标系为自建 监测坐标系或监测控制网 6 仪器输出坐标为水平角 角度制 垂直观测角 角度制 斜距 米 L 因为水平方向角 垂直方向角 则平距 90 cos LD cos cos cos LDX sin cos sin LDY 备注 角度为弧度制 1o 180 输出的仪器坐标可根据以下步骤进行位移的计算 即以一条虚拟断面直线作为 基准线 算出监测点到直线的距离 多次监测并计算后 即可得出监测点到直线距 离的变化值 具体如下所述 假定基坑如下图所示 假定测点A XA YA 测点B XB YB DM1 DM2 为基坑转角点 用于设定虚拟段面 计算段面划分 基坑各直线段中所设监测点应划分为同一段面 比如A B为DM1 DM2段面范 围 C D E为DM2 DM3段面范围 监测项目设定时录入 DM1 DM2断面可用以下直线方程表示 0 12 1221 12 12 DMDM DMDMDMDM DMDM DMDM XX XYXY x XX YY y 其余各边类似定向 7 点到虚拟断面的距离计算 A XA YA 为DM1 DM2断面上的点 则A至定线距离为 2 12 12 12 1221 12 12 1 DMDM DMDM DMDM DMDMDMDM A DMDM DMDM A A XX YY XX XYXY x XX YY Y D 位移量计算 点到直线距离算出后 根据本次测量的距离数据 与前次数据作比较 即能得 出变化量 3 监测仪器设备 日本索佳全站仪 型号 CX 101 标称精度 测角 1 测距精度可达到 2 2ppm 二 基坑侧壁顶面沉降 周边地面二 基坑侧壁顶面沉降 周边地面 建筑物建筑物 沉降沉降 1 测点布置 根据设计图纸和规范要求 本工程基坑侧壁顶面沉降点33个 测点编号为 P1 P33 周边地面 建筑物 沉降观测点按基坑边60米范围建筑 孔间距约15米布置 具体位置根据现场实际情况间距作适当调整 详细位置见 监测点布置图 水准基准点埋设在施工影响范围以外位置 保证在整个监测过程中的稳定 根 据现场情况可采用混凝土普通水准标石 8 具体观测规定如下 1 1 房屋 道路沉降观测点的施测精度 本工程变形测量等级采用二级精度 往返较差 附合或环线闭合差 mm 不超 过 n 为测站数 n0 1 2 2 沉降观测点的观测方法和技术要求 对二级观测点 除建筑物转角点 交接点 分界点等主要变形特征点外 可允许使用间视法进行观测 但视线长度不得大于相应等级规定的长度 施测过程中严格遵守以下操作要求 往测的奇数站 后 前 前 后 往测的偶数站 前 后 后 前 返测时观测方法与往测方法相反 每测段或全线路一定为偶数站落点 联测 水准基准点一般要与设计部门提供的高程控制点采用闭合导线进行联测 精度应满足 建筑变形测量规范 二级水准导线测量技术的要求 往返闭合差应小 于1 0mm 若不能满足前者要求 也可根据现场情况建立独立的水准基准网 n 平差计算 水准基准点高程通过严密平差得到 2 监测仪器设备 日本索佳电子水准仪 型号 SDL1X 标准偏差可达到 0 2mm km 三 三 地下水位观测地下水位观测 1 测点布置 在基坑四周每侧设置水位观测孔 本工程共设置 18 个水位观测孔 测点编号为 W1 W18 根据水位孔附近的基坑深度决定 测管埋深约 8m 2 监测方法 埋设 水位管采用不透水导管WC 53 水位管下部留出1m沉淀段 中部管壁钻 出6 8列6mm滤水孔 管壁用网纱包扎作为过滤层 在设计位置处用30型钻机钻孔 至对应深度 冲孔后放入PVC水位管 钻孔空隙处用净砂回填过滤头 再用粘土填 封 顶盖封口 以免地表水流入 测试方法 拧松水位计绕线盘后面螺丝 让绕线盘转动自由后 按下电源按钮 9 把测头放入水位管 手把钢尺电缆 让测头缓慢向下移动 当测头触点接触到水面 时 接受系统便会发出短的蜂鸣声 此时读出钢尺电缆在管口处的读数 即水位管 内水面至管口的距离 然后用NA2精密水准仪采用水准测量的方法测出水位管管口 的绝对高程 通过计算得到水位管内水面的绝对高程 测试精度为 5mm 计算步骤 SSS hHD 1 i S i S i S DDh 0 S i SS DDh 式中 水位管内水面绝对高程 m S D 水位管管口绝对高程 m S H 水位管内水面与管口的距离 m S h 第i次水位绝对高程 m i S D 第i 1次水位绝对高程 m 1 i S D 水位初始绝对高程 m 0 S D 本次水位差 m i S h 累计水位差 m S h 3 监测仪器 采用南京生产水位计斯比特 测试方法进行将水位计从上往下放 水位计探头 每次放入各点的位置及深度都一样的 测时水位仪上的水压读数仪稳定后才按确定 四 基坑侧壁侧向位移四 基坑侧壁侧向位移 1 测孔布置 在基坑侧壁埋设测斜导管 8 根 测点编号为 C1 C8 具体位置见监测平面布置 图 埋置深度根据周边支护桩的长度 约 10m 左右 测斜管高出自然地面 20cm 设置保护井 并悬挂明显警示标志 避免施工时破坏测斜管 10 n iijn j n lXXX 0 00 0 0 sin sin 2 监测方法和原理 1 埋设 1 测斜管一般用 PVC 材料制成管长分为 2m 和 4m 两种规格 管段之间由外包 接头管连接 管内对称分布有四条十字型凹槽 管径一般使用有 60mm 70mm 90mm 等 2 绑扎埋设 将组装好的测斜管绑扎固定在桩墙钢筋笼上 随钢筋笼一起下到 孔槽内 并将其浇筑在混凝土中 浇筑前应封好管底底盖并在测斜管内注满 清水 防止测斜管在浇筑混凝土时浮起 并可防止水泥浆渗入管内 3 钻孔埋设 先在已浇筑好的桩墙混凝土中钻孔 孔径略大于测斜管的外径 然后将测斜管封好底盖逐节组装逐节放入钻孔内 并同时在测斜管内注满清 水 直接放到预定的标高为止 随后在测斜管与钻孔之间空隙内回填水泥沙 浆固定测斜管 4 埋设过程注意事项 测斜管连接时必须将上下管节的导槽严格对准 避免导 槽不畅通 管底端装好底盖 每个接头和底盖处都必须密封好 埋设就位时 必须使测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致 通常为与基坑边缘相垂直 的方向 埋设好测斜管后要及时做好保护工作 孔口周围砌砖保护 顶部 装好盖子 2 测试方法 测斜管应在开挖前的3 5天内测试2 3次 待判明测斜管已处于稳定状态后 取其平均值作为初始值 开始正式测试工作 将探头导轮对准与所测位移方向一致 的槽口 缓缓放至管底 探头在管底停留几分钟 待探头与管内温度基本一致 显 示仪读数稳定后开始监测 按探头电缆上的刻度分划 均速提升 每隔500mm读数一 次 并做好记录 待探头提升至管口处 旋转180 再按上述方法测量一次 将两 次测量结果取平均值 以消除测斜仪自身的误差 将每个测段测试到的水平位移沿 深度连成线就构成了测斜管形状曲线 3 计算步骤 式中 n i n in l sin 11 上 下导轮间距 l 探头敏感轴与重力轴夹角 起始测段的水平偏差量 mm 0 测点 n 相对于起始点的水平偏差量 mm n 为测斜管管口水平位移量 mm 0 X 3 测试仪器 监测仪器采用 CX 06B 滑动式测斜仪 测试精度为 0 1mm 500mm 五 内支撑轴力观测五 内支撑轴力观测 锚索轴力 锚索轴力 1 测孔布置 根据设计图纸和规范要求 在支撑中部或端部布置 24 组内支撑轴力监测点 在 锚头布置按不少与锚锁总数的 5 监测点 具体位置见基坑监测平面图 2 监测方法和原理 1 采用振弦式钢筋应力计进行轴力监测 2 根据围护结构施工图纸中的设计 依次将 48 个钢筋应力计安装在了 24 道 混凝土支撑内 且安装在同一截面 该截面上下侧各安装 1 支 3 钢筋应力计应安装在截断支撑主筋的部位 并与两端进行搭接焊 但由于 现场的条件限制 主筋不能截断 因此考虑如果通过小段钢筋将钢筋计平行焊接在 主筋旁边 则会影响监测效果 这样则会使钢筋内力传力不明确 不能得到真实的 监测结果 因此采用将钢筋计绑扎在截面的上下侧 利用变形协调的原理 可计算 出混凝土的应变值 从而换算出整个截面乃至整道支撑的轴力值 为了有利于钢筋 计与混凝土的变形协调 在安装过程中 每个钢筋计的两端都焊接了一小段 20 22 的螺纹钢 如图 1 图 2 所示所示 自然地面 12 钢筋计端头处理图 钢筋计绑扎图 4 混凝土支撑轴力的计算公式为 c gg AE NF A E 22 0 FK ff N 混凝土支撑轴力 A 混凝土支撑截面面积 钢筋计截面面积 F 钢筋计内力 g A 钢筋计弹性模量 混凝土弹性模量 g E c E f 钢筋计本次频率 钢筋计初始频率 0 f K 钢筋计标定系数 因为整个截面既有混凝土也有钢筋 所以实用截面模量和截面面积时应分别考 虑混凝土和钢筋 但由于钢筋截面总面积相比支撑截面面积来说极小 为了简便计 算 可以忽略 故将整个截面视为混凝土 利用混凝土弹性模量计算截面应力 3 测试仪器 振弦式钢筋计 测频仪 第五章第五章 监测频率监测频率 各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值 且不应少于两次 各项监 测工作的时间间隔根据施工进程确定 在开挖卸载急剧阶段 间隔时间不应超过 2 天 其余情况下可延至 3 天 当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时 应 加密观测 当有危险事故征兆时 则需进行连续监测 每次的监测结果及施工单位 的处理意见 必须及时向业主 设计 监理单位如实报告 由于建设单位未能提供详细的 自然地面 13 周边建 构 筑物基础形式及管线等详图 因此整个基坑施工过程观测时间应加密观 测 第六章第六章 监测报警值及报警制度监测报警值及报警制度 一 报警值 控制值一 报警值 控制值如下如下 根据以上原则 并结合工程实践经验 对该工程监测项目提出了以下警戒值 基坑测斜 根据周边类似工程经验 本基坑J K段最大位移为25mm 警戒值为 20mm 每天发展不超过5mm 其他段最大位移为40mm 警戒值为30mm 每天发 展不超过5mm 二 应急措施二 应急措施 当监测项目超过当监测项目超过其警戒值时 必须停止开挖 通知各方 查明原 因 对支护方案进行修改 待加固处理后方能进行下一步开挖 一般应急措施有 1 迅速原位回填 保证位移值不再增大 2 修改方案 进行加固 3 当基坑累计水平位移超过30mm时 应及时通知设计单位 第七章第七章 监测监测工作程序工作程序 1 全过程监测工作程序图 全过程监测工作程序图 14 工程地质勘察环境调查 满足条件 召开紧急会议 商讨对 策 调整设计参数 优 化模型重新分析 NO 设计提出优化后的开挖 顺序及降水要求 Yes 监测仪器选择 标定 监测方案施工组织设计 现场监测 测点埋设 按设计指令要求施工 监测数据处理 及时提交各有关部门 继续按以上程序监测直至施工完毕 业主 监理审批 业主 监理审批 业主 监理审批 基坑监测工程设计 与设计值校核 分析 15 2 预警信息反馈程序图 预警信息反馈程序图 按处理措施方案施工 基坑开挖累计深度日报表 基坑开挖深度增量日报表 观测数据累计值日报表 观测数据增量日报表 观测数据是否接近预警值 否 是 继续开挖 监测 施工单位 监理单位 提出处理措施方案 建设 设计 监理 监测 施工 16 第八章第八章 监测数据整理 提交监测数据整理 提交 一 监测初始值测定一 监测初始值测定 为取得基准数据 各观测点在施工前 随施工进度及时设置 并及时测得初始 值 观测次数不少于 3 次 直至稳定后作为动态观测的初始测值 测量基准点在施工前埋设 经观测确定其已稳定时方才投入使用 稳定标准为 间隔一周的两次观测值不超过 2 倍观测点精度 基准点不少于 3 个 并设在施工影 响范围外 施工期间定期联测以检验其稳定性 并采用有效保护措施 保证其在整 个施工期间的正常使用 二 数据资料整理 提交及流程二 数据资料整理 提交及流程 在现场设立微机数据处理系统 进行实时处理 每次观察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 监测成果当天提交给业主 监理 总 包及其它有关方面 现场监测人员分析监测数据及累计数据的变化规律 并经监测部负责人审核无 误后提交正式报告 如果监测结果超过设计的警戒值即向建设单位 总包单位 监 理单位发出预警 提醒有关部门关注 以及时决策并采取措施 同时根据相关单位 要求提供监测阶段报告和变化曲线汇总图 监测工程结束后一周内提供监测周报 三 监测报表的内容及报送时限三 监测报表的内容及报送时限 1 周报主要是工程监测阶段性监测报告 每周定时报送到业主代表和监理工程 师 2 预警报告是在日常监测过程中出现的突变或累计变化达到警戒值时 先以电 话或口头形式告知业主代表和监理工程师 本次监测工作结束后 必须以纸质文件 形式编写在周报中 17 四 监测数据整理流程四 监测数据整理流程 1 使用论证通过的专业软件对数据进行处理 2 数据处理以后汇成报告经专项测试人员自检 现场测试负责校核 各项测试 人员互检后 方盖章报送 3 测试数据发生异常时 及时与项目审核人 审定人联系 共同协商解决 第九章第九章 本项目拟投入的主要人员及设备本项目拟投入的主要人员及设备 一 本项目拟投入的主要技术人员一 本项目拟投入的主要技术人员 本工程拟投入公司主要技术力量组成强有力的监测团队 该团队有 8 个人组成 主要由 1 名高级工程师 2 名工程师组成 5 名技术员组成 他们分担着不同的岗位 职责 具体见下表 序号序号姓名姓名性别性别职务职务职称职称备注备注 1黄俊泉男总工程师高级工程师 2汤书军男项目负责人工程师 3李才智男监测组长工程师 4刘思波男监测技术员技术员 5袁远男监测技术员技术员 6冯剑辉男监测技术员技术员 7刘学武男监测技术员技术员 8王志豪男监测技术员技术员 18 二 人员架构图二 人员架构图 三 本项目拟投入的主要设备三 本项目拟投入的主要设备 序号序号仪器或设备名称仪器或设备名称型号 规格型号 规格数量数量 标称标称 精度精度 自有或委托检测或租借自有或委托检测或租借 1索佳全站仪 CX 101 1 台1 自有 年检合格 2索佳电子水准仪 SDL1X 1 台0 1mm自有 年检合格 3水位计 4500S 350KPa 1 台1mm自有 年检合格 4读数仪 SSC 102 1 台自有 年检合格 5测斜仪 CX 06B 1 台自有 年检合格 第十章第十章 技术保证措施技术保证措施 一 现场踏勘一 现场踏勘 根据设计要求所布置的监测点 需要有现场勘查记录 拍照备查等 作为备查 总工程师总工程师 黄俊泉 监测组组长监测组组长 李才智 项目负责人项目负责人 汤书军 监测技术员监测技