上海大宁中心广场基坑监测方案.doc

上上海海大大宁宁中中心心广广场场 施工监测方案施工监测方案 上海广联建设发展有限公司 1 2 上海大宁中心广场上海大宁中心广场 施工监测方案施工监测方案 审 批 审 核 编 制 上海广联建设发展有限公司 2010 10 28 3 目目 录录 1 1 工程概述 工程概述 1 1 1 1 工程概况 1 1 2 基坑概况 1 1 3 周围环境概况 1 1 4 基坑安全等级 3 2 2 岩土条件 岩土条件 3 3 2 1 土层 3 2 2 地下水 3 3 3 本工程特点及难点 本工程特点及难点 4 4 4 4 方案编制原则及依据 方案编制原则及依据 4 4 4 1 方案编制原则 4 4 2 技术规范及依据 5 5 5 监测内容及项目 监测内容及项目 5 5 6 6 监测点布设与保护 监测点布设与保护 5 5 6 1 监测点布设 5 6 2 监测点保护 9 7 7 监测方法 监测方法 9 9 7 1 基准点埋设 9 7 2 垂直位移监测 11 7 3 水平位移监测 11 7 4 围护墙体测斜监测 12 7 5 支撑轴力监测 12 7 6 坑外地下水位监测 13 8 监测周期及频率 13 4 8 1 监测周期 13 8 2 监测频率 13 8 3 监测报警值 14 9 9 数据处理及信息反馈 数据处理及信息反馈 1414 9 1 数据处理 14 9 2 信息反馈 14 1010 仪器及人员投入 仪器及人员投入 1515 10 1 监测仪器设备 15 10 2 人员投入 15 1111 监测工作的质量管理 监测工作的质量管理 1515 1212 应急预案 应急预案 1616 1 1 1 工程概述 工程概述 1 11 1 工程概况工程概况 1 项目名称 上海大宁中心广场 2 项目位置 闸北区万荣路以东 灵石路以南 广中西路以北地块 3 业 主 上海大宁资产经营有限公司 4 项目性质 本工程设置统一 2 层 地下室 其上设 1 幢 16F 层办公楼 1 幢 10F 办公楼 多幢 2F 5F 商业建筑 构成了较大规模的商办建筑 1 21 2 基坑概况基坑概况 1 基坑规模 二层地下室 基坑面积约为 31000m2 周长约 985m 2 开挖深度 建筑结构 0 00 5 35 现场场地相对标高为 1 45m 地下 室基础承台底标高为 11 25 垫层厚 150mm 基坑开挖一般深度为 9 95m 2 支撑围护及 基坑内设置 2 道钢筋混凝土支撑 根据基坑实际形状 支 撑平面布置主要采用集中角撑 对撑的形式 围护体系采用钻孔灌注桩加深层 搅拌桩形式 1 31 3 周围环境概况周围环境概况 基坑周边环境情况如下 1 基坑东侧 基坑东侧 距离用地红线最小为 5 2m 红线外为新建的 61486 部队商品 住宅 桩基 住宅与围护边线最小距离为 17 4m 据了解 东侧南端下有 1 根 军用光缆沿项目红线走向分布 图 1 1 基坑东侧现状照片 2 2 基坑南侧 基坑南侧 距离用地红线一般为 6m 红线外为广中西路 距离围护边线 约 43m 图 1 2 基坑南侧现状照片 3 基坑西侧 基坑西侧 距离用地红线一般为 6m 红线外为万荣路 距离围护边线约 22 5m 下有市政管线 由近至远分别为电力管 污水管 煤气管 雨水管 配水管 天然气管 最小距离为 22 5m 图 1 3 基坑西侧现状照片 4 基坑北侧 基坑北侧 在基坑北侧有数幢 2F 3F 民居 天然地基 其与围护边线 最小距离为 12m 3 图 1 4 基坑北侧现状照片 1 41 4 基坑安全等级基坑安全等级 本工程基坑根据开挖深度 9 95m 及周边环境情况 按照相关规定 本基坑安全本基坑安全 等级为二级 环境保护等级为二级等级为二级 环境保护等级为二级 2 2 岩土条件岩土条件 2 12 1 土层土层 本基坑开挖所涉及的土层 2 5 H内 及其参数详见下表 表 1 表 1 土层参数表土层参数表 层号土名厚度 m KN m3 c KPa 渗透系数 K cm s 杂填土2 6 1 粉质粘土1 418 71621 52 0E 06 3 砂质粉土2 818 7533 02 0E 04 淤泥质粉质粘土2 217 31317 51 0E 05 淤泥质粘土7 516 81313 06 0E 07 1 1 粘土4 317 71614 54 0E 06 1 2 粉质粘土8218 41722 55 0E 06 粉质粘土5 219 54219 03 0E 07 砂质粉土2 018 4631 0 2 22 2 地下水地下水 场地地下水类型为潜水及承压水 潜水水位埋深为 0 50m 1 90m 之间 存赋予 层及其以上土层中 承压水承压水水位埋深 5 5m 5 8m 存赋予砂质粉土 层中 根据勘察报告 承压水对本基坑施工不会产生突涌影响 4 3 3 本工程特点及难点 本工程特点及难点 1 本基坑工程开挖面积约为 31000m2 开挖深度约 9 95m 呈长条形 形状 很不规则 故对基坑设计施工要求很高 又因基坑周边环境较复杂 深基坑工程实 施过程中受到土体卸载变形 大气降水以及施工动载等许多不确定因素的影响 因 此在高地下水位的软土地基中开挖如此超深超大的基坑工程存在着一定的风险性 2 基坑北侧分布有 2F 3F 民宅 经了解 该民宅基础形式为天然地基 距 离围护边线较近 12m 对变形控制要求较严格 需要重点保护需要重点保护 3 场地内埋深 4m 7m 深度范围分布有渗透性较大的 3层砂质粉土 基坑 开挖时 该土层在水头差作用下易产生流砂现象进而造成基坑失稳 故地下水动态 变化监测是本次监测的重点 4 基坑底部位于第 层灰色淤泥质粘土 该层工程力学性质较差 其流变性 是土体变形主要诱因 4 4 方案编制原则及依据 方案编制原则及依据 4 14 1 方案编制原则方案编制原则 开展和加强监测工作 可以根据实时的变形数据 分析判断预测基坑开挖过程 中周边环境及围护体系的变形情况 采取有效措施 达到控制基坑变形 保护周边 环境及基坑围护体系的目的 从时空效应的理论出发 结合本工程的具体情况以及 设计单位的要求 本监测方案的编制按以下原则进行 1 基坑施工的平面影响范围以 2 倍基坑开挖深度 H 确定 即在距基坑约 20m 局部 30m 范围内的地下管线及建 构筑物作为本工程监测保护的对象 2 在施工影响范围内的地下管线 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 特别是上水和燃气管 进行重点监测保护 3 监测内容和监测点的布设 满足本工程设计和有关规范规程的要求 同时能 客观全面反映本工程施工过程中周围环境和基坑围护体系的变形 4 采用的监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内 采用方法准确 监测 频率适当 符合设计和规范规程的要求 能及时准确提供数据 满足施工的要求 5 监测信息及时反馈工程各方 同时在日常的施工过程中加强对各项监测数据 5 综合分析 找出产生原因并建议相应的对策 及时预测下道工序的影响 优化施工 切实达到信息化施工的目的 4 24 2 技术规范技术规范及依据及依据 1 本工程相关设计图纸 设计说明等资料 2 建筑基坑工程监测技术规范 GB 50497 2009 3 工程测量规范 GB 50026 2007 4 国家一 二等水准测量规范 GB T 12897 2006 5 建筑变形测量规范 JGJ 8 2007 6 基坑工程施工监测规程 DG TJ08 2001 2006 5 5 监测内容及项目 监测内容及项目 根据本工程的实际情况 本工程监测内容为周边环境监测及基坑本体监测 各 监测点的布设与施工顺序和保护对象必须相对应 对不同施工阶段和作业位置 监 测保护的重点也会有所侧重 本次拟定监测项目具体如下 周边环境监测周边环境监测 1 周边地下管线垂直位移 2 周边建筑物垂直位移 3 周边地表垂直位移 基坑围护体系监测基坑围护体系监测 1 围护墙顶垂直 水平位移监测 2 围护墙体测斜 3 支撑轴力 4 坑外水位 5 立柱垂直位移 6 6 监测点布设与保护 监测点布设与保护 6 16 1 监测点布设监测点布设 1 周边地下管线垂直位移 布点原则 取距基坑开挖最近的管线 取埋设管径最大的管线 监测点尽可 6 能采用直接点 如设在管线阀门 窨井上等 测点布设 监测点的布置应相互兼顾 按 15 25m 间距布置 各监测点布 置尽可能组成监测剖面 断面 形式 便与综合分析及控制 在基坑东部军用光缆 处 布设地面深层沉降监测点监控土体变形对光缆的影响 目前布点 27 个 最终布 设点位及点数按现场实际情况适当调整 布设方法 尽可能利用管线出露地表的部分作为直接点 现场水泥或沥青地 面 直接在地下管线正上方对应位置冲击钻孔并直接在地下管线正上方对应位置 埋设锯 字钢筋直至管线位置 并加护筒用水泥固定 测量钢筋的位移作为 地下管线的位移 2 周边建筑物垂直位移 测点布设 取建筑物角点 中点等通视条件好的地方 共布设 63 点 布设方法 直接用射钉枪将 8cm 射钉射入建筑物特征点处 或利用建 构 筑物原有监测点 3 周边地表垂直位移 为了监控基坑施工对周围环境的影响范围 拟在围护体周边地面布置周边地表沉降监测断面 条 每条断面从基坑围护外侧算起按 5m 5m 5m 5m 5m 的间距设置 1 5 个沉降监 测点 如点位遇到障碍物时可将点位作平行移动 地面沉降监测点布设时 沉降标杆采用 25mm 螺纹钢标杆 穿透路面结构硬壳层 螺纹 钢标杆深入原状土 60cm 以上 沉降标杆外侧采用 内径大于 13cm 的金属套管保护 保护套管内的螺纹钢标杆间隙用黄砂回填 金属套 管顶部设置管盖 管盖安 图 6 1 装须稳固 与原地面齐平 为确保测量精度 螺纹钢标杆顶部应在管盖下 20cm 深 层监测点埋设结构如图 6 1 所示 本工程共布设地表沉降测点 88 只 形成沉降监测断面 30 条 7 4 围护墙顶垂直 水平位移 测点布设 布点数量根据围檩长度以 20m 间距布置监测点 本方案布点 41 个 布设方法 圈梁浇注混凝土时直接将锯有 十 字的测量道钉埋入圈梁 设定位置中 5 围护墙体测斜 测斜孔布设 布点数量为 32 个 大部分与围护墙顶位移点对应设置 布设方法 将测斜管逐节放在钻孔灌注桩的钢筋笼内侧 管间用管套衔接 自攻螺丝固定并密封 测斜管的顶底两端头用布料堵塞 盖好管盖 检查测斜管内 壁的一组导槽 使其与围护墙体水平延伸方向保持垂直 测斜管内注入清水 防止 其上浮 将测斜管扎牢在钢筋笼内 测斜管口高度与自然地坪高度相当 布点如下 图 图 6 2 图 6 3 图 6 2 测斜管埋设 图 6 3 测斜管导向槽 6 坑外地下水位 测点布设 布点数量按设计监测点布置要求来 布设方法 用钻机钻孔至 8 米深度后清孔 孔底部以上 2m 处安放 70mm 的 PVC 透水管 在其外侧用铜网包好 然后逐节将水位管插入孔内至 8 米深度 在透 水管的深度范围内回填黄砂 以保持良好透水性 然后用回填膨润土将孔隙填实 成孔后加清水 检验成孔质量 孔口用盖子盖好 防止地表水进入孔内 共布设 24 只水位观测孔 布点如下图 图 6 4 图 6 5 0 90 180 270 8 图 6 4 图 6 5 7 立柱垂直位移 测点布设 布点数量为 43 个点 布设方法 直接立柱桩的顶部设点 8 支撑轴力 测点布设 布点数量为 15 个断面 每个断面 2 组观测点 每个测点设 4 只 钢筋应力计 共计 120 只应力计 布设方法 在支撑浇捣前 钢筋应力计与支撑四个角主筋焊接 并拉出导线 到支撑外 浇捣混凝土时 注意保护导线 布点如下图 图 6 6 图 6 6 钢筋应力计安装示意图 综合上述 本次监测共设监测点统计如下表 2 各测点分布详见 测点布置图 井井井 井井井 井井井 井井井 井井 井井井 支撑钢筋笼 支撑钢筋笼上应力计 主筋 9 表 2 监测点统计表 监测内容监测内容监测点数量 标注监测点数量 标注 周边地下管线垂直位移27 点 建筑物沉降监测63 点 周边地表沉降91 只 围护墙顶垂直 水平位移32 个 围护体测斜30 孔 坑外地下水位23 个 立柱隆沉44 个 支撑轴力13 个断面 应力计 104 只 6 26 2 监测点保护监测点保护 1 对测量工作中使用的基准点 工作点 监测孔用醒目标志进行标识的同时 对现场作业的工人进行宣传 尽量避免人为破损 对变化异常的测点进行复测 2 在基坑施工过程中 对监测点进行巡视 并协调要求施工单位采取措施进 行保护 7 7 监测方法 监测方法 7 17 1 基准点埋设基准点埋设 本工程拟于采用相对高程系 或等级高程点绝对高程 拟在基坑周边 3H 基 坑开挖深度 范围之外设至少 3 点相对稳定的基准点 建立水准测量监测网 通过 二等水准测量方法 采用附合水准路线将上海市的二等城市水准控制点高程引测至 3 个基准点上 同时将定期 暂定 1 个月 对 3 个基准点及各沉降进行测量 以检 查其高程变化 为保证所有监测工作的统一 提高监测数据的精度 使监测工作有 效的指导整个工程施工 监测工作采用整体布设 分级布网的原则 即首先布设统 一的监测控制网 再在此基础上布设监测点 孔 基准网观测按照国家 等水准测量规范要求执行 精密水准测量的主要指术参 照下表 表 3 10 表 3 精密水准测量的主要指术要求 每千米高差 中误差 mm 水准仪 等级 水准尺观测次数 往返较差 附合或 环线闭合差 mm 1 2DS1 铟瓦尺往返测各一次 4 L 注 L 为往返测段 环线的路线长度 以 km 计 测量观测使用 WILD NA2 自动安平水准仪 标称精度 0 3mm Km 往返实施作 业 经精度估算 本方案高程控制网精度如下 每千米高差中误差 0 30mm 最大点位中误差 0 47mm 最大点间中误差 0 42mm 观测措施 本高程监测基准网使用 WILD NA2 自动安平水准仪及配套因瓦尺 外 业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行 为确保观测精度 观 测措施制定如下 作业前编制作业计划表 以确保外业观测有序开展 观测前对电子水准仪及配套因瓦尺进行全面检验 观测方法 往测奇数站 后 前 前 后 偶数站 前 后 后 前 返测 奇数站 前 后 后 前 偶数站 后 前 前 后 往测转为返测时 两根 标尺互换 测站视线长 视距差 视线高及测站观测限差要求见下表 4 表 5 表 4 测站视线长 视距差 视线高 视线长度视线高度 标尺 类型 仪器 等级 视距 前后视 距差 前后视距 累计差 视线长度 20m 以上 视线长度 20m 以下 因瓦DS1 50m 1 0m 3 0m 0 5m0 3m 表 5 测站观测限差 基辅分划读 数差 基辅分划所测高差 之差 上下丝读数平均值与中 丝读数之差 检测间歇点高差 之差 11 0 5mm0 7mm3 0mm1 0mm 两次观测高差超限时重测 当重测成果与原测成果比较其较差均没超限时 取 三次成果的平均值 沉降基准网外业测设完成后 对外业记录进行检查 严格控制各水准环闭合差 各项参数合格后方可进行内业平差计算 内业计算采用EPSW平差软件按间接平差法 进行严密平差计算 高程成果取位至0 1mm 7 27 2 垂直位移监测垂直位移监测 沉降测量采用常规水准测量方法进行 按二等水准要求进行测量 历次沉降变 形监测是通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线路 由线路的工作点来测量 各监测点的高程 各监测点高程初始值在施工前测定 至少测量2次取平均值 某 监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量 本次高程减初始高程的差值为累 计沉降量 7 37 3 水平位移监测水平位移监测 1 采用轴线投影法 在某条测线的两端一定远处各选定一个稳固基准点 A B 经纬仪架设于 A 点 定向 B 点 则 A B 连线为一条基准线 观测时 在该 条测线上的各监测点设置觇板 由经纬仪在觇板上读取各监测点至 AB 基准线的垂距 E 某监测点本次 E 值与初始 E 值的差值即为该点累计水平位移 各变形监测点初始 E 值均为取两次平均的值 2 采用小角度法 监测数据计算使用公式 Si Ai Li Ai Bi j 1 Bi j Si Si 其中 Si 各监测点相对上次观测的本次位移量 Si 各监测点相对初始值的累计位移量 Ai 各监测点在固定测站上前后两次角度观测变化量 Bi j 在固定测站观测第 i 个监测点第 j 次观测方位角 Li 测站至监测点的距离 12 计算常数 7 47 4 围护墙体测斜监测围护墙体测斜监测 在基坑围护结构中安装带导槽 PVC 管 测斜管管径为 70mm 内壁有二组互成 90 的纵向导槽 导槽控制了测试方位 埋设时 应保证让一组导槽垂直于围护体 另一组平行于基坑墙体 测试时 测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底 在恒温一段时 间后 自下而上逐段测出 X 方向上的位移 同时用光学仪器测量管顶位移作为控制 值 在基坑开挖前 分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值 取其平均值作为 原始偏移值 值表示向基坑内位移 值表示向基坑外位移 7 57 5 支撑轴力监测支撑轴力监测 为掌握混凝土支撑的设计轴力与实际受力情况的差异 防止围护体的失稳破坏 须对支撑结构中受力较大的断面 应力变幅较大的断面进行监测 支撑钢筋制作过 程中 在被测断面的左右两侧埋设钢筋应力计 支撑受到外力作用后产生微应变 其应变量通过振弦式频率计来测定 测试时 按预先标定的率定曲线 根据应力计 频率推算出混凝土支撑钢筋所受的力 计算公式 2 0 2 ffKF ig 然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定 可得计算公式 F A A EA EA Fg g s gg cc 式中 为混凝土支撑受力 kN 计算结果精确至 1 kN F 为钢筋计受力 kN 计算结果精确至 1 kN g F As 为钢筋截面积 m2 Ag 为钢筋计截面积 m2 Ac 为支撑混凝土截面积 m2 fi 为钢筋计的本次频率 Hz f0 为钢筋计的初始频率 Hz K 为钢筋计的标定系数 kN Hz2 采用 ZXY 型振弦式频率读数仪作为二次读数仪 将由公式 解得的 F 作为 13 混凝土支撑轴力 7 67 6 坑外地下水位监测坑外地下水位监测 实测管口高程后直接利用水位仪测试水位管内的水位变化值而取得 管口至管 内水面之深度即为本次地下水位观测值 纳入吴淞高程系统的水位绝对高程为 h h管一 h实 注 h 水位高程 h管 管口高程 h实 地下水位高程 管口与管内水面之深度 本次水位测试值与上次水位测试值之差为本次水位变化量 与初始值之差为水 位累计变化量 8 8 监测周期及频率 监测周期及频率 8 18 1 监测周期监测周期 本项目监测周期自桩基施工开始至基坑顶板浇筑完成 2 周后结束监测工作 8 28 2 监测频率监测频率 工程桩施工前 完成对周边地下管线 建筑物监测点埋设 并测定初始值 地下围护结构施工同时 跟踪埋设对应测斜孔 降水开挖前完成围护桩顶垂直 水平位移监测点 土体回弹孔 坑外地下水位监测孔和承压水孔的埋设 随着挖土 支撑不断推进及时完成支撑轴力监测点的焊接安装 并及时测定各项初始值 各监测项目的监测频率应根据施工工况 按以下要求执行 当监测值的日变化 量较大 监测值达到或接近报警值或遇到不良天气状况时 应适当加密 1 土方开挖前 日变化量不明显时1 2次 周 日变化量明显时1次 天 2 从基坑开始开挖到结构底板浇筑完成后3天 1次 天 3 各道支撑开始拆除到拆除完成后3天 1次 天 4 结构底板浇筑完成后 3 天到地下结构施工完成 3 次 周 上述监测频率为正常状况下的监测频率 当现场监测发现变形过大达到警戒值或出现险情时 应盖报警章并及时调整加 密监测频率 以满足施工要求 保证工程安全顺利进行 在变形相对稳定期间征得相关单位的书面同意的情况下可降低监测频率 14 8 38 3 监测报警值监测报警值 根据设计方案及有关规范 报警值如下表 6 表 6 基坑监测报警参考值一览表 序号项目变化速率累计值 1围护墙顶竖向和水平位移3mm 天35mm 2围护墙侧向变形 测斜 3mm 天40mm 3支撑轴力设计控制值的70 4立柱竖向位移2mm 天20mm 5坑外地下水位变化300mm 天1000mm 6地表竖向位移3mm 天30mm 7地下管线水平及竖向位移2mm d10mm 8邻近建 构 筑物水平及竖向位移2mm d10mm 9 9 数据处理及信息反馈 数据处理及信息反馈 9 19 1 数据处理数据处理 1 在现场设立微机数据处理系统 每次观察数据经检查无误后送入微机 使用论 证通过的专业软件对数据进行处理 自动生成报表 2 数据处理以后汇成报表必须经过专项监测人员自检 现场监测负责校核 各项 监测人员互检后 方可敲章送出 9 29 2 信息反馈信息反馈 1 建立值班日志 每天详细记录工程进度及监测情况 2 建立日报表制度 每天及时提交日报表 其内容主要有 a 当天的监测结果在量测完毕及时反馈数据变形情况 中午前正式向业主 监 理 总包及其它有关单位提交监测成果 b 附基坑施工工况简图及典型监测点 孔 曲线图 c 通过监测数据对基坑周围环境变形作简单分析 3 监测数据如果发生异常或监测结果超过设计的警戒值后 应及时向业主 监理 总包及其它有关单位发出警报 提请有关部门关注 以便及时决策并采取措施 15 4 工程结束后提交监测成果报告 并附电子文件 1010 仪器及人员投入 仪器及人员投入 10 10 1 1 监测仪器设备监测仪器设备 主要采用仪器设备见下表 7 表 7 监测仪器设备 序号设备仪器名称规格型号分辨率 精度使用项目 1 水准仪 测微 器 WILD NA2G PM30 3mm 垂直位移 2 全站仪 TOPCON GPT 102N 2 2mm 2ppm平面位移 3 测斜仪国产系列 0 02mm 500mm 测斜 4 频率接收仪国产 CX