润扬长江大桥基坑监测报告

1、润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程围护结构监测总结报告上海岩土工程勘察设计研究院2002年 12月润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程围护结构监测总结报告工程编号： 2001J031 工程地点：江苏省镇江市世业洲岛总工程师: 顾 国 荣审 定: 侯 瑜 玉审 核: 黄 永 进工程负责: 杨 玉 泉 朱 建上海岩土工程勘察设计研究院2002年12月目 录第一部分 工程概况一、 工程概述二、 项目参建单位三、 岩土工程地质条件四、 监测的目的与意义五、 监测方案制订及审查过程六、 监测方案的设计和变更依据第二部分 监测内容及历程一、 支护结构概况二、 基坑土方开挖及支撑浇注三、 基坑降水

2、四、 监测内容五、 主要施工节点及监测进程第三部分 监测方法原理一、 监测点垂直沉降测量二、 监测点平面位移测量 三、 围护墙侧向变位监测四、 墙体钢筋应力、立柱底部应力监测五、 支撑轴力监测六、 围檩应力监测七、 坑外孔隙水压力监测八、 地下水位监测九、 坑外土压力监测十、 温度监测第四部分 监测点布置及实施一、 监测点的布置1、 围檩顶面垂直及水平位移2、 围护墙体侧向变位监测3、 连续墙钢筋应力监测4、 支撑轴力监测5、 围檩内力监测6、 立柱内力监测7、 坑外孔隙水压力监测8、 坑外土压力监测9、 坑内、外地下水位监测10、 立柱沉降监测11、 地基土垂直、水平位移监测12、 温度监测

3、二、 监测方案实施细节和时间节点1、 地下连续墙内各监测元件的埋设2、 基坑外侧周边环境监测点的埋设3、 立柱桩内监测元件的埋设4、 支撑及围檩内监测元件的埋设三、 监测点实际布设数量及成活情况1、 监测点数量2、 监测元件成活情况第五部分 监测频率及报告的提交1、 监测频率2、 监测报告的提供第六部分 测试主要仪器设备第七部分 监测人员的配备第八部分 监测成果分析一、 地下连续墙监测1、 地下连续墙侧向变形监测2、 地下连续墙受力状况二、 基坑构件温度变化情况三、 支撑系统监测1、 围檩变形监测2、 围檩受力状况3、 支撑受力状况4、 立柱垂直沉降监测5、 立柱受力状况四、 土压力监测五、

4、水工监测1、 坑外水位变化情况2、 坑外孔隙水压力变化情况六、 基坑周边环境监测1、 测量精度分析2、 坑外土体沉降变化情况3、 长江内大堤沉降情况七、 围护结构及周边环境的巡检第九部分 结论和建议第十部分 监测设计、施工图纸目录第十一部分 监测数据图表目录第一部分 工程概况一、 工程概述润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”公路主骨干架和五处跨江公路通道规划中的项目，北联同江至三亚国道主干线，南接上海至成都国道主干线，是江苏省高速公路网建设的重要组成部分。其南汊悬索桥主跨1490米，为目前中国第一、世界第三长的公路大桥。设计等级是双向6车道，设计车速是100公里每小时，设计荷载等级是汽车超

5、20级、挂车120，设计通航净高50米，其中南北主塔高219米，北锚碇深50米，南锚碇深30米，其模型图见图一。北锚碇基础工程是全桥难度最高的施工项目，是全桥工程的关键。它位于长江之中，基坑平面为长69米、宽50米的矩形结构，开挖深度50米。规模庞大，属国内第一、世界罕见。围护结构采用厚1.2米的嵌岩地下连续墙，内设十一道钢筋混凝土支撑，并布设直径为0.6米和1.5米两种桩长的46.5米62.4米的混凝土钢管桩各16根作为立柱桩。图一 润扬长江公路大桥模型二、 项目参建单位 本工程采用BOT方式管理，总体承包单位为中港集团第二航务工程局，我院作为总体承包单位下的一成员负责本工程监测部分工作，于

6、2001年5月开始进驻现场实施监测工作。以下为参加建设的各成员单位： 总体设计单位： 江苏省交通规划设计院 监 理 单 位： 大桥工程建设监理公司 总体承包单位： 中港集团第二航务工程局成 员 单 位 如 下 ：围护结构设计单位 ： 上海同济大学建筑设计研究院围护封水设计单位 ： 长江勘测规划设计研究院地连墙施工分包单位： 中国水利水电基础工程局围护结构监测单位 ： 上海岩土工程勘察设计研究院地质勘察单位 ： 江苏省交通规划设计院 铁道部大桥工程局勘测设计院 科研单位 ： 同济大学土木工程学院 清华大学土木工程学院三、 岩土工程地质条件本工程位于长江主干道内的世业洲岛内。场区内地质条件复杂，上

7、部为第四系覆盖层，总厚达45.7m48.8m。其下伏基岩属燕山晚期侵入岩，岩性主要为花岗闪长岩和后期侵入的岩脉。由于岩脉的穿插，使基岩裂隙发育，且有蚀变、破碎和断裂。土性自上而下分别为：表1 工程地质情况土层号土层名称层底埋深(m)颜色状态1亚粘土1.103.70灰黄褐黄色软塑2-1淤泥质亚粘土6.0011.80灰色流塑2-2亚粘土夹粉细砂14.0018.80灰色软塑流塑3-1粉细砂34.5036.0灰色、青灰色稍密中密4a含砾中粗砂36.1040.10灰色、青灰色中密4粉细砂40.2547.20灰色、青灰色中密密实4b含砾中细砂中粗砂45.5048.8灰色、青灰色中密密实9-1强风化花岗闪长

8、岩46.3051.70灰绿色间肉红色9-2弱风化花岗闪长岩48.8056.80肉红色间灰绿色9-3微风化花岗闪长岩50.5059.7肉红色、灰绿色表2 地质及结构材料力学参数参数材料容重gskN/m3粘聚力C(kpa)内摩擦角f(o)渗透系数Ki/10-5(cm/S)第一层土18.47151.8第二层土18.110180.18第三层土20.05252300第四层土19.82305600基 岩2420004515水文地质特征为1617米以浅的软粘土，其透水性较差，为下伏微承压含水层的顶板；以下至风化基岩顶板厚度约32米的砂岩构成第四系微承压水的主要含水层。由于场区距长江干流不及200米，水力联系

9、密切，相互渗透，补给水源丰富，致场区地下水呈饱和状态，基坑封水风险较大。四、 监测的目的与意义在岩土工程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，造成目前人们在岩土工程的认识上还有一定的局限性，针对具体的工程，就很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的情况和问题，所以，在现有理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。 由于润扬长江公路大桥北锚碇所处位置岩土条件复杂，开挖深，支撑道数多、施工难度大，且没有前期经验可供参考，故必须在施工组织设计中制定、在实际施工中实施严密的监测控制系统，以确保基础工程在施工、运行中的安全，为优化设计、科学决策提供准确和可靠的依据。工程监

10、测的目的主要有：1、 监测数据进行归纳整理，以期能及时发现施工过程中的不稳定因素，及时采取补救措施，确保基坑稳定安全，减少和避免损失；2、 将现场监测结果用于优化设计，使设计达到优质安全，经济合理、施工快捷的目的；3、 将现场监测的结果与理论预测值相比较，用反分析法推导出更为接近实际的理论公式，用以指导其它工程。五、 监测方案制订及审查过程受中港集团第二航务工程局委托以及指挥部的慎重研究，我院对监测方案几度修改、优化及细化，先后共编制了四套版本的监测方案，于2001年8月份经指挥部专家审查会确定按第四版监测方案实施。以下为方案审查过程：2001年2月 初步监测方案确定(第一版)，根据工程勘察报

11、告，初步设计方案，周边环境的情况编制；2001年3月 初审监测方案(第二版) ，根据初审设计、施工方案及施工 工艺编制；2001年7月 复审监测方案(第三版)，根据初审专家组意见和定稿的设计方案以及施工方案的实施情况在初审方案的基础上进行修订；2001年8月 定稿监测方案(第四版)，根据复审专家组意见以及为北锚碇关键技术课题研究提供无缝隙式服务的要求进行修订；2002年3月 补充监测方案，根据同济大学科研组，清华大学科研组， 中港二航局润扬大桥项目部关于更改支撑轴力监测方案的建 议在第四版监测方案基础上进行了补充。六、 监测方案的设计和变更依据1、 上海市标准基坑工程设计规范(DBJ08-61

12、-97)2、 上海市标准地基基础设计规范(DGJ08-11-1999)3、 上海市标准岩土工程勘察设计规范(DGJ08-37-94)4、 城市测量规范(CJJ8-99)5、 精密水准测量规范(GB/T15314-940)6、 工程测量规范(GB 50026-93)7、 孔隙水压力测试规程(CECS 55：93)8、 润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程施工图设计文件(2001.4) 润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程设计计算书(2001.3) 上海同济规划建筑设计研究总院9、 润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇地质钻探工程地质报告(2001.3) 铁道部大桥工程局勘测设计院10、 润扬长江公路大桥

13、悬索桥北锚碇基础工程施工组织设计审查会专家评审审查 意见(2001.4.18)11、 润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程监测设计审查会专家评审审查意见(2001.7.3)12、 结构监测项目与内容(简要)(2001.7) 润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程关键施工技术科研组 13、 关于北锚碇基础施工安全监测方案的意见(2001.7.19) 润扬长江公路大桥总监办公室14、 北锚碇深基坑监测方案修改意见(2002.02.08) 清华大学科研组15、 斜撑上增设钢筋应力计(2002.02.21)中港二航局润扬项目部 16、 关于支撑轴力监测点增加方案的批复意见(2002.03.17)润扬长江

14、大桥总监办公室第二部分 监测内容及历程一、 支护结构概况北锚碇基础工程是全桥难度最高的施工项目，是全桥工程的关键。它位于长江之中，基坑平面为长69米、宽51米的矩形结构，开挖深度50米。规模庞大，属国内第一、世界罕见。围护结构采用深度为53米，厚度为1.2米的嵌岩地下连续墙，地下连续墙兼有挡土与止水两种作用，在地下连续墙外侧槽段之间接缝部位通过高压摆喷加固止水。锚碇底板以下岩层采用劈裂注浆封底抗渗。地下连续墙嵌岩深度一般为3米。坑内设十二道钢筋混凝土支撑，坑内设16根直径为0.6米钢管混凝土桩和16根直径为1.2米钢管混凝土桩作为支撑立柱。支撑平面结构及剖面见图二、三。图二 支撑结构平面图图三

15、 支撑结构剖面图二、 基坑土方开挖及支撑浇筑基坑开挖和支撑混凝土浇筑按照分区、分层、快速的原则进行。具体如下：合理分区，使开挖与支撑形成呈流水作业。遵循对称施工原则，减少墙体结构的不均匀变形；开挖遵循先中间后四边的原则，形成“锅底式”作业；遵循快速成撑的原则，缩短墙体暴露的时间，减少墙体变形量。土方开挖及支撑施工按图中I区-II区-VII区的顺序进行，具体见下图四：图四 基坑内每层土方开挖的工艺流程图基坑开挖自2001年11月14日开始，在开挖初期，由于机械设备及人员配合均未达理想状态，每层开挖及支撑浇筑时间约需23天。经过不断磨合及施工工序不断优化，每层施工所需时间缩短至10天左右。支撑浇筑

16、均能做到在基坑面暴露后48小时内完成。到2002年4月20日完成混凝土封底，5月4日完成底板浇筑，目前北锚碇锚体结构已完成。三、 基坑降水北锚锚区地质及水文条件和基础结构复杂，施工技术难度高，加上超深基坑本身技术含量高、风险大。施工过程中一旦地质条件与预计情况有所变化，设计或施工考虑技术措施不周全，未留有足够的安全储备，在强大坑外水土压力作用下，基坑出现任何集中渗漏、突涌或结构破坏，将造成灾难性后果。故施工单位准备了坑内外二套降水系统。1、 坑内降水基坑内布置了6口325降水管井，管井深入基岩3米，用于坑内降水。2、 坑外降水在地下连续墙与高喷帷幕之间23米宽的环形地带分两批共布置了30口降水

17、井，其中第一批在基坑四周距地下连续墙外边缘3.5米，布置了20口降水井，管井间距1214米。第二批在高喷帷幕内侧距高喷帷幕边缘3.5米，布置了10口降水井。所布降水井作为抵抗风险预案的技术储备。四、 监测内容由于本工程为全国重点项目，责任重大，工程中不得有任何意外，布设的监测系统应能及时有效、准确地反映施工中围护体及周边环境的各种动向，为了确保施工的顺利安全进行，根据2001年8月复审专家组意见确定的监测方案(第四版)，制定的施工监测内容如下：(一) 地下连续墙监测1、 地下连续墙纵向变形监测(测斜)2、 墙体钢筋应力监测3、 墙体温度监测(二) 支撑系统监测1、 围檩垂直沉降、平面位移监测2

18、、 支撑轴力监测3、 立柱应力监测4、 围檩应力监测5、 支撑立柱垂直沉降监测(三) 土工监测坑外土压力监测(四) 水工监测1、 坑外地下水位监测2、 坑外孔隙水压力监测(五) 环境监测1、 坑外地基土沉降、水平位移监测2、 长江大堤变形监测五、 主要施工节点及监测进程我院监测部于2001年5月成立，并于5月正式进驻现场，紧密配合北锚锭施工进程，开展测点埋设、监测及数据处理工作，到2002年9月地下结构施工至0.00为止，历时16个月，具体进程见下表3。表3 北锚碇施工节点表施工时间施工内容施工时间施工内容2001.06.18开始第一幅地连墙的下放、浇筑2002.02.26第7道支撑围檩浇筑完

19、毕2001.10.2842幅地连墙全部浇筑完毕2002.03.05第9层土体开挖2001.11.14第1层土体开挖2002.03.07第8道支撑围檩浇筑完毕2001.12.08第2层土体开挖2002.03.15第10层土体开挖2001.12.09第1道支撑围檩浇筑完毕；正式提供监测报告2002.03.17第9道支撑围檩浇筑完毕2001.12.25第3层土体开挖2002.03.26第11层土体开挖2001.12.28第2道支撑围檩浇筑完毕2002.03.29第10道支撑围檩浇筑完毕2002.01.06第4层土体开挖2002.04.05第12层土体开挖2002.01.08第3道支撑围檩浇筑完毕20

20、02.04.07第11道支撑围檩浇筑完毕2002.01.19第5层土体开挖2002.04.11第一块素砼垫层开始浇筑2002.01.22第4道支撑围檩浇筑完毕2002.04.18开始铺设底板钢筋2002.02.01第6层土体开挖2002.04.19土方开挖结束2002.02.03第5道支撑围檩浇筑完毕2002.04.22素砼垫层浇筑完毕2002.02.12第7层土体开挖2002.04.29底板钢筋铺设基本完毕2002.02.16第6道支撑围檩浇筑完毕2002.04.30 05.04底板砼浇筑2002.02.23第8层土体开挖2002.05.04 09锚体内隔撑浇筑、黄砂回填第三部分 监测方法原

21、理一、 监测点垂直位移测量采用业主提供的基准点ZYQ65和J2-1高程作为起算点，按国家等水准测量规范各限差要求进行测量，闭合差或符合差要求小于1n毫米，n为测站数。各监测点的高程是由通过该基准点的一条等水准闭合线路，由线路中的工作点来测定各监测点高程。某监测点的本次高程与上次高程的差值即为其本次沉降量，本次高程与初始高程的差值即为其累计沉降量。符号“+”表示上升，符号“-”则表示下降。 采用瑞士WILD N3精密水准仪。二、 监测点平面位移测量以业主提供的场外基准点ZYQ65作为起算点，另两个坐标点ZYQ52、ZYQ54作为定向点，采用极坐标法测定各监测点的坐标，某监测点的本次坐标与上次坐标

22、的差值即为其本次位移量。符号“+”表示向坑内方向位移，符号“-”则表示向坑外方向位移。采用瑞士WILD DI2000红外测距仪、WILD T2经纬仪、TOPCON311电子全站仪。三、 围护墙侧向变位监测在连续墙施工时预先在墙体钢筋笼内埋设测斜管，管径为70mm，长度同墙深。测斜管内壁有二组互成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墙体，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，自下而上以1米为间隔，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

23、始偏移值。符号“”值表示向基坑内位移，符号“”值表示向基坑外位移。仪器采用美国Geokon-603测斜仪进行测试。计算公式：式中： Xi 为i深度的累计位移(计算结果精确至0.1mm ) Xi 为i深度的本次坐标(mm) Xi0为i深度的初始坐标(mm) Aj 为仪器在0方向的读数 Bj 为仪器在180方向上的读数 C 为探头标定系数 L 为探头长度(mm) j为倾角四、 墙体钢筋应力、立柱底部应力监测采用钢筋应力计来测试墙体、立柱桩体钢筋应力。把钢筋应力计预先安装在地下连续墙钢筋笼的指定位置以及立柱桩桩底部钢筋笼上，以监测墙体和立柱底部所受的应力。安装时，拧下钢筋计两头的拉杆，在对焊机上与相

24、同直径的钢筋对焊，然后将钢筋计按设计标高、顺序逐个与拉杆拧紧，绑扎在钢筋笼上。测试时，按预先标定的率定曲线，即可根据钢筋计频率推算出墙体所受的内力。计算公式： s = K ( F02 - Fx2 )/S式中：K 为率定系数(kN/Hz2) F0 为应力计初始频率(Hz) Fx 为应力计测试频率(Hz) s为实测钢筋计的应力(Mpa) S 为应力计截面积(m2)五、 支撑轴力监测为了测定钢砼支撑结构的设计轴力与实际受力情况的差异，防止围护结构的失稳破坏，须对支撑结构中受力较大的断面进行监测。在被测断面埋入应变计，支撑受到外力作用后产生形变。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

25、曲线，根据应变计频率推算出钢砼支撑轴向所受的力。计算公式： FS K（fi2-f02）+C(ti-t0)式中： F为支撑轴力(kN) (计算结果精确至1 kN) S 为支撑截面积(m2) fi为应变计的本次读数(Hz) c 温度修正系数(kN/m2/0C) ti为实测时的现场温度(0C) t0为测读k值时的温度(0C) K为应变计的标定系数(kN/Hz2/ m2)六、 围檩内力监测采用钢筋应力计来测试围檩内力。把钢筋应力计预先安装在围檩钢筋主筋上，以监测围檩所受的拉、压力。安装方法同墙体钢筋应力监测。计算公式： s = K ( F02 - Fx2 )/S式中：K 为率定系数(kN/Hz2) F

26、0 为应力计初始频率(Hz) Fx 为应力计测试频率(Hz) s为实测钢筋计的应力 S 为应力计截面积(m2)再根据砼应变与钢筋应变相同(即s=c)的原则换算成砼内的应力： c = sEc/Es其中：c为混凝土内应力 Ec、Es为混凝土和钢筋的弹性模量(注：正应力为压应力，负应力为拉应力)七、 坑外孔隙水压力监测在基坑开挖施工中，须大面积井底降水以保持基坑内土体干燥， 若围护结构防水性能不理想，会造成坑外水位下降，水压减小。对孔隙水压力的变化进行监测，可以有依据地控制降水的速率，减小降水影响的范围，以达到施工的安全。用振弦式孔隙水压力计实测其频率的变化，根据出厂时标定的频率压力率定值，求得孔隙

27、水压力值。计算公式： P K（fi2-f02）式中：P为孔隙水压力(kPa)(计算结果精确至1 kPa) fi为压力传感器的本次读数(Hz) f0为压力传感器的初始读数(Hz) K为压力传感器的标定系数(kPa/Hz2)八、 地下水位监测 为了使地下水位保持一适当的水平，使周边建筑物及地基处于稳定状态，同时也为了检验挡土墙的渗漏特性，应对坑内、外地下水位的动态变化进行监测。在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。 WW0Wi式中： W 为本次水位标高(m)(计算结果精确

28、至0.01m) W0为水位孔的孔口标高(m) Wi为本次水位的深度(m)九、 坑外土压力监测基坑开挖施工中，由于坑内土体卸载，导致墙体内外土压力失衡。对土压力的变化进行监测，可以有依据地控制开挖速率，以达到施工的安全。用振弦式土压力计实测其频率的变化，根据出厂时标定的频率压力率定值，求得土压力值。计算公式： PK （fi2 - f02） 式中： P为本次土压力(kPa) (计算结果精确至1 kPa) fi为压力传感器的本次读数(Hz) f0为压力传感器的初始读数(Hz) K为压力传感器的标定系数(kPa/Hz2)十、 温度监测在支撑、围檩、地下连续墙内布置温度计，掌握它们的温度变化情况，一方面

29、将有助于对支撑、围檩及地下连续墙受力进行温度修正；另一方面也是高温日照曝晒作用下对结构内力、变形研究工作的需要。测试采用RT-2型电阻温度计，随着埋设点处温度的变化，其内部的精密电阻值也随之发生相应变化，测读通过VW-101型频率仪与温度计电缆连接直接读出温度，不需要换算。第四部分 监测点布置及实施一、 监测点的布置i. 围檩顶面垂直及水平位移监测(见图01)在连续墙顶部的围檩上布设A1A20共计20个监测点，点距约为1318米，保证每个围檩与支撑节点均有一个监测点，点位用一金属标志头埋设于围檩顶部。 ii. 围护墙体侧向变位监测(见图02) 在连续墙内埋设带导槽PVC塑料管，以跟踪围护结构位

30、移。选择在可能产生较大变形的部位，共布设14孔，实施监测时有2孔作为备用孔未予使用。其中长短边各设2孔，深度同墙深，PVC塑料管外径70mm，为保证测斜管的成活率，在基坑四侧各布置一根为备用孔，共计12根测斜管。后考虑到测试精度、不同计算方法的差异等情况，又在南侧25#、西侧36#地连墙内利用检查孔各增加埋设一根60米长53mm的小口径测斜管。先行埋设的测斜管用细铁丝按导槽方向固定在钢筋笼上；埋设于检查孔的测斜管采用干燥黄砂填实测斜管与钢管内壁间的空隙。iii. 连续墙钢筋应力监测(见图02)在连续墙内布设钢筋应力测孔，共布设8个断面，即G1G8，每断面分二个剖面埋设，迎土、迎坑面各埋设一个；

31、根据本工程的特点，上截钢筋笼自墙顶向下每5米布设1只应力计，下截钢筋笼上面两只应力计也按5米的间隔进行布设，另三只间距控制在2.5米以内，这样每个剖面小计布设10只应力计，每个应力测孔共20只应力计。这样在地连墙内共布设160只应力计，用于监测地连墙内应力分布。应力计直径与钢筋主筋相同，其中上部钢筋应力计有五组共40只直径为32，上部钢筋应力计另40只直径为40；下部80只直径均为40。应力计导线在墙体内用软绳统一固定在主筋上，在连续墙顶部用钢套管保护，引出地面，接入接线盒内保护，不受施工破坏。iv. 支撑轴力监测(见图0313) 在钢砼支撑内埋设砼应变计和钢筋应力计来测定支撑轴力，第一、二、

32、三、四道支撑每道支撑布设4点为Z1Z4；第五、六道支撑每道支撑布设8点为Z1Z8；第七、十一道支撑每道支撑布设9点为Z1Z9；第八道支撑布设12点为Z1Z12；第九、十道支撑每道支撑布设18点为Z1Z18。每个点设2只应力计，放置于钢砼支撑的左右二侧。共计196只应力计。v. 围檩内力监测(见图0513)在围檩钢筋上布设内力监测点，第一、二道支撑不设点，第三十一道支撑每道设2点(WL1WL2)，每点设4只应力计，放置于围檩断面的上下左右两端，共计72只应力计。vi. 立柱内力监测(见图01)在立柱桩中选择2根立柱，在其底部布置钢筋应力计,以测定其受力情况。由于立柱下部为直径1500mm的钢筋笼

33、，上部为1200mm的钢管，因此测点只能布置在下部钢筋笼内。在立柱底部的钢筋笼标高-45米-53米的区域内布置两组(每组3只，以1200对称布置)直径20mm的钢筋应力计，应力计与钢筋笼绑焊，导线通过PVC软管从钢管内部引至地面。每立柱布置6只，共计12只钢筋应力计。vii. 坑外孔隙水压力监测(见图02) 布置8只测孔(K1K8)，孔深40米，每孔内埋设5只孔隙水压力计(自地面起每8米埋设1只)，共计40只。用110钻头成孔，在指定的深度埋入孔隙水压力计，周围填以细粗砂，每二只应力计之间用泥球隔开，以堵塞渗水通道，埋设孔位于地下连续墙外侧1.5米左右。viii. 坑外土压力监测(见图02)

34、共布置了8只测孔(T1T8)，孔深40米，每孔内埋设8只土压力计(自地面起往下8米埋设第一只，以此往下每5米埋设1只)，共计64只。 埋设采用了二种方法，其中4孔采用挂布法埋设，另4孔采用钻孔法埋设。 挂布法埋设：安装时，预先将缝有土应力计的帆布挂帘平铺在钢筋笼表面并与钢筋笼绑扎固定，挂帘随钢筋笼一起吊入槽内，在浇筑混凝土时，由于混凝土在挂帘的内侧，利用流态混凝土的侧向挤压力将挂帘连同土应力计一起压向土层，并迫使土应力计与土层垂直表面密贴。 钻孔法埋设：在基坑开挖前二周，用110钻头成孔，在指定的深度埋入土压力计，压力计受压面平行地下连续墙，周围以泥球填实，埋设孔位于地下连续墙外侧1.5米左右

35、。ix. 坑内、外地下水位监测(见图02) 在坑外布置6只测孔(SW1SW6)，水位管为直径53的PVC管制成。孔深应保证大于可能的最低水位，坑外水位孔深除SW1为20米外其它均为40米，埋设剖面见图07。在坑内布设6只测孔(SW7SW12), 孔深为40米，主要是利用停止降水的降水井轮流观测。x. 立柱沉降监测(见图01)布设L1L10共计10个监测点，点位用金属标志头埋设于立柱顶部。xi. 地基土垂直、水平位移监测(见图14) 地基土垂直、水平位移测点布设18个，D1D18；另布设二条垂直于坑边的沉降观测剖面：AA与BB，每条测线长度为25米，设5个测点，测点间距为5米，以观测坑外地基的沉

36、降曲线。点位用一根1米长20的钢筋打入地面，周边用水泥加固。周边的长江大堤内堤，与基坑相距约80米，在其上部设一测斜孔，采用钻机埋设70mm的PVC管，孔深20米。同时在大堤上沿基坑一侧，布设7个沉降观测点，点距15米左右。xii. 温度监测(见图03、04、05、07、09、10、12、13)在第一、二、三、五、七、十道支撑上每道布设三个测温断面，在每个断面上布设五只温度计；在第十一道支撑上布设三个测温断面，在每个断面上布设二只温度计；在第八道支撑布设六个测温断面，在每个断面布设五只温度计；在第九道支撑布设二个测温断面，在每个断面布设五只温度计；在第一、二、三、五、七、八、十、十一道围檩上布

37、设两个测温断面，每个断面埋设5只温度计；在第十一道围檩上布设两个测温断面，每个断面埋设2只温度计；在地下连续墙体内布设两个断面，在纵向上自墙顶每8米埋设一组5只温度计。合计共埋设275只温度计。二、 监测方案实施细节和时间节点1、 地下连续墙内各监测元件的埋设设计方案采用矩形钢筋混凝土地下连续墙结构，地连墙厚度1.2米，围护结构外包尺寸69m X 50m，地下连续墙体共42幅，分一期槽段和二期槽段进行浇筑，槽段接头采用V型钢筋接头，地连墙墙顶埋设标高为+1.5m并在槽段接口处结合高压旋喷进行防渗处理，地连墙深度及嵌岩情况见下表4。表4 地连墙深度及嵌岩情况表槽段标号12345678910111

38、21314墙身总深度(m)47.8348.3552.3249.5648.0248.0249.4750.9651.3850.0252.4952.1348.2148.61墙底标高(m)-46.3-46.85-50.82-48.16-46.52-46.52-47.97-48.46-49.88-48.52-50.99-50.63-46.71-47.11槽段标号1516171819202122232425262728墙身总深度(m)50.4950.4949.68-50.7849.2849.2849.4848.9848.9848.8851.0851.8952.1452.42墙底标高(m)-48.99-48

39、.99-48.08-48.08-47.78-47.78-47.98-47.48-47.48-47.38-49.58-50.39-50.64-50.92槽段标号2930313233343536373839404142墙身总深度(m)52.1249.1250.1551.0750.8450.2749.1247.5047.5047.50-47.547.50-47.50-47.85墙底标高(m)-50.52-47.62-48.55-49.57-49.34-48.77-46.00-46.00-46.00-46.00-46-46.00-46.00-46.35 表5 地连墙内测点埋设时间表槽段编号6号墙7号墙

40、15墙19号墙25号墙26号墙28号墙36号墙40号墙埋设时间2001.09.08 2001.09.102001.10.10 2001.10.122001.10.01 2001.10.032001.09.232001. 09.252001.12.262001.09.102001. 09.132001.10.07 2001. 10.112001.10.262001.10.272001. 12.132001.10.262001. 10.28监测点编号G8、P8G7、P7、T7G6、P6、T6G5、P5、WD6、P12P4G4、P3、T4、WD7G3G2、P2、T2、P10G1、P1、P9监测元件名

41、称备注： 地连墙内应力监测振弦式钢筋应力计； 地连墙侧向变形监测测斜管； 坑外土压力监测振弦式土压力计(挂布法)； 地连墙温度监测电阻式温度计。2、 基坑外侧周边环境监测点的埋设 在基坑外侧23倍开挖深度范围内的建筑及施工设施有：长江内大堤，距基坑外侧边缘90m左右；建筑施工临时变电站设施4座，距基坑外侧边缘75m左右；现场施工临时用房，距外边缘80m左右；塔吊基础，距地连墙5m左右，在基坑南侧、东侧、西侧共3座，塔吊下打有20m深钢管桩；在地连墙外侧边缘25m左右范围内呈交错型布置间距在1m左右的两排止水帷幕；在距基坑外侧四周3m 和15m左右分别布置有一排井点降水井。表6 坑外监测元件及埋

42、设时间表监测项目监测点编号埋设日期监测点编号埋设日期坑外孔隙水压力监测：振弦式孔隙水压力计K12001.12.02K52001.11.26K22001.11.18K62001.11.27K32001.12.04K72001.11.30K42001.12.10K82001.11.28坑外土压力监测：振弦式土压力计(钻孔法)T12001.12.03T52001.11.26T32001.12.05T82001.11.30坑外水位监测：水位管SW12001.11.14SW42001.11.24SW22001.11.20SW52001.11.27SW32001.11.23SW62001.11.28基坑外

43、侧土体沉降监测点D1D18； AA1AA5； BB1BB52001.12.052001.12.06长江内大堤沉降监测点DD1DD72001.12.052001.12.06长江内大堤深层土体侧向位移监测：测斜管P132001.12.153、 立柱桩内监测元件的埋设本工程共布设了直径为1500mm和600mm的混凝土钢管桩各16根，作为支撑立柱，桩长从465m到624m，桩顶设计标高为+05m：在1500mm的立柱桩中选择了Z102号和Z108号桩布设钢筋应力计测试其内应力。表7 立柱内监测元件埋设位置及时间表桩号监测项目埋设时间监测点编号Z102立柱桩底部应力监测：振弦式钢筋应力计2001082

44、920010830LZ1G1、G2、G3，G4、G5、G6Z1082001091020010912LZ2G1、G2、G3，G4、G5、G64、 支撑及围檩内监测元件的埋设设计方案中钢筋混凝土内支撑及围檩共11道，根据设计计算受力需要，构件高度、宽度略有小幅调整变化。在地连墙完成后，先在开挖区域范围内进行深井降水，然后由上而下分层开挖，随着开挖的进行，坑内逐块逐层进行砼支撑及围檩的制作和施工。表8 支撑及围檩内监测元件及埋设时间表埋设位置监测项目埋设时间埋设位置监测项目埋设时间第一道2001.12.052001.12.06第六道2002.02.062002.02.152001.11.172001

45、.12.08第七道2002.02.182002.02.25第二道2001.12.202001.12.25第八道2002.02.282002.03.06第三道2001.12.312002.01.08第九道2002.03.102002.03.15第四道2002.01.132002.01.22第十道2002.03.202002.03.27第五道2002.01.242002.02.03第十一道2002.03.312002.04.07 备注： 围檩平面位移、垂直沉降监测; 立柱平面位移、垂直沉降监测; 支撑轴力监测：砼应变计; 构件温度监测:电阻式温度计; 围檩应力监测：振弦式钢筋应力计; 支撑轴力钢筋

46、应力监测：振弦式钢筋应力计.三、 监测点实际布设数量及成活情况1、 监测点数量根据监测方案的实际实施情况，对监测元件的数量统计如下：表9 监测元件数量统计表序号监测项目测点数量备注1地下连续墙侧向位移监测900点包括测斜每个测读点2地下连续墙内应力监测160点3第一道围檩沉降、位移监测44点4围檩内应力监测78点5立柱顶部沉降及隆起监测10点6立柱底部内应力12点7支撑轴力监测200点8围护结构温度监测275点9基坑内水位监测6点10基坑外侧孔隙水压力监测40点11基坑外侧土压力监测64点12基坑外侧土体沉降、位移监测50点13长江内大堤沉降监测27点14基坑外侧水位监测6点2、 监测元件的成

47、活情况按照监测方案，整个监测工程共布置有监测点1870点，实际埋设的监测点为1868点，占总工作量的99%，在使用中发现因各种原因损坏且不能正常使用的点有：立柱底部内应力 3 点；土压力 10 点；地连墙内应力 54 点；围檩内应力 2 点；地连墙温度监测 11 点；地连墙侧向变形监测 2孔，共计150点，占已埋设监测点的15%，所以监测元件的埋设成活率为92%，能满足监测工程的需要。第五部分 监测频率及报告的提交一、 监测频率在确保基坑安全的前提下, 本着经济合理的原则来按排监测进程, 尽可能建立起一个完整的四维监测预警系统。在基坑开挖过程中, 原则上各监测项目每天监测一次。底板浇筑完成，锚

48、体部分施工前期, 因围护结构变形已处于控制状态，监测频率为每7天1次；施工后期监测频率放宽到每15天1次。直到施工至地面后停止监测。二、 监测报告的提供从基坑开始第2层土体开挖起，我院即开始每日一次的监测工作，从上午7时起至11时，进行数据采集、测试，从11时至14时进行数据处理，在每日下午14时以前提交当日监测报告给总包单位。每周日对一周的监测成果进行归纳、统计，在周日下午16时以前提交监测周报。到2002年5月7日底板浇筑完毕，我院共计提交监测日报150份，监测周报17份。从2001年5月中旬至9月中旬锚体浇筑完毕，在此期间我院又提交16份监测报告。第六部分 测试主要仪器设备本工程采用高精

49、度测斜仪以及全站仪用于位移观测，实际所用仪器见表10。表10 监测项目及所用仪器一览表序号监测内容所用仪器设备读数精度1围檩沉降、位移立柱沉降地基沉降、位移WILD T2 经纬仪及WILD DI2000测距仪TOPCON 全站仪WILD N3 精密水准仪配铟瓦尺1+1 PPm2+2 PPm0.1mm2地下连续墙侧向位移长江内大堤深度位移Geokon603测斜仪70及53PVC管7mm/30m3地下连续墙内应力立柱底部应力支撑轴力ZXY-II 振弦式读数仪GJJ10型钢弦式钢筋应力计EBJ50型钢弦式混凝土应变计1%FS4孔隙水压力土压力KYJ30型渗压计TYJ20型土压力计ZXY-II 振弦式

50、读数仪1%FS5基坑内水位基坑外水位SWJ 型钢尺电测水位计53PVC管1mm6围护结构温度SDT9型电阻式温度计VW-101型振弦式读数仪0.30C第七部分 监测人员的配备由于润扬长江公路大桥北锚碇工程的重要性、特殊性，为确保监测工作顺利进行，加强现场质量管理，我院特在现场设立项目部，实行项目管理制。现场设项目经理一名，全权负责本工程的运作，项目审核、审定人由院总工及副总担任，多次深入现场指导工作。现场配备一个测试项目组计5人、一个测量项目组计4人。具体管理框图如下：审定人、审核人项目经理测试部数据处理部测量部第八部分 监测成果分析一、 地下连续墙监测1、 地下连续墙侧向变形地下连续墙的变形是反映基坑运行状况最直观、最可靠，也是最重要的指标之一，其变形的增大始终是基坑施工中关注的关键。测斜资料表明：地下连续墙的侧向变形与开挖深度密切相关。附图一附图八为8个测斜孔实测的墙体变形随开挖深度的变化曲线。表11为底板浇筑完成以后各监测孔最大位移统计表：表11 墙体变形统计表监测孔位置北侧南侧西侧东侧监测孔编号P07P08P03P11P05P06P01P10(嵌岩)变形最大值(mm)111.4129.3125.497.3131.1114.790.5132.7最大值位置(m)28282828282827 28从表中及相关曲线可以发现，地连墙的变形