钢板桩围堰监测方案

1、xx海跨海通道T4合同段 中引桥钢板桩围堰监测方案 目 录一、工程概况11.1 总体概况11.2 中引桥基础概况21.3 钢板桩围堰3二、施工监测频率及依据72.1 监测频次72.2 监测依据7三、监测目的及测点布设原则83.1 施工监测目的83.2 测点布设原则8四、钢板桩及圈梁施工监测94.1 中引桥钢板桩应力监测94.2 中引桥圈梁应力监测94.3 测点统计114.4 测试仪器及传感器型号114.5 元件的安装与测试12五、钢板桩及圈梁施工变形监测145.1 水位观测145.2 围堰顶口位移沉降监测145.3周边海床面冲刷监测16六、监测报警及数据处理176.1 监测报警机制176.2

2、监测报警指标176.3 数据处理及信息反馈18七、组织机构和监测人员配备207.1 监测工作组织机构20八、监测工作的管理、质量、安全和环保措施218.1 监测的管理保证措施218.2 质量目标及保证措施218.3 安全目标及控制措施222 中铁大桥局集团有限公司一、工程概况1.1 总体概况xx海大桥是港珠澳大桥西拓通道的重要组成，形成连通粤西地区的重要通道。项目起点与鹤港高速顺接，终点与西部沿海高速相交，全长31km。采用双向六车道高速公路设计，跨越xx海海域采用桥梁结构形式，长约14km。桥梁沿线路走向依次为：东引桥、高栏港大桥、中引桥、xx海大桥、西引桥。图1.1-1 xx海跨海通道平面

3、示意图图1.1-2 项目桥型布置图T4标施工内容主要包含高栏港大桥西塔、西辅助墩与西过渡墩，高栏港大桥西侧钢箱梁及中跨合龙段吊装，xx海大桥东塔、东辅助墩及东过渡墩，xx海大桥东侧钢箱梁架设等施工，中引桥下部及上部结构施工。xx海大桥采用独柱塔双索面三塔分离式钢箱梁斜拉桥布置，桥跨布置为100+280+720+720+280+100=2200m。采用全漂浮约束体系,边塔采用纵向阻尼+横向抗风支座，中塔采用纵向弹性索体系+横向抗风支座，辅助墩和过渡墩采用竖向支座+横向抗风支座。图1.1-3 xx海大桥桥型布置图（单位：cm）高栏港大桥采用独柱塔双索面双塔分离式钢箱梁斜拉桥，主要跨越东东航道，孔跨

4、布置：110+248+700+248+110=1416m。主桥采用全漂浮约束体系,主塔采用纵向阻尼+横向抗风支座，辅助墩和过渡墩设置竖向支座。图1.1-4 高栏港大桥桥型布置图（单位：cm）1.2 中引桥基础概况中引桥两侧分别连接高栏港大桥和xx海大桥，上部结构为（6+5+5）×100=1600m连续钢箱梁结构，左右幅分离，间距11m，每隔20m设置一道横系梁。所有中间墩支座设置为纵向固定横向滑动支座，过渡墩双向滑动支座，所有墩顶在横系梁底下设置横向限位支座。单孔钢梁长100m、宽47.5m、梁高4m。首孔梁长123.5m，末孔梁长76.5m，其他梁长均为100m，单幅最大重量约15

5、17t。下部结构采用群桩基础，每墩采用6根直径2.2m的钻孔灌注桩，按照嵌岩桩设计，桩长32.5579.85m；承台尺寸为17.2×10.6×4.5m；墩身采用整幅式TY型复合墩，桥墩墩身采用变截面的圆端矩形，墩顶采用带悬臂的三角形刚架，高度11.5m，截面同主桥过渡墩、辅助墩。图1.3-1 中引桥桥型布置图表1.3-1 承台参数统计表墩号海床标高（m）承台底标高(m)承台顶标高(m)基坑底标高（m）开挖深度（m）开挖数量（m³）备注1-3.75-8.5-4-11.57.752086.922-3.96-9.1-4.6-12.18.142191.943-4.524-

6、9.5-5-12.57.982147.784-4.792-9.6-5.1-12.67.812102.545-5.21-10-5.5-137.792097.696-4.67-10.3-5.8-13.38.632323.897-5.02-10.3-5.8-13.38.282229.648-5.27-10.2-5.7-13.27.932135.399-5.19-10.2-5.7-13.28.012156.9310-4.59-10.1-5.6-13.18.512291.5711-4.84-10-5.5-138.162197.3212-4.59-9.9-5.4-12.98.312237.7213-4.9

7、64-9.8-5.3-12.87.842110.0814-4.738-9.4-4.9-12.47.662063.2215-4.518-9.4-4.9-12.48.042165.011.3 钢板桩围堰中引桥承台采用拉森型钢板桩围堰施工，围堰呈矩形布置。钢板桩长30m，采用18m和12m两种钢板桩现场焊接。围堰采用三层圈梁。在桩基施工完成后，拆除钻孔平台，首先开始安装上层圈梁及支撑作为导向架，插打钢板桩。其他两层内圈梁及支撑待封底混凝土浇筑完成后，抽水过程中安装。围堰采用水下混凝土封底，封底混凝土厚度3.0m（视透水性试验确定）。抽水完成后，割护筒、桩头环切进行承台施工。承台施工完成后，基坑内回填

8、海砂至承台顶标高，拆除下层圈梁及支撑。墩身施工出水后，注水至中层圈梁底部拆除内圈梁与支撑，再次注水至内外水位平衡后拆除上层圈梁和支撑，最后拔除钢板桩。以6#墩承台为例（标高最低），在标高+1.8m位置设置上层圈梁，在标高-1.6m位置设置中层内圈梁，在标高-4.6m位置设置下层内圈梁，上层内圈梁为2HN800×300型钢，中、下层内圈梁为3HN800×300型钢，上层外圈梁为双拼32b；在上、中两层内圈梁上设置两根820×10mm钢管内支撑（墩身施工时上中两层改为820×10mm补强斜钢撑）；在下层内圈梁上设置两根820×10mm钢管内支撑（承

9、台施工前拆除对撑改为异性支撑杆）；每层内圈梁均设置角撑；各层内圈梁采用426×8mm联结系连接成整体。图1.3-1 6#墩承台钢板桩围堰立面图（单位：mm）图1.32 钢板桩围堰上层圈梁及支撑平面图（单位：mm）图1.33 钢板桩围堰中层圈梁及支撑平面图（单位：mm）图1.34 钢板桩围堰下层圈梁及支撑平面图（单位：mm）二、施工监测频率及依据2.1 监测频次严格按建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2019）规定的频次进行围堰监测，同时应满足设计业主、监理及施工单位的要求。在钢板桩插打、抽水、拆除底层支撑以及承台施工等过程中，应对钢板桩和圈梁进行实时监测。在钢板桩围堰施工期间

10、，保证每周监测频次不少于2次，在抽水、拆除支撑等关键工序时，保证每天监测1次。2.2 监测依据（1）xx海跨海通道工程T4标基础设计图纸；（2）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2019）；（3）建筑地基与基础施工质量验收规范（GB50202-2002）；（4）公路桥梁施工技术规范（JTG/T F50-2011）；（5）公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2017）；（6）城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ-2008）；（7）其它有关工程监测的法律、法规，技术规范、规程等。三、监测目的及测点布设原则3.1 施工监测目的钢板桩及圈梁施工监测的主要目的是获得围堰的整体受力状态

11、，为围堰施工提供技术保障，以保证施工安全。3.2 测点布设原则（1）观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。（2）为验证设计数据而设的测点应布设在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设的测点要布设在相同工况下最先施工的部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。（3）变形测点的位置既要反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。（4）各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出其内在的联系和变化规律。四、钢板桩及圈梁施工监测4.1 中引桥钢板桩应力监测在中引桥任一围堰钢板桩布置测点，

12、以获得不同工况时钢板桩的应力，共监测4根钢板桩，每根钢板桩布置6个测点。布置图如图4.2-1图4.2-2所示。图4.1-1 中引桥围堰钢板桩应力测点布置图4.2 中引桥圈梁应力监测在围堰内部圈梁上焊接钢结构应力计，监测施工过程中圈梁的应力。测点布置图如图4.2-1所示。图4.1-2 中引桥围堰单根钢板桩应变计布置图图4.2-1 中引桥围堰圈梁应力计布置平面图4.3 测点统计表4.3-1 中引桥围堰施工监测测点统计表序号监测项目测点数量测点类别1钢板桩应力监测6×4=24钢结构应力计2圈梁应力监测9×1=9钢结构应力计合计334.4 测试仪器及传感器型号本次监测采用V1000

13、系列振弦式表面应力计，主要技术指标参见表4.4-1所示。表4.4-1 振弦式表面应力计技术参数规格V1600V1000测量范围最大压应力：100MPa160MPa最大拉应力：200MPa250MPa分辨力0.05%F·S综合误差1.5%F·S工作温度-25+60数据采集仪采用V10A型读数仪，是专门为振弦式传感器设计的数据显示仪器，同时还可测量振弦式传感器内部温度（内置温度传感器）。本读数仪在技术上采用了扫频激励模式，显示采用液晶显示，操作界面具有良好的人机对话功能，操作简单，使用方便。主要技术指标参见表4.4-2所示。表4.4-2 读数仪技术参数扫频激励范围4006000

14、HZ测频率分辨率0.1Hz测模数分辨率0.1F测温范围-30+80测温精度±0.5测温分辨率0.1显示屏128×64图形点阵屏电池5节AA电池（5号电池）工作电流30mA尺寸204×103×35mm（长×宽×高）工作温度-10+504.5 元件的安装与测试由于钢板桩插打力较大，布置在钢板桩上的表面应力计要妥善保护。我们采用在应力计外焊接角钢来保护，同时仪器导线也采用焊接角钢进行保护。 图4.5-1 振弦式表面应力计 图4.5-2 振弦式应力计读数仪图4.5-3 振弦式表面应力计安装图4.5-4 振弦式表面应力计保护 图4.5-5 振弦

15、式表面应力计导线保护 图4.5-6应力测试五、钢板桩及圈梁施工变形监测针对中引桥围堰工程实际情况，围堰施工监测主要包括水位观测、围堰顶口位移沉降监测、周边海床面冲刷监测等。5.1 水位观测水位观测点的布设需遵循“牢固适用，便于观察”的原则，监测点可采用在围堰侧壁合适位置安装水标尺的方式，测量组需用水准仪测出实时监测点水位的标高，再对照刻度安装水标尺，标尺刻度应精确到毫米，并牢固耐用，监测点平面位置应布置合理。图5.1-1 水标尺5.2 围堰顶口位移沉降监测钢板桩围堰结构变形监测包括水平位移量测和沉降量测，钢板桩围堰结构变形监测包括围堰内土体沉降量测、两侧钢板桩桩顶沉降量测、围堰区域钢板桩插入深

16、度一倍距离内地面隆起量测，变形监测所得的位移量是两期观测值（坐标、高程）的变化量，因此只要控制点是稳定的，控制点的误差对监测点位移量的大小的影响很小，因此，四等网的精度满足施工变形监测基准点、工作基点的精度要求。5.2.1 水平位移量测中引桥附近有施工加密控制点，水平位移监测可采用全站仪极坐标法、三维坐标法等方法观测。监测点采用高精度对中装置，以利提高精度。变形点相对于工作点的点位误差控制在±2.0 mm，各监测点的水平位移量以两次测量的数据差计算并得出，水平位移量计算至 mm，将测量数据做记录。5.2.2 沉降测量中引桥位于海上，采用全站仪三角高程法测量。各监测点的沉降量是以两次测

17、得各监测点的高程差计算得出，沉降量计算至mm，将测量数据做记录。5.2.3 钢板桩围堰结构变形监测根据钢板桩围堰总长度和图纸要求的监测点不大于30m的要求来布设。围堰内沉降监测点，可直接将预制好的钢筋等标记点焊接在钢板桩桩身上，露出观测标，并作出显要寻找标记。钢板桩桩顶沉降量监测点每隔30m在同一里程处迎水面钢板桩做记号的方式进行，记号从监测点向下划线，划线长50cm，宽1cm，并标写同一体系编号。（2）围堰内土方沉降量测使用围堰内土体埋设好的监测点来进行土方沉降量的测量，使用电子精密水准仪，并做好数据的记录。（3）两侧钢板桩桩顶沉降量测利用钢板桩桩顶做记号处监测点来进行钢板桩沉降量的测量，并

18、做好数据记录。钢板桩围堰变形测点如图5.2-1所示。图5.2-1 中引桥围堰钢板桩变形观测点5.3周边海床面冲刷监测冲刷是水流对海床的冲蚀淘刷过程，是组成海床的泥沙颗粒被水流冲走，致使海底高程降低或海岸后退的过程。冲刷是导致围堰受力及变形不均匀的一个重要原因。通过监测围堰四周外侧的的海床面标高监测还床冲刷情况，每隔5m设置一个监测点，采用重力式测绳测量，在栈桥面或者平台面标高反算海床面标高，在钢围堰合拢后测海床面标高原始数据，施工期间每隔7天在相同位置测量海床面标高，与原始数据作比较，当累计冲刷厚度到达2m时，采取回填袋装砂的方式处理。六、监测报警及数据处理6.1 监测报警机制监测报警机制的建

19、立和拟定合理的预警控制值是进行基坑安全性判别与控制的重要步骤，但是由于基坑形式、地质与周边环境的多样性、随机性，目前规范上对许多监测项目的报警数值还没有明确的标准，往往是给出一些拟定预警值的原则与方法。从总体上而言，目前拟定监测预警值的原则主要有：（1）满足现行的相关规范、规程的要求，大多是位移或变形控制值；（2）对于钢板桩和支撑内力，不超过设计预估值；（3）在满足监控和环境安全前提下，综合考虑工程质量、施工进度、技术措施等因素；（4）各项监测数据的允许最大变化量由设计方会同建设方、监理方等有关单位根据设计中考虑的安全储备度、工程重要性、周边环境保护等级等因素综合确定。本方案根据建筑基坑工程监

20、测技术规范（GB50497-2019），因基坑开挖以及抽水引起的基坑内外地层位移应按下列条件控制：（1）不得导致基坑的失稳；（2）不得影响地下结构的尺寸、形状和地下工程的正常施工；（3）对周边已有结构引起的变形不得超过相关技术规范的要求或影响其正常使用；基坑工程监测报警值应以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制。基坑及支护结构监测报警值应根据土质特征、设计结果及当地经验等因素确定，当无具体规定时，按建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2019）及相关规定执行。6.2 监测报警指标监测报警值指标一般由累计变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标不应超过设计限值。周边环境监测报

21、警值应根据主管部门和设计的要求确定。监测报警应该按照实测各项目内容，综合判断并给出预警，不宜单纯单一按某一项数据，应综合分析原因；钢板桩及其支撑结构的位移数据也作为重点关注。当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并对保护对象采取应急措施。（1）当监测数据接近或达到监测报警值；（2）基坑周边土体的位移突然明显增长等；（3）基坑围护结构发生明显变形且持续增长不收敛；（4）根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。中引桥钢板桩围堰计算最大应力值为-152.2MPa。当监测应力值达到计算最大应力值的80%即进行预警，达到计算最大应力值即进行报警，同时对变形数据进行分析，会同施工单位确

22、认围堰结构的安全性。中引桥钢板桩顶部水平位移累计值达到2030mm、相对变形值达到0.2%H0.3%H（H为围堰钢板桩设计深度）、位移变化速率达到23mm/d时，进行预警，会同施工单位确认围堰结构的安全性。中引桥钢板桩顶部竖向位移累计值达到1020mm、相对变形值达到0.1%H0.2%H（H为围堰钢板桩设计深度）、位移变化速率达到23mm/d时，进行预警，会同施工单位确认围堰结构的安全性。6.3 数据处理及信息反馈监测数据超过预警值仅仅代表结构出现不安全的苗头或趋势，并不代表结构不安全，需要采取相应的工程措施。为了明确结构是否安全，分析造成不安全趋势的原因，拟定保证工程安全的施工措施，需要对监

23、测数据进行进一步的进行分析，预测结构下一个施工阶段的变形与内力变化情况，判断结构是否安全，对改变施工工艺与流程后的结构响应进行反馈。从而需要监测人员对监测数据进行分析处理。监测分析人员应具有岩土工程、结构工程、工程测量的综合知识和工程实践经验，具有较强的综合分析能力，能及时提供可靠的综合分析报告。现场测试人员应对监测数据的真实性负责，监测分析人员应对监测报告的可靠性负责，监测单位应对整个项目监测质量负责。监测记录和监测技术成果均应有有关责任人签字，监测技术成果应加盖成果章。现场的监测资料应符合下列要求：（1）使用正式的监测记录表格；（2）监测记录应有相应的工况描述；（3）监测数据应整理及时。绘

24、制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图；（4）对监测数据的变化及发展情况应及时分析和评述。观测数据出现异常时，应分析原因，必要时应进行重测。技术成果主要包括应力监测总结报告。技术成果提供的内容应真实、准确、完整，并宜用文字阐述与绘制变化曲线或图形相结合的形式反映。技术成果应按时报送。七、组织机构和监测人员配备7.1 监测工作组织机构针对本工程监测项目的特点成立监测管理小组和现场监测组，监测管理小组由具有相应资质并有类似工程经验的高级工程师承担，并由有丰富施工经验，具有较高结构分析和计算能力的人员进行数据分析。现场监测组在监测管理组的领导下负责日常监测工作及资料整理工作，并建立与设计、监理及业主的协调与联系，作到监测数据的及时上报，确保施工安全。图7.1-1 监控组织体系八、监测工作的管理、质量、安全和环保措施8.1 监测的管理保证措施（1）监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据。（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。（3）量测项目人员相对固定，保证数据资料的连续性。（4）量测