建筑基坑变形设计讲解

1、1工程概况联合洲际金融大厦路得大厦建设地点位于北京市朝阳区高碑店地区，北距京通快速路300米，东距东五环350米。拟建建筑物包括三栋商务办公楼和裙房，三栋商务楼：A、B坐基坑长约140米，宽约56米，基坑深7.8米至9米；C坐基坑长约67米，宽约56米，基坑深11.5米。基坑围护结构按照基坑部位、周边环境情况以及地质条件等情况的不同，共划分为9个支护剖面。2场地岩土工程条件（详细见本工程勘察报告）在勘察范围内，拟建场区的工程地质和水文地质条件为：根据本工程勘察现场钻探、原位测试及室内土工试验成果，按成因年代将本次勘察深度（最大孔深80.00m）范围的地层划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪冲洪

2、积层三大类。本工程基坑深度范围内涉及3层地下水，应对上层滞水（一）、潜水（二）及承压水（三）。3监测目的3.1 在基坑土建施工过程中对周边环境和工程自身关键部位实施独立、公正的监测，基本掌握周边环境、围护结构体系的动态，验证施工方的监测数据，为业主、监理、设计、施工单位提供参考依据。通过监测数据与设计参数的对比，可以分析设计的正确性与合理性，科学合理地安排下一步工序，必要时及时修改设计，使设计更加合理，施工更加安全。3.2 为建设管理单位对工程建设风险管理提供支持，通过现场安全监测、现场安全巡视和安全状态预警，较全面地掌握施工安全控制程度，对施工过程实施全面监控和有效控制管理。3.3 第三方监

3、测作为独立的监测方，其监测数据和相关分析资料可成为处理风险事务和工程安全事故的重要参考依据。3.4 积累资料和经验，为今后的同类工程设计提供类比依据。4监测内容4.1 基坑围护结构水平位移监测；4.2 基坑围护结构及周围建筑垂直位移监测;4.3 土层深层水平位移监测；4.4 锚杆轴力监测；4.5 基坑工程巡视检查。本工程质量目标为达到优良。5技术标准5.1 本工程的基坑支护设计方案；5.2 建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009;5.3 建筑地基基础设计规范GB50007-2002;5.4 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002;5.5 工程测量规范GB50026-

4、2007;5.6 建筑边坡工程技术规范GB50330-2002;5.7 地基与基础工程施工工艺标准ZJQ00-SG-008-2003;5.8 建筑基坑支护技术规程JGJ120-99;5.9 建筑变形测量规范JGJ8-2007;5.10 国家一、二等水准测量规范(GB/T12897-2006);5.11 建筑基坑支护技术规程DB11/489-2007;5.12 国家及北京市相关规范规程；5.13 本公司质量、环境、职业健康及安全一体化管理体系文件。6监测方法和精度要求6.1 围护结构水平位移监测6.1.1 水平位移监测网1)基准点的布设布设原则基准点应布设在变形区域以外，位置稳定，易于长期保存的

5、地方，距坑边一般不小于30m-50m处；工作基点应布设在比较稳定且方便使用的位置。布设方法根据场地围挡条件及基坑位置，拟在基坑的四角处布设4个平面基准点，点号依次为BM1BM4,并在基坑周围布设2-3个工作基点，点号依次为B1B3。4个基准点需构成边角网，形成统一的水平位移监测网。平面基准点布设略图见附图。基准点、工作基点的埋设基准点及工作基点采用特制标石或钢钉，现场挖坑浇铸或用钻机成孔，铸以灰浆，内插钢筋。基准点要保证埋设在原状土层中，且是比较稳定的持力层。每个基准点、工作基点上加设明显标志，防止被破坏。2）水平位移监测网的测量在4个基准点中，选定一点作为坐标起算点，按独立坐标系施测。X、Y

6、坐标轴的选定，满足X轴平行或垂直于基坑的长边。基准点观测采用边角网测量方法，按建筑变形测量规范（JGJ8-2007）规定的二级平面控制网技术要求观测，以测边为主，加测部分角度。其主要技术要求见表1。表1平面控制网技术要求等级平均边长（成角度中误差（”）边长申误差（mm最弱边边长相对中误差二级3001.53.001/100000边角网测边要求：每边往测4测回（一测回是指照准目标一次，读数4次的过程）、返测4测回，一测回读数间较差小于3mm;单程测回间较差限值5mm。边角网测角要求：水平角观测4测回，半测回归零差3",一测回内2c互差5",同一方向值各测回互差3"。工

7、作基点的布设和测量随工作进度进行，施测方法和精度要求同基准点。3）数据处理数据传输及平差计算观测记录采用全站仪多测回测角观测记录程序进行，观测时可完成各项限差指标控制，观测完成后形成电子原始观测文件，通过数据传输处理软件传输至计算机，使用控制网平差软件进行严密平差，得出各点坐标。平差计算要求如下：a平差前对控制点稳定性进行检验，对各期相邻控制点间的夹角、距离进行比较，确保起算数据的可靠；b使用威远图平差软件按严密平差的方法进行计算；c平差后数据取位应精确到0.1mm。精度要求：外业数据检查合格后，内业威远图平差软件平差计算，平差后，要求边长中误差小于3mm,角度中误差小于1.5",测

8、距相对中误差小于1/100000。6.1.2 水平位移观测1）水平位移监测点的布设布设原则a基坑工程监测点的布置应以满足监控要求为准，在满足监测对象结构安全控制的前提下，考虑监测工作量的大小及费用控制的要求。b测点应尽量布设在基坑圈梁、围护桩或地下连续墙的顶部等较为固定的地方，以设置方便，不易损坏，且能真实反映基坑围护结构桩顶部的侧向变形为原则。c监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点，监测点水平间距不宜低于20m,每边监测点数目不宜少于3个；d测点的位置在满足监控要求的前提下，尽量减少对施工作业产生的不利影响。布设方法以施工设计图为参考，在基坑四周围护结构桩顶、坡顶上设置。a在

9、本工程中，围护结构桩（坡）顶水平位移监测点共39个（其中含11个棱镜），各观测点要与构造柱、护坡桩垂直，点位编号依次为JC1JC39;b监测点埋设时先在围护坡的顶部用电锤钻出深约15cm的孔，再把监测标志放入孔内，缝隙用锚固剂填充，监测标志为直径16mm的柱状钢筋，中间刻有十字标志；c监测点埋设完毕后，应进行必要的保护、防锈处理，并作明显标记。变形监测点布设略图见附图。2）水平位移监测点的测量变形测量级别为二级。观测时，在工作基点上设站，以极坐标法测定监测点的平面坐标，在一测站上观测所能看到的所有监测点，每个监测点观测4次，取用均值。另一测站进行部分检核。要求监测点坐标中误差w3.0mm。观测

10、前，要检查工作基点的稳定性。首次观测，连续独立观测3次，取3次的平均值作为初始值。3）数据处理通过各期变形观测点二维平面坐标值，计算投影至垂直于基坑方向的矢量位移，并计算各期阶段变形量、阶段变形速率、累计变形量等数据。4）水平位移监测点测量的注意事项对使用的全站仪、觇牌应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验，尤其是照准部水准管及电子气泡补偿的检验与校正；观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；仪器、觇牌应安置稳固严格对中整平；在目标成像清晰稳定的条件下进行观测；仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；应尽量避免受外界干扰影响观测精度，严格按精度要求控制各项限差。6.

11、2 围护结构及周围建筑垂直位移监测6.2.1 垂直位移监测网1）水准基点的布设水准基点应埋设在变形区域外，亦可利用变形区外稳固的建筑物、构筑物设立墙上基准点。针对本工程特点，结合现场地质条件，可利用上述部分水平基准点作为水准基点，也可单独做点，点的位置视具体情况而定，编号为BM1、BM2、BM3,3个点构成基准网。基准网采用独立高程系，选定网中一点，假定其高程为50.000m,作为高程控制网的起算数据。2）垂直位移监测网的测量垂直位移监测网测量采用闭合水准线路，按一级水准施测，并且往返观测。一级水准观测的有关技术要求如下：视线长度w30m,前后视距差w0.7m,前后视距累积差w1.0m,视线高

12、度n0.6m,最短视线长度不宜小于3m。一级水准观测的限差应符合表2表2单位：mm等级基辅分划读数之差两次读数所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差一级0.30.5<0.3Vn<0.2Vn注：表中n为测站数3）数据处理野外测得的原始数据检查合格后，传输至电脑，内业威远图平差软件平差计算，平差后，要求观测点测站高差中误差w士0.15mm。6.2.2 垂直位移观测1）垂直位移监测点的布设围护结构桩顶及坡顶的垂直位移监测点的点位直接利用28个水平位移监测点的点位（不包含11个棱镜），不再另行布设。2）垂直位移监测点的观测监测点的测量采用闭合或附合水准线路，按二级水准

13、施测。二级水准观测的有关技术要求如下：视线长度w50m,前后视距差w2.0m,前后视距累积差w3.0m,视线高度n0.6m,最短视线长度不宜小于3m。二级水准观测的限差应符合表3表3单位：mm等级基辅分划读数之差两次读数所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差二级0.50.7<1.0Vn<0.7Vn注：表中n为测站数首次观测，连续独立观测3次，取3次的平均值作为初始观测值。3）数据处理野外测得的原始数据检查合格后，传输至电脑，初始值由威远图平差软件平差计算，平差后，要求观测点测站高差中误差w士0.5mm,以后每次监测，可由仪器内置平差软件进行平差。通过各期变形监

14、测点的高程值，求出每个监测点每期的沉降量及累计沉降量。6.2.3 水准观测作业的要求无论水准基点观测或沉降监测点观测都应遵循以下要求：1）应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。阴天可全天观测；2）观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。设站时，应用测伞遮蔽阳光。使用数字水准仪前，还应进行预热；3）使用数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数；4）每测段往测与返测的测站数均应为偶数，否则应加入标尺

15、零点差改正数。由往测转向返测时两标尺应互换位置，并应重新整置仪器；5）水准观测线路须构成闭合或附合水准线路，一般采用固定的测站点和立尺点，使各次水准线路保持一致，采用固定的仪器和标尺，并固定观测人员。6.3 锚杆轴力监测锚杆拉力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，如：边坡中部、阳角处、地质条件复杂的部位，结合本工程具体情况布设5个监测点，点位编号依次为M1M5,监测点分布略图见附图。6.3.1 锚索测力计安装根据结构设计要求，锚索测力计安装张拉端或锚固端，安装时钢绞线或锚索应从锚索测力计中心穿过，锚索测力计处于钢垫座和工作锚之间。在安装锚索测力计时，必须始终保持千斤顶的孔中心与锚索测力计以

16、及锚垫板的孔中心在一条轴线上，以便使锚索张拉均衡。锚索测力计与锚垫板应同心连接，安装完成后，信号传输电缆应顺支撑体顺引至边坡边缘，做好线头的保护并做出测点标识，避免信号传输电缆和测力计遭受破坏。6.3.2 数据采集锚索测力计安装定位后，加载张拉前应准确测量其初始值，连续测3次,当3次读数的最大值与最小值之差小于1.0%FS时取其平均值作为监测的基准值。基准值确定后应按设计技术要求进行加荷载张拉，张拉完成后再连续测读3次，最大值与最小值之差小于1.0%FS时，则认为稳定。张拉荷载稳定后应及时测读锁定荷载，进行锁定后的稳定监测。6.3.3 数据处理当测力计受轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变了

17、钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化，即可测出所受作用力的大小。锚索测力计测力的计算：6、(fi2-fi2)P=二一；kt(To-Ti)6式中p一被测锚索荷载值，kN;k锚索测力计荷载值与频率的系数，kN/(Hz2);r2fi一振弦式锚索测力计第i根弦当前时刻的输出频率模数，Hz2;2fi0一振弦式锚索测力计第i根弦初始的输出频率模数，Hz2;n一振弦式锚索测力计中振弦的总数量，此处为6根；kt一振弦式锚索测力计温度修正系数，kN/C；Ti一振弦式锚索测力计当前时刻的温度值，C；T0测量初始时的温度值，C。6.4 土层深层水平位移监测6.4.1 监测点的布设监测点设置在结构受力、变形较

18、大的部位，观测点数量和间距视具体情况而定。沿基坑每侧中心处布置。本工程监测点共布置4个监测点，点位编号依次为T1T4,监测点分布略图见附图。测斜管应保持垂直，并使一对测斜管的定向梢与基坑边线垂直。6.4.2 测斜管埋设由基坑护坡施工单位将测斜管加工并固定到钢筋笼上，护坡桩施工时将测斜管随钢筋笼一并放置于护坡桩中，埋设时应符合下列要求：1）埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导梢相互对准、顺畅，各段接头及管底应保证密封。2）测斜管埋设时应保持竖直，防止发生上浮、断裂、扭转；测斜管一对导梢的方向应与所测量的位移方向一致。3）测斜管埋设完后应做好保护措施，并有明确的标识，以防被破坏

19、。6.4.3 现场数据采集将测头导轮卡置在测斜管的导梢内，将测头放入测斜管中，放松电缆，使测头滑至孔底。测头在孔底停置10分钟，以便在孔内温度稳定。将测头拉起至最近深度标志为测读起点，每0.5m测一个数，利用电缆9标志测读，使测头升至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆标志对准，以防读数不准确。将测头旋转180,重新放入测斜管中，重复上述步骤在相同的标志测读。6.4.4 数据处理将最初测量的数值称为初测值，它是以后该测孔的基准，以后的测值称为新测值，那么变化值为：变化值=新测值-初测值。变形位移是从测斜管底端开始，将变化值的代数和累加到测斜管顶端，这样就可以观察该测孔任一深度水平变化的位移。6

20、.5 基坑工程巡视检查基坑工程施工（工程施工基本完毕，已不能监测）和使用期间，每天均有专人进行巡视检查。巡视检查包括：支护结构、施工情况、周边环境以及检测设施。巡视检查情况作好记录，并与仪器监测数据进行综合分析。巡视检查如发现异常和危险情况，及时通知建设方及其他相关单位。7监测频率与周期7.1 基坑工程监测应从基坑开挖前的准备工作开始，直至结构出土0.00为止。（现基坑工程施工已完成，已经不能从基坑开挖前开始。建筑监测直至基坑回填前。）7.2 各项监测的监测频度应考虑基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化。基坑开挖期间应加强监测；当基坑开挖到底，监测值相对稳定时，

21、可适当降低监测频度。在无数据异常和事故征兆的情况下，现场监测频率及周期可按表4进行。表4监测频率及周期表序号监测项目监测周期监测频率1围护结构水平位移监测施工前取得初始值，监测点观测在基坑开挖期间，每开挖一步102围护结构垂直位移监测至施工竣工后监测对象变形趋于稳定时停止观测观测23次；基坑开挖到底后，观测周期逐渐加长，每3-7天观测1次，基坑开挖完毕半月后7-15天观测一次（红色文字工作已不能做，合同工作里应除去）至建巩物出正负零（回填完毕），共计观测约30次左右。3桩体深层水平位移监测4锚杆轴力监测7.3 当出现下列情况之一时，应进一步加强监测，缩短监测时间间隔、加密监测次数，并及时向施工

22、、监理和设计人员报告监测结果。7.3.1 监测项目的监测值达到报警标准；7.3.2 监测项目的监测值变化量较大或者速率加快；7.3.3 出现超深开挖、超长开挖、未及时加撑等不按设计工况施工的情况；7.3.4 基坑及周围环境中大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏;7.3.5 基坑附近地面荷载突然增大；7.3.6 支护结构出现开裂；7.3.7 邻近的建（构）筑物或地面突然出现大量沉降、不均匀沉降或严重的开裂；7.3.8 基坑底部、坡体或围护结构出现管涌、流沙现象。7.4 当有危险事故征兆时，应连续监测。8监测报警值表5各监测项目报警值监测项目护坡支护段预警值（mm最大位移控制值（mm变化速率

23、值（mm/。围护结构水平位移监测11-2615-363围护结构垂直位移监测16202桩体深层水平位移监测102%o3锚杆轴力监测0.7f21.0f22119人员和设备9.1 人员组织为保证该工程顺利进行和优质、高效完成，成立专门测量组，负责工程的组织协调、质量监督、安全管理等，做到分工明确，责任到人。总计技术人员8人。具体组织如下：9.2 仪器设备序号设备名称规格数量1精密电子全站仪俅卡TCA20031台2精密电子水准仪天宝DINI121台3精密电子水准仪天宝DINI031台4便携式测斜米集仪TFL-CXS1台5移动式测斜仪系统TFL-CCX-D1测斜仪1台6对讲机Motorola4台7电脑L

24、ENOVO2台8电锤1台1210设计工作量（以实际工作量为准）10.1 埋设基准点4个，每点深度5m10m;10.2 基坑围护结构水平位移监测点39（含11块棱镜）个；10.3 基坑围护结构垂直位移监测点28个；10.4 桩体深层水平位移监测点4个；10.5 锚杆轴力监测5个；10.6 监测次数30次左右；10.7 基准网测量及平差计算各3次。11监测数据的处理与信息反馈11.1 监测分析人员应具有工程测量、岩土工程、结构工程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。11.2 现场量测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

25、记录和监测技术成果均应有责任人的签字，监测技术成果应加盖成果章11.3 外业观测值和记事项目，必须在现场直接记录于观测记录表中。记录表中任何原始记录不得擦去或涂改，原始记录不得转抄。每次观测后，应将经过检验证明是可靠的计算结果列表汇总。11.4 观测结果超出限差时，应按现行工程测量规范GB50026-2007、建筑变形测量规范JGJ8-2007等相关技术标准的要求进行重测。11.5 对各周期的观测数据应及时处理，并应进行平差计算和精度评定。11.6 各监测项目的数据分析应结合配套项目、相关项目的监测结果以及自然环境、施工工况的变化进行，分析研究监测项目各物理量之间内在的、必然的联系。对变形的分

26、析应将变形大小和变形速率结合起来，考察其发展的趋势，并做出预报。1311.7 监测数据的处理与信息反馈宜采用专业软件，专业软件的功能和参数应符合规范要求，并宜具备数据采集、处理、分析、查询和管理一体化以及监测成果可视的功能。11.8 技术成果应包括当日报表、阶段性报告和总结报告。技术成果提供的内容真实、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表达。技术成果应按时报送。11.9 当日报表应包括下列内容：11.9.1 当日天气情况和施工现场的工况；11.9.2 仪器监测项目各监测点的本次监测值、单次变化值、变化速率以及累计值等，必要时绘制有关曲线图；11.9.3 巡视检查的记录；

27、11.9.4 对监测项目应有正常或异常、危险的判断性结论。11.9.5 对达到或超过监测报警值的监测点应有报警标志，并有分析和建议。11.9.6 对巡视检查发现的异常情况应有详细描述，危险情况应有报警标志，并有分析和建议。11.9.7 其他相关说明。11.10 现场的监测资料应符合下列要求：11.10.1 使用正式的监测记录表格；11.10.2 监测记录必须有相应的工况描述；11.10.3 监测数据应及时整理，经审核后上报施工、监理和有关部门；11.10.4 对监测值的发展及变化情况应有分析和评述，当接近报警值时应及时通报现场监理、施工人员，提请有关部门关注，并加密监测频度。11.10.5 工

28、程结束时应有完整的监测报告。11.11 基坑工程监测总结报告的内容应包括：11.11.1 工程概况；1411.11.2 监测依据和监测项目；11.11.3 各测点的平面和立面布置图；11.11.4 采用仪器设备、监测方法和频率；11.11.5 监测报警值；11.11.6 监测值全过程的发展变化情况评述（含监测成果的过程曲线）；11.11.7 监测工作结论和建议。11.12 观测记录、计算资料和技术成果应进行组卷、归档。12质量管理措施12.1 监测组织管理措施12.1.1 为确保达到上述质量标准，实行质量三检制，在项目部监测人员自检基础上，由队主任工程师进行检查，合格后报由甲方或监理进行检查，

29、确保监测质量。12.1.2 公司总工程师及队主任工程师，对监测过程中的技术和资料进行定期检查和指导，发现问题限期整改，否则实行质量否决权。12.1.3 测量队成立以工程负责、项目技术负责为首的质量管理小组，对整个工程质量负全面责任，监测人员负具体监测责任。12.1.4 项目部坚持每个观测日生产碰头会，及时把项目部安排落实到每个人，讲质量，讲安全，有问题及时解决，总结工程监测情况，认真执行质量标准，按规程作业，对工序负责。12.1.5 开工前，落实各级人员岗位责任制，做好技术交底，使每个监测人员对工程总体要求明确，对岗位职责、岗位技术要求及质量要求，有深刻了解，使人人都有很强的质量意识。12.2 监测过程管理措施认真执行现行规范、规程、标准。具体落实监测方案、技术措施和技术交底的要求和规定。禁止违章指挥和违章