深基坑工程试题及深基坑监测方案

深基坑变形监测方案-1-一、工程概况：本项目为CENTER工程，本子项为通风中心；工程号为HB1001，子项号为VX。建设地点：四川省乐山市夹江县南岸乡。通风中心长58.60m，宽33.10m，建筑高度（室外地坪至女儿墙）为22.900m，消防高度（室外地坪至屋面面层）为22.200m，地上二层，局部三层。占地面积1956.19㎡，建筑面积4298.00㎡。建筑结构形式：钢筋混凝土框架——抗震墙结构，本建筑设计使用年限为50年，抗震Ⅰ类建筑。二、编制依据：1、《建筑基坑工程变形技术规范》（GB50497-2009）2、《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）3、《精密水准测量规范》（GB/T15314-940）4、《工程测量规范》（GB50026-2007）5、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）6、《建筑基坑支护技术技术规程》（JGJ120-2012）7、基坑支护工程施工方案设计三、基坑侧壁安全等级划分：基坑1-2交A-B，1-2交E-F，开挖的基坑深度较大约为8m，放坡系数80°，近似垂直开挖，如破坏后果较严重，因此侧壁安全等级定为一级，侧壁重要性系数1.1。基坑其他位置地势相对开阔，无相邻建筑等级评定为二级，侧壁重要性系数1.0。四、基坑支护方案：放坡体系：根据设计图纸的要求，本工程的基坑放坡为80°，近似垂直开挖，基坑壁失稳对周边有一定危害，采用垂直开挖形成基坑，开挖前必须先对其设置支挡，保证现有周边的安全，根据场地周围环境、场地工程地质条件及水文地质情况。基坑内设置临时集水坑及排水盲沟，坑底设集水井和排水沟坑顶设截水沟的排水系统。五、监测目的及要求：5.1监测目的在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体由原来的静止土压力状态向主动力土压力状态转变，应力状态的改变引起的变形，即使采取支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括：深基坑坑内土体的隆起，基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移。无论那种位移的量超出了某种容许的范围，都将对基坑支护结构造成危害。因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解。确保工程顺利进行。5.2深基坑工程监测的要求在深基坑开挖与支护工程中，为满足支护结构及被护土体的稳定性，首先要防止破坏或极限状态发生。破坏或极限状态主要表现为静力平行的丧失，或支护结构的构造产生破坏。在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较多的变形或变形速率明显增大。支护结构物和被支护土体的过大位移将引起邻近建筑物的倾斜和开裂。如果进行周密的监测控制，无疑有利于采取应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。六、工程地质概要：6.1本基坑地下水为裂隙潜水型，其主要补给来源为大气降水。6.2拟建场地浅层土层成份复杂，基坑工程正式施工前应对场地内的障碍物作进一步查明并给予清除，以确保围护体和坑内加固等正常施工。七、监测内容：本工程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动向。为了确保施工的安全顺利进行，根据现场的周边环境情况及设计的常规要求，共设置监测内容如下：护坡的水平和竖向位移监测；坑内、外地下水位监测；基坑临近建筑的沉降监测。7.1围护顶部的垂直、水平位移监测监测点埋设在坡顶，按规范间距要求布置，沉降、位移监测点共计10个测点（沉降、位移监测点共用）。测点编号为JKl～JK10。7.1.1垂直位移的监测方法采用独立高程系统，在远离基坑的稳定区域选设置两组稳固水准点：SJ01高程为449.4879米，SJ02高程为470.969米，SJ03高程为487.996米，SJ04高程为462.3281米。SJ01、SJ02、SJ03、SJ04即为本工程变形监测的高程基准点，各监测点的高程是通过高程基准点形成的一条Ⅱ等水准闭合线路，由线路中的工作点来测定各监测点高程，各监测点的初始值取三次观察平均值。7.1.2测量中的有关技术指标等级测点中误差（mm）每站高差中误差（mm）往返较差附合或环线闭合差检测已测高差较差使用仪器二等±0.5±0.13±0.3√n±0.5√nNA2+GPM3水准仪注：n为测段的测站数7.1.2水平位移测量⑴采用轴线投影法：在某条测线两端远处各选定一个稳定基准点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，在该观测边上的各测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至A、B基准线的垂直E，各监测点初始值E均为取两次平均值。“+”表示正向基地位移，“-”表示背向基地位移，本次观测值与前次观测值之差为本次位移量，本次观测值与原始观测值之差为累计位移量。“+”表示朝向基地位移，“-”表示背向基地位移。⑵采用坐标法：对于无法采用轴线投影法观测的测点，采用坐标法观测。用全站仪架设于稳定基准点，观测测点坐标，取三次平均值作为初始值。本次观测值减去前一次的观测值为本次观测值位移值，本次观测值减去原始观测值为累计位移值。7.1.3观测点的精度要求及使用仪器测点中误差（mm）测角中误差（″）使用仪器1.5±1.8经纬仪全站仪(A)水准点的设置要求①控制点必须稳固，便于保存。②通视良好，便于定期检验。③采用强制归心观测墩。顾及基坑周边实际情况，在基坑周边延长线上稳定的位置设置3个观测墩，强制归心观测墩为混凝土现场浇灌，墩的顶部安装强制对中装置，其目的是使仪器严格对中，我们采用插入式对中装置，其偏心误差小于0.1mm。(B)观测点觇牌的设计测小角的误差主要来源于照准误差，觇牌的设计应具有以下特点：反差大，没有相位差，图案严格对中。本工程采用觇牌的设计为：采用直径100mm,厚度2.5mm不锈刚，以白色为底色，以红色为图案。觇牌设计、制作完毕后，将其焊接在基坑的支护桩上。基准点、观测点的埋设基准点、观测点的埋设见附图。小角法观测测小角法是利用精密经纬仪精确的测出基准线与测站点到观测点之间的微小角度，读数取值精确到0.2″.首次观测4个测回，取平均值，经检查无误后，检查偏离值：L=(β/ρ)*S（1）精度估计由于观测采用强制归心观测墩，以及小角度观测只利用测微器测定，所以误差主要来源于照准误差。①对距离S的精度要求将L=(β/ρ)*S全微分，取中误差得：ML2=(mβ2/ρ2)*S2+(ms2/ρ2)*β2(2)相对于侧小角(β)，量测具有足够精度的边长S是比较容易的。因此，取(β/ρ)*S=3*（ms/ρ）*β，代入（1）式，整理后，得：ms=（ρ*mL）/3.16β(3)由（1）式，得：β=（L*ρ）/S代入（3）式，整理后，得：ms=mL*S/3.16*L写成相对中数误差形式：ms/S=mL/3.16*L因此，要求mL=0.5mm,而设偏离值L=40mm.则ms/S=1/250,当L=100mm,则边长相对中误差仅要求ms/S=1/1000。以1/2000的精度测量边长就满足测量精度要求。所以，在测小角时，边长需测一次即可。在以后的各期观测中，此值可认为不变。②观测小角（β）的精度要求由（2）式略去右边第二项，得：ML=(mβ/ρ)*S（4）由于测小角的误差主要来源于照准误差，当小角度观测采用测回法时，一测回小角误差，由误差传播定律可知：mβ=mV(5)式中mV为照准误差。将（5）式代入（4）式，得：ML=（1/ρ)*S*mV由此可知，测小角的测量精度取决于照准误差。取眼睛视力的临界角为60″，则mV=60″/V,V为放大镜放大倍数。本工程采用WILDT3精密经纬仪测小角，V=60倍，当测站到观测点的距离为S=120m时，测小角度对偏离值影响为0.58mm。由水平观测的误差分析可知：一般情况下，观测误差包括：仪器误差、测站对中误差、目标对中误差、角度观测误差、外界影响等。根据上述估算，可以满足边坡观测点相对于控制线的一次偏离值的测量精度为±3mm的精度要求。7.2坑内、外地下水位监测在围护体内侧利用集水井布置水位监测孔，共计埋设2根水位观测孔，测点编号：GCJ1、GCJ2。7.2.1监测方法：为了使地下水位保持适当水平，使周边建筑物及地基处于稳定状态，同时也为了检验止水帷幕的渗漏特性，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。7.2.2计算公式：W=WO-Wi式中：W为本次水位标高（m）（计算结果精确至0.01m）WO为水位孔的孔口标高（m）Wi为本次水位的深度（m）在日常观测中均记录观测开始、结束时间、天气情况，测读后按观测点编号记录在专用记录纸上。[测量精度]:水位高程中误差≤±5mm。[报警值]:天气正常情况下,水位日变化下降值0.5米,即报警。7.3基坑长方向的沉降监测在基坑长方向共布置4个沉降监测点，编号为JK3～JK7。沉降监测方法：由于本工程深基坑降水、开挖，可能引起附近道路路的变形，根据现场条件并考虑便于观测等因素，决定采用沉降观测的方法，在道路沿线设置沉降观测点，通过差异沉降量推算两条道路的倾斜值及倾斜角。7.3.1沉降观测利用0.5mm级精密水准仪，通过几何方法进行观测。按国家二级水准测量精度要求及方法实施。测量方法及原理不在复述。在道路沿线设置观测点，用沉降观测的方法测得各点的差异沉降量。八、监测频率：8.1监测期限从基坑开挖开始，到±0.000施工结束。8.2监测频率监测项目监测频率总次数（次）井点降水地下室施工坡顶监测坑外水位布设测管坑外道路监测说明：根据工程需要，业主的要求及时调整监测频率。8.3监测警戒值8.3.1基坑周边环境监测报警值项目监测项目支护结构类型一级累计值/mm变化速率/mm·d-1绝对/mm相对基坑深度(h)控制值1墙（坡）顶水平位移放坡、土钉墙、喷锚支护25~350.3%~0.4%5~10护坡桩、灌注桩、排桩锚索25~350.2%~0.3%2~32墙（坡）顶竖向位移放坡、土钉墙、喷锚支护20~350.3%~0.4%3~5护坡桩、灌注桩10~200.1%~0.2%2~33基坑周边地表竖向位移20~352~34土压力（60%～70%）f15护坡桩、锚杆内力（60%～70%）f2注：1．累计值取绝对值和相对基坑深度(h)控制值两者的小值。2．当监测项目的变化速率连续3天超过报警值的70%，应报警。①周边建（构）筑物报警值应结合建（构）筑物裂缝观测确定，并应考虑建（构）筑物原有变形与基坑开挖造成的附加变形的叠加。②当出现下列情况之一时，必须立即报警；若情况比较严重，应立即停止施工，并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。a当监测数据达到报警值；b基坑支护结构或周边土体的位移出现异常情况或基坑出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷落等；c基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象；d周边建（构）筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝；e根据当地工程经验判断，出现其他必须报警的情况。③H为基坑设计开挖深度，f1为荷载设计值；f2为构件承载力设计值。8.3.2建筑基坑周边环境监测报警值：项目监测对象累计值（mm）变化速率（mm/d）备注1地下水位变化1000500-2管道位移刚性管道压力10～301～3直接观察点数据非压力10～403～5柔性管道10～403～5-3邻近建筑物位移10～601～3-4裂缝宽度建筑1.5～3持续发展-地表10～15持续发展-注：建筑整体倾斜度累计值达到2/1000或倾斜速度连续3d大于0.0001H/d（H为建筑承重结构高度）时报警。九、测试主要仪器设备监测工程中主要采用的仪器设备有：序号监测内容所有仪器设备读数精度1压顶梁竖向位移、护坡桩竖向位移、工程桩（或承台）的沉降监测水准仪±0.1mm2压顶梁水平位移、护坡桩水平位移、工程桩（或承台）的水平位移经纬仪全站仪2″2″3地下水位监测电测水位、回弹仪（两用）±1mm4支撑轴力监测GJJ10型钢筋应力计VWS型应变计±1％FS十、监测工作管理、保证监测质量的措施10.1监测工作管理10.1.1实行项目总工负责制监测组成员服从项目总工的统一调配，并在日常监测工作中严格按监测方案的要求带领作业人员实施作业，并经常保持与建设方及分包单位的联系，及时了解场地施工进度，安排与落实监测工作的步骤，配合施工的顺利进行。10.1.2监测过程的质量控制作业人员应严格按监测方案要求及相应规范进行作业，发现超出允许误差时应及时纠正或进行返工。技术问题由测量负责人与项目总工商量后作出决定，测量负责人与项目总工实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。10.1.3文件与资料的管理监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，或者有计算机备份以防丢失。提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。10.2质量保证体系10.3保证监测质量的措施10.3.1仪器、仪表⑴测点器具埋设前均预先进行重复标定，以防质量不合格器具的埋入。钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，回填应密实。各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行(一般7～10天)。⑵监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取得《检定证书》后方可使用。⑶每天的测试之前均应对所使用的仪器进行自检，并详细记录自检情况，使用完毕后记录仪器运转情况；⑷使用过程中若发生仪器异常的情况，除立即对仪器进行维修或调换外，同时对该仪器当天测试的数据进行重新测试。10.3.2野外作业⑴组成强有力的监测组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人员担任监测组主要负责人。监测组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。⑵进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，相应的作业程序和有关规范、规程，每个测量人员了解监测的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设计执行。⑶在具体测试中固定测试人员，以尽可能减少人为误差；⑷在具体测试中固定测试仪器，以尽可能减少仪器本身的系统误差；⑸在具体测试中固定时间按基本相同的路线，以减少温度、湿度造成的误差；⑹具体测试中用相同的测试方法进行测试，以减少不同方法间的系统误差；10.3.3监测元件⑴各类监测元件均应有详细的出厂标记记录并得到法定计量单位的认可，有效期应满足工程需要；⑵各类监测元件在埋设前均应再次进行测试，经检验合格方可进行埋设，埋设完成后立即检查元件工作是否正常，如有异常应立即重新埋设。10.3.4监测点保护⑴对测量工作中使用的基准点、工作点、监测点用醒目标志进行标识的同时，对现场作业的工人进行宣传，尽量避免人为沉降和偏移，对变化异常的测点除进行复测外，若发现已遭破坏，应立即进行重新埋设；⑵在围檩制作过程中，应对埋设在围护墙体内的监测元件进行巡视；⑶在基坑开挖过程中，对布设有监测元件的部位用醒目标志进行标识。10.3.5资料采集及整理制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、汇总工作。⑴外业观测资料在内业计算前均要进行检查与复检，在保证采集数据正确的前提下方可进行计算；⑵使用论证通过的专业软件对数据进行处理；⑶数据处理后汇成报告必须经过专项测试人员自检，现场测试负责校核，各项测试人员互检后，方可敲章送出；⑷对施工组织设计进行会审，及时编制分项施工指导性文件、制定工序质量控制文件、编制雨季施工技术措施，对关键工序进行能力验证，及时解决