真空预压监测专项方案

江苏斯尔邦石化项目一七标段真空预压软基处理监测方案无锡水文工程地质勘察院二〇一三年五月二十三日责任表编制：校对：审核：无锡水文工程地质勘察院二〇一三年五月二十三日目录TOC\o"1-2"\u一、工程概况 5二、工作依据 5三、监测项目及目标 6四、监测点布设 6五、监测方法、原理及精度要求 75.1监测基准点布设 75.2关键监测和检测设备 75.3表层沉降监测 75.4分层沉降监测 85.5深层土体水平位移监测 85.6地下水位监测 95.7孔隙水压力监测 95.8水平位移监测 9六、加固效果检测 9七、监测人员 10八、监测周期及报警值 10八、结果资料 118.1当日报表内容 118.2阶段性监测汇报内容 118.3基坑工程监测总结汇报内容 11九、安全和文明施工 12十、应急方案 1210.1应急开启 1210.2应急方法 12一、工程概况拟建江苏斯尔邦石化项目一期工程在连云港市徐圩开发区港前大道以南，西靠取山一路，总面积约为807507m2,一标段占地面积为85561m2，七标段占地面积95097m2。二、工作依据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-）；2、《建筑变形测量规程》（JGJ8-）；3、《工程测量规范》（GB50026-）；4、《建筑物沉降观察方法》（DGJ32/J18-）；5、《岩土工程勘察规范》(GB50021-)（）；6、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-)；7、《港口工程地基规范》（JTS147-1-）；8、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-）；9、《岩土工程试验监测手册》（林宗元主编）；10、建设工程安全管理条例。三、监测项目及目标在真空预压软基处理工程中常见监测方法关键包含：表面沉降观察、分层沉降观察、孔隙水压力观察、地下水水位观察及加固前后十字板试验。1、沉降观察（地表沉降、土体深层分层沉降），其目标是了解沉降速率，得到沉降～时程曲线，推算最终沉降量，计算地基平均压缩度，分析残余沉降，控制施工进度、改善施工方法及确保施工安全；2、水平位移观察（土体内水平位移及加固范围外地表水平位移），目标是实测位移速率，控制加荷速率，分析加固范围稳定性采取合理方法，降低变形量，确定真空预压环境影响范围；3、土体内孔隙水压力，目标是利用孔压～荷载关系，控制加荷速率，了解真空传输规律，推算固结度，进行稳定计算，进而合理控制施工速率，立即修正和改善施工方案；4、地下水水位观察，目标是立即了解加固区内外地下水位改变情况，为立即分析加固效果和评价地基处理对周围环境影响；5、十字板试验、静力触探试验和钻孔取土试验，目标是检验加固效果。四、监测点布设监测点布设依据软基加固设计图和《建筑变形测量规程》（JGJ8-）中测点部署通常标准，结合本工程特点部署（附图中位置为示意部署，部分监测项目中监测点应场地实际情况确定）：五、监测方法、原理及精度要求5.1监测基准点布设依据《建筑变形测量规程》中基准点布设要求，基准点标石选钻孔水准标石，标石距离基坑大于3倍基坑深度（≥60m，≥100m），同时为了确保基准点稳定性，基准点埋设深度大于1.5m。本工程监测范围内共设3个水准基点。基准点每30天进行一次联测。待埋设基准点稳定后（埋石后不少于15天），按二级沉降观察精度要求使用精密电子水准仪及配套铟瓦合金高精度水准标尺，首次观察采取往返测量、其观察次序按国家现行水准测量规范实施。水准路线闭合差≤±0.1mm，n为水准路线观察站数。在观察过程中确保前后视距差≤0.7m,前后视距累计差≤1.0m，视距长度≤30m、视线高度≥20cm.。在实际测量时应采取固定仪器和测站点方法，以确保每次观察高程之差（沉降量）正确．观察数据经内业检验合格后，平差求出各基准点高程作为本沉降观察起算数据，以后每个月应进行连测以校核它稳定性。5.2关键监测和检测设备设备名称设备型号关键使用部位全站仪TopconMS05水平位移量电子水准仪天宝DiNi03沉降GPS接收机S82基础点位设置，孔口标高测量测斜仪JX-4深层土位移监测、桩身测斜分层沉降仪十字板剪切仪5.3表层沉降监测沉降标示意图经过地面沉降监测，能够直接监控真空预压效果，并对实际固结度计算和卸载标准提供最可靠数据。施工区域共设表层沉降观察点30个。临近预压期时，应依据实测沉降值，计算固结度，估计沉降趋势，确定具体预压卸载时间。沉降标示意图1）测量仪器沉降监测关键采取水准仪测量，测量精度2mm。2）沉降标制作沉降标底板用厚度10mm钢板，尺寸为50×50cm沉降杆用φ40镀锌钢管制作，钢管和底板焊接连接，用四条φ10钢筋焊接牢靠，钢管每条长度1.5m1.2m处设观察耳，在沉降标上焊接不锈钢尺（见右图）。放置时不锈钢尺测量点可视位置。3）布设方法在每块施工区域内按沉降标位置测量地面标高，在地面铺一层砂，把沉降标放在上面，用砂包袋压实压稳，要求沉降标设置点表面平整，沉降杆不能晃动。在膜上布设时应注意保护膜不被破坏。4）测量方法采取几何水准测量方法进行，在砂排水垫层铺设完后测量砂面标高，再在铺膜后抽真空前测量膜面标高，二者之差即为插塑料排水板期间沉降量。布点完成后先测定标点初始位置和高程，要求在排水板施工前埋设好并观察初始读数，临近预压期时，应依据实测沉降值，计算固结度，估计沉降趋势，确定具体预压卸载时间。5）观察频率：插板期间和抽真空期间埋设每隔2天观察一次，满载完后每隔5天观察一次．5.4分层沉降监测分层沉降监测经过钻孔内预放沉降磁环，经过传感器进行测量。在量测中严格按以下要求实施：1、沉降环安装和埋设：钻¢90mm孔，将沉降管按设计深度埋入孔中，用内径大于沉降管塑料管将沉降环分别压入孔内待测各点深度位置，回填中砂加水密实见下图2、测量方法：孔口标高法。在孔口作一标识，每次测试全部应该以该标识为基准点，孔口标高由测量仪器测量。3、沉降观察仪必需工作稳定，测试精度达成2mm4、每次对沉降进行观察，读尺深度参考点必需一直为同一点。读数参考点改变由测量人员进行测定。5、应在地基处理施工前埋设，滤管长度应满足测量要求。6、观察频率：预压期每隔2天观察一次，预压后每隔5天观察一次。底盖底盖孔隙填充物连接处完全密封保护墩铁盖孔口标识铁管接头沉降环分层沉降监测安装图5.5深层位移监测1、地基加固深层水平位移监测采取在土体中预埋测斜管、经过JX-04型测斜仪对土体进行监测其精度为0.01mm。具体操作按以下要求实施：（1）测斜管应在预压前埋设，测斜管采取PVC工程塑料管，直径宜为53mm，管内有两组相互垂直纵向导槽；（2）埋设前应检验测斜管质量，测斜管连接时应确保上、下管段导槽相互对准顺畅，接头处应密封处理，并注意确保管口封盖；（3）测斜管长度大于所监测土层深度；当以下部管端作为位移基准点时，应确保测斜管进入稳定土层2~3m；测斜管和钻孔之间孔隙应填充密实；（4）埋设时测斜管应保持竖直无扭转，其中一组导槽方向应和所需测量方向一致。2、测斜仪应下入测斜管底5~10min，待探头靠近管内温度后再量测每个监测方向均应进行正、反两次量测，测斜仪安装详见下图所表示。3、观察频率：预压早期每隔3天观察一次，预压后每隔7天观察一次。5.6地下水位监测在埋设孔隙水压力计周围部署一个水位观察孔，埋设水位管。水位管需穿出预压面顶部并应进行专门处理和定时维护，以观察统计。现场共埋8个地下水位观察点。测孔用钻机成孔，并用滤水PVC管护壁。测试用水位计完成，水位深度统一换算成场地±0.00相对标高。1、观察点布设钻机成孔，套管跟进，直钻至设计要求埋设深度8m；将下端封口水位管放入钻孔中，并逐根用管箍连接至设计要求长度。向水位管内灌清水至和钻孔中水面一致，封闭水位管并拔出套管；水位管埋设后，用水位仪进行观察，当水位稳定后，才可正式施工，此读数即为初读数；进行水位测量时，应同时统计日期、降雨量、潮位和天气等情况。根据要求作好每次统计，记入统计表中；依据观察结果，水位观察结果图表，联合孔隙水压力测试结果分析计算加固土层固结度。2、观察频率：预压期每隔2天观察一次，预压后每隔5天观察一次。5.7孔隙水压力监测在场区均匀布设孔隙水压力监测点，了解土体中不一样深度孔压改变情况用以计算同深度土体固结度和强度增加程度。全部施工区域共埋9（一标）组孔隙水压力计每组孔隙水压力计按深度方向每3m埋设一个探头，每组共埋5个，埋深15m,各深度探头同一孔埋设。埋设在插板完成以后、铺膜开始之前进行。1、观察点布设传感器埋入前首先要进行严格现场标定，现场标定值和厂家标定值之间相差±1Hz时，应进行数据表平移。第二次标定是安装后测定成活率，同时复查传感器灵敏度。对于安装后没有成活或安装后灵敏度未能达成标准，均必需更换传感器重新安装。第三次标定是安装成活后必需要进行数次标定，以确定精度稳定初始值。传感器现场安装要求钻孔过程中不使用泥浆护孔，应使用套管护孔，以免泥浆挡住透水石，影响传感器正常工作。埋设前，传感器应在沸水中煮约3个小时。钻孔达成设计深度后，先投入中砂20cm，再放入传感器，然后投入20cm中砂，再投入30cm干燥膨润土球作隔水层，最终投入原孔土填实。2、观察频率：真空预压早期每2天观察一次，满载后每5天观察一次。5.8水平位移监测施工时在场地周围有代表性地方部署表层位移监测边桩，边桩水平位移天天应小于5mm。1）观察点布设先在加固区外地方设置测量基点(基线)，确定边桩位置；位移边桩采取钢管埋设于设计要求位置；位移边桩埋设采取打入方法，主管打入地基指定深度后其顶部焊接带十字丝车件，以十字丝交点作为观察点；加荷过程中采取经纬仪测量出各观察点到测量基点连线（基线）距离，从而推算出边桩位移量，用水准测量来推算边桩沉降量。2）观察频率：真空预压期间天天观察一次。六、加固效果检测6.1浅层平板载荷试验6.1.1浅层载荷试验设备此次试验采取堆载法,共进场两套设备,试验装置由以下三部分组成：即反力装置系统、加荷稳压装置系统和测读装置系统。（1）反力装置系统:由主梁、次梁及配重组成系统提供反力。（2）加荷稳压装置系统:由两只QW100手动油压千斤顶及配套压力表等组成。（3）测读装置系统:由基准桩、基准梁、磁性表座和百分表。以上设备试验前均进行过检验、率定及变形验算，符合使用要求。6.1.2浅层载荷试验原理、方法此次静载荷试验为浅层平板静载荷试验,承压板为圆形0.5m2钢板。具体做法以下：1.加载分级：预估极限荷载120kPa,加载等级分为9-10级。具体分级以下：级次点号1234567891011PLT11010101010101212121212PLT212121212121212121212PLT2’1010101010101212121212PLT3101010151515151515PLT41111111111111111111110PLT51010101011111111121212PLT612121212121212121212PLT71010101010101212121212PLT8101010151515151515PLT8’121212121212121212122.沉降观察：每级加载后按间隔10、10、10、15、15min,以后每半个小时测读一次沉降量,当在连续两小时内,每小时沉降量小于0.1mm时,则认为已趋于稳定,即可加下一级荷载。3.当出现下列现象之一时可终止试验：a.沉降急剧增大,荷载～沉降曲线出现陡降段；b.承压板周围土显著侧向挤出；c.在某一级荷载作用下,二十四小时内沉降速率不能达成稳定；d.承压板累计沉降量已大于或等于其宽度或直径6%；6.2十字板剪切试验6.2.1十字板剪切试验设备此次试验采取十字板剪切试验(VaneShearTest简称VST),施工进场一套电测十字板剪切设备,设备由十字板头、数据采集仪器、探杆、地锚和和贯入主机组成。（1）十字板头规格:板高100mm,板宽50mm,厚度2mm,板下端刃角60度。（2）数据采集仪器:LMC-D310型十字板数据采集仪器。（3）贯入主机:采取3T手摇式静力触探机。6.2.2十字板剪切试验原理、方法十字板剪切试验原理,即在钻孔某深度软黏土中插入要求形状和尺寸十字板头,施加扭转力矩,将土体剪切破坏,测定土体抵御扭损最大力矩,经过换算得到土体不排水抗剪强度。十字板头旋转过程中假设在土体中产生一个高度为H(十字板高度)、直径为D(十字板头直径)圆柱状剪损面，并假定该剪损面侧面和上、下底面上土抗剪强度全部相等。在剪损过程中，土体产生最大抵御力矩M由圆柱侧表面抵御力矩M1、和圆柱上下面抵御力矩M2两部分组成。即M＝M1+M2。十字板剪切试验是对压入黏土中十字板头施加扭矩,使十字板头以一定速率旋转,在土层中形成圆柱形破坏面,测定土剪切破坏时最大扭矩,即可得到土抗剪强度。6.3单桥静力触探试验6.3.1单桥静力触探试验设备此次试验采取静力触探试验(staticconepenetrationtest)简称静探(CPT),施工进场两套单桥静力触探设备,设备由单桥触探头、数据采集仪器、探杆、地锚和贯入主机组成。（1）单桥探头规格:探头截面积10cm2,侧壁高度为57mm,锥尖锥角60度。（2）数据采集仪器:LMC-D310型静力触探数据采集仪器。（3）贯入主机:采取3T手摇式静力触探机。7.3.2单桥静力触探试验原理、方法静力触探工作过程是用静力将探头压到土层中去。在贯入过程中,因为埋藏在地层中多种土物理力学性质不一样,所以,探头碰到阻力也不一样,有土软,阻力就小,有土硬,阻力就大。土软硬正是土力学性质一个体表现。所以贯入阻力是从一个侧面反应了土强度。依据这么一个内部联络,我们利用探头中阻力传感器,将贯入阻力经过电子量测统计仪表把它显示和统计下来,并利于贯入阻力和土强度之间存在一定关系,确定土力学指标,划分土层,行地基土评价和提供设计全部需参数。当静力触探探头在静压力作用下,均速向土层中贯入时,探头周围一定范围内土体受到压缩和剪切破坏,同时对探头产生贯入阻力。通常来说,同一个土层中贯入阻力大,土层力学性质好,承载力高。反之,贯入阻力小,土层软弱，承载力低。在生产中利用静力触探和土野外载荷试验对比,利用数理统计方法,能够建立多种相关方程(经验关系)。这么,只要知道土层贯入阻力即可确定该层土地基承载力等指标参数。6.4钻探取样此次钻探采取两台钻探取样设备,设备由GXY-1型钻机、钻杆、泥浆泵、重锤、薄壁取土器。（1）钻孔口径应依据钻探目标和钻进工艺确定,此次测试需要采取原状土样，钻孔口径为108mm。（2）测试土层为软土,确定钻进方法采取泥浆护壁。（3）取土方法,软土层采取薄壁取土器,快速压入法取样,可～硬塑土层采取锤击法。所采集土样需达Ⅰ级土试样。（4）钻探统计应在钻探进行过程中同时完成,统计内容应包含岩土描述及钻进过程两个部分。钻探现场统计表各栏均应按钻进回次逐项填写。误写之处能够划去,在旁边作更正,不得在原处涂抹修改。钻探结果均应有钻探机(班)长、统计员及钻探队责任人署名。6.5室内土工试验项目和方法此次取样进行室内测试项目有含水率(w)、重度(r)、比重(Gs)、液限(Wl)、塑限(Wl)、抗剪强度(q)、无侧限抗压强度（qu）、压缩模量（ES）。（1）含水率采取电热烘干法,容重采取环刀法、比重采取比重瓶法,液限和塑限采取联合测定法。（2）抗剪强度采取直接快剪试验,无侧限抗压强度采取应变控制式测试法,压缩模量采取标准固结试验法。（3）全部测试项目均严格按《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)实施。七、监测人员针对本工程监测特点,成立了由3人组成专业监测小组,其中3人含有测量、土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、计算机等方面知识。项目经理负责工程监测计划、组织及监测质量审核。人员配置以下图：姓名职务职称从事本专业年限范登峰项目经理工程师10顾东现场负责助理工程师5顾能星技术负责助理工程师2张龙统计员技术员2八、监测周期及报警值在完成砂垫层施工，插打塑料排水板前观察砂面高程，铺膜后，抽真空前观察膜面高程，二者之差作为插板期间沉降。表层沉降、孔隙水压力、分层沉降、水位监测等抽闲期间跟踪监测项目在仪器埋设完成，抽闲前开始观察，真空预压恒载前每2天观察1次，恒载后每5天观察1次。特殊情况下加密观察。监测报警值：竖向变形量≤10mm/d；边桩水平位移≤5mm/d九、结果资料监测结果包含当日报表、阶段性汇报、总结汇报。报表中监测结果用表格和改变曲线或图形反应。9.1当日报表内容1、当日天气情况和施工现场工况；2、仪器监测项目各监测点此次测试值、单次改变值、改变速率和累计值等，必需时绘制相关曲线图；3、对监测项目应有正常或异常判定性结论；4、对达成或超出监测报警值监测点应有报警标示，并有原因分析及提议；6、对巡视检验发觉异常情况应有具体描述，危险情况应有报警标示，并有原因分析及提议；7、其它相关说明。当日报表应标明工程名称、监测单位、监测项目、测试日期和时间、报表编号等。并应有监测单位监测专用章及测试人、计算人和项目责任人签字。9.2阶段性监测汇报内容1、该监测期对应工程、气象及周围环境概况；2、该监测期监测项目及测点部署图；3、各项监测数据整理、统计及监测结果过程曲线；4、