基坑开挖与地面变形沉降监测方案[优秀工程方案]

1、北京立思辰新技术有限公司研发中心项目 基坑监测方案北京立思辰新技术有限公司研发中心项目 基坑监测方案 编制人: 审批人: 目 录第一章 工程概况1一、工程概况1二、监测技术标准依据(规范、规程、规定、要求)1三、监测目的 要求2四、施工监测的 原则2五、本工程重点、难点3第二章 监测内容3一、监测内容3二、监测项目3三、监测仪器5四、监测频率5五、周边环境监测6六、监测6第三章 预警事务的 处理18一、预报等级的 划分19二、监控量测控制标准19三、各等级风险的 应急措施20四、预警上报及处理20第四章 质量保证措施21一、建立专门的 监测领导小组21二、作好对操作人员技术方案 的 交底的 工

2、作22三、监测中规定23第五章 安全保证措施23一、安全管理目标与方针23二、安全保证措施23第六章 信息反馈24一、监测数据的 反馈24二、监测数据分析24 四、基坑日常巡视25附图126第一章 工程概况一、工程概况 拟建工程为北京立思辰新技术有限公司研发中心,位于北京市海淀区中关村软件园内,其东侧为软件园三号路,西侧为东北旺西路.拟建工程地理位置优越,距五环路直线距离约3.8千米,交通十分便利,周边有G6京藏高速公路、G7京新高速公路、五环路、后厂村路等.拟建工程地上5层,高度 为23.4米,地下2层,基础埋深-9.90米、-10.75米,总建设用地面积为21488.8米2,可建设用地面积

3、为5389.3米2,总建筑面积为27770米2,设计室内地坪标高为47.70米(自然地面标高约为-0.30米),在基坑开挖过程中需进行边坡支护处理,地下室开挖到回填时间约为6个月.基坑周边情况如下:拟建场地周边无重要建筑物和设施,根据相关规范及规程,本工程属于二级边坡.二、监测技术标准依据(规范、规程、规定、要求)1、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)2、建筑地基基础设计规范3、建筑变形测量规范(JGJ8-2009)4、其他相关的 国家、地方规范、法规三、监测目的 要求 在施工过程中对施工场地周围地层位移和附近建筑物及围(支)护结构受力情况进行监测是十分必要的 .通过

4、对施工过程中的 基坑围(支)护结构受力情况、周围地表位移等进行监测.1、验证支护结构设计,指导基坑开挖和支护结构的 施工.由于设计所用的 土压力计算采用经典的 侧向土压力公式,与现场实测值相比较会有一定的 差异,因此在施工过程中迫切的 需要知道现场实际的 应力和变形情况,与设计时采用值进行比较,必要时对设计方案 或施工过程进行修正,从而实现动态设计及信息化施工.2、保证基坑支护的 安全.支护结构在破坏前,往往会在基坑侧向不同部位上出现较大的 变形,或变形速率明显增大.如有周密的 监测控制,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.3、总结工程经验,为完善设计提供依据.4、为了

5、实施对车站施工过程的 动态控制,掌握地层、地下水、围护结构与支护体系的 状态,必须进行现场监控量测.通过对量测数据的 整理和分析,及时确定相应的 施工措施,确保施工工期.四、施工监测的 原则1、基坑监测以获得定量数据的 专门仪器测量或专用测试元件监测为主,以现场目测检查为辅.2、所有承担监测工作的 单位应拥有专业的 测试队伍和设备,掌握先进的 测试数据处理系统及分析技术与软件.3、各项监测工作的 时间间隔根据施工进程确定,参照建筑基坑工程技术规范的 相关要求执行.当变形超过有关标准或场地条件变化较大时,应加密观测,当有危险事故征兆时,则需要进行连续观测.4、量测数据必须完整、真实、可靠,对施工

6、工况应有详细描述,使之真正能起到施工监控的 作用,为设计和施工提供依据.五、本工程重点、难点 加强基坑监测是保证基坑稳定的 安全措施之一,当基坑变形观测达到预警值时,要及时分析原因,加大监测频率,当观测值达到警戒值时,必须停止施工,落实应急预案. 第二章 监测内容一、监测内容1,监测内容(1)、喷锚支护水平位移;(2)、地面变形、沉降观测;2 ,观测点设置(1)、测距点在距基坑2030米相对稳定地方(如基坑四周的 10米以外位置)沿基坑边线延长方向设置,并用水泥桩固定;(2)、护坡水平位移观测点在喷锚支护的 坡顶适当位置布设,测点间距25米,点位用水泥钉固定,并做好明显标记,予以保护;(3)、

7、变形、沉降观测:.在基坑坡顶离坑边适当位置设置观测点,双排布置,两者之间的 距离为2米.相邻监测点之间的 距离为25米-30米,在场地北侧存土地区加密监测点布置.周围建筑物的 变形、沉降观测的 观测点设置在原建筑物的 墙上,用水准仪、经纬仪进行观测;二、监测项目监控量测项目表: 表1序号量测项目方法及工具监测范围及测点布置监测精度 1基坑及周围环境描述现场观察及地质描述对开挖后工程地质与水文地质的 观察记录(地层、节理裂隙形态及充填性、含水情况等);支护裂隙和拱架支护状态的 观察描述;临近建(构)筑物及地面的 变形、裂隙等的 观察描述.2地表沉降电子水准仪在基坑内侧沿基坑高度 56米分层设置,

8、水平间距2030米,用水准仪进行观测.3水平位移全站仪周围建筑物的 变形、沉降观测的 观测点设置在原建筑物的 墙上,用水准仪、经纬仪进行观测.三、监测仪器 本工程使用的 监测仪器见下表:序号仪器名称仪器精度 最近检定日期检定周期1全站仪R-202NE2”1年2精密水准仪0.3米米/千米1年四、监测频率监控量测频率表: 表2序号量测项目量测频率备 注1基坑基坑开挖过程全程监测观察内容:工程地质特性、地表及裂缝情况;地下水类型、渗水量、位置、水质等;围护结构及支撑结构状况;基坑周边建筑物及基础状况.应测项目2地表沉降(1)基坑开挖期间:基坑开挖深度 h5米,1次/3天;5米 h10米,1次/2天;

9、10米 h15米,1次/1天;15米h,2次/1天.(2)基坑开挖完成后:17天,1次/1天;715,1次/2天;1530,1次/3天;30天以后,1次/周;稳定后1次/月.出现异常时增大监测频率.应测项目注:h为基坑开挖深度 ,特殊情况下应增大监测频率五、周边环境监测周边环境监测包括:地下管线沉降、地表沉降监测.由于监测的 对象不同,其监测点标志类型、布设方式、布设数量也不相同.本工程监测使用的 平面坐标、高程系统为:平面:独立坐标;高程:独立高程,可根据需要与北京市地方高程系统联测.六、监测1、控制点的 埋设 控制点包括基准点与工作基点,是现场周边环境监测的 基础.1)、基准点埋设的 基本

10、要求 基准点的 选设必须保证点位坚实稳定、通视条件好、利于标志长期保存和观测.尽可能布设深埋混凝土结构基准点,构成控制网.钻孔后浇灌混凝土,中间埋设螺纹钢筋,混凝土浇注养护稳定后方可引测基准点高程,并进行首次联测.下列地点不宜设置基准点:(1)易受水淹、潮湿或地下水位较高的 地点;(2)土堆、回填土、河堤土质松软与地下水变化较大的 地点;(3)距铁路50米、距公路30米(特殊情况可酌情处理)以内或其它受剧烈震动的 地点;(4)短期内将因新建项目施工而可能毁坏基准点或阻碍观测的 地点;(5)地形隐蔽不便观测的 地点.2)、工作基点埋设的 基本要求 工作基点应选设在靠近观测目标且便于联测监测点的

11、稳定或相对稳定的 位置,并应满足下列要求:(1)设置在地表的 工作基点:采用人工挖孔或打钻孔埋设法设置,其钢筋长度 不应小于3米,直径为20毫米,并作保护;(2)设置在建筑物上的 工作基点:应选择在施工影响区以外、建成时间较长且有地下室的 建筑物上设置.工作基点直径不得小于20毫米,并应作保护.3)、控制点布设方式(1)、测距点在距基坑2030米相对稳定地方(如基坑四周的 10米以外位置)沿基坑边线延长方向设置,并用水泥桩固定;(2)、护坡水平位移观测点在喷锚支护的 坡顶适当位置布设,测点间距8-10米,点位用水泥钉固定,并做好明显标记,予以保护; 图2.3 墙工作基点图2.4 浅埋工作基点

12、根据本工程的 待监测建(构)筑物的 具体位置,布置监测点分布情况,控制网分段布设成独立网,同监测点一起布设成附合线路形式.独立控制网分别与北京市地方高程联测、独立观测、平差计算.各基准点、工作基点采用统一编号标识:YJZ*与GJ*(其中:JZ表示基准点,GJ表示工作基点, *为点号),用红油漆书写、拴桩,并绘制点之记.2、基准点、工作基点观测1)、 观测前准备 观测前,为保证控制网外业观测工作的 顺利完成并达到预期的 精度 要求,首先组织实施人员熟悉测区环境、现场踏勘,初步确定控制点位置、制定切实可行的 外业观测计划,确定观测人员、记录人员、扶尺人员等.然后,根据监测内容及其精度 要求,优化、

13、选择适宜的 监测设备,确保其监测能力满足控制网的 测量要求.(1)测区资料的 收集:a、测区内各种比例尺的 地形图;b、人文、社会资料;c、收集测区内的 地质、水文资料;d、道路交通现状;e、长期、短期的 气候、环境资料.f、立思辰设计、施工、监理各方面的 组织情况.(2)仪器的 检校: 用于本项目的 高精度 监测设备有R-202NE全站仪、电子水准仪等,上述设备均定期送法定计量检定单位进行检定和校准,并在检定和校准的 有效期内使用.2)、 控制网设计 对于某区域独立控制网而言,计算网中最弱监测点高程的 协因数QH、待求监测点间高差的 协因数Qh,单位权中误差即监测点测站高差中误差应按:=米s

14、/ 或 =米s/计算,式中米s- 沉降量s的 测定中误差(米米);米s沉降差s的 测定中误差(米米).观测测回数r,可根据所选等级精度 和使用的 仪器类型,按下式估算并作调整后确定:r=(米d/米o)2 式中米o-所选等级的 测站高差中误差(米米) 米d-不同类型水准仪的 单程观测每测站高差中误差(米米),可按下列经验公式计算:DS05型 米d=0.025+0.0029d (米米)DS1型 米d=3.9210-3d (米米)DS3型 米d= 其中d-采用的 最长视线长度 (米) 当r1时,至少应采用单程观测; 当1r2时,应采用往返观测或单程双测站观测; 当2r4时,应采用两次往返观测或正反向

15、各按单程双测站观测.所有观测的 首次观测、控制网观测应增加一倍观测次数.3)、 监测控制网观测 待各测区基准点、工作基点稳定后,将基准点、工作基点布设成为一个控制网,执行建筑变形测量规范JGJ8-2008中III等监测控制网的 技术要求,采用精度 为0.3米米/千米的 电子水准仪、铟钢尺.参考国家二等水准测量技术要求,将北京市地方高程系统接引至控制网中,然后对控制网进行两个往返观测,测段间高差取平均,再利用仪器自带平差软件对控制网进行数据处理,计算出所有基准点、工作基点的 高程,各项精度 指标满足建筑变形测量规范JGJ8-2008的 要求后,各基准点、工作基点可作为沉降观测的 起算点.4)、控

16、制点检测 由于温度 、地质、水文条件等综合影响,为保证基准点的 稳定性、有效性,应安排对基准点进行检测,检测周期应视控制点所在位置的 稳定情况确定.当监测点测量成果出现异常,或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时应及时进行检测.对工作基点,每期变形观测时均应将其与基准点进行联测,然后再通过工作基点对监测点进行观测.5)、 控制网的 稳定性分析基准点稳定性可使用下列方法分析判断: (1)基准点的 检验可采用统计检验方法.先作整体检验,在判别有动点后再作局部检验,找出变动点予以剔除,最后确定出稳定点组.或采用按两期平差值之差与测量限差之比的 组合排列检验法.当基准点单独构网时,每次基准网复测

17、后,应根据本次复测数据与上次数据之间的 差值,通过组合比较的 方式对基准点稳定性进行分析判断. (2)检验应以稳定点或相对稳定点定义的 参考系条件下进行.可采用比较法,当某点两期的 高程平差值之变差符合下述条件时,可判断该点位稳定.式中,-单位权中误差(米米)Q-检验点高程的 权倒数4、基坑及其周围环境描述基坑及其周围环境描述应对开挖后工程地质与水文地质的 观察记录(地层、节理裂缝形态及充填性、含水情况等);支护裂隙和拱架支护状态的 观察描述;临近建(构)筑物及地面的 变形、裂隙等的 观察描述.其观察内容为:工程地质特性、地表及裂缝情况;地下水类型、渗水量、位置、水质等;围护结构及支撑结构状况

18、;基坑周边建筑物及基础状况.5、地表监测点布设监测点应埋设在变形体上能反映变形特征的 位置上,并便于工作基点或邻近的 基准点对其进行观测,地表沉降监测点的 埋设可采用道路、地表沉降监测点设置标准方法.地表监测点设置的 标准方法如图所示:6、外业数据采集1)、观测方式:(1)监测路线应采用单程路线往返观测(首次观测应增加一倍观测次数,即两次往返观测).同一区段的 往返测,应使用同一类型的 仪器和转点,沿同一路线进行.(2)在每一区段内,先连续进行所有测段的 往测(或返测),随后再连续进行该区段的 返测(或往测).若区段较长,也可将区段分成若干分段,在分段内连续进行所有测段的 往返观测.(3)同一

19、测段的 往测(或返测)与返测(或往测)应分别在上午与下午进行.在日间气温变化不大的 阴天和观测条件较好时,若干路线的 往返可同在上午与下午进行,但这种路线的 总站数不应超过区段总站数的 30%.2)、观测的 时间和气象条件: 监测应在标尺分划成像清晰而稳定时进行,下列情况,不宜观测:(1)标尺分划的 影像跳动剧烈时;(2)气温突变时;(3)风力过大而使标尺与仪器不稳定时.3)、测站观测顺序和方法: 数字水准仪观测:(1)往、返测,奇数测站照准目标标尺顺序: 后视标尺 前视标尺 前视标尺 后视标尺(2)往、返测,偶数测站照准目标标尺顺序: 前视标尺 后视标尺 后视标尺 前视标尺4)、观测中应注意

20、事项:(1)观测前30米in,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,预热不小于20次单次测量.(2)对气泡式水准仪,观测前应测出倾斜螺旋的 置平零点,并作标记,随着气温变化,应随时调整零点位置.对于自动安平水准仪的 圆水准器,应严格置平.(3)在连续各测站上安置水准仪三脚架时,应使其中两脚与水准路线平行,而第三脚轮换置于路线方向的 左、右侧.(4)除路线转弯处外,每一测站上仪器与前后标尺的 三个位置,应接近一条直线.(5)转动仪器的 倾斜螺旋和测微鼓时,其最后旋转方向,均应为旋进.(6)每一测段的 往测与返测,其测站数均应为

21、偶数,由往测转向返测时,两标尺应互换位置,并应重新整置仪器.(7)在高差较大地区,应选用长度 稳定、标尺名义米长偏差和分划偶然误差较小的 水准标尺作业.7、监测数据预处理 为减少人为因素,沉降监测外业成果,应优先采用电子记录方式.1)、记录项目 每测段的 始、末、工作间歇的 前后及观测中气候变化时,应记录观测日期、时间、大气温度 、天气、成像、观测路线土质、风力、风向等.2)、观测记录的 整理和检查 观测结束后,应及时整理和检查外业手簿,统计闭合差.检查手簿中所有计算是否正确、观测成果是否满足各项限差要求,方可进行平差计算.8、监测数据平差计算 监测数据平差计算,应符合下列规定:1)、应利用稳

22、定的 基准点作为起算点;2)、应使用严密的 平差方法和可靠的 软件系统;3)、应保证平差计算所使用的 观测数据、起算数据准确无误;4)、应剔除含有粗差的 观测数据;5)、平差计算除得出变形参数值外,还应评定这些变形参数的 精度 . 利用软件对监测数据进行处理,解算出各监测点的 高程值.各项精度 指标满足规范的 要求后,绘编各种图形、报表及资料.9、监测数据处理1)、监控量测原始数据的 收集 (1)监控量测原始资料的 收集、汇总内容包括:施工情况、围护结构体系监测的 原始数据等. (2)每次的 外业信息,由现场监测组把完整的 监测资料报送到项目负责人.2)、监测资料的 预处理 (1)校核各项原始

23、记录,检查各次变形观测值的 计算是否有误.通过不同方法的 验算,不同人员的 重复计算来消除监测资料中可能带有的 错误.(2)原始资料的 汇总、分析.在对原始监测网观测资料进行汇总的 基础上,采用以下方法加以分析: 一致性分析:从时间的 关联性来分析连续积累的 资料,从变化趋势上推测是否具有一致性,即分析任一监测点本次原始实测值与前一次(或前几次)原始实测值的 变化关系.另外,还要分析该效应量(本次实测值)与某相应原因量之间的 关系和以前测次的 情况是否一致.相关性分析:这是从空间的 关联性出发来检查一些有内在物理联系的 效应量之间的 相关性,即将某点本测次某一效应量的 原始实测值与临近部位(条

24、件基本一致)各监测点的 本测次同类效应量或有关效应量的 相应原始实测值进行比较,视其是否符合他们之间应有的 力学关系.10、监测信息的 统计分析 1)、道路及地表沉降(包括桩顶沉降)地表沉降采用国家二等水准测量要求进行量测,沉降计算表格见下表.相对高差沉降计算表 监测点初始值本次沉降量前次累计沉降量本次累计沉降变形速率预警值控制值备注 地表沉降测量随施工进度 进行,根据开挖部位、步骤及时监测,并将各沉降监测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度 、加速度 曲线图,并根据沉降变化曲线图和沉降速率来判断沉降变化趋势,应采用多种统计方法预测沉降终值. 2)、地下管线沉降地下管线沉降点的 计算方法

25、同地表沉降观测. 3)、收集安全巡视的 资料,汇总开挖面地质状况、支护结构体系、周边环境、施工工艺、建构筑物、桥梁既有地铁、道路地面、地下管线的 安全状态,并将收集的 信息输入微机信息处理系统.第三章 预警事务的 处理 现场安全监测的 主要目的 之一是保证现场的 施工安全,因此当监测结果表明周边建筑或基坑发生异常变化时,应及时进行预警.一、预报等级的 划分 1、根据现场工程风险特点,监测成果按黄色、橙色、红色三级预警进行管理控制. 2、实测位移(或沉降)的 绝对值和速率值双控指标均达到容许值的 70%85%之间时;或双控指标之一达到极限值的 85%100%之间而另一指标未达到该值时,启动黄色预

26、警方案 . 3、实测位移(或沉降)的 绝对值和速率值双控指标均达到容许值的 85%100%之间时;或双控指标之一达到极限值而另一指标未达到时;或双控指标均达到极限值而整体工程尚未出现不稳定迹象时,启动橙色预警方案 . 4、实测位移(或沉降)的 绝对值和速率值双控指标均达到极限值;与此同时,还出现下列情况之一时:实测的 位移(或沉降)速率出现急剧增长;基坑支护混凝土表面出现裂缝,同时裂缝处已开始出现渗流水,启动红色预警方案 .二、监控量测控制标准 根据本工程的 结构跨度 、埋置深度 、工程地质及水文地质特点、施工方法等因素综合考虑制定了 控制标准.明(盖)挖法施工监控量测控制值标准 表4.1序号

27、监测项目及范围允许位移控制值(米米)位移平均速率控制值(米米/d)位移最大速率控制值(米米/d)一级基坑二级基坑三级基坑1地表沉降 0.15H或 30两者取小值 0.2H或 40两者取小值 0.3H或 50两者取小值22三、各等级风险的 应急措施预警方案 对应的 措施见表4.3. 预警方案 对应的 措施 表4.3预警级别 相应的 措施黄色预警监测组和施工单位加密监测频率,加强对地面和建筑物沉降动态的 观察,尤其应加强对预警点附近的 雨污水管和有压管线的 检查和处理.橙色预警除继续加强上述监测、观察、检查和处理外,根据预警状态的 特点进一步完善针对该状态的 预警方案 ,同时对施工方案 、开挖进度

28、 、支护参数、工艺方法等作检查和完善,在获得设计和建设单位同意后执行、红色预警除立即向上述单位报警外,立即采取补强措施,并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后,改变施工程序或设计参数,必要时立即停止开挖,进行施工处理.如果发现异常或超过预警值,及时进行风险报警,采取规避措施,做好风险事故处理准备工作.四、预警上报及处理 1、当综合判断风险工程达到黄色预警状态时,网络通报参建单位然后派专人快速送去详细的 文件确认资料(资料包括风险的 时间、地点、风险概况、原因综合分析及变化趋势)和处理意见. 2、当综合判断风险工程达到橙色预警状态时,网络通报参建单位然后派专人快速送去详细的 文件确认资料(资

29、料包括风险的 时间、地点、风险概况、原因综合分析及变化趋势)和处理意见. 3、当综合判断风险工程达到红色预警状态或发生重大突发风险事件时,电话上报建设方并且网络系统通报各参建单位,然后派专人快速送去详细的 文件确认资料(资料包括风险的 时间、地点、风险概况、原因综合分析及变化趋势)和修正设计参数及专家论证所需要的 相关监测资料. 4、及时跟踪预警事务处理情况.第四章 质量保证措施本工程安全等级高,监测控制工作非常重要,在监测过程中严格执行GB/T19001-2008、ISO9001-2008质量体系认证及各项规程.一、建立专门的 监测领导小组由项目总工程师、监测负责人和监测小组成.由7人组成现

30、场监控量测及信息反馈小组,成员由多年从事工程施工及监测经验的 技术人员组成,组长由具有丰富施工经验,具有较高结构分析和计算能力的 工程师担任. 周边环境监测组和围护体系监测组两个监测小组,各设一名专项负责人,在组长的 领导下负责地面和地下的 日常监测工作及资料整理工作.从组织上保证监测工作顺利进行,使监控量测完全进入信息化控制流程,组织管理机构职能如图所示. 项目经理监控量测项目组负责人 总工程师技术负责人生产负责人技术顾问 布点组周边环境监测组围护体系监测组后勤保障组 监测工作开始前后组织监测人员应反复阅读监测方案 ,明确每个人的 分工职责,检查各自的 资料、记录表格是否齐全.根据监测工程的

31、 规模、特点和复杂程度 ,确定现场监测人员的 数量和结构组成,遵循合理分工与密切协作的 原则,建立有监测经验、能吃苦耐劳、工作效率高的 现场的 监测队伍.二、作好对操作人员技术方案 的 交底的 工作交底工作包括元件的 埋设计划、现场的 量测计划、技术标准和质量保证措施,以及数据、报告的 形式和责任等事项.同时要及时的 上报监理和设计部门施工中出现的 情况.遇到问题及时解决,确保各项工作的 顺利进行.变形监测工作从施工前开始,到结构稳定终止.三、监测中规定1、测量前对施工现场工程岩土变化和支护工程的 状况进行察看并作简明记录;2、分步施工时,每步记录完整连续观测数据;3、雨后、冻融、地震等对变形体产生显著影响时增加观测频率.4、根据