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基坑支护监测方案

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中航紫金·云熙基坑支护

监测方案

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审 定：

福建岩土工程勘察研究院
2014年4月30日

目录
一、工程概况
二、监测目的和依据
三、监测内容及项目
四、基准点、监测点布设及保护
五、监测方法及精度
六、监测期间工作安排与监测频率要求
七、预警指标及应急方案
八、监测组织措施
九、报表、报告提交

一、工程概况
拟建场地位于龙岩市新罗区，龙岩大道东侧，双龙路南侧，与龙岩万达广场隔路相望。周边条件：场地北侧为双龙路，与龙岩万达广场隔路相望；场地东侧现为隔壁在建工地活动房；场地西侧为高速路接驳口，场地南侧现为空地，局部堆土较高。根据业主提供的资料，建筑设计±0.00=342.30，现地面平整后标高340.00m～342.00m(黄海)，设二层地下室，计算底标高详平面图，基坑计算深度为9.00~10.30m，基坑开挖面积约50000mŒ2，基坑周长约900m。基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数 r=1.0。
支护形式：基坑北侧、西侧、东北侧采用灌注桩+2道锚索支护,其余侧采用锚管土钉墙的支护方式。
地质条件：自上而下揭露土层特征如下：杂填土、填土、耕土、粉质粘土、细砂、含卵石粗砂、含泥质粉质粘土、含卵石粉质粘土、粉质粘土、含角砾粉质粘土、含碎石粉质粘土、粉砂岩残积粘性土。
水文条件：地下水位埋深1.0-5.1m，标高334.32-338.75m,地下水主要接受大气降水的下渗及外围含水层地下水的侧向渗透补给。
二、监测作业实施规范
1、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
2、《建筑工程基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
3、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-2007）
4、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
5、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
6、有关设计施工图纸
7、其他技术要求：
三、监测目的
基坑工程的围护设计虽能够大致描述正常施工条件下，围护结构与相邻环境的变形规律和受力范围，但因其涉及众多岩土工程问题且围护周期较长，因此必须在基坑开挖和支护施工期间开展严密的现场监测，以保证工程的顺利进行。开展基坑工程现场监测的目的主要为：
1、为施工开展提供及时的反馈信息。通过监测随时掌握土层和支护结构内力的变化情况，以及邻近建筑物的变形情况，将监测数据与设计预估值进行对比、分析，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的。
2、为基坑周围环境进行及时、有效地保护提供依据。通过对相邻土层的现场监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，及时采取措施。
3、将监测结果用于反馈，优化设计，为改进设计提供依据。
4、通过对监测结果与理论预测值的比较、分析，并判定被支护体系的安全状态，可以检验设计的正确性。
四、监测内容
（1）地下水位观测。在基坑四周布设8个水位观测孔，每孔深12米。（具体见监测点位图，下同）
（2）基坑坡顶顶水平位移及沉降。在基坑四周布设35个水平位移及沉降监测点。
（3）深层土体侧向位移监测。在基坑四周布设7个深层土体侧向位移监测点，每监测点布设约18米测斜管。
（4）锚索应力。选择有代表性锚索（特别是中部、阳角处）进行锚索应力监测。每边监测点不少于2个断面监测（每个断面相应位置每层锚索1个）。共9个断面监测，预计共布设12个监测点。
（5）灌注桩内力钢筋应力。在支护桩受力、变形较大且有代表性位置布置9根支护桩内力监测点。每根支护桩内力监测点在竖直方向内力监测传感器应布置在弯矩极值处（布设于标高-9.00m，）,每根支护桩监测点相应位置（靠近坑内侧最外边埋设1个内力传感器）。
（6）基坑周边道路的水平位移、沉降监测。布置10个监测点。

五、监测方法
1、地下水位监测
采用钢尺水位仪，利用水的导电性，测得当前水位与观测井口的距离，再通过井口标高，计算当前水位的高程。通过观测数据，绘制水位变化的历时曲线，当水位达到控制值时，及时预警。
2、基坑坡顶水平位移监测
深基坑开挖时，基坑坡顶将产生向基坑内的位移，当位移快速增大时将使围护系统失稳。因此，观测基坑坡顶水平位移变化是判断围护结构安全状态的重要环节。监测方法，采用视准线法或坐标法。采用视准线法测量时，基坑边选取两个远处固定目标，构成视准线，用精密经纬仪直接观测各点水平位移量；采用坐标法测量时，将工作基准点和监测点构成变形监测网，用全站仪观测，平差得出监测点坐标，计算坐标差求得变形量。工作基准点与基准点间应按5″导线精度要求定期进行复测。两种方法的测量精度均要求≤±1mm。视准线法和坐标法均测两测回。在形成监测报表时，分别注明当前位移变化量及累计量，并计算每个监测点的水平位移日均变化量。
3、深层土体侧向位移监测
在围护桩后土体埋设测斜管，测斜管埋设深度为基坑开挖深度的2倍，用 CX—03型测斜仪，测得一定距离内测斜管与垂直方向的倾角。由于测斜管的下端已埋入位移变化为零的稳定土层中，位移便可根据倾斜角和测点间距的换算求得。观测时，沿管壁每1.0m采集数据，通过至少两次数据的采集，即可绘制土体内深层位移变化曲线，其测量精度要求≤±1mm。在侧向土体位移变化曲线图中，分别绘制前次和当前的变化曲线，注明最大位移变化量，并标明其变化深度。
4、基坑坡顶沉降监测
采用精密水准仪按国家三等水准测量精度要求进行观测，观测时将工作基准点和监测点构成水准路线网，平差得出各监测点的高程，其水准网闭合差不超过±０.6mm（N为测站数）。工作基准点与基准点应按二等水准测量的精度要求定期进行复测。
5、灌注桩内力钢筋应力监测
随着基坑土方向下开挖，围护桩身的内力发生变化明显，为了监测围护桩身内力变化，必须在围护桩内钢筋笼主筋上焊接一组钢筋应力计，采用频率测试仪测得钢弦的频率变化，从而测出钢筋所受作用力的大小。通过测得数据，绘制桩身内力沿深度变化曲线，据此判定支护桩的稳定性。
6、锚索应力监测
对锚索应力进行监测时，应在测力计安装前由振弦式频率测试仪测得初值。通过前后测得数据计算锚索拉力的变化情况，并绘制拉力的历时变化曲线，判定锚索的受力情况。
7、基坑道路监测
在基坑施工期间，邻近建筑（构）物的变形情况是保证基坑能否顺利施工的重要指标之一。故在基坑及地下室结构施工过程中，需要对周边道路进行水平位移及沉降监测。沉降监测采用水准仪，按二等水准测量精度进行观测。观测时构成闭合水准路线，要求闭合差≤±０.3mm (N为测站数)。
上述各监测项目，在基坑开挖前前一周，先进行基数测量，且不少于两次。
六、监测点布置及埋设
（一）、基准点布设
基点应埋设在变形影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，预计布设3个，基准点要牢固可靠。其埋设方法如下图所示：

基准点埋设方法示意图(单位:cm)

（二）、各监测内容监测点埋设要求
1、地下水位监测
水位观测孔的施工主要包括测量放线、成孔、井管加工、井管下放及井管外围填砾料等工序。
（1）成孔：水位观测孔采用清水钻进，钻买沿铅方向钻进。在钻进过程中，应及时、准确地记录地层岩性及变层深度、钻进时间及初见水位等相关数据；钻孔达到设计深度后停钻，及时将钻孔清洗干净，检查钻孔的通畅情况，并做好清洗记录。
（2）井管加工：井管的原材料为外径φ50、管壁厚度为5的PVC管。为保证PVC管的透水性，在PVC管下端0～5m范围内加工蜂窝状φ8的通孔，孔的环向间距为12mm，轴向间距为12mm，并包土工布滤肉，井管的长度比初见水位长6.5m。
（3）井管放置：成孔后，经校验孔深无误后吊放经加工且检验合格的内径φ43的PVC井管，确保有滤孔端向下；水位观测孔应高出地面0.5m，在孔口设置固定测点标志，并用保护套保护；
（4）回填砾料：在地下水位观测孔井管吊入孔后，应立即在井管的外围填砾料；
（5）洗井：在下管、回填砾料结束后，应及时采用清水进行洗井，并做好洗井记录。
2、基坑坡顶水平位移监测
水平位移监测点采用顶部有测量标志的钢筋钉入地面约1米深度，并用砼固定。钢筋头露出土体，其周围砌砖块保护。
3、深层土体侧向位移监测
在围护桩间的高压旋喷桩水泥土体中，采用钻机施工ф130mm钻孔，孔深18米。在孔内设置PVC测斜管，管壁与孔壁之间用水泥浆体填实，埋设时，保证测斜管有一对凹槽与基坑边缘垂直，并在管内注满清水。管口应砌砖保护，并设测点显目标志。
4、基坑坡顶沉降监测
沉降监测点采用顶部有测量标志的钢筋钉入地面约1米深度，并用砼固定。钢筋头露出土体，其周围砌砖块保护。
5、灌注桩内力钢筋应力监测
按设计图纸的布设位置，做好需布设钢筋应力计的围护桩编号，与钢筋班组紧密联系。在围护桩施工期间，将钢筋应力计牢固焊接在钢筋笼内外侧，并将导线引出地面用钢管保护。在-9.00标高基坑内侧最外侧主筋布设1个钢筋应力计，并做好每个应力计的详细编号（包括埋深）。
6、锚索应力监测
对需测试的锚索做好标记，并编号。具体测试部位根据现场情况布设，与施工单位紧密联系。在锚索施工期间，将钢筋应力计牢固焊接在钢筋主轴上，并将导线引出地面用钢管保护。
7、基坑道路监测
道路沉降监测点主要布设在沿线地面，每隔约35m布设一个监测点。
（三）、监测点埋设注意事项
对于支撑轴力应力埋设，施工单位在协助埋设钢筋应力计。在后期施工过程中施工单位应小心操作，避免破坏测斜管、水位观测井、应力计等各个监测点。
七、监测频率要求
在土方开挖期间，坡顶位移及沉降1-2天观测一次，其余情况下可延至5-7天一次。
当遇到下列情况之一，应适当加密监测次数，具体由设计人员确定：a、监测数据达到报警值；b、监测数据变化较大或变化速率较快；c、存在勘察中为发现的不良地质条件；d、超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工；e、基坑及周边大量积水及长时间降雨；f、基坑附近地面荷载突然增大，超设计限值；g、支护结构出现开裂，周边地表出现较大的沉降或地表出现严重开裂；h、基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏及流砂等现象。
2、监测时间从土方开始施工至地下室土方回填，预计历时6个月；
3、监测次数预计约90次以上。
八、预警指标及应急方案
（一）、预警指标
1、基坑坡顶水平位移预警值为40mm或变化速率连续三天大于3mm/d。
2、基坑坡顶向位移预警值为30mm或变化速率连续三天大于3mm/d。
3、周边地表竖向位移预警值为30mm或变化速率连续三天大于3mm/d。
4、深层水平位移的预警值为30mm或变化速率连续三天大于3mm/d。
5、应力的预警值为70%构件承载能力设计值。
6、周边建筑的裂缝宽度预警值为3mm或裂缝持续发展。
7、周边建筑倾斜的预警值为建筑整体倾斜度累计值达到2‰或倾斜速度连续3天大于0.0001H/d(H为建筑承重结构高度)。
8、地表裂缝宽度的预警值为15mm或裂缝持续发展。
9、地下水位变化的报警值为1000mm或变化速率大于500mm/d。
10、支护结构的支撑体系中有个别构件出现应力骤增、压屈、断裂、松驰或拔出的迹象。
11、基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆（如少量流砂、涌土、隆起、陷落等）。
（二）、应急预案
施工过程中应始终保持各区至少两台挖土机在场。 在现场条件充许的情况下尽量分区分段施工。施工过程中应有专人对基坑支护体系及周边道路、建筑物等进行检查，如发现异常及时通知相关单位处理。基坑开挖过程中，若出现流砂、管涌等现象应及时回填。支护结构及基坑周边如发生超过预警值变形应及时采取坡顶卸载、反压坡脚，增加锚索等措施确保基坑支护结构的安全。基坑土方开挖过程中应控制地下水位标高，不得使地下水位降深过大，若周边沉降值超限可采用补打回灌井等方法控制沉降值。 基坑开挖及支护过程中应准备砂袋、木桩等抢险用物资备用。应防止基坑坡顶及坡底存在常流水，雨季应准备大功率抽水设备，防止坑内积水。
分析超常发展或不收敛原因，报设计单位调整设计方案。
九、监测组织措施
（一）、仪器设备及人员
根据以上监测项目，拟投入的相应仪器设备下表：

序号
机械或设备名称
型号规格
数量
测试精度
1
TOPCON全站仪
GDP3002N
1
2 ″， 2+2ppm
2
苏光一号自动安平水准仪+测微仪
DSZ2+FSW
1
测微计精读至0.1mm
3
振弦测试仪
CTY-02
1
≤ 1/100（F s）
5
测斜仪
CX-03
1
±0.01mm
6
水位仪
LAY2
1
±5mm
7
工程钻机
SY-100
2

整个监测过程固定3～4名主要技术人员，并严格按定人、定岗、定仪器的原则进行。
（二）、安全监测、文明监测
1、安全监测
①、加强安全教育，贯彻“安全第一、预防为主”的方针；
②、认真贯彻院安全生产管理制度；
③、岗位分工明确，各施其职，各负其责，不准串岗操作；
④、监测过程中，注意工作人员的自身安全，并保证监测仪器、设备安全。
2、文明监测
①、遵守现场文明生产的有关要求；
②、积极配合、协调相关单位人员工作，确保施工正常有序进行。
（三）、监测流程
监测的主要目的是为了信息化施工，保证基坑及周边(构)建物的安全，因此，整个监测过程，严格按如下监测流程图进行。当变形较大或连续雨天，应适当加密监测。

监 测 施 工 流 程 图

异常情况通知，加强监测
现场测量

异常情况、预警通报

现场汇报实测数据

数据处理，形成报表

报表送达甲方、监理及施工单位

监测结束，形成总结报告

九、报表、报告提交
每次监测结束后，及时形成报表，及时送达甲方，报表根据监测内容的不同分类编制表格，并对有些监测数据绘制曲线，以便直观地反映变形情况(如深层位移－时间曲线、水位历时变化曲线、桩身内力沿深度历时变化曲线等值线等)。当出现异常情况时，先口头通知，再以书面的预警形式通报业主、监理、设计及施工单位。基坑主体监测结束后，形成完整的监测成果报告，对监测的结果进行综合数据分析。
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