山东省滨州港3万吨级散杂货码头防波堤一期工程监测大纲教学内容.doc

山东省滨州港3万吨级散杂货码头防波堤一期工程监测大纲

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　　　TSDIWTE

山东省滨州港3万吨级散杂货码头
防波堤一期工程监测大纲

监 测 大 纲

天津水运工程勘察设计院
TIAN JIN SURVEYING & DESIGNING INSTITUTE
FOR WATER TRANSPORT ENGINEERING
2010年5月
目 录

1、工程概况 3
2、监测的目的 3
3、监测内容 4
4、现场监测方案及技术要求 8
4.1、平面及高程控制网的布设 8
4.2、现场观测 8
4.2.1、表面沉降观测 8
4.2.2、分层沉降观测 9
4.2.3、深层水平位移观测 11
4.2.4、孔隙水压力观测 12
4.3、数据分析与资料整理 14
5、监测试验工作进度安排 15
6、监测仪器设备 15
7、组织机构及人员配置 16
8、质量保证措施 17
9、安全文明工作 17
参考文献 19

山东省滨州港3万吨级散杂货码头
防波堤一期工程监测大纲
1、工程概况
滨州港位于渤海湾西南岸，套儿河入海口处，地处环渤海经济圈和黄河经济带的交汇处。本工程为防波堤一期工程，本次项目拟建防波堤总长5856米，共分为5个标段。其中0+000——5+127段分为两条堤，轴线间距离为50米，待防波堤形成后在两堤之间回填形成道路。5+127——5+549段为一条堤，防波堤形成后，与原有码头之间形成道路。5+549——5+5856段仅为防波堤，不再回填形成道路。防波堤为抛石斜坡堤，施工采用驳船水上抛填砂垫层，打设塑料排水板，铺设土工布及土工格栅而后进行堤心石抛填。
根据地质勘察资料，拟建工程区域表层标高-15.0m以上为淤泥及淤泥质土，其下依次为粉土、粘土及粉细砂。表层淤泥及淤泥质土层较厚且含水量很高，物理力学指标很差。在浅水段，抛石斜坡堤断面较小。随着工程向外海方向的延伸，天然泥面加深，外海波浪加大，为满足稳定要求，抛石斜坡式结构断面加大。在防波堤工程施工过程中，由于地基存在较厚软土层，为了保证地基的稳定性及防波堤的结构安全，需进行施工同步监测。
2、监测的目的
（1）、根据设计方案的要求，对防波堤施工进行信息化监测，根据监测数据控制施工加荷速率进行控制，进而对设计参数的调整提供依据，确保工程质量和安全。为保证防波堤施工过程中地基和结构的稳定，通过动态观测及时掌握施工期防波堤地基稳定性、沉降速率等资料，控制加荷速率，对施工安全进行预控。
（2）、通过动态观测及时的掌握防波堤地基沉降、位移和孔隙水压力的变化情况，根据观测结果，判定地基变形的未来发展趋势，预估未来的变形发展情况，建立完整有效的监测体系。
（3）、为保证防波堤运行的安全，需要对防波堤地基沉降和位移变形进行长期监测，直至防波堤变形趋于稳定。

3、监测内容
根据地基处理设计方案，现场观测主要包括：顶部沉降观测、坡脚沉降观测、深层分层沉降观测、深层水平位移观测和孔隙水压力观测等。监测点数量及位置按照设计要求进行布设，遵循各标段上均有监测项目，并且间距控制满足设计要求的原则。监测点位平面和断面布置见附图。
表1 防波堤一标段监测点统计
项 目
单位
标段里程0+000——2+800
数量
点号
坐标
顶部沉降点
点
38
X
Y
C1
4236606.984
596724.619
C2
4236585.773
596769.916
C3
4236744.488
596784.686
C4
4236723.277
596829.983
C5
4236881.992
596844.752
C6
4236860.781
596890.049
C7
4237019.496
596904.819
C8
4236998.285
596950.116
C9
4237157.000
596964.885
C10
4237135.789
597010.182
C11
4237294.504
597024.952
C12
4237273.293
597070.249
C13
4237432.008
597085.018
C14
4237410.797
597130.315
C15
4237569.511
597145.085
C16
4237548.300
597190.382
C17
4237707.015
597205.151
C18
4237685.804
597250.448
C19
4237844.519
597265.218
C20
4237823.308
597310.514
C21
4237979.636
597324.241
C22
4237960.798
597370.575
C23
4238117.138
597384.307
C24
4238098.301
597430.640
C25
4238254.641
597444.373
C26
4238235.803
597490.706
C27
4238392.143
597504.439
C28
4238373.306
597550.772
C29
4238529.646
597564.505
C30
4238510.808
597610.838
C31
4238667.148
597624.570
C32
4238648.311
597670.904
C33
4238804.651
597684.636
C34
4238785.813
597730.970
C35
4238942.154
597744.702
C36
4238923.316
597791.036
C37

4239079.656
597804.768
C38
4239060.819
597851.102
坡脚沉降点
点
12
CP1
4236765.032
596728.512
CP2
4236703.319
596874.614
CP3
4237172.554
596920.920
CP4
4237119.686
597050.045
CP5
4237584.553
597095.256
CP6
4237529.040
597233.256
CP7
4237996.506
597286.360
CP8
4237947.213
597410.263
CP9
4238405.741
597462.507
CP10
4238361.515
597588.646
CP11
4238820.103
597644.309
CP12
4238772.437
597770.684
深层分层沉降点
组
4
F1
4236744.488
596784.686
F2
4236723.277
596829.983
F3
4238392.143
597504.439
F4
4238373.306
597550.772
深层水平位移点
组
8
X1
4236765.032
596728.512
X2
4236703.319
596874.614
X3
4237584.553
597095.256
X4
4237529.040
597233.256
X5
4238405.741
597462.507
X6
4238361.515
597588.646
X7
4238820.103
597644.309
X8
4238772.437
597770.684
孔隙水压力点
组
8
K1
4236744.488
596784.686
K2
4236723.277
596829.983
K3
4237157.000
596964.885
K4
4237135.789
597010.182
K5
4237979.636
597324.241
K6
4237960.798
597370.575
K7
4238804.651
597684.636
K8
4238785.813
597730.970

表2 防波堤二标段监测点统计
项 目
单位
标段里程2+800——4+600
数量
点号
坐标
顶部沉降点
点
23
X
Y
C39
4239198.825
597856.825
C40
4239179.987
597903.159
C41
4239336.328
597916.891
C42
4239317.490
597963.224
C43
4239473.830
597976.957
C44
4239454.993
598023.290
C45
4239611.333
598037.023
C46
4239592.495
598083.356
C47
4239748.835
598097.089
C48
4239729.998
598143.422
C49
4239886.338
598157.154
C50
4239867.500
598203.488
C51
4240023.840
598217.220
C52
4240005.003
598263.554
C53
4240161.343
598277.286
C54
4240142.505
598323.620
C55
4240298.846
598337.352
C56
4240280.008
598383.685
C57
4240436.348
598397.418
C58
4240417.511
598443.751
C59
4240573.851
598457.484
C60
4240555.013
598503.817
C61
4240711.353
598517.550
坡脚沉降点
点
8
CP13
4239358.953
597854.937
CP14
4239292.235
598015.729
CP15
4239775.657
598038.585
CP16
4239708.927
598193.014
CP17
4240180.893
598218.406
CP18
4240118.529
598367.619
CP19
4240592.445
598407.949
CP20
4240530.064
598554.357
深层分层沉降点
组
4
F5
4239336.328
597916.891
F6
4239317.490
597963.224
F7
4240573.851
598457.484
F8
4240555.013
598503.817
深层水平位移点
组
6
X9
4239358.953
597854.937
X10
4239292.235
598015.729
X11
4239775.657
598038.585
X12
4239708.927
598193.014
X13
4240592.445
598407.949
X14
4240530.064
598554.357
孔隙水压力点
组
6
K9
4239336.328
597916.891
K10
4239317.490
597963.224
K11
4240161.343
598277.286
K12
4240142.505
598323.620
K13
4240573.851
598457.484
K14
4240555.013
598503.817

表3 防波堤三标段监测点统计
项 目
单位
标段里程4+600——5+127
数量
点号
坐标
顶部沉降点
点
8
X
Y
C63
4240819.962
598564.994
C64
4240801.124
598611.327
C65
4240939.131
598617.051
C66
4240920.293
598663.384
C67
4241058.300
598669.108
C68
4241039.462
598715.441
C69
4241177.469
598721.165
C70
4241158.631
598767.498
坡脚沉降点
点
2
CP21
4241076.894
598619.573
CP22
4241014.513
598765.981
深层分层沉降点
组
2
F9
4241058.300
598669.108
F10
4241039.462
598715.441
深层水平位移点
组
2
X15
4241076.894
598619.573
X16
4241014.513
598765.981
孔隙水压力点
组
2
K15
4241058.300
598669.108
K16
4241039.462
598715.441

表4 防波堤四标段监测点统计
项 目
单位
标段里程5+127——5+549
数量
点号
坐标
顶部沉降点
点
3
X
Y
C71
4241293.384
598826.363
C72
4241430.886
598886.429
C73
4241569.676
598947.057
坡脚沉降点
点
1
CP23
4241405.937
598936.968
深层分层沉降点
组
1
F11
4241430.886
598886.429
深层水平位移点
组
1
X17
4241405.937
598936.968
孔隙水压力点
组
1
K17
4241430.886
598886.429

表5 防波堤五标段监测点统计
项 目
单位
标段里程5+549——5+856
数量
点号
坐标
顶部沉降点
点
2
X
Y
C74
4241713.659
599009.954
C75
4241851.235
599070.052
坡脚沉降点
点
2
CP24
4241871.667
599022.950
CP25
4241833.041
599112.141
深层分层沉降点
组
1
F12
4241851.235
599070.052
深层水平位移点
组
1
X18
4241871.667
599022.950
X19
4241833.041
599112.141
孔隙水压力点
组
1
K18
4241851.235
599070.052

4、现场监测方案及技术要求
根据防波堤施工设计方案，山东省滨州港3万吨级散杂货码头防波堤一期工程需进行现场监测，包括测定软土地基不同土层的沉降量、水平位移、孔压及坡脚处的地基隆起等情况，及时监测施工区施工过程中软基的变形和稳定性，并结合理论分析探索深厚软基上防波堤的施工工艺，全面分析评价软基加固效果及其主要影响，为软基上的防波堤施工提供科学的依据和建议。
4.1、平面及高程控制网的布设
（1）坐标系统及高程系统
坐标系统：北京54坐标系。
高程系统：滨州港理论最低潮面
（2）依据前期的控制测量成果，给出的基准点，建立观测区的平面控制网及高程控制网。
（3）根据现场的实际情况，在观测区不受影响的区域，设置工作基准点（平面及高程控制），根据现场情况定期校核，以保证精度。
4.2、现场观测
4.2.1、表面沉降观测
〔1〕仪器布置数量：
表面沉降分为堤体顶部沉降和坡脚沉降两部分，布置情况见监测断面布置见附图，如遇特殊地质情况，适当调整。
〔2〕埋设要求：
a. 将观测点位置的砂垫层，整平压实；
b. 将沉降板（详见沉降板尺寸图）平放在砂垫层上，保证板面水平，并在沉降板底盘上压放块石，以保证保持垂直；
c. 用GPS-RTK或水准仪连续数日观测杆的高程，确定初始高程。
d. 随着堤体的加高，将沉降杆逐级结高；
〔3〕观测要求：
a. 沉降观测要求按三等水准规定测量，并定期校正基准点的高程；
b. 按照防波堤施工设计方案要求，初期每两天观测一次，后期可调整为每3—4天观测一次。
c. 测量结果当天及时整理。
〔4〕监测流程图：
前期准备
埋设沉降标
测初始值
正常观测
计算沉降量
数据整理
汇报成果

（5）控制标准：沉降控制指标为≤10mm/d。
4.2.2、分层沉降观测
(1)布置：
分层沉降布置见附图，如遇特殊地质情况，适当调整。
(2)埋设要求：
a. 采用Φ108钻具定位开孔，成孔倾斜不大于10；进尺时注意护壁，钻至预定深度；
b. 在硬塑料管外每隔1.5m套一沉降环，分段在地面接成，或逐节在孔口连接，放入孔中，埋至预定深度。埋设时应注意做好沉降管外套管的设，以免沉降管在施工中遭到破坏。
c. 埋设完毕稳定后，用分层沉降仪放入管中量测，对环的位置，数量进行校对，并测量管口高程。
d．随着堤体施工的加高，沉降管外露段应逐级增高，以满足观测要求。
(3)观测要求：
a. 埋设后第二天测定孔口标高及磁环位置，作为初始值；
b. 测试时必须定期测量管口高程，以便修正读数；
c. 观测仪器用分层沉降仪，观测频率同表面沉降。
(4)监测流程图：

前期准备
在沉降管上安置磁环
成孔至设计标高
在孔中下沉降管，回填封孔，安装保护管
测量管口高程
计算各磁环初始埋设标高
校 核
测量管口至沉降环距离
计算初始值、填写埋设记录
正常观测
计算沉降量
校 核
提交成果

4.2.3、深层水平位移观测
(1)布置：
水平位移观测布置详见附图，如遇特殊地质情况，适当调整。
(2)埋设要求：
a. 用Φ127钻具定位开孔，成孔偏斜度不允许大于10，深度为-26m，通常认为孔底无水平位移处；
b. 第一导管底用塑料盖封死，并与其它导管分段在地面接成，或逐节在孔口对接，慢慢放入孔中，注意对接时导向槽的对正不许偏扭；
c. 导管埋至预定深度后，校正导向槽的方向后，在导管与钻孔壁间用砂填充，等稳定一段时间后，进行零点测试，并测量管口高程。
(3)观测要求：
a. 采用电阻应变式测斜仪或伺服加速度式测斜仪进行测试；
b. 测试时保证测斜仪导轮在导槽内，轻轻滑入管底，稳定后每隔0.5m测读一次，直至管口；测斜仪反转1800，重新测试一遍，以消除仪器的误差；
c. 埋设后等稳定一段时间（通常7天左右），测量各测斜孔的初始数据，作为初始值；
d. 观测频率同表面沉降，但在数据变化较大时应适当加密；
e. 施工中注意保护。
(4)监测流程图：

测斜管准备
分段连接
钻孔至设计标高并观测初始值
在孔中安放测斜管，校正垂直度，确定正负方向正常观测
管壁回填，测量初始读数
正常观测
计算位移变化值
校对
打印曲线

（5）控制标准：位移控制指标为≤4mm/d。
4.2.4、孔隙水压力观测
(1)测点布置：
孔隙水压力观测断面详见附图，如遇特殊地质情况，适当调整。
(2)埋设：
a．埋设前先于现场率定孔压计的基本参数，并将透水石洗净，煮沸30－60min后，并浸在清水中；
b．根据测点位置，钻孔定位开孔，孔深达测点以上20～50cm左右，清孔后，将浸在清水中的孔压计迅速提出放入钻孔内；
c．利用钻杆和压具，把孔压计压至测点深度，注意保护电缆；
d．小心钻起钻杆，稍等片刻，用频率仪检测孔压计频率变化是否正常，若发现异常，可利用铅丝将孔压计提起。
e．待孔压计探头埋设完成后，将电缆引至水面以上，并加装护套管，避免电缆在施工中遭到破坏。
(3)观测要求：
a. 用频率仪测试时必须等读数稳定后读取；
b. 注意各点电缆线的保护，将归扰成一束的电缆呈波浪形摆好，测头统一放入上部观测箱，观测仪器用振弦频率仪；
c．观测频率为：在加荷期间每天观测一次，非加荷段两天观测一次，后期可调整为3—4观测一次。
(4)监测流程

准备工作
孔压计饱水并编号
测初始频率
钻机成孔至埋设标高上50cm
将孔压计送至埋设标高位置
孔压计上部用粘土球密封隔水
电缆装护管、测头加保护箱
填写埋设记录
测量初始值
校对
正常观测
计算孔压值
打印成果

4.3、数据分析与资料整理
数据分析主要包括如下内容：
1.通过对防波堤的观测数据的分析，为设计提供参数，以保证上部结构的稳定性。
2.分析防波堤施工过程中堤体地基的加固效果，改进和完善设计施工方法，即时按期提供监测数据和结果，为信息化施工提供必要的参数。
3.评价地基处理的动态变化，及时进行表面沉降、分层沉降、孔压比值、深层水平位移的分析整理。
4.对试验研究进行整理总结，并提供总报告。
5、监测试验工作进度安排
（1）、观测仪器标定和观测数据库的建立
在进场前一周内完成
（2）、现场观测
现场观测仪器在塑料排水板打设后进行埋设（其中，沉降板由监测方加工完成后，送与施工单位进行埋设）埋设后即开始观测，观测期暂定4个月。
（3）、数据分析与资料整理
观测数据及时收集、整理、分析。每一期观测结果及时提交观测报告。根据现场观测及试验资料进行理论分析研究，应用计算机语言编程，通过调试计算地基固结度，以及预测地基沉降。在真空预压结束期间提交中间观测报告，于项目结束后一个月内提交监测分析总报告。
6、监测仪器设备
在防波堤施工过程中，拟投入以下监测仪器设备，以保证监测工作的顺利开展。
表6 投入主要仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格或型号
单位
数量
用途
1
全站仪
LeicaTC702
套
2
平面控制及水平位移测量
2
电子水准仪
LeicaDNA03
套
2
高程控制及沉降测量
3
测斜仪
TGCX-1-100
套
2
深层土体位移观测
4
分层沉降仪
TGCS-1
台
2
分层土体沉降观测
5
频率计
TGCD-1-200
台
2
孔隙水压力观测
6
钻机
TD-100
台
1
取样、仪器埋设
7
船只
——
艘
2
仪器埋设、数据观测
8
计算机
HP
台
4
数据处理

7、组织机构及人员配置
由于该工程淤泥及淤泥质软弱土层较厚，防波堤施工段较多,现初步考虑建立一个监测项目部，项目部分设资料整理部、监测工程部、仪器埋设部、室内试验部。监测工程部设两个观测部,以便于及时观测和管理。
1、一个观测工程部人员基本配置：
沉降观测（表面沉降及深层沉降）：测量工程师（或技术工人）2人+测工6人
深层水平位移、孔压：测量工程师（或技术工人）2人+测工6人
2、现场管理、内勤人员的配备：
现场管理1名,现场数据录入、整理、计算及分析人员2名,内勤1名,驾驶员1名。
3.管理人员名单及人员组织结构图：
项目经理：王华峦
项目负责人：吴昊旭
技术负责人：张宇亭
监测资料整理部：龙杰
监测工程部：孔庆昆
室内分析部：张宇亭
现场测试部：高国文

人员组织结构图
项目经理部
资料整理部
室内分析部
项目负责人
技术负责人
仪器测试部
监测工程部
观测一部
观测二部
监测一组
监测二组
监测三组
监测四组

8、质量保证措施
1、严格按照甲方和设计图纸要求的监测频率进行观测，观测精度按照规范和设计要求。
2、监测资料及时整理和分析，并按照设计要求报警值作为控制标准，当发现沉降、孔压比值、位移任一数据变化异常时，应及时加密观测，实施动态观测，并及时报告相关部门，必要是采取有效措施防止地基失稳。
3、仪器具体埋设布置深度等原则上按照设计要求进行埋设。如有变动，应根据现场情况，由业主、监理、设计、施工及监测各方会同协商。
4、埋设沉降板时，沉降板应保持竖直，施工过程中对其采取醒目标志且实施可靠的保护措施。现场监理可到现场并作好原始测量记录。
5、配备先进的测量仪器设备，按照规范要求校正仪器。
6、成果完整，数据准确，图表文字清楚，客观公正，在规定的时间内按时按质提交测量成果和分析报告。
9、安全文明工作
1、树立“安全第一，预防为主”的思想。建立安全学习制度，做好安全教育工作，提高施工安全意识。
2、本工程项目经理为安全第一责任人，项目负责人为直接责任人。应认真贯彻执行安全测量规章制度，对所管工程项目的安全生产负直接责任。
3、严格遵守地基施工规程、规范，按要求设置安全设施标志及办理各种手续。
4、加强测量管理，严肃纪律，对测量现场全过程实行严格的控制监督。

参考文献
【1】 中交第一航务工程勘察设计院有限公司，滨州港海港区防波堤工程可行性研究报告， 2009. 10
【2】 中交第一航务工程勘察设计院有限公司，滨州港防波堤工程地质勘察报告，2009. 9
【3】 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）
【4】 土工试验规程（SL237-1999）
【5】 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）
【6】 港口工程地基规范（JTJ250-98）

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