某基坑支护工程变形监测方案
2013-08-25 15:10:47 来源: 测绘论坛
一、工程概况
济宁市城后路金都楼基坑支护工程位于莞城内，拟建六层建筑物，一层地下室，用地面积3177.76平方，现状场地较平整。基坑开挖深度为3.25~6.90米，东、南、北三面均为道路，东侧为城后路，距基坑约15米，西侧为2~5层的住宅楼群，天然基础，与基坑最近距离约6米。
环境条件：
场地附近属残丘台地地貌单元，地表均已填土，地面较平
地质情况:
根据钻探揭示，场地内第四纪地层主要有坡积层和厚度较大的残积层，下部基岩为花岗岩类。场地内地下水为滞水类型，储存于粘性土层中，地下水以大气降水补给为主，勘察期间水位埋深为2.30~3.10米。
基坑西侧采用复合型加强土钉墙支护，其余各层比较空旷故采用放坡+土钉的支护方式。
该基坑安全等级为二级。
二、监测目的
在基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起土体的变形，即使采取了支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括：基坑坑内土体的隆起；基坑支护结构以及周围建筑物的变形。无论那种位移的量超出了某个容许的范围，都将对基坑支护结构和周围结构与道路造成危害。为了解施工期间基坑位移、沉降及周边建筑物变形的变化情况，保证基坑自身稳定和安全以及周围建筑物、地下管线的安全，同时给设计、施工部门提出准确的、可靠的、科学的数据，必须进行基坑围护结构沉降、基坑位移及周边建筑物沉降观测、基坑周边地下水位观测。
对基坑施工过程进行监测的目的如下：
⑴ 根据现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限值，就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生。保证支护结构和相邻道路、建筑物的安全；
⑵验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的信息化施工；
⑶总结工程经验，为完善设计分析提供依据。
济宁市城后路金都楼基坑支护工程位于莞城内，拟建六层建筑物，一层地下室，用地面积3177.76平方，现状场地较平整。基坑开挖深度为3.25~6.90米，东、南、北三面均为道路，东侧为城后路，距基坑约15米，西侧为2~5层的住宅楼群，天然基础，与基坑最近距离约6米。
环境条件：
场地附近属残丘台地地貌单元，地表均已填土，地面较平
地质情况:
根据钻探揭示，场地内第四纪地层主要有坡积层和厚度较大的残积层，下部基岩为花岗岩类。场地内地下水为滞水类型，储存于粘性土层中，地下水以大气降水补给为主，勘察期间水位埋深为2.30~3.10米。
基坑西侧采用复合型加强土钉墙支护，其余各层比较空旷故采用放坡+土钉的支护方式。
该基坑安全等级为二级。
二、监测目的
在基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起土体的变形，即使采取了支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括：基坑坑内土体的隆起；基坑支护结构以及周围建筑物的变形。无论那种位移的量超出了某个容许的范围，都将对基坑支护结构和周围结构与道路造成危害。为了解施工期间基坑位移、沉降及周边建筑物变形的变化情况，保证基坑自身稳定和安全以及周围建筑物、地下管线的安全，同时给设计、施工部门提出准确的、可靠的、科学的数据，必须进行基坑围护结构沉降、基坑位移及周边建筑物沉降观测、基坑周边地下水位观测。
对基坑施工过程进行监测的目的如下：
⑴ 根据现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限值，就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生。保证支护结构和相邻道路、建筑物的安全；
⑵验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的信息化施工；
⑶总结工程经验，为完善设计分析提供依据。
三、编制依据
1、《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002；中华人民共和国国家标准
2、《工程测量规范》GB50026-93；中华人民共和国国家标准
3、《精密工程测量规范》GB/T15314-94；
4、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97；中华人民共和国国家行业规程
5、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91
6、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
7、山东省标准《建筑基坑支护工程技术规程》
8、《济宁市城后路金都楼基坑支护工程图纸》和《地质资料》
四、基坑监测内容和监测网布设
（一）监测内容
根据基坑支护设计方案及上述规范要求，本工程深基坑开挖监测内容包括:
① 基坑支护围护结构顶部水平位移及沉降观测；
② 基坑周围房屋的沉降观测；
③ 基坑周边地下水位观测；
④ 支护结构面开裂情况检查；
⑤基坑周围地面超载状况检查；
⑥基坑渗水、漏水状况检查；
主要采用工程测量及目测二种方法相结合，并对相关数据进行综合分析，避免数据异常时外界偶然因素的不利影响，从而提供精确真实可靠的科学数据
在基坑开挖前7天完成7个基准点的布设，基坑支护边线确定后马上布设观测点，并对位移、沉降监测网进行初始值的测读。
（二）位移观测点的布设
1、位移、沉降监测基准点的建立
根据现场实地踏勘的情况，考虑基准点的稳定性和观测精度要求，在工程现场旁距基坑边5倍开挖深度距离以外的稳定土体中布设7个基准点(测量控制点)进行互相校核，它们的编号为WJ1、WJ2、WJ3、WJ4、CJ1、CJ2、CJ3；4个位移基准点每个与每边成一直线布置的水平位移观测点构成位移监测网，4个位移基准点和3个沉降基准点布置在相对稳定且大于5倍基坑深的距基坑边的位置，但必须在建筑物所产生的压力影响范围以外。
2、基坑支护围护结构顶部水平位移、沉降观测点的布置
观测点埋设时应注意观测点与被观测对象的牢靠结合，使得观测点的变化能真正反映观测对象的变化特征。
西面靠2~5层的住宅楼群位置的水平位移观测点布设在搅拌桩顶部位置、沉降观测点布设在紧挨水平位移观测点附近的地面上（搅拌桩边上）；其他位置的水平位移、沉降观测点设在基坑支护围护结构顶部边线部位，观测标志拟采用Ф16膨胀螺栓安装在基坑支护围护结构顶部上，顶端位置磨成半球状。根据现场平面尺寸及测量规范要求，本方案按设计要求布设9个水平位移、沉降观测点，它们的编号为BX1-BX9。（详见《基坑监测平面图》）
3、基坑周围房屋的沉降观测点的布设
按设计要求布设40个基坑周围房屋沉降观测点其布点，它们的编FW1-FW40。位置详见《基坑监测平面图》。
4、基坑周边地下水位观测孔的布设
按设计要求在基坑东、南、西、西、北层各布设1个水位观测孔, 编号为SW1～SW42，采用油压XY-100型钻机成孔,孔深约11米，并下塑料套管及滤管成井以便观测。位置详见《基坑监测平面图》。
（三）现场目测
目测内容主要有：①基坑开挖后，基坑坑壁、坑底及周边地下水是否有较大的渗漏，突涌，积水 情况及下雨天气等影响。②观察支护结构的异常变化，如是否产生裂缝及裂缝的发展状况。③基坑周边地面超载情况。④每次监测时须巡回基坑周边检查支护结构是否有异常变化。
五、基坑监测仪器的选择和精度要求
（一）水平位移观测仪器的选择和精度要求
1、仪器选择：
本水平位移观测使用苏一光DT202C电子经纬仪，本仪器已按时检定，在有效期范围内使用。
2、精度要求：
电子经纬仪 综合精度 比例误差 纵向补偿精度 纵向补偿精度
测距检定结果 ±1.21mm 0.20mm/km
测角检定结果 2.00// 3.00//
（二）沉降观测仪器的选择和精度要求
1、仪器选择：
1、使用苏一光DSZ2+FS1精密水准仪及铟钢水准标尺进行沉降观测。仪器最小分辨率为0.1mm，仪器及标尺在检验有效期内使用，并在作业期间定期进行检查校正。
2、精度要求：
本基坑顶部沉降观测按二等水准精度要求进行观测，执行的各项规定和限差如下：
等级 仪器类型 视线长度 前后视距
累差 任一测站上前后距差 视线高度（下丝读数之差）
二等 DS0.5 ＜30m ＜1.0m ＜0.3m >0.3m
项目
等级 基、辅分划读数差 基、辅分划所测高差之差 检测间歇点高差之差 上下丝读数平均值与中丝读数之差
二等 0.4mm 0.6mm 1mm 3.0mm
基辅尺分划读数差≤0.3mm，闭合差≤±0.3√N mm（N代表测站数）
（三）基坑周边地下水位观测
水位观测采用SW-01电子水位计，计数精确至0.5cm。
六、观测方法、频率和要求
（一）观测方法
1、位移观测方法
水平位移采用苏一光DT202C电子经纬仪进行测量：在靠近观测对象的工作基点上设站，采用小角度测量方法取得观测点的角度初值，并用测算工作基点到观测点的距离，测量变化后基准点到测量点的角度，通过计算，可以得到基坑水平位移的数值。
初始值的测量读取应进行2-3次的校核，以确保其准确性。
2、沉降观测方法
基坑支护围护结构顶部沉降观测、基坑周围房屋沉降观测根据埋设好的基准点，从BM施测一条闭合路线建立初始数据。
沉降观测使用苏一光DSZ2+FS1精密水准仪及铟钢水准标尺进行沉降观测。仪器最小分辨率为0.01mm，仪器及标尺在检验有效期内使用，并在作业期间定期进行检查校正。
3、基坑周边地下水位观测
在水位监测孔布设完成后，以BM1-BM3为基准，将所有水位孔的顶部过一遍水准，测量出所有水位孔的顶部的高程；并以此为基准测出水位高程，水位测量时用水位探头放入水位观测井，测量出水面距水位孔的顶部的高度，从而计算出水面高程。同理测出以后各次水面的高程，用上次高程减本次高程即得出水位的下降量。
4、现场目测
开挖期间，每天派人到现场观察巡视基坑及周边环境情况，发现问题，及时通报给监理、施工单位、业主，做到每天一巡查的要求，其他时间也要定期对基坑周边环境进行巡视工作。
（二）监测频率
基坑监测的频率要随土方开挖进度和基坑变化情况作调整，基坑监测点布设后开始读测原始值，且应不少于2次。当基坑开始挖土时，每1~3天测量一次，基坑开挖完成至回填期间，每5~7天观测一次。当基坑边坡位移出现突变量及遇到暴雨天气，应加密观测，观测结果务必全面、真实、整洁，并整理成册上交监理、施工单位、业主，以指导施工。
项目 符号 数目 监测目的 监测频率
基坑开挖 其他期间
基坑支护围护结构顶部水平位移、沉降 BX 9 基坑支护围护结构顶部水平位移、沉降 每1~3天一次 每5~7天一次
周边建筑物沉降观测 FW 40 监测基坑周边建筑物的沉降 每1~3天一次 每5~7天一次
基坑周边地下水位观测 SW 4 基坑周边地下水位 每1~3天一次 每5~7天一次
本基坑支护安全等级为二级，各监测项目安全、警戒、控制值见下表：
序号 监测项目 安全值 警戒值 控制值
1 支护围护结构顶部 基坑西侧 水平位移 16mm 20mm 30mm
沉降 10mm 16mm 30mm
其他侧 水平位移 30mm 40mm 50mm
沉降 20mm 30mm 40mm
2 周边建筑物沉降 8mm 10mm 15mm
变形速率预警值为（开挖支护过程中）连续每天变形速度大于5mm/天；（开挖至坑底后）连续每天变形速度大于2mm/天。
当水平位移、沉降达到安全值或12小时内位移超过5mm时，应及时通知设计人员，并同时报告业主和监理工程师。并加密观测，同时进行基坑周围巡回目测。对出现裂缝的位置灌注水泥浆，以便观察裂缝的发展情况。
七、监测人员组织
根据我院的实际情况，决定对该工程实行项目负责制。项目负责人代表本院全面履行合同并直接对项目负责，下设测量员、记录员、扶尺员资料员、检查员等，分别履行有关的工作，详细分工如下：
项目负责人：对项目进行全面负责，代表我院履行合同，督促检查各项工作。
测量员：负责每次观测前检查仪器及铟钢水准标尺进行检查校正，正确架设仪器及行走路线进行观测。
记录员：负责准确记录测量数据并及时进行数据处理，以校核观测的准确性。
资料员：负责及时整理观测资料，发现观测数据有异常情况马上通知测量员及检查员，并对事件及时作出处理。
检查员：负责对测量员、记录员、资料员的工作进行检查督促。
基坑监测管理人员名单
序号 姓名 测量上岗证 职称 电话
1 李辉彬 0007448 工程师 13827254325
2 刘帆 0007447 助理工程师 13265254367
八、应急预案
1、当变形累计值、变形速率等指标达到预警值时，将增加监测频率，必要时，增加监测点的布置。同时及时通知设计方、委托方、监理及施工方，配合采取措施，防止发生安全事故。
2、当观测点及基准点遭受到人为或者其他原因破坏时应及时恢复或者补加监测点、基准点的布置。
九、监测工作注意事项
作业人员必须严格按规范要求监测并进行自检，做到记录清晰、齐全，计算准确无误。检查员应及时对测量成果进行检查，发现问题及时处理。审核员负责报告的审核，把好质量的最后一道关，并在监测工作过程中注意以下事项：
1、采用相同的观测路线和观测方法；
2、观测时应选择同一晴朗天气时进行观测；
3、使用同一仪器和设备；
4、固定观测人员，减少人为误差；
5、每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并作出详细记录
6、应保证观测数据的真实性，并保留原始观测数据，以备查核；
7、按国家有关测量规范进行观测。
十、监测结果及信息反馈
1、施工监测过程中的信息反馈
每次观测完毕后现场先粗算，如果位移量发生比较大时马上向业主方或监理方口头通报观测成果，分析开挖施工时基坑的安全可靠性及对周边环境的影响程度，及时提出建议、报警和应急措施，为信息化施工提供依据。确定监测信息处理反馈程序为：
2、监测成果提交
每次观测完毕后，及时向建设方、监理方、施工方口头通报观测成果，并及时提交本次成果报告，整个监测数据及图表结果均由计算机处理后提出。观测工作全部结束后，编写观测报告，应提交以下资料：
（1）位移观测成果表，时间、位移量（T-S）曲线图；
（2）沉降观测成果表，时间、沉降量（T-S）曲线图
（3）地下水位观测成果表，时间、变形量（T-S）曲线图；
（4）基坑监测平面布置图；
（5）基坑监测分析报告。
（6）基坑开挖进度（T-S）曲线图；
十一、附图：监测平面布置图；观测点大样图；周边环境图。
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