污水处理厂工程粗格栅及进水泵房基坑监测方案.doc

黄山市第二污水处理厂工程粗格栅及进水泵房基坑监测方案中铁四局集团有限公司黄山市第二污水处理厂工程项目经理部2013年5月24日k1+347至k1+920燕窝隧道深基坑施工监控量测方案1 工程概况1.1 设计概况厂址位于黄山市休宁县万安镇鼓楼村居安村北侧，一期占地面积97.87亩。施工场地为新建厂区，未进行建筑施工。粗格栅及进水泵房位于厂区西北角，其西侧为远期预留用地，北侧为规划道路，东侧为设计厂区氧化沟，南侧濒临细格栅及旋流沉砂池。基坑开挖深度为11.35m，基坑安全等级为二级，结构重要性系数为1.1。粗格栅及进水泵房设计为异形钢筋混凝土结构，池体平面尺寸为：20.05*13.0*6.4m。1.2工程地质条件1.2.1地形地貌拟建场地位于皖南山区的屯溪盆地内，微地貌为横江流域左岸级阶地。场地原农田，场地较为平整。地表标高132.82137.28m，最大高差约为1.19m。本工程0.000相当于绝对高程134.1m，自然地坪标高为绝对高程133.8m。1.2.2地质概况经钻探对岩土层的野外鉴别、孔位原位测试及综合分析研究，拟建场地内岩土层自上而下为耕植土粉土淤泥质粉砂圆砾强风化泥岩中风化泥岩，现将各岩土层的工程特征简述如下：第层耕植土,该层土连续分布，灰褐色，稍湿湿，松散，揭露层厚0.30 0.90m，层面标高132.81134.00m。第层粉土,该层土连续分布，灰褐色、褐黄色，湿，松散稍密状，揭露层厚度0.704.10m，层面标高132.22133.50m。第层淤泥质粉砂,灰色，极松散，饱水。主要由粉砂组成。接露层厚0.302.50m，层面标高129.03132.12m。第层圆砾，褐黄色，湿饱和，松散中密。骨架颗粒主要成分为中等风化花岗岩、硅质岩、砂岩及脉石英等，呈亚圆状次棱角状，骨架颗粒粒径多数250mm，少数达100mm,其间由中粗砂填充，级配较好。第层强风化泥岩，为中生代白垩系齐云山组河湖相沉积岩层。紫红色，主要由石英及岩屑组成，泥质胶结，胶结中等。岩石为中细粒砂状结构，中厚层状构造。中风化泥岩：为中生代白垩系齐云山组河湖相沉积岩层。紫红色，主要由石英及岩屑组成，泥质胶结，胶结中等。岩石为中粒细砂状结构，中厚层状构造。rqd约为80%，岩石较完整，为软岩，岩体基本质量等级为ivv级。揭露层厚1.8012.00米，未揭穿，据区域地质资料，该岩层厚几百米，往下风化程度渐弱，无软弱下卧层。岩石饱和单轴抗压强度标准值frm=4.78.1mpa，标准值5.89mpa。1.2.3水文地质勘察揭示的土层中，地下水主要赋存于淤泥质粉砂和圆砾层中的潜水型地下水，地下水稳定水位标高130.52132.58m。地下水主要接受大气降水和横江水的侧向补给，水量较丰富，受气候变化影响显著。根据地区经验，地下水对建筑材料具微腐蚀性，经勘察认为，场地内除局部分部有淤泥质粉砂等特殊性岩土外，场地内及其周围滑坡、崩塌等不良地质作用不发育，场地稳定性较好1.3支护及防排水体系1.3.1 支护结构型式隧道基坑支护根据开挖深度分别采用：（1）基坑深度小于2m时，采用1：1坡率放坡，坡面喷射10cmc20砼防护，内含820x20cm钢筋网，坡面设5cm泄水孔。坡顶和坡角均设截水沟。（2）基坑深度为23.5m时，采用1：1放1.5m坡+120130cm钻孔灌注悬臂式桩支护；（3）基坑深度为3.58.2m时，采用1：1放1.5m坡+120130cm钻孔灌注桩+80x80cm钢筋砼支撑+钢格构立柱支护；（4）泵房水池处基坑深度达11m，采用1：1放1.5m坡+120130cm钻孔灌注桩+两道支撑支护，第一道支撑为80x80cm钢筋砼支撑，第二道支撑为60cm钢管支撑。1.3.2 止水体系基坑局部存在较薄的砂层与淤泥质土层，采用5035cm密排水泥搅拌桩形成止水帷幕，搅拌桩底应进入不透水层不小于1m。1.3.3基坑排水采用明沟结合集水坑用电泵抽的方式进行降水。二、监测目的与技术要求2.1监测目的本工程包括围护施工、基坑开挖及地下结构施工等部分，且本工程施工周期较长，基坑开挖面积较大，开挖深度较深，工程周边环境复杂。根据围护结构特点、施工方法、场地工程地质及环境条件，本工程的监测保护应考虑到以下各因素的影响：（1）本工程开挖面积较大，深度较深，施工流程较多，周围环境复杂；（2）项目沿线已经城镇化，各种等级的道路与s120有较多的交叉，尤其在镇中心路段平交口非常密集，道路下地下管线分布密集，其对工程施工影响相当敏感，应严格控制土体的变形，确保周边管线的安全和正常使用；（3）基坑开挖揭露的土层中分布的软塑至流塑状态的淤泥质粘土最大厚度达到8.78m,该层土强度低，属高压缩性土，在开挖过程中，易产生触变、流动；（4）工程场地距离东江较近，场地地下水丰富，主要为上层滞水和承压水，主通道及引道基坑开挖揭露的地下水为上层滞水，场地承压水与东江水力联系非常密切。因此，本工程监测的目的主要有：（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；（2）通过监测及时发现围护施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对建(构)筑物、道路、管线影响的目的；（3）通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内；（4）通过监测及早发现基坑止水帷幕的渗漏问题，并提请施工单位进行及时、有效的堵漏准备工作，防止施工中发生大面积涌砂现象；（5）将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；（6）通过跟踪监测，在换撑和支撑拆除阶段，施工科学有序，保障基坑始终处于安全运行的状态。2.2监测要求本工程监测工作极其重要，必须严格按有关管理部门、设计等有关变形控制要求进行设计和实施，同时对马路、防汛墙河堤、地下管线及基坑本体作重点监测。在基坑桩基施工期间，须周期性对周边环境进行观测，及时发现隐患，并根据监测成果相应地及时调整施工速率及采取相应的措施，确保道路、市政管线及建(构)筑物的正常使用。三、监测原则3.1系统性原则（1）所设计的监测项目有机结合，并形成有效四维空间，测试的数据相互能进行校核；（2）运用、发挥系统功效对基坑进行全方位、立体监测，确保所测数据的准确、及时；（3）在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性；（4）利用系统功效减少监测点布设，节约成本。3.2可靠性原则（1）设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；（2）监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内；（3）在设计中对布设的测点进行保护设计。3.2与结构设计相结合原则（1）对结构设计中使用的关键参数进行监测，达到进一步优化设计的目的；（2）对结构设计中，在专家审查会上有争议的方法、原理所涉及的受力部位及受力内容进行监测，作为反演分析的依据；（3）依据设计计算情况，确定围护结构及支撑系统的报警值；（4）依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。3.4关键部位优先、兼顾全面的原则（1）对围护体及支撑系统中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监测；（2）对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；（3）除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。3.5与施工相结合原则（1）结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；（2）结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；（3）结合施工实际确定测试频率。3.6经济合理原则（1）监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法；（2）监测元件的选择，在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备；（3）监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。四、监测依据（1）国家标准建筑基坑支护技术规程jgj120-1999；（2）广东省标准建筑基坑支护工程技术规程dbj/t15-20-97;（3）基坑工程施工监测规程(dg/tj08-2001-2006)；（4）国家一、二等水准测量规范(gb/t 12897-2006)；（5）建筑地基基础设计规范(gb50007-2002)；（6）建筑变形测量规范(jgj 8-2007)；（7）地基基础设计规范(dgj08-11-1999)；（8）基坑工程设计规程(dbj08-61-97)；（9）建筑桩基技术规范（jgj94-2008）；（10）本工程相关设计说明及图纸(电子版)。五、监控方案5.1监测内容本施工项目的监测内容主要包括基坑维护监控量测以及基坑周围建筑物变形的监控量测两大部分。基坑监测主要项目包括：基坑维护结构顶部水平位移和沉降、地表沉降、邻近建筑物（左侧金泰家具批发基地与右侧永利制衣厂）的沉降、倾斜、和裂缝。具体监测项目见下表。监测项目表序号监测对象监测项目监测仪器测孔（点）数目1支护结构（1）钻孔灌注桩顶水平位移全站仪28（2）钻孔灌注桩顶沉降水准仪（2）立柱沉降水准仪15（3）支撑轴力轴力计频率仪92深层水平位移（1）相邻土体深层水平位移测斜仪3（2）围护桩深层水平位移测斜仪73地下水（1）坑内地下水水位钢尺1（估）注1（2）坑外地下水水位钢尺24相邻土体（1）相邻土体垂直位移水准仪13（2）相邻土体水平位移全站仪5相邻建筑物（1）垂直沉降水准仪10(估) 注1（2）倾斜全站仪（3）裂缝游标卡尺注：表示该处点需要根据场地现场及施工情况进行布置，表中数据为估计数。5.2测点布置见附图5.3监测方法为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则。即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点(孔)。5.3.1垂直位移监测高程控制网测量在远离施工影响范围以外布置3个以上稳固高程基准点，这些高程基准点与施工用高程控制点联测，沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算点，组成水准网进行联测。基准网按照国家等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求执行，精密水准测量的主要技术参照下表：精密水准测量的主要技术要求每千米高差中误差(mm)水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差(mm)偶然中误差全中误差ds1因瓦尺往返测各一次4或1.012注：l为往返测段、环线的路线长度（以km计）；外业观测使用wild na2+gpm3自动安平水准仪(标称精度：0.3mm/km)往返实施作业。观测措施：本高程监测基准网使用wild na2+gpm3自动安平水准仪及配套因瓦尺，外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。为确保观测精度，观测措施制定如下。作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展。观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验。观测方法：往测奇数站“后前前后”，偶数站“前后后前”；返测奇数站“前后后前”，偶数站“后前前后”。往测转为返测时，两根标尺互换。测站视线长、视距差、视线高要求见下表：标尺类型视线长度前后视距差前后视距累计差视线高度仪器等级视距视线长度20m以上视线长度20m以下因瓦ds150m1.0m3.0m0.5m0.3m测站观测限差见下表基辅分划读数差基辅分划所测高差之差上下丝读数平均值与中丝读数之差检测间歇点高差之差0.4mm0.6mm3.0mm1.0mm两次观测高差超限时重测，当重测成果与原测成果分别比较其较差均没超限时，取三次成果的平均值。垂直位移基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。内业计算采用excel进行简易平差计算，高程成果取位至0.01mm。5.3.2垂直位移测量按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合或附合线路,由线路的工作点来测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定(两次取平均)，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。采用瑞士wild na2自动安平精密水准仪配na2 铟钢水准尺来测试。本监测内容包括基坑周围土体及围护桩桩顶垂直位移以及坑内支护结构立柱的沉降。由于基坑内土方的开挖。5.3.3水平位移测量采用轴线投影法。在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点a、b， 经纬仪架设于a点，定向b点，则a、b连线为一条基准线。观测时，在该条测线上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至ab基准线的垂距e，某监测点本次e值与初始e值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始e值均为取两次平均的值。采用瑞士wild t2经纬仪来测试。本监测内容包括基坑周围土体及围护桩桩顶水平位移。5.3.4围护结构侧向位移监测在基坑围护地下钻孔灌注桩的钢筋笼上绑扎安装带导槽pvc管，测斜管管径为70mm，内壁有二组互成90的纵向导槽，导槽控制了测试方位。埋设时，应保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上逐段（间隔0.5米）测出x方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。在基坑开挖前，分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值，取其平均值作为原始偏移值。“”值表示向基坑内位移，“”值表示向基坑外位移。仪器采用cx-06型测斜仪进行测试，测斜精度0.1mm/500mm，见下图：测试原理见下图：计算公式：式中： xi 为i深度的累计位移(计算结果精确至0.1mm ) xi 为i深度的本次坐标(mm) xi0 为i深度的初始坐标(mm) aj为仪器在0方向的读数 bj为仪器在180方向上的读数 c为探头标定系数 l为探头长度(mm) j为倾角5.3.5坑外土体侧向位移监测采用钻孔方式埋设时可用110钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直径为70的专用监测pvc管，下管后用中砂密实，孔顶附近再填充泥球，以防止地表水的渗入。测试方法和原理同“围护结构侧向位移监测”。5.3.6支撑轴力监测为掌握混凝土支撑的设计轴力与实际受力情况的差异，防止围护体的失稳破坏，须对支撑结构中受力较大的断面、应力变幅较大的断面进行监测。支撑钢筋制作过程中，在被测断面的左右两侧埋设钢筋应力计，支撑受到外力作用后产生微应变。其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据应力计频率推算出混凝土支撑钢筋所受的力。计算公式： 然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定，可得计算公式： 式中：为混凝土支撑受力(kn) (计算结果精确至1 kn)为钢筋计受力(kn) (计算结果精确至1 kn)as为钢筋截面积(m2)ag为钢筋计截面积(m2)ac为支撑混凝土截面积(m2)fi为钢筋计的本次频率(hz)f0为钢筋计的初始频率(hz)k为钢筋计的标定系数(kn/hz2)采用zxy型振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式解得的f作为混凝土支撑轴力。5.3.7基坑内（外）地下水水位、水压监测在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，以便于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造成危害性影响，严重将造成基坑管涌、塌方的危害。为了使浅层地下水位保持一适当的水平，以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对坑内、外浅层水位和承压水位的动态观测和分析,对于了解和控制基坑降水深度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。对于水位动态变化的量测，可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。采用swj90电测水位计。基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。5.3.8建筑物、相邻地表沉降、倾斜监测沉降监测采用水准高程测量方法进行，仪器采用瑞士产na2+gsm 精密水准仪配na2 铟钢水准尺，测量精度按三级水准要求。5.3.9裂缝监测在基坑开挖前做好裂缝调查， 并做好记录和观测标识。基坑开挖后，除了对已有的裂缝进行观测外，还要重点检查有可能出现裂缝的部位，及时发现新的裂缝， 并做好记录和观测标识跟踪观测。观测精度为1mm。5.4仪器清单项目监测仪器设备型号围护结构顶部水平位移及沉降dsz2精密自动安平水准仪、 dpm 平板测微器 、专用铟钢尺，南方全站仪bgych-1，nts-300系列土体深层位移钻机xy-1柴油机、钻机测斜管pvc72cx-系列测斜仪地表及公路路面沉降监测dsz2精密自动安平水准仪、 dpm 平板测微器 、专用铟钢尺支护结构轴力和变形监测振弦式频率测定仪钢筋计或应变计坑内外地下水位电子水位计5.5监测频率监测频率表施工进程基坑设计开挖深度5m510m1015m15m开挖深度（m）51次/1d1次/2d1次2d1次/2d5101次/1d1次/1d1次/1d102次/1d2次/1d底板浇筑后时间（d）71次/1d1次/1d2次/1d2次/1d7141次/3d1次/2d1次/1d1次/1d14281次/5d1次/3d1次/2d1次/1d281次/7d1次/5d1次/3d1次/3d说明 1、现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。 2、监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。 3、监测数据有突变时，监测频率加密到每天二三次。 4、各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进。5.6监测控制表监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。依据建筑基坑支护技术规程jgj120-1999和广东省建筑基坑支护工程技术规程dbj-t15-20-97本工程报警指标初步拟定为(须得到有关单位的确认)：基坑监测主要项目控制值项 目报 警 指 标备注围护顶部水平位移监测累计30，3mm/d围护顶部垂直位移监测累计15，3mm/d基坑周围土体垂直、水平位移监测累计30，3mm/d深层水平位移监测累计50，3mm/d 坑外潜水水位观测累计下降1000mm,500 mm/d支撑轴力监测设计值的65%f5.7信息反馈每次监测工作结束后，均需提供监测资料、简报及处理意见。监测资料处理应及时，以便在发现数据有误时，可以及时改正和补测，当发现测值有明显异常时，应迅速通知施工主管和监理单位，以便采取相应措施。 原始数据经过审核、消除错误和取舍之后，就可以计算分析。根据计算结果，绘出各观测项目观测值与施工工序、施工进度及开挖过程的关系曲线。提交资料包括各观测值成果表、观测值与施工进度、时间的关系曲线、对各观测资料的综合分析，以及说明围护结构和建筑物等在观测期间的工作状态与其变化规律和发展趋势，判断其工作状态是否正常或找出原因，并提出处理措施和建议，供研究解决问题的参考。监测工作全部结束后，编写基坑监测技术总结报告。六、质量保证措施为确保本项目基坑监测的工作质量及时准确地为有关方面提供监测数据与信息,保证基坑工程建设的顺利进行,我们将在组织机构的设置,监测技术管理队伍的人员素质,监测工作中涉及到的仪器设备,元器件材料的先进性和适用性以及执行采纳技术标准规范的有效性等方面来落实质量保证措施。6.1组织机构技术负责人对全面的技术问题负责， 质量负责人对涉及监测工作质量的人员，仪器设备，技术标准等问题负责。6.2仪器设备本次监测计划投入各种先进的设备，完全能满足各测试项目的要求。各项元件均符合国家相关标准。6.3规范标准除按招标文件要求及业主代表的书面文件外，本次监测工作中涉到的技术规范标准将是国家现行标准， 质量负责人将随时检查技术规范的更新情况。七、监测工作管理制度7.1 监测项目负责人岗位责任制 （1） 全面负责项目部的总体规划，接受业主的任务委托； （2）从宏观上组织实施监测工作，协调各部门的关系；（3）对重大事项进行决策、处理；（4）定期检查各部的工作状况，掌握监测工作的总体进度。7.2 技术负责人岗位责任制 （1）在项目负责人的领导下，全面负责监测工作的技术问题； （2）组织监测技术人员进行监测技术问题的分析讨论； （3）参加业主等有关方面组织的重要技术会议； （4）掌握和了解监测工作中存在的技术问题，提出处理意见； （5）签发监测报告及监测工作技术文件。7.3 质量负责人岗位责任制 （1） 在项目负责人的领导下全面负责处理有关监测工作中的质量问题； （2） 负责监测人员素质、监测仪器设备、元器件材料及技术资料的宏观质量控制工作； （3）负责项目部质量保证体系的实施和质量管理工作； （4）掌握监测工作中存在的质量问题，并向项目负责人提出整改建