沙钢3500mm中厚板轧机区域基坑监测方案.doc

沙钢3500mm中厚板项目轧机区域基坑监测方案 沙钢3500mm中厚板项目轧机区域基坑监测方案编制： 审核： 审批： 编制单位：上海十三冶华东分公司沙钢3500mm中厚板项目部编制日期： 2015年10月 第一章 工程概况3第二章 轧机区域基坑监测方案3一.监测目的及要求31.1监测目的31.2工程监测的要求4二.编制依据4三.监测内容53.1 围护顶水平、垂直位移监测53.1.1 围护顶监测点的布设方法53.1.2 垂直位移的监测方法53.1.3 测量中的有关技术指标63.1.4 水平位移的测量63.1.5 观测点的精度要求及使用仪器63.2 围护体和坑外土体倾斜测斜73.2.1 测斜仪侧向位移测量83.2.2 侧向位移观测资料的整理93.2.3 测量仪器及计算93.3基坑地下水位监测103.3.1 基坑外水位管埋设方法103.3.2 监测方法113.3.3 计算公式113.4 基坑支撑轴力监测123.4.1 埋设方法123.4.2 应力传感器的安装123.4.3 测量方法133.4.4 计算公式133.5 支撑立柱竖向位移监测133.6 周边道路管线监测143.6.1 管线测点布设原则143.6.2布点概况及监测143.7 基坑外侧地表沉降监测153.8 建筑物沉降监测153.9 围护及地面裂缝监测16四.监测频率及报警值164.1 监测期限及频率164.2 监测警戒值17五.测试主要仪器设备17六.监测工作管理、保证监测质量的措施:186.1.监测工作管理186.1.1实行项目经理负责制186.1.2 监测过程的质量控制186.1.3文件与资料的管理186.2. 质量保证体系196.3. 保证监测质量的措施196.3.1 仪器、仪表196.3.2 野外作业206.3.3 监测元件206.3.4 监测点保护206.3.5 资料采集及整理216.4. 质量和服务的承诺21七.监测人员配备21八.监测资料的提交:228.1 监测报表：228.2 监测结束后提交总结报告23九.附图23轧机区域基坑监测点示意图23轧机区域基坑现场布置图23轧机区域基坑土方开挖现场布置图23支护桩及土方开挖施工进度计划23 第一章 工程概况本工程主要建设内容为张家港沙钢3500mm中厚板项目土建安装工程轧基设备基础及沟道，拟建场地位于张家港市锦丰镇西，宽厚板东路西侧。本工程为改造项目，部分待建构筑物位于厂房内部，部分位于厂房外部。基坑开挖挖边线周长为630m，面积为9573。本次围护设计时，位于厂房内部的基坑，以厂房地坪0.00为起算点；位于厂房外部的以自然地面-0.30为起算点。场地整体位于厂区外部，粗轧机、精轧机、电气室基坑东北端分布有旋流池，根据提供的资料显示，其深度约20m，外部半径10.5m，部分区域同基坑相互交；西南角为层流铁皮坑，深度约8.5m，部分区域同基坑相互交；东南角分布有5000m平流池改造，距离基坑约5.0m，基础形式不详。该基坑安全等级为二级。第二章 轧机区域基坑监测方案一.监测目的及要求1.1监测目的在桩基础及围护施工过程中，由于周边土体的内部应力、活荷载及施工工艺等众多因素的共同作用下，使原有土层遭到破坏，从而造成周边一定范围内的土体发生水平位移和垂直位移，基坑内外的土体由原来的静止土压力状态向主动力土压力状态转变，应力状态的改变引起的变形，即使施工工艺上采取更完善的措施，一定数量的变形总是难以避免的。因此，在围护施工过程中，只有对工地周围的土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解，确保工程顺利进行。在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体由原来的静止土压力状态向主动力土压力状态转变，应力状态的改变引起的变形，即使采取支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括：深基坑坑内土体的隆起，基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移。无论哪种变形的量超出了容许的范围，都将对基坑支护结构造成危害。施工场地四周有地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将直接影响这些地下管线的正常状态，当土体变形过大时会造成管线的破坏。因此，在深基坑施工工程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和临近的道路管线进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解,确保工程顺利进行。1.2工程监测的要求1.2.1 验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工当前我国基坑支护结构设计水平处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相比有一定的差异，还没有成熟的方法计算基坑周围土体的变形情况。监测数据与设计时采用值进行比较，必要时对设计方案或施工过程和方法进行修正。1.2.2 保证基坑支护结构和道路管线的安全在深基坑开挖与支护工程中，为了满足支护结构及被护土体的稳定性，首先要防止破坏或极限状态发生。破坏或极限状态主要表现为静力平衡的丧失，或支护结构的构造产生破坏。在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较多的变形或变形速率明显增大。支护结构物和被支护土体的过大位移将引起邻近管线的开裂、渗漏。邻近管线的渗漏有时会引起一连串灾难性的后果。如果进行周密的监测控制，无疑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。1.2.3 总结工程经验，为完善设计分析提供依据支护结构的土压力分布受支护方式、支护结构刚度、施工过程和被支护土类的影响，并直接与侧向位移有关，往往是复杂的。现行设计分析理论尚未达到成熟的阶段，积累完整准确的基坑开挖与支护监测结果对于总结工程经验、完善设计分析理论都是十分宝贵的。二.编制依据2.1 江苏省标准基坑工程设计规程（DBJ08-61-2010）2.2 江苏省标准地基基础设计规范（DGJ08-11-2010）2.3 江苏省标准岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2012）2.4 城市测量规范（CJJ/T82011）2.5 国家一、二等水准测量规范GB/T 12897-20062.6 工程测量规范（GB 500262007）2.7 江苏省标准基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）三.监测内容由于本工程开挖面较大，局部开挖较深，责任重大，工程中不得有任何意外。布设的监测系统应能及时、有效、准确的反映施工中围护体及周边环境的动向。为了确保施工的安全顺利进行，根据本工程施工的特点，结合现场的周边环境情况及设计的常规要求，共设置监测内容如下：基坑围护结构顶部水平、垂直位移的监测；基坑围护结构和坑外土体测斜；基坑支撑轴力的监测；立柱的竖向位移；基坑地下水位的观测；坑外地表沉降和周边环境的监测；监测布点详见附图3.1 围护顶水平、垂直位移监测3.1.1 围护顶监测点的布设方法监测点埋设在围护顶梁上，按设计要求布置，沉降、位移监测点共计14个测点，沉降、位移监测点共用。监测点采用加长射钉，待围护混凝土压顶浇筑后，用射钉枪打入压顶混凝土内，用油漆标记测点位置与点号。3.1.2 垂直位移的监测方法采用独立高程系统，在远离基坑的稳定区域选设置一组稳固水准点：H1、H2及H3。水准点采用地下埋设混凝土墩，内置铜钉，作为永久观测点，具体如下图所示：沉降观测采用高精度水准仪按国家二等水准规范往返求出该3点高差，令H1高程为3.000米，则H2、H3、的高程可求得。该3点即为本工程变形监测的高程基准点，各监测点的高程是通过高程基准点形成的一条等水准闭合线路，由线路中的工作点来测定各监测点高程。各监测点的初始值取二次观测平均值。3.1.3 测量中的有关技术指标等级测点中误差（mm）每站高差中误差（mm）往返较差附合或环线闭合差检测已测高差较差使用仪器二等0.50.30.3n0.5n索佳B1水准仪注：n为测段的测站数3.1.4 水平位移的测量采用视准线法在某条测线两端远处各选定一个稳定基准点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，在该观测边上的各测点设置占板，由经纬仪在占板上读取各监测点至A、B基准线的垂直距离E，各监测点初始值E均为取两次平均值。“+”表示正向基地位移，“-”表示背向基地位移，本次观测值与前次观测值之差为本次位移量，本次观测值与原始观测值之差为累计位移量。采用坐标法对于无法采用视准线法观测的测点，采用坐标法观测。在工地内设立独立坐标系，用全站仪观测测点坐标，取二次平均值作为初始值。本次观测值与前次观测值之差为本次位移量，本次观测值与原始观测值之差为累计位移量。3.1.5 观测点的精度要求及使用仪器测点中误差（mm）测角中误差（）使用仪器1.52J2经纬仪TOPCON GTS332全站仪3.2 围护体和坑外土体倾斜测斜本工程拟在基坑四周围护体内布置围护体深层位移监测孔，测点间距按监测规范要求布设，3050米设置一只监测孔，在基坑西北侧考虑到基坑开挖较深，测点适当加密，共计10只倾斜监测孔，测点编号CX1CX10。倾斜监测孔材料采用PVC塑料管。测斜管埋设时,用钻机在预定的位置上成孔。测斜管现场组装后，将测斜管再逐段组装并放入钻孔内，测斜管底部装有底盖，管内注满清水，下入钻孔预定深度后，即向测斜管与孔壁之间的间隙由下而上逐段灌浆或用砂填实，固定测斜管。安装埋设时，应及时检查测斜管的一对导槽，其指向是否与欲测量的位移方向一致，并应及时修正。测斜管开始测量时，用清水将测斜管内冲洗干净，用测头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅行无阻，滚轮是否有滑出导槽的现象。量测测斜管导槽方位、管口坐标及高程，及时做好孔口保护装置，做好记录。测斜管剖面图见下图：3.2.1 测斜仪侧向位移测量为保护测斜仪测头的安全，测量前先用测头模型下入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，检查测斜孔及导槽是否畅通无阻。连接测头和测读仪，检查密封装置、电池充电量、仪器是否工作正常。将测头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量至孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔1.0米距离测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。测量完毕后，将测头旋转达180再测一次，两次测量的各测点应在同一位置上，此时观测点的两次读数应是数值接近、符号相反。如果测量数据有疑问，应及时补测。用同样方法可测另一对导槽的水平位移。一般测斜仪可以同时测量相互垂直两个方向的水平位移。测向位移的初始值应是基坑开挖之前连续三次测量无明显差异读数的平均值，或取其中一次的测量值作为初始值。观测间隔时间，应根据侧向位移的绝对值或位移增长速率而定，当侧向位移明显增大时，应加密观测次数。3.2.2 侧向位移观测资料的整理侧向位移观测记录及整理内容包括：工程名称、测斜孔编号、平面位置和导槽方位、水平位移实测值、最大位移值及发生的位置与方向、位移发展速率、观测时间，施工进度、观测、计算和校核责任人，等等。为了及时进行险情预报，现场实测数据应立即分析处理后反馈给施工现场管理人员。3.2.3 测量仪器及计算仪器采用Geokon-603测斜仪进行测试。计算公式： i i Xi= L sina aj=C(Aj-Bj) J=0 J=0Xi= Xi- Xio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）Xio为i深度的初始坐标（mm）Aj为仪器的0的方向的读数Bj为仪器的180的方向上的读数C为探头标定系数 L为探头长度（mm）3.3基坑地下水位监测基坑外地下水位监测计划在基坑围护体外侧土体中埋设8根水位监测管，测点编号：SW1SW8；基坑内水位监测计划利用降水单位打设的降水深井进行观测。计划选取45口井位。3.3.1 基坑外水位管埋设方法水位管埋设时,采用工程钻机在预定的位置上成孔。水位管一般为2米一段，现场组装时，将滤水段组装在最下端。钻机成孔后，将水位管再逐段组装并放入钻孔内，管底用底盖封住，下入钻孔预定深度后，即向水位管与孔壁之间的间隙由下而上逐段用砂石虚填，便于渗水，水位管孔口与地面基本齐平或略低于地面，空口用泥土固定并做好保护措施。见下图： 3.3.2 监测方法为了使地下水位保持在一适当水平，使周边道路管线及地基处于稳定状态，同时也为了检验挡土墙及止水帷幕的渗漏特性，应对坑外地下水位的动态变化进行监测。同时为了掌握基坑内地下水位的变化情况，还应对坑内地下水位的动态变化进行监测。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为水位累计变化量。3.3.3 计算公式 W=Wo-Wi式中：W为本次水位标高（m）(计算结果精度至0.01m) Wo为水位孔的孔口标高（m） Wi为本次水位的深度（m）在日常观测中均记录观测开始、结束时间、天气情况，测读后按观测点编号记录在专用记录纸上。3.4 基坑支撑轴力监测计划在第一道支撑与第二道支撑上根据设计计算的最大轴力断面布置轴力监测点，每组轴力计由4只钢筋应力计组成，安装在支撑断面对角的主筋上。初步设定9个监测断面，测点编号分别为ZL1ZL9。3.4.1 埋设方法基坑开挖工程的监测一般都要几个月的工期，钢筋混凝土支撑宜采用振弦式钢筋应力计, 型钢斜抛撑宜采用振弦式表面应力计。振弦式应力传感器采用非电量电测技术，其输出是振弦的自振频率讯号，因此具有抗干扰能力强、受温度影响小、零飘小、受电参数影响小、对绝缘要求底、性能稳定可靠、寿命长等特点，适应在恶劣环境中长期、远距离进行观测。3.4.2 应力传感器的安装根据测点应力计算值，选择钢筋应力计的量程，在安装前对钢筋应力计进行拉、压两种受力状态的标定。将钢筋应力计焊接在被测支撑的钢筋上。安装时应注意尽可能使钢筋应力计处于不受力的状态，特别不应使钢筋应力计处于受弯状态。将应力计上的导线逐段捆扎在临近的钢筋上，引到地面的测试匣中。见下图：.4.3 测量方法基坑开挖之前应有23次应力传感器的稳定测量值，作为计算应力变化的初始值。用振弦仪测传感器的频率，根据公式计算出应力值。本次应力值与前一次应力值之差为本次变化量，本次实测值与初始值之差为累计应力值。3.4.4 计算公式Os=K(Fx2-F02)式中：K为率定系数（KN/Hz2） Fo为应力计初始频率（Hz） Fx为应力计测试频率（Hz） Os为实测钢筋计的应力（KN）3.5 支撑立柱竖向位移监测在基坑的钢筋混凝土支撑立柱桩上布置沉降监测点，共计9个测点，。由于基坑开挖较深，因此挖土期间的立柱桩沉降监测非常重要，通过监测立柱桩顶端的高程变化，得到施工阶段立柱桩之间、立柱与围护墙之间的差异沉降当差异沉降接近或超过基坑开挖深度的1/300以后，要采取必要的补救措施，避免工程质量出现问题。立柱桩的隆沉监测方法：同3.1.2。3.6 周边道路管线监测3.6.1 管线测点布设原则（1）取距离施工区最近的管线，施工影响范围内的地下管线设点监测。（2）取埋设年代最老的管线；（3）取刚性管线(如上水、煤气等)；（4）取埋设管径最大的管线；（5）监测点尽可能设在管线出露点，如阀门、窨井上。3.6.2布点概况及监测监测点采用加长射钉，用射钉枪打入管线上方的地表，用油漆标记测点位置与点号，测点间距为15米。详见下图：沉降监测方法：同3.1.2；水平位移监测方法：同3.1.4。相关技术要求同基坑围护顶监测要求。3.7 基坑外侧地表沉降监测该工地基坑开挖较深，在基坑开挖过程中对周边环境的影响范围较大，故计划在该基坑四周围护外侧垂直于基坑方向布设几排地表沉降监测断面。部分区域根据实际情况无需布设地表沉降监测断面。总共布设监测点25个，地表沉降观测点编号为D1、D2、D3监测断面沉降监测方法同3.1.2。相关技术要求同基坑围护顶监测要求。3.8 建筑物沉降监测为确保建筑物在基坑开挖期间的安全，计划在磨辊间立柱上布设沉降监测点。监测点采用“L”形钢筋埋设于建筑物外墙内，如下图所示：共计布设24只建筑物监测点，测点编号为：F1F21。建筑物沉降监测方法同3.1.2。相关技术要求同基坑围护顶监测要求。根据前期周边建筑物现状调查情况，拟在建筑物现有裂缝中选取若干典型裂缝，并用石膏饼、油漆等做好测量标志。在基坑降水及开挖期间，监测人员通过巡视，对已有裂缝及新增裂缝进行记录观测，并形成报表。3.9 围护及地面裂缝监测基坑开挖期间大面积土方卸载，围护体除自身原因受力产生裂缝外，还会影响周围环境，使周边道路、土体等产生新裂缝或使既有裂缝持续开裂，因此，在基坑降水开挖前，需对现场已有裂缝的位置、走向、长度、宽度等情况进行测量记录，并用石膏饼、油漆等做好测量标志。在基坑降水及开挖期间，监测人员通过巡视，对场地已有裂缝及新增裂缝进行记录观测，并形成报表。四.监测频率及报警值4.1 监测期限及频率从桩基施工开始，到0.00施工结束。监测项目监测频率桩基施工挖土期间底板结束底板结束0.00围护顶监测1次/1天1次/3天管线监测1次/1天1次/1天1次/3天坑外水位1次/1天1次/3天倾斜监测1次/1天1次/3天支撑轴力1次/1天1次/3天立柱桩监测1次/1天1次/3天地表监测1次/1天1次/3天建筑物沉降监测1次/1天1次/1天1次/3天裂缝监测1次/1天1次/1天1次/3天说明：根据工程需要，业主的要求及时调整监测频率。4.2 监测警戒值各监测项目报警界限如下：1）围护体水平、垂直位移大于3mm/日或累计大于40mm；2）围护体水平、垂直位移大于2mm/日或累计大于20mm（靠近厂房一侧）；3）围护墙墙身测斜位移大于2mm/日或累计大于30mm；4）坑外土体测斜位移大于2mm/日或累计大于30mm；5）坑外地面沉降位移大于2mm/日或累计大于40mm；6）地下水位变化率大于300m/日或累计大于1000mm；7）基坑周边管线、道路的位移报警值由相关单位确定；若测试值达到上述界限须及时报警，以引起各有关方面重视，及时处理。若测试值达到上述界限须及时报警,以引起各有关方面重视,及时处理。五.测试主要仪器设备监测工程中主要采用的仪器设备有：序号监测内容所有仪器设备读数精度1围护顶梁变形、管线、地表、立柱桩、建筑物索佳B1水准仪TOPCON GTS332全站仪0.1mm22围护结构倾斜监测Geokon603测斜仪6mm/30mm3坑外地下水位监测SWJ9050电测水位、回弹仪（两用）1mm4支撑轴力监测GJJ10型钢筋应力计1FS5裂缝监测钢尺1mm六.监测工作管理、保证监测质量的措施:6.1.监测工作管理6.1.1实行项目经理负责制项目组成员服从项目经理的统一调配，并在日常监测工作中严格按投标方案的要求带领作业人员实施作业，并经常保持与建设与总包单位的联系，及时了解场地施工进度，安排与落实监测工作的步骤，配合施工的顺利进行。6.1.2 监测过程的质量控制作业人员应严格按投标书要求及相应规范进行作业，发现超出允许误差时应及时纠正或进行返工。技术问题由工程负责人与审核人商量后作出决定，工程负责人与审核人实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。6.1.3文件与资料的管理监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，或者有计算机备份以防丢失。提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。6.2. 质量保证体系6.3. 保证监测质量的措施6.3.1 仪器、仪表测点器具有埋设前均预先进行重复标定，以防质量不合格器具的埋入。钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，回填应密实。各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行(一般710天)。监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取得检定证书后方可使用。每天的测试之前均应对所使用的仪器进行自检，并详细记录自检情况，使用完毕后记录仪器运转情况；使用过程中若发生仪器异常情况，除立即对仪器进行维修或调换外，同时对该仪器当天测试的数据进行重新测试。6.3.2 野外作业组成强有力的项目组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人员担任项目组主要负责人。项目组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，相应的作业程序和有关规范、规程，每个施工人员了解项目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设计执行。在具体测试中固定测试人员，以尽可能减少人为误差；在具体测试中固定测试仪器，以尽可能减少仪器本身的系统误差；在具体测试中固定时间按基本相同的路线，以减少温度、湿度造成的误差；具体测试中用相同的测试方法进行测试，以减少不同方法间的系统误差。6.3.3 监测元件各类监测元件均应有详细的出厂标记记录并得到法定计量单位的认可，有效期应满足工程需要；各类监测元件在埋设前均应再次进行测试，经检验合格方可进行埋设，埋设完成后立即检查元件工作是否正常，如有异常应立即重新埋设。6.3.4 监测点保护对测量工作中使用的基准点、工作点、监测点用醒目标志进行标识的同时，对现场作业的工人进行宣传，尽量避免人为沉降和偏移，对变化异常的测点除进行复测外，若发现已遭破坏，应立即进行重新埋设；在围檩制作过程中，应对埋设在围护墙体内的监测元件进行巡视；(3)在基坑开挖过程中，对布设有监测元件的部位用醒目标志进行标识。6.3.5 资料采集及整理制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、汇总工作；外业观测资料在内业计算前均要进行检查与复检，在保证采集数据正确的前提下方可进行计算。使用论证通过的专业软件对数据进行处理；数据处理后汇成报告必须经过专项测试人员自检，现场测试负责校核，各项测试人员互检后，方可敲章送出；对施工组织设计进行会审，及时编制分项施工指导性