燕窝隧道深基坑施工监控量测方案

东莞市S120石排至桥头段路面大修工程第一合同段燕窝立交隧道基坑监测方案中南大学土木工程检测中心2010年3月24日目录HYPERLINK\l"_Toc259021170"一、工程概况一、工程概况1.1设计概况燕窝隧道位于S120石排大道西路与龙岗大道交叉口处，场地地形较平坦，隧道所在处均为现有旧路路基范围。隧道下穿龙岗大道，起于K1+347，止于K1+920，全长573m。分开口段与闭口段，开口段共472m，其中K1+347～K1+413及K1+854～K1+920为挡墙+普通路基段；K1+413～K1+583及K1+684～K1+854为开口U型框架结构。闭口段共101m，为封闭矩形双孔框架结构。1.2工程地质条件1.2.1地形地貌隧道地貌为冲积平原，地形平坦，现为原有旧公路，四面商埔较多，场地的交通条件好。现有路面标高+4.49～+4.80m，平均+4.59m。1.2.2地质概况钻探揭露的隧道地质主要地层包括第四系（Q）覆盖层的填筑土（Q4me）层、种植土（Q4pd）层、冲积（Q4al）层、残积（Qel）层和下第三纪(N)细砂岩，主要描述如下：（1）第四系（Q）覆盖层的填筑土（Q4me）层，层厚0.5-6.5m,pingjun1.84m。（2）种植土（Q4pd）层，层厚1.5m。（3）冲积（Q4al）层，其中：粉质粘土平均层厚2.51m；淤泥、淤泥质土平均层厚1.67m;淤泥质粉砂平均层厚1.87m;中砂平均层厚2.73m。（4）下第三纪（N）细砂岩，平均层厚4.66m。（5）残积（Qel）层,平均层厚4.91m。（6）强风化细砂岩，平均层厚9.93m。1.2.3水文地质地下水位埋深为0.70～3.50m，平均1.53m。在燕窝隧道孔（XSZK3）取钻孔地下水质对建筑材料的腐蚀性评价，结果表明：地下水对混凝土为弱腐蚀，对砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构为弱腐蚀。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φ8@20X20cm钢筋网，坡面设φ5cm泄水孔。坡顶和坡角均设截水沟。（2）基坑深度为2～3.5m时，采用1：1放1.5m坡+φ120@130cm钻孔灌注悬臂式桩支护；（3）基坑深度为3.5～8.2m时，采用1：1放1.5m坡+φ120@130cm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+φ120@130cm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φ60cm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φ50@35cm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/T12897-2006)；（5）《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；（6）《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)；（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）钻孔灌注桩顶水水平位移全站仪28（2）钻孔灌注桩顶沉沉降水准仪（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）相邻土体深层水水平位移测斜仪3（2）围护桩深层水平平位移测斜仪73地下水（1）坑内地下水水位位钢尺1（估）注1（2）坑外地下水水位位钢尺24相邻土体（1）相邻土体垂直位位移水准仪13（2）相邻土体水平位位移全站仪5相邻建筑物（1）垂直沉降水准仪10(估)注11（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Ⅱ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、附合或或环线闭合差(mmm)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、环线线的路线长度度（以km计）；外业观测使用WILDNA2+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WILDNA2+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以以上视线长度20m以以下因瓦DS1≤50m≤1.0m≤3.0m0.5m0.3m测站观测限差见下表基辅分划读数差基辅分划所测高差差之差上下丝读数平均值值与中丝读数数之差检测间歇点高差之之差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WILDNA2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WILDT2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Φ70mm，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)αj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Φ110钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直径为Φ70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：⑴然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定，可得计算公式：⑵式中：为混凝土支支撑受力(kN)(计算结果精精确至1kN))为钢筋计受力(kkN)(计算结果精精确至1kN))As为钢筋截面积(mm2)Ag为钢筋计截面积((m2)Ac为支撑混凝土截面面积(m2)fi为钢筋计的本次频频率(Hz)f0为钢筋计的初始频频率(Hz)K为钢筋计的标定系系数(kN/Hzz2)采用ZXY—Ⅱ型振弦弦式频率读数数仪作为二次次读数仪，将将由公式⑵解得的F作为混凝土土支撑轴力。5.3.7基坑内内（外）地下下水水位、水水压监测在基坑开挖施工中中，须在基坑坑内进行大面面积疏干降水水以保持基坑坑内土体相对对干燥，以便于土方方开挖和土渣渣运输，如果果止水帷幕的的实际效果不不够理想，将将势必对周边边环境和建筑筑物造成危害害性影响，严严重将造成基基坑管涌、塌塌方的危害。为为了使浅层地地下水位保持持一适当的水水平，以使周边环环境处于相对对稳定可控状状态，加强对坑内内、外浅层水水位和承压水水位的动态观观测和分析,对于了解和和控制基坑降降水深度、判判定围护体系系的隔水性能能,分析坑内、外外地下水的联联系程度具有有十分重要的的意义。对于水位动态变化化的量测，可可在基坑降水水前测得各水水位孔孔口标标高及各孔水水位深度，孔孔口标高减水水位深度即得得水位标高，初初始水位为连连续二次测试试的平均值。每每次测得水位位标高与初始始水位标高的的差即为水位位累计变化量量。采用SWJ—90电测测水位计。基坑内水位变化观观测一般由降降水单位实施施，可采用降降水井定时停停抽后量测井井内水位的变变化。5.3.8建筑物物、相邻地表表沉降、倾斜斜监测沉降监测采用水准准高程测量方方法进行，仪仪器采用瑞士士产NA2+GGSM精密水准仪仪配NA2铟钢水准尺尺，测量精度度按三级水准准要求。5.3.9裂缝监监测在基坑开挖前做好好裂缝调查，并做好记录录和观测标识识。基坑开挖挖后，除了对对已有的裂缝缝进行观测外外，还要重点点检查有可能能出现裂缝的的部位，及时时发现新的裂裂缝，并做好记录录和观测标识识跟踪观测。观观测精度为11mm。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精密自动动安平水准仪仪、DPMM平板测微微器、专用铟铟钢尺，南方方全站仪BGYCH-1，NTS-300系系列土体深层位移钻机XY-1柴油机、钻机测斜管PVCφ72CX-系列测斜仪仪地表及公路路面沉降监测DSZ2精密自动动安平水准仪仪、DPMM平板测微微器、专用铟铟钢尺支护结构轴力和变形监测振弦式频率测定仪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度≤5m5～10m10～15m＞15m开挖深度（m）≤51次/1d1次/2d1次2d1次/2d5～101次/1d1次/1d1次/1d＞102次/1d2次/1d底板浇筑后时间（d）≤71次/1d1次/1d2次/1d2次/1d7～141次/3d1次/2d1次/1d1次/1d14～281次/5d1次/3d1次/2d1次/1d＞281次/7d1次/5d1次/3d1次/3d说明1、现场监测测将采用定时时观测与跟踪踪观察相结合合的方法进行行。2、监测频率可根据据监测数据变变化大小进行行适当调整。3、监测数据有突变变时，监测频率加加密到每天二二～三次。4、各监测项目的开开展、监测范范围的扩展，随随基坑施工进进度不断推进进。5.6监测控制表表监测报警指标一般般以总变化量量和变化速率率两个量控制制，累计变化化量的报警指指标一般不宜宜超过设计限限值。依据《建筑基基坑支护技术术规程》JGGJ120--1999和和《广东省建建筑基坑支护护工程技术规规程》DBJ-TT15-200-97本工工程报警指标标初步拟定为为(须得到有关关单位的确认认)：基坑监测主要项目目控制值项目报警指标备注围护顶部水平位移移监测累计30㎜，3mm/d围护顶部垂直位移移监测累计15㎜，3mm/d基坑周围土体垂直直、水平位移移监测累计30㎜，3mm/d深层水平位移监测测累计50㎜，3mmm/d坑外潜水水位观测测累计下降10000mm,500mmm/d支撑轴力监测设计值的65%ff5.7信息反馈每次监测工作结束束后，均需提提供监测资料料、简报及处处理意见。监监测资料处理理应及时，以以便在发现数数据有误时，可可以及时改正正和补测，当当发现测值有有明显异常时时，应迅速通通知施工主管管和监理单位位，以便采取取相应措施。原始数据经经过审核、消消除错误和取取舍之后，就就可以计算分分析。根据计计算结果，绘绘出各观测项项目观测值与与施工工序、施施工进度及开开挖过程的关关系曲线。提提交资料包括括各观测值成成果表、观测测值与施工进进度、时间的的关系曲线、对对各观测资料料的综合分析析，以及说明明围护结构和和建筑物等在在观测期间的的工作状态与与其变化规律律和发展趋势势，判断其工工作状态是否否正常或找出出原因，并提提出处理措施施和建议，供供研究解决问问题的参考。监监测工作全部部结束后，编编写基坑监测测技术总结报报告。六、质量保证措施为确保本项目基坑坑监测的工作作质量及时准准确地为有关关方面提供监监测数据与信信息,保证基坑工工程建设的顺顺利进行,我们将在组组织机构的设设置,监测技术管管理队伍的人人员素质,监测工作中中涉及到的仪仪器设备,元器件材料料的先进性和和适用性以及及执行采纳技技术标准规范范的有效性等等方面来落实实质量保证措措施。6.1组织机构技术负责人对全面面的技术问题题负责，质量负责人人对涉及监测测工作质量的的人员，仪器器设备，技术术标准等问题题负责。6.2仪器设备本次监测计划投入入各种先进的的设备，完全全能满足各测测试项目的要要求。各项元元件均符合国国家相关标准准。6.3规范标准除按招标文件要求求及业主代表表的书面文件件外，本次监监测工作中涉涉到的技术规规范标准将是是国家现行标标准，质量负责人人将随时检查查技术规范的的更新情况。七、监测工作管理制度度7.1监测项目负负责人岗位责责任制（1）全面负责项目部的的总体规划，接接受业主的任任务委托；（2）从宏观上组织实施施监测工作，协协调各部门的的关系；（3）对重大事项进行决决策、处理；；（4）定期检查各部的工工作状况，掌掌握监测工作作的总体进度度。7.2技术负责人人岗位责任制制（1）在项目负责人的领领导下，全面面负责监测工工作的技术问问题；（2）组织监测技术人员员进行监测技技术问题的分分析讨论；（3）参加业主等有关方方面组织的重重要技术会议议；（4）掌握和了解监测工工作中存在的的技术问题，提提出处理意见见；（5）签发监测报告及监监测工作技术术文件。7.3质量负责人人岗位责任制制（1）在项目负责人的领领导下全面负负责处理有关关监测工作中中的质量问题题；（2）负责监测人员素质质、监测仪器器设备、元器器件材料及技技术资料的宏宏观质量控制制工作；（3）负责项目部质量保保证体系的实实施和质量管管理工作；（4）掌握监测工作中存存在的质量问问题，并向项项目负责人提提出整改建议议；（5）督促各监测组提高高质量意识，明明确质量目标标；（7）对监测工作及监测测人员的质量量状况做出评评价，并向项项目负责人汇汇报；7.4监测信