基坑围护监测方案

松江永丰街道社区服务管理用房工程基坑围护监测方案安徽水文地质工程地质公司二零一零年八月目录TOC\o"1-3"\h\z一、综合说明 21.1工程概况 21.2基坑周边环境 21.3工程地质条件 21.4监测方案编制依据 3二、设计基本原则 3三、监测重点 4四、监测计划 5五、监测工作目的与内容 55.1监测目的 55.2监测内容 6六、基坑围护结构体变形与周边环境监测 66.1基坑围护结构体变形监测 6七、测量仪器 12八、各监测项目界限报警值及监测频率 128.1监测工作安排 128.2报警指标 138.3测试频率 13九、监测要求与技术保障 139.1监测要求 139.2技术保障 14十、监测报表及报告的提交 14十一、安全生产与文明生产 15十二、建议与说明 15十三、附件 15一、综合说明1.1工程概况拟建项目松江永丰街道社区服务管理用房地处上海市松江区，位于盛乐路以东、乐都西路以北地块。本项目总建筑面积约16406.46m2，地下建筑面积为4264.02m2，主体结构由地上两栋9层楼（1#楼、2#楼）和两栋3层楼（3#楼、4#楼）建筑组成，设一层地下室。本项目基坑面积约3840m2，围护周长约280m；设计标高±0.000相当于绝对标高4.400，现场场地内自然地坪绝对标高3.300,相当于相对标高为-1.10。地下室底板板面标高为-5.100，底板厚500mm、垫层厚100mm，底板底相对标高为-5.700m。沿基坑周边有反梁，梁高1100mm，梁底标高为-6.300大范围基坑开挖深度为5.20m，基坑南侧局部挖深自地表面以下6.20m，坑内集水井比正常坑底落深1.0m～1.10m，电梯井围护设计考虑落深2.0m；本项目基坑围护工程设计采用大范卸土+复合土钉墙支护，局部采用水泥土搅拌桩重力坝挡土，坝体上部浇筑200厚压顶面板根据上海市工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2006），本基坑工程监测等级为三级。1.2基坑周边环境据现场踏勘所得资料，拟建工程四周没有管线，基坑四周环境相对宽松。1.3工程地质条件1、本工程场地地基土的构成、特征根据上海方欣岩土工程有限公司提供的“上海仓桥资产经营有限公司社区综合服务管理用房工程岩土工程勘察报告”，该地块地面以下自上而下的土层分布如表1所示。2、水文地质特征及地下水渗透系数本工程场地年平均地下水位埋深0.50～0.70m，地下水稳定水位深埋+0.75～2.30m之间。本工程取地下水埋深为自然地面以下0.50m。3、不良地质作用据勘察报告揭示，拟建场地内未揭遇有暗浜等不良地质现象分布和不良埋藏物。4、基坑围护设计参数基坑围护设计参数和地下水渗透系数见表１。表1基坑围护土层物理力学性质指标层次地基土名称土层厚度（m）C(kPa)()重度（KN/m3）渗透系数(cm/s)①素填土0.97②粘土1.431814.518.25×10-7③淤泥质粉质粘土14.641018.517.25×10-6⑤砂质粉土12.75629.517.41.4监测方案编制依据本监测设计方案依据下列资料及相关规范编制。由建设单位提供的建筑物设计图纸、场地周边环境（包括道路、管线、建筑物）及基坑围护设计施工图、地质勘察报告等；国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）国家标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2002)国家标准《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）；国家标准《工程测量规范》（GB50026-2007）上海市工程建设规范《基坑工程设计规程》（DGJ08-61-97）；上海市工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2006）；《软土市政地下工程施工技术手册》；《基坑变形监测技术规程》（上海市地质矿产局98.6）。行业标准《建筑变形测量规程》(JGJ8-2007)；二、设计基本原则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。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、与围护设计相结合原则（1）对围护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）对围护设计中，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）依据围护设计计算情况，确定围护体结构的报警值；（4）依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。4、关键部位优先、兼顾全面的原则（1）对围护体结构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。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。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。三、监测重点本基坑工程开挖深度较深，围护体变形较难以控制，因此本公司认为该工程监测重点是：基坑本身的稳定性监测和基坑周边环境监测。在监测工作内容安排和实际监测过程中，应抓住重点，紧紧围绕确保基坑安全和保护周边道路、建筑物及地下管线安全这一目的展开。四、监测计划因为本工程在基坑开挖期间，由于坑内的荷载减少，坑内外土、水压力不平衡，可能会导致产生基坑周边道路、地下管线、建筑物和基坑本身的一定变形及沉降，因此拟将整个监测过程分为两个阶段：第一阶段为基坑开挖期间。基坑挖土施工，须对基坑周边环境（道路、邻近构（建）筑物）和基坑本身〔基坑变形〕进行监测，这期间的监测是整个监测过程的重点及关键,每天进行观测，若发生报警，需跟踪监测。遇有强降雨天气时，加强监测次数，一天不少于2次。第二阶段为地下主体工程施工期间。该期间挖土已全部结束，基坑围护已全面受力，周边土体处于恢复期间，这期间的监测内容主要跟第二阶段基本相同，仅监测频率有所减少，在基坑非报警状况下可3～5天观测一次。五、监测工作目的与内容5.1监测目的在基坑开挖过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且，理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。特别是对于类似复杂的的工程，就必须在施工组织设计中制定和实施周密的监测计划。本工程监测点的布置在受基坑工程施工影响的道路、建(构)筑物、地下管线和基坑本体作为重点监测及保护对象，信息化监测的目的主要有：（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）通过监测确保本工程基础施工期间周边的建筑物、道路的正常运行；（3）通过监测及时发现围护系统受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内，保障围护结构的安全稳定；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；5.2监测内容根据国家规范、基坑围护设计图纸要求，本工程的监测范围为基坑及基坑周围三倍开挖深度范围内的建筑物、地下管线等。主要监测基坑开挖对基坑自身安全的影响以及对周围建筑物、地下管线和道路的影响。根据基坑有关规范要求、本场地的周边环境、设计方提出的监测内容和本工程特点，确定本工程的监测内容如下：1.基坑围护结构体变形监测项目为：(1)围护结构体顶面水平位移与沉降监测；(2)围护墙体水平位移测量(测斜)；(3)围护结构体外侧地下水位测量；(4)基坑周边道路沉降及平面位移监测；(5)已建桩基沉降及平面位移监测；六、基坑围护结构体变形与周边环境监测6.1基坑围护结构体变形监测1.围护结构体顶面水平位移与沉降监测⑴监测目的因为测斜所反应的墙体位移是相对于墙顶不动点的相对位移，故须测出墙顶的绝对水平位移，两者相比较才能得出墙壁体纵深方向各点的绝对位移，才能真实的反映施工开挖所造成的影响；另外，通过多点测试墙顶的水平位移，基本上能勾画出整个基坑施工中引起的围护墙体变形情况，将此数据同原设计方案提供的数据比较，可判断基坑的安全情况和为位移反分析提供依据。围护墙顶的沉降监测是观测整个墙体不同部位的差异沉降，防止围护体出现不均匀受力，造成损伤或破坏。⑵测点布置沿基坑围护墙体的顶面设置墙体沉降与位移监测点,点距15～20米,共计19点，编号W1～W19，见表2及附图1。对此基准点按其稳定程度定时测量其位移和沉降。并在远离基坑的地方设基准点⑶测试手段采用水准仪、经纬仪。沉降采用闭合线路二等水准测量；水平位移用经纬仪采用方向法测量。⑷测点埋设沿围护桩压顶面每15～20米左右埋设一个测点，通过水准仪来测量围护桩顶的沉降。围护结构顶面沉降测量采用精密水准仪，按国家二等水准要求观测，基准点设在基坑施工的影响范围之外，以复核水准路线上的各监测点。以控制点为基准，测算出各监测点高程。同一测点相应两次高程差即为本次该点沉降增量，上一次累计沉降量累加至本次沉降增量即为该测点本次累计沉降量。计算公式如下：（1）（2）其中：－本次沉降增量；－本次高程和上次高程；－本次累积沉降量。对于直线边拟利用“基准线法”，采用经纬仪和钢直尺测量桩顶的向基坑内的水平位移。本法测试方便，如果测试基准线设置合理的话，精度较高。基准点A和B设置在基坑开挖影响较小的位置，如在基坑外2倍挖深位置，或在角点位置。上一次累计位移量累加至本次位移增量即为该点累计位移量。量测原理示意图见下图所示。2.墙体水平位移监测（测斜）⑴监测目的对基坑开挖阶段围护体纵深方向的水平位移进行监控，从而根据土体受力变形理论和长期大量的工程经验、经验公式分析得出围护结构的安全性和可靠性；并结合坑外环境监测，进而分析坑外地面隆沉程度及其影响范围。根据监测数据，有效地、正确地反馈设计和施工，以针对性的采取措施确保基坑和周围建筑物与管线的安全。⑵测点布置测点布置在围护墙体里面，基坑每边设1～2点，共布置监测点3个，编号CX1～CX3，见表2及附图1。⑶测试手段采用测斜仪测试。测斜计算原理如下图所示。测试时，让测斜仪导轮沿测斜管滑槽下落，每（取为50cm）测读一次，得到该段倾角，则该区段端点间的相对水平距离为。某一深度处相对于基准点的水平距离可按下式计算：假定某深度的初始测得值为，则该深度处本次水平位移为将每一深度的和深度作成曲线，就得到该次测量的桩水平挠曲值。为了确保测试精度，每一测管应正反各测量一次，取其平均值。⑷测点埋设在基坑施工前，将埋设位置具体细化到施工图上。在搅拌桩施工结束后，在围护墙体搅拌桩处钻机成孔埋设，放入测斜管，深度为12m，管间用管套衔接，自攻螺丝固定并密封。测斜管的顶底两端头用布料堵塞，盖好管盖；检查测斜管内壁的一组导槽，使其与围护墙体水平延伸方向基本垂直；测斜管内注入清水，防止其上浮；测斜管口高度与压顶设计高度相当。仪器和材料：采用美国生产SINCO测斜仪，其读数分辨率可达0.02mm，接收仪为该公司的DataMate，它可以记录、存储垂直和平行基坑的两个方向测斜数据，与电脑连接传输数据，利用配套的DMM软件进行数据处理，打印变形曲线。测斜管选用内径60mm的PVC管，其外壁有一对凹槽，内壁有二对相互垂直深3mm的导槽。测试：在埋设后第一天，用清水冲洗管中泥浆水，检查测斜管安装质量，例如管内有无异物堵塞、深度是否与埋设深度相当等。第一次测斜前，检查是否有滑槽现象等。在操作时要特别注意：1、探头在管底稳定数分钟或更长的时间（主要是消除探头与水的温差），待读数稳定后，再按每1.0米的点距由下往上逐点进行读数。2、采取0°、180°双向读数。规定0°方向读数时探头高轮位置靠近基坑一侧。3、经常校对点距（记录深度）。4、探头沿测斜管内壁导槽上拉、下滑要匀速，不得冲击孔底。5、测点的读数稳定后，方可记录储存。6、墙顶测斜是假定孔顶为不动点，故测量的数据为相对的，因此通过对孔顶平面位移（利用同部位围护墙顶水平位移）值的修正。（4）资料整理1、初始值标定:基坑开挖前完成测斜数据初始值测定。在多次重复观测的数据中，选取收敛最小的一次观测数据作为该孔的初始值。2、符号规定：规定测斜管向基坑方向偏移为正值，反之为负值。3、偏移量：本次各点测试值与同点号上次测试值之差为本次偏移量；本次各点测试值与同点号的初始测试值之差为累计偏移量。4、绘制累计偏移量～深度曲线图。测斜孔的保护：由于施工的工期较长，为确保测斜孔不被破坏，必须采取相应的保护措施，措施如下：1、请参建单位共同配合，做好测斜管的保护工作。2、为防止异物落入孔内，测试前清除孔口周围杂物，测量完毕封堵孔口。3、基坑开挖过程中，应避免测斜孔被损、被堵等情况的发生。3.围护结构体外侧地下水位测量⑴监测目的图3水位孔埋设示意图回填泥球图3水位孔埋设示意图回填泥球透水段PVC管回填黄砂⑵测点布置沿基坑外围及搅拌桩搭接处共布置2个点，编号SW1～SW2，见表1及附图1。⑶测试手段采用电感应水位测试仪（或钢尺）加水准仪进行测试。其中水准仪用于量测水位管顶的绝对标高，每隔一定时间应测一次管顶标高。⑷测点埋设用钻机埋设水位观测管，管长与基坑深度相同，在开挖前埋设好。在钻机成孔至孔底标高后清孔，孔底部以上2m段安放Φ52的PVC透水管，在其外侧用滤网布裹扎好。然后将水位管插入孔内至10米深度。在透水管段孔内回填中粗砂，以保持良好透水性，其它段回填泥球或粘土将孔隙填实（如图3）。成孔后加清水，检验成孔质量，孔口用盖子盖好，防止地表水进入孔内。测试：水准联测各管口高程h孔口后，直接用钢尺水位仪测试水位管内水位深度。慢慢将探头放入水面，刚接触水面时在钢尺上读数一次，然后慢慢将探头拉出水面，当探头刚离开水面时在钢尺上再读数一次，取两次平均值即为水面之深度h深。特别需要注意的是：初值的测定在开工前2~3天，在晴天连续测试水位取其平均值为水位初始值；遇雨天，在雨天后1～2天测定初始值，以减小外界因素的影响。水位监测计算公式如下：h水=h孔口一h深dh水i=h水i一h水i-1Dh水i=(dh水1+dh水2+…+dh水i)式中：h水――水位高程h孔口――管口高程h深――地下水位深（管口与管内水面之深度）dh水i――本次水位变化Dh水i――累计水位变化3.邻近道路及河道防讯墙变形监测⑴监测目的在地下室基坑土方开挖及地下结构施工过程中，可能会对四周的已建道路及已完成的桩基造成一定程度的影响，如果不加以监控并及时采取相对应措施，会导致道路路面发生沉降及桩基的损伤或破坏，造成难以估量的损失，所以须对该部位进行精心的监测；另外，通过环境监测，并结合基坑本身的监控，综合分析整个施工所引起的土体应力场和位移场变化并及时修正施工组织设计，达到顺利完工的最终目的。故拟采用在马路靠本基坑一侧、桩基的桩顶上设置模拟点的方式进行监控。（即采用间接法进行监控）⑵测点布置在基坑南侧道路上共布设变形监测点4点，编号DL1～DL4；桩基沉降变形监测点共4点，编号F1～F4。⑶测试手段采用水准仪、经纬仪测试。沉降采用闭合线路二等水准测量；水平位移用经纬仪采用方向法测量。⑷测点埋设①模拟点：在道路及桩基顶部正上方砼结构表面布设Φ10膨胀螺丝钉，埋入测点标志，浇捣混泥土至地面。基坑围护结构体变形与周边环境监测点布置数量一览表表2序号项目单位数量编号1围护结构体顶面位移与沉降个19W1～W192墙体水平位移(测斜)孔3CX1～CX33围护墙体外侧地下水位孔2SW1～SW24周边道路位移及沉降个4DL1～DL45河道防讯墙变形观测个4F1～F4七、测量仪器投入本工程仪器设备情况表3设备名称型号产家精度单位数量用途经纬仪J2-2苏州第一光学仪器厂2″台1水平位移测试水准仪DSZ2苏州第一光学仪器厂±0.7mm台1沉降测试测斜仪CX-3C武汉0.1mm台1桩身测斜钢卷尺把1测量水平位移水位沉降仪JDSC-30江苏金坛传感器厂1mm只1水位测试钢直尺把1测量水平位移冲击钻把1布设测点电脑上海台1分析和准备报告打印机HP上海台1打印报表八、各监测项目界限报警值及监测频率8.1监测工作安排根据基坑施工程序步骤，逐步开展各项监测点（孔）埋设以及初始值标定工作，具体如下：1、基坑开挖前，做好测斜、水位、已建建筑物沉降的观测初始值，初始值测试两次，取平均值；2、基坑开挖期间：监测次数为每天1次，遇特殊情况及时调整监测次数；3、基坑底板浇筑完成，基坑位移及变形稳定情况下，监测次数可3至5天监测一次。4、地下室基础底板浇筑完成后一周内结束监测施工。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。8.2报警指标报警标准如设计图纸明确规定的按设计图纸确定。如果没有规定，根据规范规定采用。如下表：监测项目速率(mm/d)累计值(mm)设计图纸规定围护体顶部位移≥±5≥±50围护桩、土体位移≥±5≥±50周边道路沉降≥±3≥±30桩位沉降及偏差≥±2≥±10坑外地下水位变化≥±150≥±5008.3测试频率结合上海岩土工程勘察设计研究院有限公司的设计图纸，基坑监测频率按如下原则确定：埋设测点后连续测定2次作为测试初读数，确保测试初读数正确无误。挖土施工期间，原则上按施工每天量测1次进行。监测期间根据现场施工进程，通过各方协商，适当调整监测频率。土方开挖完毕，监测频率根据监测时程曲线情况调整监测频率。九、监测要求与技术保障9.1监测要求(1)根据结构荷载施加时间、分析基础受力、变形等的需要，及时测量；(2)所有测量数据及时