基坑监测设计方案精.docx

基坑监测设计方案精.docx

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基坑监测设计方案精

XXX基坑变形监测设计方案

——测绘工程软件实习报告

学号：

********

班级：

121082班

******

一、工程概况

该项目为基坑变形监测，基坑深均12.1米，基坑西北有已有建筑物以及北面有居民墙，同时包含护坡区域，需要进行基坑的水平以及沉降方面的变形观测还有已有建筑物的沉降观测。

二、监测目的

通过监测各种变形数据（基坑的水平位移，结构及土体侧向位移、地下水位、建筑物沉降、倾斜等）,及时反应工程的各种施工影响，并做出相应措施，保证工程的安全和避免对周围环境造成过大的影响，确保工程的顺利进行，一般可达到以下目的：

1）为基坑周围环境进行及时、有效的保护提供依据，确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；

2）验证支护结构设计，及时反馈信息，指导基坑开挖和支护结构的施工；

3）将监测结果反馈设计，为其它区的优化设计提供依据；

三、监测方案编制依据

1、《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2002）

2、《建筑变形测量规范》JGJ/T8-2007

3、《地基与基础工程施工与验收规范》（GBJ502O2-2002）

4、《工程测量规范》GB50026-2007

5、《岩土工程监测规范》（YS5229-1996）

6、《建筑基坑工程监测技术规范》（征求意见稿）

7、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

8、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

四、监测项目

基坑的监测项目包括：

1）坡顶水平位移和垂直位移监测；

2）已有建筑以及围墙的的沉降观测；

3）对地下水位进行监测；

4）坡体深层水平位移观测

5）对施工场地内边坡、道路、周围已有建筑物、居民区围墙进行巡视检查。

主要包括以下内容：

①边坡有无塌陷、裂缝及滑移。

②开挖后暴露的土质情况与岩土工程勘察报告有无差异。

③基坑开挖有无超深开挖。

④基坑周围地面堆载是否有超载情况。

⑤基坑周边建筑物、道路及地表有无裂缝出现。

五、监测精度及报警值

（一）、监测精度要求

1、水平位移监测精度要求（mm）

设计控制值

≤30

30～60

＞60

监测点坐标中误差

≤1.0

≤1.0

≤1.0

注：

监测点坐标中误差，系指监测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差。

2、深层水平位移监测精度（测斜）（mm）

基坑类别

一级

二级和三级

系统精度mm/m

0.10

0.25

分辨率mm/500mm

0.02

0.02

注：

测斜管长度应超过围护结构深度不小于2～3m或不小于所监测整体稳定的土层深度；测斜管与钻孔之间孔隙应填充密实。

3、沉降监测精度（mm）

竖向位移报警值

≤20（35）

20～40（35～60）

≥40（60）

监测点测站高差中误差

≤0.3

≤0.5

≤1.5

注：

1.监测点测站高差中误差系指相应精度与视距的几何水准测量单程一测站的高差中误差；2.括号内数值对应于基坑周边地表及立柱的竖向位移报警值。

4、地下水位监测宜通过孔内设置水位管，采用水位计等方法进行测量，水位孔深度宜在最低设计水位下2～3m，地下水位监测精度为1mm。

（二）、监测点要求

1、基坑工程监测点的布置应最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势，并应满足监控要求。

2、基坑工程监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作，并尽量减少对施工作业的不利影响。

3、监测标志应稳固、明显、结构合理，监测点的位置应避开障碍物，便于观测。

4、在监测对象内力和变形变化大的代表性部位及周边重点监护部位，监测点应适当加密。

5、应加强对监测点的保护，必要时应设置监侧点的保护装置或保护设施。

（三）、监测项目警戒值

根据基坑等级、周边环境及施工方法等实际工程状况，确定相应监测项目，及相应监测项目的控制值、预警值及变化速率等。

各个监测项目的警戒值设置如下表：

序号

监测项目

控制值（警戒值）

1

地（路）面沉降

60mm（48mm,5mm/d）

2

水平位移

60mm（48mm,5mm/d）

3

结构及土体侧向位移

60mm（48mm,5mm/d）

六、监测频率

1）在土建施工尚未开始时，进场布设监测点，并测定稳定初始值（不少于三次）；

2）基坑开挖前3步深度在5m以内，可每2d观测一次，基坑开挖至5m以下及基坑开挖完成后一周内，每天观测一次。

基坑开挖至基底后一周后无明显位移时，可适当延长观测周期，每5～10d观测一次。

3）当出现下列情况之一时，应进一步加强监测，缩短监测时间间隔，加密观测次数，并及时向施工、监理和设计人员报告监测结果：

①监测项目的监测值达到报警标准；

②监测项目的监测值变化量较大或速率加快；

③基坑及周围环境中大量积水、长时间连续降雨、市政管线出现泄漏；

④基坑附近地面荷载突然加大；

⑤临近的建筑物或地面突然出现大量沉降、不均匀沉降或严重开裂。

4）当有危险事故征兆时，应连续监测。

七、监测方法

各个监测项目的实施方法如下：

（一）、沉降监测实施方法

1、监测内容

本监测项目的监测内容有：

基坑立柱沉降、周边建（构）筑物沉降、地（路）面沉降监测。

2、基准点、工作点及观测点的布设原则

（1）、基准点位置的选择要求

基准点点位应选择在基坑土建施工影响范围外的稳定区域，一般情况下,应布设在3倍的开挖深度以外的稳定区域。

其数量和分布在保证观测精度的前提下，应便于施工、施测和保存。

根据实际情况,可采用基岩式基准点,亦可选择具有挖孔桩基础的高层建筑物的结构上建立基准点或稳固道路连续4个基准互相检核。

（2）、观测点的布设位置

观测点的布设按“监测设计图”的布点要求进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。

3、监测点制作及安装

监测点点位的选择除了要满足精度的要求之外，还要做到不影响建筑物的外观，不影响车辆或行人的交通。

工作点采用浅埋钢筋水准标志，观测点的布置及数量视具体情况而定。

对于混凝土结构墙体上的观测点，采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位标志的方法。

测点采用Ф16不锈钢制作，测点端头加工成半球形，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔内灌注云石胶及其凝固剂进行固定，然后在孔中装入Ф16不锈钢测点（测点固定部位做成螺纹）。

样式如右图所示：

4、沉降观测方法及精度

沉降观测时，根据周边建筑物监测点的分布情况，按如下步骤进行：

（1）、布设水准控制路线

水准路线控制网布设的基本原则采用分级，首先根据工程走向及周边建筑物监测点分布情况，布设首级控制网（起始、闭合于水准基点），观测首级控制点高程；其次，布设二级水准网（起始、闭合于首级控制点），观测各沉降点高程。

首级控制和二级控制以布设成附合路线或闭合路线均可，具体采用那种路线，根据监测点分布情况和建筑物密集程度决定。

在布设水准控制路线时，为确保前后视距差满足二级精度要求，同时满足变形监测的“三定”要求（测站固定、仪器固定、人员固定），在布设的同时量测出每次仪器的安置位置，并用红油漆在地面做出标记。

（2）、水准控制点观测

水准控制点采用闭合水准路线或附合水准路线进行往返测，取两次观测高差中数进行平差。

各站观测的测站观测顺序：

往测奇数站：

后、前、前、后

往测偶数站：

前、后、后、前

返测时，奇、偶测站观测顺序分别与往测的偶、奇测站相同。

（3）、建筑物沉降点观测

根据水准控制线路测出的各控制点高程数据，观测周围的各建筑（构）物沉降点，采用闭合线路或附合线路。

建筑物沉降点观测时，各观测点也可采用支点观测，但支点站数不得超过2站，且支点观测必须进行两次观测。

作业过程中严格遵守规范。

每次观测由固定测量人员、固定仪器按相同的观测路线进行，观测记录至0.01毫米，计算及结果至0.1毫米。

其精度按二等水准测量标准进行：

序号

项目

限差

1

高程中误差

±1.0毫米

2

每测站高差中误差

±0.3毫米

3

基辅分划读数差

±0.3毫米

4

往返较差及附合或环线闭合差

±0.6

毫米（n为测站数）

5

视线长度

30米

6

前后视距差

±1.0米

7

任一测站前后视距差累计

±3.0米

数据记录及平差处理：

观测记录采用手提电脑自编记录计算程序进行，可提高工效和计算不出错。

所有观测数据，都按规范规定要求的各项限差进行控制。

内业中，利用合格的外业观测数据，用软件进行平差处理，计算各点的高程及沉降量、累积沉降量。

（二）、水平位移监测实施方法

1、监测点布设方法

（1）、工作基点及基点的布设

按照《建筑物变形测量规程》的二级精度进行水平位移观测，视线长度≤100m，在每个基坑中布设1-2个工作基点（工作基点建立观测墩，以下称工作基点墩），工作基点墩位置布置在基坑的拐角处（在基坑拐角处，变形最小，一般仅为基坑最大变形的1/10左右）。

工作基点墩的布

置按如下要求进行，首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，孔深100mm，在孔内埋设Φ25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩尺寸：

长×宽×高=250×250×1200mm，墩顶部埋设强制对中螺栓和仪器整平钢板，螺栓尺寸暂定为10mm，并刻十字丝，在墩的中间增加加强钢筋，每个墩都加工一个钢盖板，不使用点时将盖板扣上，以保护测点不受破坏。

工作基点观测墩规格及样式如右图：

（2）、监测点布设

监测点按“第三方监测设计图”进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。

在基坑支护结构的冠顶梁上布设观测点，观测点也采用埋设观测墩的形式,观测点观测墩的布置按如下要求进行，首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，孔深100mm，在孔内埋设Φ25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩尺寸：

长×宽×高=150×150×300mm，墩顶部埋设强制对中螺栓和棱镜整平钢板，螺栓尺寸暂定为10mm，具体尺寸根据仪器基座丝口尺寸决定，同时将强制对中螺栓顶部加工成半球形，并刻十字丝，在墩的中间增加加强钢筋，每个墩都加工一个钢盖板，不使用点时将盖板扣上，以保护测点不受破坏。

测点观测墩规格及样式如右图：

（3）、监测点布设要求

在冠顶梁上埋设工作基点和观测点时，首先布设工作基点墩，在建立好工作基点墩后，将仪器架设在工作基点墩上，沿基坑边布设观测点墩，观测点位置必须选择在通视处，要避开基坑边的安全栏杆，一般情况下，离基坑300mm比较合适，既可避开安全栏杆，又不会影响施工，也便于保护。

工作基点和观测点建墩的优点：

可以消除观测过程中的对中误差，同时观测过程中可以大幅度提高观测效率，因为墩的稳固性比脚架好，减小了基坑施工的震动对仪器的影响，也提高了观测人员的仪器整平对中效率，减少了安置仪器、棱镜的操作步骤（不需要架设脚架），缩短观测时间。

缺点：

埋点费用会有所增加，埋点时间会有所增加。

根据我院在深基坑监测的实际工作中使用观测墩的情况分析，埋点费用和埋点时间增加都不大。

同时为了检核工作基点的稳定性，可以在离基坑5倍（100～150m）左右的距离埋设检核基点，由于该点已经在基坑范围外，一般采用深埋点，不再建墩。

也可以利用附近的高层建筑物上的避雷针或稳固建筑物墙边，用后方交会法检核工作基点的稳定性。

2、观测方法

（1）、水平位移基点及工作基点观测方案

水平位移基点观测采用前方交会法，工作基点墩的稳定性检查采用后方交会法。

（2）、水平位移监测点观测方案

根据基坑施工现场实际条件，水平位移监测极坐标法进行：

极坐标法是利用数学中的极坐标原理，以两个已知点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角的方法。

如图：

测定待求点C坐标时，先计算已知点A、B的方位角

测定角度β和边长BC，根据公式

计算BC方位角：

计算C点坐标：

（三）、结构及土体侧向位移监测实施方法

1、监测原理及技术要点

在基坑监测中，测斜仪主要用来监测挡土墙、围护桩及土体水平位移。

（1）、观测方法

测斜观测分正测和反测，观测时先进行正测（每个测斜仪的导轮架上都标有一个正方向），再进行反测，一般是每0.5m，读数一次，测斜探头放入测斜管底应等候5分钟，以便探头适应管内水温，观测时应注意仪器探头和电缆线的密封性，以防探头数据传输部分进水。

测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。

（2）、计算公式

首先，必须设定好基准点，基准点可以设在测斜管顶部或底部。

若测斜管底部进入基岩较深的稳定土层，则底部可以作为基准点。

对于悬挂式（底部未进入基岩的）可以将管顶作为基准点，每次量测前必须采用光学仪器或其他手段确定基准点的坐标。

当被测土体、桩体、墙体产生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，便可计算出土体（桩体、墙体）的水平位移。

设基准点为O点，坐标为（X0，Y0），于是测斜管轴线各测点的平面坐标由下列两式确定：

式中

—测点序号，

=1，2，

;

—测斜仪标距或测点间距（m）；

—测斜仪率定常数；

—X方向第

段正、反测应变读数差之半；

—Y方向第

段正、反测应变读数差之半；

为消除量测装置零漂移引起的误差，每一测段两个方向的倾角都应进行正、反两次量测，即

当

或

＞0时，表示向X轴或Y轴正向倾斜，当

或

＜0时，表示向X轴或Y轴负向倾斜，由上式可计算出测斜管轴线各测点水平位置，比较不同测次各测点水平坐标，便可知道土体、桩体、墙体的水平位移量。

2、监测点（孔）布设方法

（1）、布设方法

监测点（孔）按“第三方监测设计图”进行布设，并根据工程需要和现场情况做适当优化、调整。

测斜管宜选在变形大（或危险）的典型位置埋设，一般在基坑边的中部。

土体测斜管采用钻孔埋设，围护结构测斜管采用预制埋设。

两种方法的实施方法如下：

A．钻孔埋设

钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层中钻孔测斜。

首先在围护桩（或连续墙、土层）上钻孔，孔径略大于测斜管外径，一般测斜管是外径Φ76,钻孔内径Φ110的孔比较合适，孔深一般要求穿出结构体3～8m比较合适，硬质基底取小值，软质基底取大值。

然后将在地面连接好的测斜管放入孔内，测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆，埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。

B．绑扎埋设

通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在挡墙钢筋笼上，钢筋笼入槽（孔）后，水下浇筑混凝土。

测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5米，测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。

同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。

（2）、测斜管埋设应遵守的原则及注意事项

A、土体侧向变形测斜管埋设与安装

土体侧向变形测斜管采用钻孔埋设，埋设与安装应遵守下列原则：

1）在靠近基坑侧壁的土体中埋设测斜管，测点位置选择在变形大或危险的典型位置。

2）测斜管的长度为基坑开挖面以下3～8米，遇硬质基底（岩层）取小值，偏软基底取大值。

当通过平面测量的方法，将管顶作为位移计算的基准位置时，管底应超过围护结构底部不少于1米。

3）用钻机成孔（一般测斜管是外径Φ76,钻孔内径Φ110的孔比较合适），成孔后将测斜管逐节组装并放入钻孔内，下入钻孔内预定深度后，向测斜管与孔壁之间的空隙进行回填，以固定测斜管。

4）测斜管与钻孔之间的空隙用细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆缓慢进行回填，注意采取措施避免塞孔使回填料无法下降形成空洞。

回填后通过灌水和间隔一定时间后的检查，在发现回填料有下沉时，进行补充回填。

回填工作要确保测斜管与土体同步变形。

埋设就位的测斜管

5）测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处用自攻螺丝牢固固定、用封箱胶密封。

6）测斜管安放就位后调正方向，必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直（即平行于位移方向）。

7）调整方向后盖上顶盖，保持测斜管内部的干净、通畅和平直。

管顶宜高出地面约10～50cm。

8）做好清晰的标示和可靠的保护措施。

进行钻孔和测斜管之间的回填。

9）埋设时间应在基坑开挖或降水之前，并至少提前两周完成。

B．支护结构变形测斜管埋设与安装

支护结构测斜管埋设与安装应遵守下列原则：

1）采用测斜仪在埋设于围护结构内的测斜管内进行测试。

测点宜选在变形大（或危险）的典型位置。

2）管底宜与钢筋笼底部持平或略低于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）。

3）测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5m。

测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。

同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。

4）测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处用自攻螺丝牢固固定，用封箱胶密封。

5）测斜管绑扎时应调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。

6）封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直。

7）做好清晰的标示和可靠的保护措施。

8）已施工了围护结构的情况，如需要采取钻孔埋设的方法，参照土体侧向变形测斜管埋设要求实施。

3、观测方法

（1）、侧向位移监测

测斜管应在测试前5天布设完毕，在3～5天内重复测量不少于3次，判明处于稳定状态后，进行测试工作，其步骤如下：

①用模拟测头检查测斜管导槽；

②使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。

测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，深点深度同第一次相同。

③每一深度的正反两读数的绝对值宜相同或相近，当读数有异常时应及时补测。

（2）、基准值测定

待测斜管稳定状态后，用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值。

八、仪器设备

序号

仪器、设备名称

数量

规格型号

主要工作

性能指标

1

精密水准仪

1

徕卡DNA03

±0.3mm／km

2

精密水准仪

1

天宝DiNi12

±0.2mm／km

3

全站仪

1

天宝S6Ⅱ级

1＂，1+lppm

4

全站仪

1

徕卡TC802

2＂，1+lppm

5

测斜仪

2

CX-03E

±2mm/15m

6

测斜仪

2

CX-06A

±2mm/15m

九、信息化监测及成果反馈

（一）、监测信息化

一般来说，工程发生重大事故前或多或少有预兆，通过监测，可以分析支护系统的变化规律，验证支护结构设计，预测判断支护系统的安全稳定性，及时发现预兆，提出是否修改原设计或是采取加固措施，指导施工，避免发生重大事故。

正确评价其安全性，调整掘进速度。

由于上述原因，实现监测过程的信息化，建立顺畅、快捷的信息反馈渠道，及时、准确地测定各监测项目的变化量及变化速率，及时反馈获取的与施工过程有关的监测信息，供设计、施工及有关工程技术人员决策使用，才能最终实现信息化施工。

为实现顺畅、快捷地反馈监测信息的目的，制定了以下监测信息反馈流程图。

（二）、监测成果报告

对于现场采集到的各项监测数据，首先需利用统计模型进行粗差探测检验，确认不含粗差后再进行整体平差计算及测量精度统计，采用科学、合理的数据处理方法对监测成果进行整理分析，最终形成监测成果报告。

监测成果报告中包含技术说明、监测时间、使用仪器及所达到精度，列出监测值、累计值、变形率、变形差值、变形曲线，并根据规范及监测情况提出结论性意见。

一般情况下，当基坑变形较稳定，各个监测项目变形较小时，我方将在24小时内形成成果报告后，发电子邮件通知监理及相关部门，纸质文件在下次监测时送达监理部；当监测结果达到预警值时，必须立即向项目经理、总工程师进行口头报告，并在24小时内提交书面报告。

以上测量成果资料一式5份。

1、监测成果报告的内容

监测综合情况说明表（各个监测项目累计变形最大量、变形速率最大量、是否超报警值、监测建议及分析等。

）；

监测点点位布置平面图；

监测成果表；

监测项目变化速率、时间、监测项目累计变化量曲线图。

2、监测成果报告格式

监测成果报告必须能以直观的形式（如表格、图形等）表达出获取的与施工过程有关的监测信息（如被测指标的当前值与变化速率等），监测结果一目了然，可读性强。

十、监测点布设图

闭合导线控制点1-1-5-6-7-8-控制点1

图1

附合导线

图2

图3

闭合导线