基坑变形监测技术方案.docx

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基坑变形监测技术方案

潞安府秀江南小区三期车库基坑支护工程监测方案

1、工程概况

长治市潞安鸿源房地产开发有限公司拟在长治市防爆巷西侧进行潞安府秀江南三期地下车库建设，拟建地下车库建筑面积约2.6万平方米，平面形状不规则，总体呈矩形，东西长约230米，宽约143米，基坑周长约700米，基坑深度自±0.000向下10米，开挖深度自现有自然地面向下约9.5米，按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002确定基坑工程类别为二级，按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99划分基坑侧壁安全等级为二级。

潞安府秀江南三期地下车库基坑支护设计任务由太原市拓达岩土工程勘察检测有限公司承担完成，支护方式采用灌注桩加锚索、水泥土搅拌桩加土钉墙，土钉采用φ50t3.5mm的钢管，成孔以自上而下的顺序进行施工，土钉注浆采用42.5普通硅酸盐水泥，注浆没延米不小于25Kg/m，水灰比0.4—0.5，浆体抗压强度不小于20MPa。

面部结构采用100mm厚C20喷射混凝土，内设φ6.5@200的单层双向钢筋网片进行护面，加强筋采用φ14的螺纹钢；网片居中，加强筋在网片外侧，土钉头弯成L型，弯钩长度10d，并与加强筋可靠焊接。

灌注桩桩体、冠梁混凝土强度：

C30，灌注桩主筋锚入冠梁750mm，桩顶嵌入冠梁100mm，灌注桩超浇高度为800mm；桩内主筋沿桩身均匀布置，主筋保护层厚度50mm，桩径允许偏差+30mm，垂直度允许偏差0.5%；桩位偏差不得大于50mm。

混凝土塌落度：

180~220mm，充盈系数不小于1。

锚索孔径150mm，锚索

山西裕宏岩土工程勘察检测有限公司材料采用15.2钢绞线，1860级，注浆材料采用P.042.5普通硅酸水泥，水灰比为0.4~0.5。

锚索采用二次注浆工艺，二次高压注浆宜使用水灰比为0.4~0.5的水泥浆，二次高压注浆的压力宜控制在2.5~5.0MPa，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或在第一次注浆锚固体的强度达到5Mpa后进行，两次注浆的水泥量之和应大于80Kg/米。

在注浆体强度达到15Mpa以上后对锚索进行张拉锁定。

锚索施工必须按照分段施工，分段长度不宜大于20m，下层土开挖时，上层的锚索必须有7天以上养护时间并已张拉锁定。

基坑顶部角撑采用600mmx800mm，角撑的顶标高为-2.000，角撑的混凝土强度为C30，保护层厚度30mm。

止水帷幕采用双（三）排水泥土搅拌桩，桩径500mm，间距300mm，水泥采用32.5矿渣硅酸盐，每米水泥用量60Kg，水灰比0.5~0.6，采用四搅两喷工艺，水泥土28天立方体抗压强度不小于1.6Mpa。

降水井采用管井井点降水，水平间距15m~17米布置（原则以上两个跨宽布置），井深18米，井孔直径0.7m，采用直径为0.4m的滤水管。

降水井在距基坑边5m~7m处开始布置，在每个电梯井附近布置一口降水井深度比普通降水井深3m~5m。

在基坑内和周边设置观测井，做法和降水井做法一致。

具体支护方案详见附件1。

自支护施工开始到基础回填完成有效工期约4个

2、工程地质条件及周边环境

2.1建筑场地工程地质条件

本建筑场地位于长治盆地东部，现有地形较平坦，勘察期间孔口高程介于927.18-925.81米之间，地表下40米深度

范围内地层以第四纪粉质粘土为主，共划分为6层：

第①层，素填土（Q42M1）:

杂色，含煤屑、砖块、植物根、灰渣等，稍湿、稍密、欠固结。

实测标贯击数介于5~7击，平均5.7击。

静力触探侧壁阻力74.6KPa，锥尖阻力1.39MPa

第②层，粉质粘土（Q4lal+pl）：

褐黄色，含云母、氧化铁、氧化铝等，可塑，中等压缩性，无震摇反应，有光泽，干强度及韧性中等。

实测标贯击数介于4~10击，平均6.8击。

静力触探侧壁阻力113.9KPa，锥尖阻力1.74Mpa。

第③层，粉质粘土（Q4lal+pl）：

褐红色，含云母、氧化铁、氧化铝等，可塑，中等压缩性，无震摇反应，有光泽，干强度及韧性中等。

实测标贯击数介于6~19击，平均12.4击。

静力触探侧壁阻力92.8KPa，锥尖阻力1.81Mpa。

第④层，粉质粘土（Q3al+pl）：

褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，可塑，中等压缩性，无震摇反应，有光泽，干强度及韧性中等。

实测标贯击数介于12~28击，平均19.6击。

静力触探侧壁阻力99.8KPa，锥尖阻力1.94Mpa。

第⑤层，粉质粘土（Q3al+pl）：

褐灰色，含云母、氧化铁、氧化铝等，可塑，中等压缩性，无震摇反应，有光泽，干强度及韧性中等。

实测标贯击数介于25~34击，平均27.7击。

第⑥层，粉质粘土（Q3al+pl）：

褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，可塑，中等压缩性，无震摇反应，有光泽，干强度及韧性中等。

地层厚度及埋深见下表：

层号

项目

层厚（米）

层底高程（米）

层底埋深

（米）

承载力特征值

（kpa）

①

最大值

3.80

924.08

3.80

70

最小值

2.70

922.07

2.70

平均值

3.44

922.66

3.44

②

最大值

6.80

917.68

9.80

110

最小值

5.60

916.21

9.20

平均值

6.08

916.58

9.52

③

最大值

8.30

911.13

17.80

140

最小值

5.40

908.11

15.00

平均值

7.87

908.71

17.39

④

最大值

10.40

906.21

27.60

170

最小值

2.30

898.24

20.00

平均值

6.52

902.12

23.98

⑤

最大值

8.90

896.23

36.40

200

最小值

2.40

889.47

30.00

平均值

5.28

893.35

32.76

⑥

未穿透该层，最大揭露厚度3.8m

230

地基土分布均匀，场地稳定，地下水稳定水位标高

920.44-921.78米，建筑场地类别为III类。

场地工程地质条

件详见附件2。

2.2基坑周边环境

本工程基坑周边环境较复杂，南部与景山花园及通信小区毗邻，西部及北部与府秀江南前期住宅楼相邻，东部与防爆电机厂原有建筑相邻。

3、监测依据及目的

3.1监测依据

本次监测点布设、监测项目、监测方法及精度等均依据国家现行规范规程及其它有效文件进行，主要如下：

（1）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

（2）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）

（3）《工程测量规范》（GB50026-2007）

（4）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

（5）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）

（6）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

（7）《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ04-258-2008

（8）长治市潞安鸿源房地产开发有限公司潞安府秀江南小区三期车库基坑支护工程监测招标文件CZYJ-LY-20121202001

3.2监测目的

所谓基坑监测是指在基坑开挖施工过程中，借助仪器设备和其它一些手段对围护结构、周围环境（土体、建筑物、构筑物、道路、地下管线等）的应力、位移、倾斜、沉降、开裂及对地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等进行综合监测。

具体监测目的如下：

（1）对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护

在深基坑开挖与支护施筑过程中，必须在满足支护结构及被支护土体的稳定性、避免破坏和极限状态发生的同时，不产生由于支护结构及被支护土体的过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂及邻近管线的渗漏等。

因此，基坑开挖过程中进行周密的监测，可以保证在建筑物和管线变形处在正常范围内时基坑的顺利施工，在建筑物和管线的变形接近警戒值时，及时采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上可以避免或减轻破坏的后果。

（2）为信息化施工提供参数

基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施。

基坑工程监测不仅即时反映出开挖产生的应力和变形状况，还可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据受力、变形实测值和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。

（3）验证有关设计参数，为建设单位相关工程提供借鉴因基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，基坑周围土体的变形也还没有成熟的计算方法。

因此，在施工过程中需要知道现场实际的受力和变形情况。

支护结构上所承受的土压力及其分布，受地质条件、支护方式、支护结构刚度、基坑平面几何形状、开挖深度、施工工艺等的影响，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位移又与挖土的空间顺序、施工进度等时间和空间因素等有复杂的关系，现行设计分析理论尚未完全成熟。

对于某一基坑工程，在方案设计阶段需要参考同类工程的图纸和监测成果，在竣工完成后则为以后的基坑工程设计增添了一个工程实例。

现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次1：

1的实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，因而也为建设单位其它基坑工程积累了第一手资料。

4、监测内容及项目

为了及时收集、反馈和分析周围环境要素在施工中的变形信息，实现信息化施工并确保施工安全，综合本工程周边环境状况及围护结构和支护体系的特点，遵照设计及《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第4.2.1条的相关要求，本工程共进行如下几项基坑监测工作：

（1）、周边环境监测

A、周边既有建筑物变形监测；

B、基坑外地下水水位监测；

C、基坑外土体表面变形监测；

（2）、围护结构监测

A、

围护桩

（边坡）

顶部水平位移监测；

B、

围护桩

（边坡）

顶部竖向位移监测；

C、

围护桩

（边坡）

深层水平位移监测；

D、

基坑内地下水位监测。

5、监测实施方案

5.1周边环境监测

（1）、周边既有建筑物变形监测

A、监测范围

按照《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第

5.3.1条规定：

从基坑边缘以外1-3倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象；《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99第3.8.2条规定：

从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。

综合上述两条文内容要求，我公司本着对于基坑工程周边环境的监测范围既要考虑基坑开挖的影响范围，保证周边环境中各保护对象的安全使用，也要考虑到监测成本的原则，本次对基坑边缘以外2倍基坑开挖深度范围内的既有建筑物作为监测对象，必要时可扩大监测范围。

监测包括的周边既有建筑物有：

府秀江南小区A-11、A-12、B-2、C-1四栋钢筋混凝土框剪结构住宅楼，金海岸游泳馆，防爆宾馆，景山花园小区二栋6层砖混结构住宅楼，通信小区一栋6层砖混结构住宅楼。

B、监测内容

周边建筑的监测项目分别为竖向位移、倾斜和水平位移。

《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第4.2.1条规定，对于二级基坑周边既有建筑物的监测内容为应测建筑物的竖向位移，宜测建筑物倾斜与水平位移。

基坑开挖后周边建筑竖向位移的反应最直接，故需进行监测；考虑到既有建筑物的结构刚度和基础刚度较大，本次采用通过观测基础差异沉降进而推算建筑物的倾斜；而周边建筑水平位移在实际工程中不常见，而且发生量也较小，故本次监测不包括建筑物的水平位移内容。

C、监测目的利用光学水准仪器，实测被监测对象高程并计算高程变化量，从而掌握被监测对象在垂直方向随时间变化的位移量和位移速度。

D、沉降监测点的布设

按照《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第5.3.3条与《建筑变形测量规范》JGJ8-2007第5.5.2条内容之规定，结合本工程实际情况，本着确保建筑基坑安全和保护基坑周边环境，做到成果可靠、经济合理的原则，本次监测点按如下方案进行布设：

虽然府秀江南A-11、A-12、B-2、C-1住宅楼距离基坑开挖边界较近，但考虑到其已采用CFG桩进行了地基处理，有效桩长12米，桩端在本基坑开挖底面标高下近6米，对抵抗地基土变形起到了有利作用，且其上部结构为框剪结构，属柔性结构体系，自身对变形承受力较强，故本次监测点仅在基坑边缘30米范围内进行布设，考虑到建筑物纵轴垂直基坑边缘线的A-11、A-12住宅楼其差异沉降表现较其它建筑明显，故其监测点间距定为15米；B-2、

C-1住宅楼纵轴与基坑开挖边线平行，其沉降表现形式应为均匀沉降，且可以明确判定建筑物的水平位移方向，故按照《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第5.3.3条与第5.3.4条及《建筑变形测量规范》JGJ8-2007第5.5.2条之规定，本次B-2、C-1住宅楼监测点结合建筑物形状及变形缝位置进行布设，点距20-40米，并确保一侧墙体的监测点不少于3点；通信小区与景山花园小区三栋6层砖混结构住宅楼，基础形式为筏板基础，基础刚度相对较大，同时沉降表现也应为均匀沉降，且距基坑边缘距离较大，变形总量较小，故其监测点间距按30米左右进行布设；金海岸游泳馆与另一办公楼为地上2层砖混结构建筑，条形基础，抗变形能力相对较差，故本次监测点间距取规范要求的小值15米。

共布62个监测点。

详见“潞安府秀江南三期地下车库基坑支护工程监测点布置平面图”）。

E、建筑物垂直位移、水平位移监测测点埋设对于建筑物上已有的施工时预埋的测点应尽可能利用。

新制作的测点呈“L”形，长边深入建筑内，短边作为测量用，短边顶部呈凸球状，兼作水平位移监测点时应作“十”刻划。

测点安装步骤如下：

1）用冲击钻或电锤，在建筑物墙（柱）面进行钻孔，孔径大小与测点膨胀螺杆外套外径配套；

2）将膨胀螺杆打入已钻孔径内，为保证螺杆外套与墙体

紧密连接，必要时可使用快干胶水；

3）将测点螺杆旋入膨胀外套内，最终使测点弯钩保持竖直状态且与外套紧固连接。

在满足测量要求的前提下，可采用射钉枪、冲击钻等将射钉、螺丝固定在建筑物上。

建筑物垂直位移、水平位移监测测点埋设注意事项：

1）测点应布设在建筑物主体结构上，对外有装饰表面层的，钻孔应穿透该层，钻至主体结构；

2）测点的埋设需注意周围是否留有足够立尺空间和具备良好的通视条件；

3）测点埋设后，需待其稳定后方能使用。

F、监测方法我公司进行建筑物沉降观测使用的仪器是美国天宝TrimbleDINI03型高精度电子水准

仪（精度：

±0.3mm/km往返，视准线误差i角2.0″，自动安平水准仪补偿误差0.4″/1′），精度满足特级水准观测，见右图。

监测前首先建立垂直位移监测网，主要技术指标应满足《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009与《建筑变形测量规范》JGJ8-2007要求。

利用该监测网对垂直位移基准点和工作基点进行定期校核。

水准基点是垂直位移监测的基准点，应按规定要求进行埋设，并应进行定期联测，校核水准基点稳定状况；水准基点位置选择首先应布设在监测对象的沉降影响范围以外，确保坚固稳定；第二，力求通视良好，与监测点接近，距离不宜超过100m，以保证监测量精度；同时避免将水准基点设在低洼容易积水处。

工作基点是直接用于测定监测点的相对稳定的测量控制点，宜布置在变形区附近且相对稳定的地方，其高程尽可能接近监测点的高程。

垂直位移基准点和工作基点（或部分线路参与监测点），应形成一个或多个闭合或附合路线，其中以闭合路线为佳，

特别困难的监测点可以采用支水准路线往返测量。

垂直位移水准基准点应均匀布设于基坑开挖深度3倍范围以外不受施工影响的区域，且不少于3点。

水准点埋设深度不宜小于1m，标石基底宜用水准基准点埋设示意图

20cm厚素砼浇实，或设于影响区外沉降稳定的建（构）筑物结构上。

水准点标石的形式可按有关测量规范、规程执行。

在施工前开始前对各观测点进行初次观测（至少两次），并取二次观测平均值为该点初始值，其后各观测点各次观测值之间、与初始值之间进行对比计算，可得到各次变形值、

累计变形值及变形量曲线。

垂直位移监测注意事项：

1）整个监测期间，应做到固定监测仪器、固定监测人员、固定监测路线和测站、固定监测周期或调整后的周期及相应时段；

2）定期进行基准点校核检查和仪器的校验；

3）记录每次测量时的气象情况、施工进度和现场工况，以供分析监测数据时参考；

4）在大气稳定和成像清晰的条件下观测，雾、雨、雪天气不宜观测；

5）避免阳光爆晒、雨水淋湿仪器，严禁照准镜头对向太阳；

6）测站不准离人；

7）观测开始前仪器进行一定时间的晾置，使仪器温度与外界环境保持一致。

（2）、基坑外地下水水位监测

A、监测目的

地下水位观测反映的是基坑开挖过程中基坑外侧的水位变化情况。

通过利用水位监测系统（水位计、水位孔）定期量测水位监测孔的水位埋深，掌握各水位孔地下水位随时间变化的量值及变化速度，从而达到以下目的：

1）检验坑内降水施工的实际效果；

2）检验坑内降水对坑外地下水位的影响范围和程度；

3）检验基坑止水帷幕的止水、隔水效果，避免施工对周围

环境造成影响

B、仪器设备

水位管：

水位管一般由PVC工程塑料制成，包括实管、滤水管和束节及封盖。

1）实管管径50～70mm，滤水管尺寸与实管相同；

2）滤水管管身打有6～8列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50～100mm。

相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置，便于土中水流入管内；

3）滤水管埋设时应在滤孔外包上土工布，起到滤层的作用；

4）束节套