基坑监测方案.docx
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基坑监测方案
华鼎星城一期工程
基
坑
监
测
专
项
方
案
编制人:
审核人：
审批人：
南通五建建设工程有限公司
目录
一、工程概况1
二、监测目的与技术要求3
三、设计基本原则4
四、设计依据5
五、监测项目内容6
六、测试方法原理6
七、监测工作布置11
八、监测频率与资料整理提交12
九、质量目标和保证措施15
十、安全文明施工、环境保护目标和保证措施17
十一、附图19
一、工程概况
1、工程简况
工程名称：
华鼎星城一期工程
工程地点：
真州中路
建设单位：
江苏能恒置业有限公司
主体设计单位：
上海三益建筑设计有限公司
支护设计单位：
扬州大学工程设计研究院
勘察单位：
江苏省岩土工程勘察院
监理单位：
扬州市建苑工程监理有限责任公司
施工单位：
南通五建建设工程有限公司
华鼎星城一期工程位于扬州市新城西区，东临真州中路，南临孙庄路，西临站南路，北临京华城路。
场地平整，地理环境优越。
因地下室基坑开挖比较深，（自然地坪为-1.0），基础挖深最深-6.7米，在土方开挖前基坑周围采用止水坎式排水沟，及分段采用排水沟形式排水，以便于现场井点降水，保证基坑无积水。
华鼎星城一期工程建筑总面积为12.27万平方米，地下2层，地上7栋26层，建筑总高度为88米，框剪结构形式，是国家级绿色三星工程。
2、地质条件
各土层物理指标
①层：
素填土（Q4ml），灰褐色，褐色，主要成分为粘土、粉质粘土，软塑～硬塑，局部夹粉土、粉砂，上部含植物根茎等杂物。
该层场地普遍分布，层厚0.50～2.00米，平均层厚1.03米，层底平均标高5.51米。
②层：
粉土夹粉砂（Q4al+pl），黄色、灰黄色，粉土呈中密、湿状态，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；粉砂呈稍密+、饱和状态，主要成分为石英、黑色矿物及少量云母片，局部夹薄层可塑状粉质粘土。
该层场地普遍分布，层厚0.50～2.50米，平均层厚1.52米，层底平均标高3.98米。
③层:
细砂（Q4al+pl），灰色，一般呈中密、饱和状态,主要成分为石英、黑色矿物及少量云母片，局部夹中密、湿状态粉土。
该层场地普遍分布，层厚1.60～4.30米，平均层厚2.73米，层底平均标高1.25米。
④层:
粉质粘土（Q3al+pl），褐黄色、棕黄色，一般呈硬塑～坚硬状态，局部可塑+，无摇振反应，稍有光滑，高干强度，高韧性，含铁锰结核、灰白色高岭土、粘土。
该层场地局部分布，揭露层厚0.50～6.00米，平均层厚2.34米，层底平均标高-1.05米。
⑤层:
残积土～全风化泥岩、泥质砂岩（K2p），一般呈棕红色，混灰白色、棕黄色，上部呈粘土状，遇水部分软化，钻进时平稳，岩心采取率约85%，易碎，干钻可钻进，风干后微收缩、破碎。
该层场地普遍分布，层厚2.30～7.00米，平均层厚5.09米，层底平均标高-5.03米。
⑥层:
强风化～中风化泥质砂岩、泥岩（K2p），局部为含砾砂岩，紫红色、灰白色，泥钙质弱胶结，岩芯较完整，钻进时钻杆偶有跳动，岩芯采取率90%。
岩石质量指标较差，锤击易碎，属软岩类，岩体基本质量等级为Ⅴ类，干钻可钻进。
局部为钙质弱胶结，岩芯可见溶蚀小孔，孔径2～5mm，岩芯强度较高，一般呈短柱状，长15～20cm。
该层场地普遍分布，层厚18.50～22.50米，平均层厚20.13米，层底平均标高-25.49米。
⑦层：
中风化砂岩、泥岩（K2p），局部为含砾砂岩，紫红色，灰白色，泥钙质弱胶结，岩芯较完整，钻进时钻杆偶有跳动，岩芯采取率90%；岩石质量指标稍差，锤击易碎，属软岩类，岩体基本质量等级为Ⅴ类，干钻钻进困难。
该层本次勘探未钻穿。
揭露最大厚度10.50米。
水文地质情况
勘察期间，场地地下水水位标高在4.90m左右，地下水类型为潜水，主要赋存于第①～③土层中，第⑤～⑦为弱含水层，地下水常年变化幅度4.50～6.20米，近3～5年最高水位、历史最高水位约6.20米。
潜水地下水补给来源主要为大气降水、生活用水、与地表水互补。
扬州地区多年平均降水量约为1000mm，雨季多集中在5～8月，雨季地下水位相对较高，排泄形式以蒸发为主。
二、监测目的与技术要求
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，工程周边环境的保护要求较高。
根据围护结构特点、施工方法、场地工程地质及环境条件，针对本工程的监测保护应考虑到以下各因素的影响：
① 本工程施工周期较长，包括围护施工、基坑开挖及地下结构施工，而且基坑开挖面积较大，施工流程较多，对周围环境的保护要求较高。
2本项目基坑周边地势空旷。
北侧离1#会所、30#楼商业楼局部间隔4米，应严格做好监测。
3第1——3层，该层透水性较好，在水头差作用下易产生管涌、流砂等不良地质现象；应做好围护结构的止水、隔水及排水措施，以确保基坑施工安全。
因此，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1#会所30#楼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1#会所30#楼及建（构）筑物的正常使用。
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。
特别是对于类似本工程复杂的、规模较大的工程，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护坡渗漏问题，并及时、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。
三、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。
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。
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。
四、设计依据
1、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
2、《工程测量规范》（GB50026-2007）
3、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
4、《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）
5、《基坑工程设计规程》（DBJ08-61-97）
6、《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2006）
7、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）
8、本工程相关围护设计说明及图纸（电子版）。
五、监测项目内容
基坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。
在软土地基中进行基坑开挖及支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，都与围护结构、土体位移等存在较强的相关性。
这就是基坑开挖中经常运用的时空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。
根据本工程的要求、周围环境、基坑本身的特点及相关工程的经验，按照安全、经济、合理的原则，测点布置主要选择在2倍以上基坑开挖深度范围布点，拟设置的监测项目如下：
（一）周边环境监测
1、周边建筑物垂直位移、水平位移
2、周边河堤垂直位移、水平位移及裂缝监测
（二）基坑围护监测
1、围护顶部垂直、水平位移监测
2、围护结构侧向位移监测
3、坑外土体侧向位移监测
4、支撑轴力监测
5、坑外潜水水位观测
六、测试方法原理
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）。
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
环线闭合差（mm）
偶然中误差
全中误差
DS1
因瓦尺
往返测各一次
4
或1.0
1
2
注：
L为往返测段、环线的路线长度（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以上
视线长度20m以下
因瓦
DS1
≤50m
≤1.0m
≤3.0m
0.5m
0.3m
●测站观测限差见下表
基辅分划读数差
基辅分划所测高差之差
上下丝读数平均值与中丝读数之差
检测间歇点高差之差
0.4mm
0.6mm
3.0mm
1.0mm
●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。
2、监测点垂直位移测量
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。
3、监测点水平位移测量
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。
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。
仪器采用美国Geokon-603测斜仪或北京航天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、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。
测试方法和原理同第（4）项“围护结构侧向位移监测”。
6、坑外潜水水位观测
在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，以便于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造成危害性影响，严重将造成基坑管涌、塌方的危害。
为了使浅层地下水位保持
一适当的水平，以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对坑内、外浅层水位和承压水位的动态观测和分析,对于了解和控制基坑降水深度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。
对于水位动态变化的量测，可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即为水位累计变化量。
采用SWJ—90电测水位计。
基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。
7、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：
为混凝土支撑受力（kN）（计算结果精确至1kN）
为钢筋计受力（kN）（计算结果精确至1kN）
As为钢筋截面积（m2）
Ag为钢筋计截面积（m2）
Ac为支撑混凝土截面积（m2）
fi为钢筋计的本次频率（Hz）
f0为钢筋计的初始频率（Hz）
K为钢筋计的标定系数（kN/Hz2）
采用ZXY—Ⅱ型振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式⑵解得的F作为混凝土支撑轴力。
七、监测工作布置
各监测项目的测点布设位置及密度应与桩基施工的区域、围护结构类型、基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相匹配；同时参照围护桩位置、附属结构位置及开挖分段长度等参数，进行测点布置，主要为了解变形的范围、幅度、方向，从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和基坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。
设计各监测项目布点情况如下：
1、围护顶部垂直、水平位移监测
拟在基坑周圈围护顶面上布设墙顶垂直位移及水平位移监测点，计划共布设37点，编号Q1～Q37，测点间距15～20米不等。
测点具体布置见附图01。
测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的围护顶部上，并测得稳定的初始值。
2、围护结构侧向位移监测
在基坑围护结构钢筋笼上绑扎埋设带导槽PVC塑料管，以监测围护墙体侧向变形。
选择在可能产生较大变形的部位，根据施工现场情况，拟在基坑周圈共布置23个测斜孔，编号P01～P23，孔深基本同桩深，测孔间距约40米。
见附图02。
3、坑外土体侧向位移监测
在坑外以钻孔方式埋设带导槽PVC塑料管，以监测基坑开挖过程中基坑外侧土体沿深度各点的水平位移。
选择在基坑周围靠近西厍里港侧共布置4个测斜孔，编号为T01～T04，孔深约19米，见附图02。
4、坑外潜水水位观测
拟在基坑周围5米范围内及基坑内部布置潜水水位观测孔，共计布置坑外潜水水位观测孔21孔，编号SW1～SW21，孔深约8米，水位孔间距约50米。
见附图03。
具体位置可能会视地下障碍物分布情况适当调整。
用Φ89钻头成孔，钻进尽可能采用清水钻进，埋设直径为Ф53的专用水位监测PVC管，PVC管外使用特殊土工布进行无缝包扎，下管后用中砂密实,孔顶附近再填充泥球，以防止地面水的渗入。
埋设完成后，立即用清水洗孔，以保证水管与管外水土体系的畅通。
综上所述，布设的各类监测元件情况及数量如下：
监测项目
测点数量
备注
围护顶部垂直、水平位移监测
37点
围护结构侧向位移监测
23孔
孔深基本同桩深，约12.5～21米
坑外土体侧向位移监测
4孔
孔深约19米
坑外潜水水位观测
21孔
孔深约8米
八、监测频率与资料整理提交
1、监测初始值测定
为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。
测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。
稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。
基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。
监测期间定期联测以检验其稳定性。
并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。
2、施工监测频率
根据工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。
根据以往同类工程的经验，拟定监测频率为见下表（最终监测频率须与设计、总包、业主、监理及有关部门协商后确定）。
监测内容
监测频率
围护施工
坑内降水
基坑
工程开挖
底板
浇筑后
支撑拆除期间
周边地下管线垂直位移监测
1次/周
1次/5天
1次/5天
1次/10天
1次/5天
围护顶部垂直、水平位移监测
/
/
1次/5天
1次/10天
1次/5天
围护结构侧向位移监测
/
/
1次/5天
1次/10天
1次/5天
坑外土体侧向位移监测
/
1次/5天
1次/5天
1次/10天
1次/5天
支撑轴力监测
/
/
1次/5天
1次/10天
1次/5天
坑外潜水水位观测
/
1次/5天
1次/5天
1次/10天
1次/5天
说明1、现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。
2、监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。
3、监测数据有突变时，监测频率加密到每天二～三次。
4、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。
3、报警指标
监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。
本工程报警指标初步拟定为（须得到有关单位的确认）：
项目
报警指标
备注
周边地下管线垂直位移监测
累计10㎜，2mm/d
河堤垂直、水平位移监测
累计20㎜，3mm/d
围护顶部垂直、水平位移监测
累计30㎜，3mm/d
围护结构侧向位移监测
累计30㎜，3mm/d
坑外土体侧向位移监测
累计30㎜，3mm/d
坑外潜水水位观测
累计下降500mm
立柱桩垂直位移监测
累计30㎜，3mm/d
支撑轴力监测
设计值的80%
4、测试主要仪器设备
主要采用仪器设备有
序号
设备仪器名称
规格型号
使用项目
1
水准仪
瑞士WILDNA2+GMP3水准仪
垂直位移监测
2
经纬仪
瑞士WILDT2经纬仪
水平位移监测
3
测斜仪
美国Geokon或
北京航天CX-06型
侧向水平位移
4
频率接收仪
国产ZXY
应力观测
5
振弦式传感器
国产系列
轴力、压力观测
6
水位观测计
SWJ-90水位计
水位观测
7
电子手簿
PDA
现场记录
8
笔记本电脑
Acer
数据处理
9
打印机
HP1125C
输出设备
5、资料整理、提交及流程
在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。
每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。
监测成果当天提交给业主、监理、总包及其它有关方面。
现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核无误后当天提交正式报告。
如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。
同时根据相关单位要求提供监测阶段报告，并附带变化曲线汇总图；监测工程结束后一个月内提供监测总结报告。
本工程工作信息流程如下：
九、质量目标和保证措施
1、质量目标
本项目质量目标：
创优。
严格执行施工组织设计的内容，主动配合业主和总包在施工过程中各方面的协调工作，处理好各相关单位和人员的关系。
服务于全过程。
及时做好各类质量信息的收集、汇总、分析和反馈。
认真完成本项目由于设计与施工变更等原因而增加的工作量，并保证要求和工作质量不变。
2、质量保证体系
3、监测工作的管理
（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，并经常保持与建设单位、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。
（2）监测过程的质量控制
作业人员应严格按方案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。
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