基坑监测方案.docx
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基坑监测方案
监测方案
批准：
审核：
编写：
2012年05月6日
§1概况1
1.1工程概况1
1.2环境概况1
§2监测技术要求与目的1
§3监测方案编制依据2
§4监测方案编制原则2
4.1系统性原则2
4.2可靠性原则3
4.3与设计、施工相结合原则3
4.4经济合理原则3
§5监测内容3
5.1塔机基础监测3
5.2基坑围护监测3
5.3坑底回弹监测4
§6监测点的布设4
§7监测控制网的布设4
§8监测仪器及方法5
8.1垂直、水平位移监测6
8.2坑底回弹监测9
§9报警9
§10监测工作计划、周期及频率10
§11资料整理与成果提交10
§12技术保障措施11
§13质量保障措施11
§14应急预案12
14.1应急小组12
14.2应急小组职责及工作程序12
14.3实施注意事项13
§15监测方案布点图13
§1概况
1.1工程概况
本工程基坑开挖面积约75000m2，基坑围护周长约1300m，基坑开挖深度为11m，基坑采用钻孔灌注桩，局部门式刚架围护结构，三轴搅拌桩止水，二道混凝土/型钢斜支撑体系。
基坑安全等级为二级，周边环境等级为二/三级。
支撑按照××市《基坑工程设计规程》（DG/TJ08-61-2010）中相关规定，本基坑按二级基坑要求进行施工监测。
1.2环境概况
项目四周分布有道路、楼房和高架桥等建筑物，道路下埋设有信息、雨水、煤气等管线。
基坑开口线距最近的建筑物边线仅有15米左右。
拟建场地地貌类型属××平原，地貌形态单一。
勘察期间测得勘探点孔口标高一般为3.45～5.11m之间，场地平均标高约4.20m。
拟建场地处于上海地区古河道地层，缺失上海市统编的第⑥层、第⑦层土，地表下深度85m范围内地基土均属第四纪滨海～河口相、滨海~浅海相、滨海、沼泽相、溺谷相、滨海~浅海相、滨海~河口相沉积物。
主要由粘性土、粉性土和砂土组成，一般呈水平状分布。
此次监测重点为基坑围护桩墙和施工用塔机基础。
§2监测技术要求与目的
本工程的信息化施工监测充分考虑到以下各因素的影响：
1、本工程基坑形状不规则，开挖面积较大，边线较长。
工程施工周期长，施工流程较多，包括围护施工、基坑开挖及地下结构施工等部分，工艺复杂。
2、基坑监测数据反馈的及时性和与施工的联动性要求较高。
因此，本工程监测工作必须严格按设计及有关管理部门的有关变形控制要求进行实施，同时对基坑围护结构、塔机基础进行重点监测。
在基坑开挖过程中，由于受地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他因素的复杂影响，很难单纯的从理论上预测工程中可能出现的问题，而且，从理论预测值还不能全面、准确的反应工程的各种变化。
因此，在理论指导下制定周密的监测计划，并严格实施计划十分必要。
本工程监测的主要目的有：
1、通过监测及时发现围护结构施工过程中的环境变化发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制基坑施工对周边环境的影响；
2、通过监测及时调整支护系统的受力均衡问题，使整个基坑在开挖过程中始终处于安全、可控的范围内；
3、通过监测及时发现塔机基础在施工过程中的环境变化发展趋势，及时反馈信息，确保施工机械的安全使用；
4、通过监测数据与预测值作比较，判断上一施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，及时调整工艺及参数，确保顺利实现下一施工进度控制，从而切实实现信息化施工，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
§3监测方案编制依据
《基坑工程施工监测规程》DG/TJ08-2001-2006
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《工程测量规范》GB50026-2007
《城市测量规范》CJJ8-99
《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010
《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2002
《基坑工程设计规范》DG/TJ08-61-2010
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
§4监测方案编制原则
4.1系统性原则
1.方案设计的各个监测项目有机结合，既形成整体，又相互衬映，使测试数据能对应校核；
2.运用系统功效达到对环境、基坑进行全方位、连续性监测，监测点布置要考虑合理、有效因素。
4.2可靠性原则
1.方案中采用的监测手段为成熟、或基本成熟的；
2.监测中使用的监测仪器、测试元件均通过标定且在有效期内；
3.测点的布设中考虑了各个测点的保护需要。
4.3与设计、施工相结合原则
1.跟据设计计算情况，考虑关键部位有针对性布点，达到进一步优化设计的目的；
2.对地质条件变化较大或施工异常部位进行重点或加密监测。
3.依据施工规范要求，确定被监测项目的报警值。
4.结合实际施工，调整优化测点布设、测试手段、仪器选配、测点保护方案，确定监测频率。
4.4经济合理原则
1.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.在确保可靠的基础上择优选择国产及进口仪器设备；
3.在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间的联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。
§5监测内容
根据委托方要求，按照安全、经济、合理的原则设置监测项目如下：
5.1塔机基础监测
塔机基础垂直、水平位移监测
5.2基坑围护监测
基坑围护结构桩墙顶垂直及水平位移监测
5.3坑底回弹监测
坑底回弹监测
§6监测点的布设
为提高数据利用和分析效率，本方案中各围护墙顶位移、土体沉降、周边地下管线位移测点尽可能同剖面布设。
各监测项目测点具体安排如下：
坑底回弹监测点采用原有回弹监测点，如有缺失回弹监测点，则视实际情况添加。
基坑围护结构桩墙监测点测点沿维护结构桩墙布设，在桩墙每个拐角两侧2米处各布设一个观测点，平直段一般按10-15米间距布设。
塔机基础容降监测观测标志同基坑围护结构观测标志，布置在每个塔机基座的4各角上（便于观测的侧面）。
监测点布置见《监测点布置示意图》。
基坑围护结构桩墙和塔机基础容降监测点观测标志采用50*50角钢（长10cm），两端用膨胀螺栓固定在护结构桩墙顶以下约10厘米处，角钢上部中间加焊半圆形铁球，角钢侧面中间贴激光反射片（3*3cm）,作为垂直、水平位移监测点（沉降、位移为同一点）。
测点具体布设表
序号
监测项目
测点数量
备注
1
围护顶位移监测
36个
暂定
2
坑底回弹监测
59个
原有监测布置
3
塔机基础监测
28个
每个基础布置4个
§7监测控制网的布设
1、布设目的
主要是为了测定围护结构及基坑开挖施工期间，随着地基土的不断压缩而产生膨胀挤压，监测对象的平面位置或高程随施工阶段的变化而产生的位移大小、位移方向；当位移量超过警戒线时及时报警；以便施工单位采取有效措施进行技术处理，确保施工安全有序的进行。
通过进行整体变形分析，有效验证设计参数。
为保证所有监测对象在同系统中比较和监测成果的可靠性而布设监测控制网，主要用于塔机基础、围护墙顶的位移、沉降、坑底回弹等方面的监测。
监测控制网分两种：
平面控制网用于位移监测；水准控制网用于沉降监测即垂直位移监测。
2、控制点布设
为提高精度和减少误差，水平位移监测的控制点采用现有施工平面控制网，按三等三角网测量技术要求测量。
在施工现场布设工作基点（P01-P04），控制区域为整个监测区，与平面控制网联测，按三等三角网测量技术要求测量。
工作基点全部采用强制对中观测墩。
水准控制点计划布设9个，编号为G01～G09。
建立水准测量闭合环。
所以控制网均采用精密平差方法，并进行控制点精度评定。
控制点具体布设情况见《监测点布置示意图》。
§8监测仪器及方法
监测是对工程施工质量及其安全性,用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，因此，对监测仪器之质量、精度提出了更高的要求。
公司配备了拓普康MS05A测量机器人，测角精度0.5”，测距精度0.8+1ppm*D，用于水平位移监测；垂直位移监测采用索佳电子水准仪SDL30，使用RAB码玻璃钢水准标尺每公里往返测高差中数标准差为±1.0mm。
仪器最小显示值为0.00001m。
主要监测设备一览表
序号
仪器名称
仪器型号（品牌）
标称精度
数量
1
水准仪
索佳SDL30
±1.0mm/Km。
1台
2
全站仪
拓普康MS05A
0.5″
0.8+1ppm
1台
3
全站仪
索佳SET250RX
2″
2+2ppm
1台
4
三脚架
3个
5
水准尺
RAB码玻璃钢水准尺
±1mm
一对
6
电脑设备
三台套
8.1垂直、水平位移监测
（1）垂直位移
采用独立监测系统，按二等水准要求，用精密水准仪测出各观测点的高程。
基坑围护桩墙监测和塔机基础监测分别进行独立观测。
基坑围护桩墙变形监测将所有的桩墙监测点与工作基点（不少于3个）联测形成一条闭合线路；塔机基础容降监测将每个塔机基座的4个观测点与附近的一个工作基点分别形成单独的闭合线路。
经计算后可得到各测点的沉降或隆起变化情况。
（2）水平位移（极坐标法）
监测仪器采用拓普康MS05A测量机器人，测角精度0.5”，测距精度0.8+1ppm*D；该设备装载了拓普康先进的电动驱动，可以实现包含自动跟踪、自动照准、智能识别、遥测控制等功能在内的自动化测量，极大提高了测量效率。
测角技术采用IACS自主角度校准系统（IndependentAngleCalibrationSystem），内置基准已知角，预测并修正度盘测角误差，确保高精度角度测量。
测距技术区别与传统测距的多个测距频率分时调制发射技术，采用拓普康独有的多个测距频率同时调制发射技术（测距频率185MHz）
照准标志为激光反射片（3*3cm）。
观测方式采用半自动变形监测模式，该作业模式由一台测量机器人和机载软件组成外业半自动化系统。
一台PC机和数据后处理分析软件组成内业半自动化系统。
在利用半自动模式进行基坑变形监测时，将仪器置于工作基点上，调用内存的各观测点坐标数据库或学习目标点位坐标,限差参数设置等工作后，仪器将会在机载软件的驱动下自动地多测回、全面观测多个目标点并将边长、角度等数据实时存入PC卡中。
在某观测墩上完成观测后可将仪器移至另一观测墩上作业，直到完成全部测量工作。
完成所有测量工作后将仪器拿回室内，将PC卡上所存的边角数据传入电脑，再利用后处理软件进行平差处理分析，最终得出成果。
初始值一般取3次观测数据的平均值。
半自动变形监测模式示意图
（3）、水平位移观测精度分析
1、误差来源
本次测量的误差来源主要包括以下来源：
1.1仪器的系统误差
主要是由仪器本身构造引起的，为保证精度，需在测量前对仪器进行检校，即使在检校后仪器还有残余的系统误差，但由于监测需要得到的是两次测量之间的位移值，因此系统误差可以基本消除；
1.2测站、目标的对中误差
由于测站点采用强制对中措施，自动全站仪应用ATR模式自动目标识别，当全站仪发送的红外光被反射棱镜返回并经全站仪内置的CCD相机判别接受后，马达就驱动全站仪自动转向棱镜，并自动精确测定；由于全站仪自动精确照准功能，减少了人员照准的误差，提高了观测精度。
而且标志埋设后在整个观测过程中不再重新安置，因此对中误差可忽略不计。
1.3外界环境的影响
天气影响，观测时要选成像清晰的时段测量，夏季观测时要避免仪器被阳光暴晒。
工程机械路过时带来的震动对观测结果的影响较大，观测时应尽量避免在这一时段进行观测，或在数据处理剔除此时段的观测数据。
1.4测量仪器精度的影响
仪器本身的精度影响，其测角精度0.5”，测距精度0.8mm±1ppm，是主要的误差源。
2、监测点精度估计
根据以上对误差来源及其特点分析可知，此次监测主要的误差来源是仪器测量误差的影响，包括测角误差和测距误差。
采用极坐标法观测，最长边长约为250米，仪器采用拓普康MSo5A测量机器人，测角精度0.5”，测距精度0.8+1ppm*D，最弱点点位精度估算如下：
Mp=+
=+
=+1.08mm
小于规范要求二级监测要求的+3.0mm的限差。
综合上面的分析可知，水平位移测量精度是完全满足工程需要。
8.2坑底回弹监测
采用回弹监测标方式埋设方法如下：
1、钻孔至基坑设计标高以下200mm，将回弹标旋入钻杆下端，顺钻至孔底将回弹标尾部压入土中；
2、放入辅助测杆，用辅助测杆上的测头进行水准测量，确定回弹标顶面标高；
3、监测完毕后，将辅助测杆、保护管提出地面，用素土回填钻孔。
§9报警
信息化施工监测是确保工程质量、指导施工方法的重要措施，信息化施工监测由实测值及管理标准的比较来判断基坑的安全，完善施工参数及设计计算。
为管理标准确定一个警戒值，更清楚的反应出监测项目的安全程度。
根据设计、规范要求及以往工程的实践经验，拟定监测报警值：
表9-1监测报警值
区
域
监测项目
报警值
速率（mm/d）
累计值（mm）
备注
大
基
坑
围护墙顶位移
±３
±３０
塔机基础变形
±2
±2０
坑底回弹
±３
±60
监测数据达到报警值时，应立即通知各有关方，以引起重视，必要时采取相应措施。
§10监测工作计划、周期及频率
本工程监测项目在接到甲方开工令后，组成的监测项目组立即投入工作，一周内准备完成该工程监测所需的各种监测仪器设备材料进住现场。
监测工作从基坑围护结构施工开始，至±0.000结构顶板施工结束。
为顺利的完成监测任务，需要甲方、总包、施工方的密切配合，每项和监测相关的工序开始前，需要施工方提前通知，以便做准备元件，加密测试等相关工作。
另外，为更好的完成监测工作，根据现场实际情况，监测工作会作相应调整。
垂直位移监测周期在基坑开挖过程中，每天观测一次，混凝土底板浇筑完10天后每3天观测一次，地下室顶板完工和水位恢复后，每周观测一次，直至回填土完成。
水平位移监测周期在基坑开挖期间每3天观测一次，位移速率或者位移量大时，每天观测一次，当位移速率或位移量迅速增大或出现其他异常情况时，做好观测本身安全同时，增加观测次数，并立即将观测结果报告委托方。
§11资料整理与成果提交
现场监测工程师应逐日按设计要求对测点进行观测，每日监测资料应尽量当天以书面形式提交，最迟不得超过第二天。
成果上报内容主要包括：
1.围护墙顶沉降及水平位移观测日报表
2.塔机基础观测日报表
每周应对监测情况小结，必要时对重点监测项目提供变化曲线图，并附带相应的施工工况说明提供给委托单位。
在监测对象出现异常变化和明显突变时，应及时整理出书面材料呈报有关各方，并书面分析产生的原因，提出相应的整治措施及对策建议，同时加密监测，了解其进一步变化的情况和处理后的效果。
在整个监测工作结束后，及时编制并提交最终监测总结报告。
§12技术保障措施
12.1监测仪器均在检验合格期内，监测工作开始前及每日测试前接应进行自检，若发现仪器有异常，应立即采取措施。
12.2尽可能的固定测试人员、测试仪器、测试方法、测试线路以减少因人员、系统、环境变化所带来的误差。
12.3监测元件必须有出场标定记录，埋设前亦必须进行检验。
12.4每日必须做好工作表，记录仪器使用情况、施工工况等。
12.5尽力做好监测点的保护工作，如发现监测点受损，立即重设。
12.6监测日报表应按程序自检、校核（月报还应经审核）后盖章送出。
§13质量保障措施
1.严格执行建设部和市建委全面质量管理的规定。
2.严格执行有关规范、规程、标准及规定。
3.严格执行各工序质量验收反馈制度，确保工作量及监测第一手资料和数据的真实可靠。
4.监测工作开始前，对精密水准仪、经纬仪等设备进行全面检查，保证仪器工作正常。
5.组织有经验的工程技术人员承担本工程，作业人员及观测仪器固定，减少系统误差。
6.按既定监测方案要求作业，按规定及时提交监测数据，严格按规定的预警值及时报警。
7.监测数据发生异常后，及时与项目审核人、审定人联系，共同协商解决。
8.切实抓好监测过程的质量管理，执行事先指导、中间检查、成果校审制度。
§14应急预案
为更好地应对突发事件，为相关部门及时采取预防灾害事故的应变措施，将突发事件的损失降低到最小程度，故制定了本应急预案。
14.1应急小组
公司成立突发事件应急小组，由总经理及各部门负责人组成。
总经理任组长，成员总工程师、各部门负责人等若干人组成。
总经理不在，由副总经理或总工程师负责小组的具体领导工作。
应急小组下设5个分组：
工程、生产应急分组。
由总工办、监测项目部派员组成
设备应急分组。
由仪器设备服务中心、监测项目部派员组成
安全事故应急分组。
由行政办公室、施工项目部派员组成
综合治理应急分组。
由行政办公室派员组成
财务应急分组。
由行政财务部派员组成
14.2应急小组职责及工作程序
突发事件发生即报应急小组，应急小组即启动应急预案。
随之应急分组负责及时了解事件背景，研究对策；
根据不同突发事件性质，应急小组制定成员负责组织应急分组及有关部门和人员在第一时间到达现场进行调查工作，包括现场调查，电话联系有关部门和人员走访；
在调查弄清事件的真相后，负责对突发事件的分析研究并作出事件发展的预测；
应急小组指示应急分组负责制定突发事件的应急措施和建议。
下达指令组织技术、设备、后勤各部门保障支持，并进行实施；
负责对应急措施、建议的实施情况进行跟踪信息反馈和评估修改，直至突发事件处理完毕；
负责突发事件处理完毕后的总结报告；
应急小组在每个工作程序阶段中应随时向总经理报告事件处理进展情况，接受总经理指示并贯彻执行。
14.3实施注意事项
突发事件发生后，当事人应保持镇静，不要慌张，保护现场，在可能和安全的前提下，尽力制止事件的扩大和发展，但不允许破坏现场和擅自处理。
当事人应在第一时间，向上级主管部门领导如实报告，不得延误和隐瞒，更不允许谎报，并向有关部门作出通报。
若发生重大人身安全事件，在报告公司的同时，应采取积极救护措施，报警、送医院抢救治疗。
业务面，以求在更多的方面为广大客户服务；纵向发展增加技术实力，以求能提供更高效，更精确，更人性的服务。
§15监测方案布点图
本项目监测工作布点图详见：
《监测点布置示意图》。
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