本科毕业设计论文合肥站前广场基坑监测方案设计测绘工程.docx
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本科毕业设计论文合肥站前广场基坑监测方案设计测绘工程
本科毕业设计（论文）
合肥站前广场基坑监测方案设计
TheDesignofHefeiSquareFoundationPitMonitoringProgram
学院：
测绘工程学院
专业班级：
测绘工程测绘121
学生姓名：
学号：
指导教师：
（教授）
2016年6月
xx工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书
1.本人郑重承诺所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师的指导下完成并取得的成果，同时严格遵守校、院毕业设计（论文）的规章制度。
2.本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3.本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究过程中没有抄袭他人成果和伪造相关数据等行为。
4.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
毕业设计（论文）作者签名：
年月日
毕业设计（论文）中文摘要
合肥站前广场基坑监测方案设计
摘要：
本课题主要结合合肥火车站站前广场改造工程的地质条件及其周边环境进行设计。
设计首先根据已知的资料和信息进行了平面位移和竖直位移控制网的设计和精度分析，并且平面位移和水平位移各设计了两套方案，系统阐述了平面位移、竖直位移倾斜等有关检测方法，对两套方案进行多方面的分析，从中选择更好的方案，同时对桩体水平位移监测和坑外地下水位的监测做了系统性的设计。
最后不仅对监测的结果作出分析和研究。
而且还详细研究了监测的频率和周期。
并且对在检测的过程中可能出现的一些问题进行了较为深入地分析和研究。
关键词：
合肥站；广场；基坑；监测；设计
毕业设计（论文）外文摘要
TheDesignofHefeiSquareFoundationPit
MonitoringProgram
Abstract:
ThistopicmainlycombinedwiththeHefeirailwaystationsquarerenovationprojectofthegeologicalconditionsandthesurroundingenvironmentmadethedesign.Design,firstofall,accordingtotheknowndataandinformationforthehorizontaldisplacementandverticaldisplacementofcontrolnetworkdesignandaccuracyanalysis,andplanedisplacementandhorizontaldisplacementofeachdesigntwosetsofscheme,systemelaboratedthehorizontaldisplacement,verticaldisplacementtiltandrelatedtestingmethods,analysisoftwoschemesarevarious,chooseabettersolution,atthesametimethepilehorizontaldisplacementmonitoringandpitfieldsystematicdesignhasbeendoneforthewaterlevelmonitoring.Thelastnotonlyanalyzetheresultsofmonitoringandresearch.Butalsodetailedstudythemonitoringfrequencyandcycle.intheprocessoftest,someproblemsmayarisearediscussedanalysisandresearchindepth.
Keywords:
Hefeistation;square;foundationpit;monitoring;design
1工程概况
合肥火车站站前广场改造工程位于合肥市瑶海区火车站站前广场，站前路与胜利路交口处。
拟建交通枢纽及站前广场改造工程为全地下结构，共两层，西侧部为地下一层，总长约292m，总宽约175m。
站前路方向为合肥地铁三号线，胜利路方向为合肥地铁一号线。
枢纽场地南侧地下建设一三号线地铁换乘站-合肥站。
站前广场综合改造结构施工时地铁合肥站主体及附属结构已完成施工。
基坑最浅处约9.2m，最深处约14.0m。
根据上海铁路局对合肥火车站的要求：
在枢纽施工期间火车站还需保证运营。
现整个枢纽分二期施工，实施交通导改满足运营要求。
地下室底板坐落在4层粘土上。
本工程标高体系同主体结构，在±0.000相当于绝对标高30.400（吴淞高程系）；未注明标高为相对标高。
本工程基坑安全等级为一级，环境保护等级为二级。
基坑围护体系采用直径800的钻孔灌注桩+锚索+混凝土支撑及放坡围护体系，基坑临近地铁结构处的阴角位置采用混凝土支撑，基坑内各开挖的不同区域（Ⅰ区、Ⅱ区）之间采用放坡施工作为围护体系，基坑开挖自上而下分层分段进行。
图1合肥火车站站前广场改造工程基坑平面图
2测量现场工程条件
2.1工程地质条件
（1）层杂填土——层厚0.80~6.10m，层底标高23.86~28.74m。
杂色，湿，松散~密实状态，上部为混凝土地面和沥青路面，含砖、碎石等建筑垃圾等，下部为粘性土回填。
局部地段底部夹有淤泥、淤泥质土，含有机质、腐殖质等。
此层土属于欠固结高压缩性土。
（2）层粉质粘土——层厚0.50~3.70m，底层标高21.63~26.46m。
灰褐、褐、褐黄色，湿，可塑状态，含少量铁锰氧化铁等，摇振无反应，切面稍粗糙，干强度中等，韧性中等。
其静探比贯入阻力Ps值一般为1.60~1.94MPa，平均为1.78MPa。
实测标准贯入试验锤击数一般为5~7击/30cm，平均为5.9击/30cm。
此层土属于中等偏高压缩性土。
（3）层粘土——层厚0.70~5.20m，层底标高20.72~25.84m。
灰黄、黄褐色，稍湿，硬塑状态，含大量深褐色铁锰氧化物及青灰色高岭土团块，柱状裂隙较发育。
摇震无反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
其静探比贯入阻力Ps值一般为2.67~3.71MPa，平均为3.18MPa。
实测标准贯入试验锤击数一般为10~12击/30cm，平均为10.7击/30cm。
此层土属于中等压缩性土。
（4）层粘土——层厚15.90~27.60m，层底标高-4.55~5.65m。
黄褐色，红褐色，湿，硬塑~坚硬状态，含大量深褐色铁锰氧化物及青灰色高岭土团块，柱状裂隙较发育。
底部夹有少量粉质粘土，含少量灰白色钙质结核等。
摇震无反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
其静探比贯入阻力Ps值一般为6.21~7.07MPa，平均为6.65MPa。
实测标准贯入试验锤击数一般为13~24击/30cm，平均为18.3击/30cm。
此层土属于中等压缩性土。
（5）层粉质粘土——层厚0.80~9.90m，层底标高-9.34~2.43m。
褐黄、灰黄色，湿、硬塑状态，以粉质粘土为主，底部粉质含量较高，夹少量粉土、粉砂，含云母碎片等。
摇震无反应，切面粗糙，干强度高，韧性高。
实测标准贯入试验锤击数一般为15~22击/30cm，平均为17.3击/30cm。
此层土属于中等压缩性土。
2.2水文地质条件
施工现场水文地质条件一般，地下水类型主要可分为二层：
一层包括①层杂填土中的上层滞水；②层粉质粘土中的少量孔隙水；③层粘土属相对隔水层。
该层地下水水量与地势高低及填土厚度有较大关系，主要由大气降水。
地表水渗入补给，受大气降水、季节、气候以及地形的变化较大，无稳定地下水位且分布不连续；二层包括①粉细砂中的孔隙水；②层强风化泥质粉砂岩中的裂隙水，为弱承压水。
该地下水主要由地下径流补给。
2.3基坑周边环境情况
场地现状为合肥火车站的站前广场，东侧为时代商城，商城最西侧距离枢纽结构边约15m，为多层结构形式有一层地下室，基础形式采用独立基础+防水板，基础底板埋深约为-4m。
场地南侧为在建的一三号线地铁换乘站-合肥站。
场地西侧为白马商城，商城最东侧距离枢纽结构边约25m。
场地北侧为合肥火车站，合肥火车站最南侧新做门头部分，距离枢纽结构边约为15m，门头柱距7.2m，桩底标高为-5.5m。
根据设计施工图纸，结合现场踏勘情况，对本基坑周边风险对象进行了梳理统计，如下表2-1所示。
表2-1基坑周边风险源统计表
序号
风险源名称
位置
风险源现状描述
1
周边环境
安全风险
基坑北侧
合肥火车站
距离基坑约21m，框架结构；
2
基坑北侧
给水管线、污水管线
给水管线（PVC材质DN200）距离主体基坑约10.8m；
污水管线（钢质材质DN200）距离主体基坑约12.0m；
3
基坑东侧
燃气管线、污水管线
燃气管线距离基坑约20.0m；
污水管线距离基坑约19.0m；
4
基坑东侧
美家快捷酒店
距离基坑约26.7m，框架结构；
5
基坑西侧
污水管线
距离基坑约13.2m，框架结构；
6
基坑西侧
白马服装城
距离基坑约25.8m，框架结构；
3监测目的及依据
3.1监测目的
基坑监测工程在施工的过程中，它的许多方面都是在随时变化着的。
所以，在开挖到结束的这段时间，必须对施工地周围环境来一个全方位的监测。
一方面，为工程的质量管理给予定量性的分析及依据，换句话说就是帮助我们保证施工的质量；另一方面，有助于帮助我们利用监测数据调整施工进度及接下来的施工方向，这样可以避免施工人员因某些意外而带来的影响施工进度的因素。
因此，我公司进行施工监测主要目的如下：
（1）监控围护结构、构筑物等周围环境的变形、沉降，凭借这些数据分析所得的监测结果，就像天气预报一样，向我们提供可能发生的、事与愿违的坏情况的预测。
如果真的发生了这些坏情况，我们就能够提前想好应对方法及能够减少损失的措施，防止施工进度遭到被迫停止或迟缓和周围居民及来往人们的生命和财产安全；
（2）根据基坑监测数据分析来指导和帮助现场施工人员，确定合理施工的正确方向，以减少基坑施工工程的开销；建立严格的监测网络，进行信息化施工；
（3）将测得的数据和预测值相比较，以精减因错误施工带来的麻烦。
3.2监测依据
（1）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
（2）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；
（3）《基坑工程施工监测规程》DG/TJ08-2001-2006；
（4）《建筑基坑支护技术规程》DB11/489-2007；
（5）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；
（6）《工程测量规范》GB50026-2007；
（7）招标文件中规定的监测有关内容等；
（8）施工图设计文件等。
4仪器设备
为顺利完成合肥火车站站前广场综合改造工程基坑第三方监测项目工作，我院将投入足够的人员及仪器设备，以满足工程的需要。
拟投入仪器设备见下表所示。
所有仪器均经过检核，在使用过程中做好仪器的保养、维护和管理。
并根据工程需要增加和补充相关设备。
表4-1仪器设备一览表
序号
仪器设施名称
型号规格
数量
用途
备注
1
全站仪
LeicaTS11
1″、1mm+1.5ppm
1台
桩顶水平位移、
建筑物倾斜监测
2
水准仪及其配套铟瓦水准尺
TrimbleDiNi03
0.3mm/km
1台
竖向位移监测
3
测斜仪
武汉基深CX-3C
±1mm/50cm
1台
桩（土）体
水平位移监测
4
钢尺水位计
SWJ-90
1.0mm
1台
地下水位监测
5
游标卡尺
日本三丰500系列0.01mm
1台
裂缝监测
5监测内容
监测内容为基坑施工期间全过程监测，以及参数收集、测试、数据对比、分析并提出相应建议，定期提供相应的第三方监测报告以及最终的完整第三方监测报告。
这次的监测范围是基坑及其周围大约2倍基坑大小的周围建筑物及地下管线等作为监测目标。
5．1围护结构体系监测
①围护结构桩顶水平位移；
②围护结构桩体及土体水平位移；
③基坑外地表沉降；
④坑外地下水位观测；
⑤锚索拉力及应力监测；
⑥立柱竖向位移。
5．2周边环境监测
①周边建（构）筑物竖向位移、倾斜等；
②周围地下管线变形；
③裂缝观测。
5．3安全巡视
在基坑工程施工阶段应进行日常安全巡视与检查，主要巡视内容包括以下几个方面：
（1）工程主体
对基坑开挖阶段本设计主要巡视以下内容：
①基坑施工处及其周围土地或路面的土的属性，主要指其承受重量的能力和是否易受外界因素的影响，包括：
土地的性质和改变雨而出现坍塌现象等；②降水效果，包括：
四周环境遇大雨天气时的排水效果、土质是否因下大雨而改变。
对施工周围的巡视：
①在基坑的四周停放大型的，比如挖掘机、吊机等相重的设备；②基坑周围排水系统相对较差，遇到大雨天气，水流不能及时地排除。
（2）周边环境
对周边环境的巡视内容：
①地面出现裂痕；②地面出现塌陷或隆起。
6基准网的选取与布设
6.1坐标系的选取与论证
本次设计测区合肥站位于东经117°31′～117°32′，北纬31°88′～34°89′之间。
综合测区概况和投影变形差异，进行长度变形分析，本次采用高斯3°带投影，带号39，中央经线117̊
长度变形公式为：
（6-1）
（6-2）
式中：
H为观测长度所在高程面相对该椭球面的高差；
为观测长度所在的法截面上的查考椭球的曲率半径；
为实际观测值化成平距后的长度；
为观测长度两端点横坐标的平均值；
R为观测区处的参考椭球平均曲率半径；
S为投影到参考椭球面上的边长值。
将式（3-1）（3-2）相加，并令
=R=6371km，S=
，即可计算长度投影变形比m，即：
（6-3）
式中：
、
应以公里为单位。
在测区地势平坦，地区平均高程约31.145m。
测区经纬度：
东经117°31′～117°32′
北纬34°88′～34°89′
最大变形处L=117°32′
B=（31°88′+31°89′）/2=31°88.5′
14′
=21.888
将上面结果代入长度投影变形公式得：
（6-4）
利用测区范围内的经纬度进行投影变形考虑，根据计算得到在变形范围内。
因此可以选择建立独立坐标系。
6.2基准网的选取
水平位移监测控制网由基准点和工作基点组成。
由于水平位移监测每次至少要同时使用两个基准点，所以必须保证每次使用的两个基准点相对位置及设站控制点的绝对位置固定。
水平位移监测基准点和工作基点在有条件的情况下采用强制对中设备（如图6-1所示），以减少对中误差对监测工作的影响。
图6-1强制对中装置
沉降监测控制网由基准点和工作基点组成。
基准点、工作基点应布设在远离基坑影响范围之外的地方，以便于重复测量，而且该工作基点所在的位置不能受到外界因素的影响，不容易被破坏。
基准点和工作基点不能够损坏，要用明显的标志提醒人们注意。
基准点的埋设如图下图所示，本项目已有已知控制点情况如表6-1所示。
图6-2沉降基准点埋设示意图
沉降和水平位移基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外不受施工影响的稳定区域或利用已有稳定的施工控制点，且不少于3个。
基坑开挖施工前，应对沉降监测及水平位移监测控制网测量3次，取其平均值作为初始值。
监测期间，应定期（一般每一个月）检查基准点和工作基点的稳定性。
当遇到特殊情况时，应及时对基准点和工作基点进行复核。
6.3平面位移监测控制网的设计
6.3.1平面位移监测控制网的技术要求
进行基坑监测的目的就是为了监视建筑物的位置在工程动工的过程中是否会发生变化，更为重要的是为了研究这种变形的过程和导致这种变形发生的原因，这些都对平面控制网的布设有着严格的要求。
平面控制网按II等要求进行，主要技术要求见下表所示。
表6-1平面控制网监测的技术要求
等级
相邻基准点点位中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（″）
最弱边相对中误差
全站仪标称精度
水平角观测测回数
距离观测测回数
往测
返测
Ⅱ
±3.0
150
±1.8
≤1/70000
±1.0″
±1.0mm+1ppm
6
3
3
6.3.2平面位移监测控制网的布设
本项目选取基坑周边已有的平面位移监测基准点进行监测，后根据现场情况选取适当的工作基点进行测量，建立独立坐标系。
表6-2已有基准点情况
点名
X坐标
Y坐标高程
JZ01
10448971.567
3552960.06630.669
JZ02
10449062.940
3553071.70131.078
方案一：
由于工程所在地面积相对较小，测区范围不大。
因此，在地图中选定四个工作基点，选点要求视野开阔、地质条件良好、点位稳定、易于保存。
采用GPS静态测量，与基准点联测得出工作基点坐标。
图6-3平面位移监测控制网方案一
根据测得的数据，再通过COSAWI软件分析结果如下
近似坐标
NJZ01mGJ03X（m）Y（m）
----------------------------------------------------------------------------
JZ0110449015.2983552718.228
JZ0210449193.8983552796.700
GJ0110449070.1603552911.423
GJ0210449048.2523553005.249
GJ0310448987.6963552903.445
GJ0410448997.6473552801.010
--------------------------------------------------------------------------------
方向平差结果
GJ04ROMTOTYPGJ03VJZ01LUGJ03（GJ02ms）M（sGJ03GJ01）V（sGJ03GJ01）RGJ03SULT（GJ02ms）Ri
JZ01JZ02L0.00000010.00-2.92-0.0002920.24
JZ01GJ04L78.19022410.002.9278.1905160.24JZ02GJ01L0.00000010.00-0.19-0.0000190.26
JZ02JZ01L66.33157910.000.1966.3315980.26
GJ01JZ02L0.00000010.00-2.25-0.0002250.11
GJ01GJ02L145.58402810.002.25145.5842530.11
GJ02GJ01L0.00000010.00-4.56-0.0004560.26
GJ02GJ03L316.06404710.004.56316.0645030.26
GJ03GJ02L0.00000010.00-1.71-0.0001710.13
GJ03GJ04L216.16563410.001.71216.1658050.13
GJ04GJ03L0.00000010.000.870.0000870.13
GJ04JZ01L186.29518710.00-0.87186.2951000.13
方向最小多余观测分量:
0.11（GJ01--->GJ02）
方向最大多余观测分量:
0.26（GJ02--->GJ03）
方向平均多余观测分量:
0.19
方向多余观测数总和:
2.25
距离平差结果
GJ04ROMTOTYPGJ03VJZ01LUGJ03（m）M（GJ01m）V（GJ01m）RGJ03SULT（m）Ri
JZ01JZ02S195.07680.720.22195.07901.00
JZ01GJ04S164.53910.710.10164.63910.14
JZ02GJ01S168.74230.72-0.23168.74010.16
GJ01GJ02S196.33900.71-0.10196.33800.15
GJ02GJ03S178.44120.71-0.10178.44020.16
GJ03GJ04S172.91690.710.07172.91760.15
边长最小多余观测分量:
0.14（JZ01--->GJ04）
边长最大多余观测分量:
1.00（JZ01--->JZ02）
边长平均多余观测分量:
0.29
边长多余观测数总和:
1.76
平差坐标及其精度
NJZ01mGJ03X（m）Y（m）MX（GJ01m）MY（GJ01m）MP（GJ01m）GJ03（GJ01m）GJ04（GJ01m）T（GJ02ms）
JZ0110449015.29803552718.2280
JZ0210449193.89803552796.7000
GJ0110449070.15873552911.42480.770.710.840.820.6534.4856
GJ0210449048.25153553005.23891.240.820.451.250.7912.2212
GJ0310448987.70763552903.44240.780.880.570.950.6955.5618
GJ0410448997.64523552801.00570.410.660.780.660.4194.0755
-----------------------------------------------------------------------------------------
Mx均值:
0.80My均值:
0.77Mp均值:
1.12
网点间边长、方位角及其相对精度
GJ04ROMTOJZ01（GJ02ms）MJZ01（sGJ03GJ01）S（m）MS（GJ01m）S/MSGJ03（GJ01m）GJ04（GJ01m）T（GJ02ms）
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
JZ01GJ04102.02178610.2084.63910.66830000.660
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