基坑支护结构及周边环境监测技术方案.docx
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基坑支护结构及周边环境监测技术方案
基坑支护结构及周边环境监测技术方案
1、监测依据
（1）、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002，中华人民共和国国家标准；
（2）、《工程测量规范》GB50026-2007，中华人民共和国国家标准；
（3）、《建筑变形测量规范》JGJ8-2007，中华人民共和国行业标准；
（4）、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99，中华人民共和国行业标准；
（5）、《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02－98）；
（6）、广州市珠江新城海心沙绿化改造及地下空间工程基坑设计相关图纸。
2、监测目的
基坑支护工程是一种风险性大的系统工程，施工应遵照动态设计、信息化施工规定，确保基坑本身及周边环境的安全，因此，进行基坑及周边环境监测的目的有：
（1）、将监测数据与设计值相比较以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，做到信息化施工。
（2）、了解基坑周围土体位移及水位的变化，及时掌握其对周边地面及基坑围护结构的影响。
（3）、将现场测量结果用于信息反馈优化设计，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
3、监测内容
依照相关规范规定，按基坑支护结构设计图纸的要求，本工程基坑监测暂列以下内容：
监测项目、测点数量表1
序号
监测项目
位置或监测对象
仪器
数量
测点布置
1
支护结构顶水平及垂直位移监测
基坑围护顶
水准仪、全站仪
按根据各子项目设计图纸定
按设计位置布设，
2
支护桩侧向变形监测
围护结构内
测斜管、测斜仪
3
基坑周边土体侧向位移监测
基坑周边土体内
测斜管、测斜仪
4
地下水位
基坑周边土体内
水位管、水位仪
5
周边道路及建筑物变形观测
基坑周边道路及建筑物
水准仪
6
锚固力监测元件安装及监测
锚索
锚固力计及钢弦频率仪
7
支持立柱沉降监测
立柱顶
水准仪
8
内支撑轴力监测
内支撑
支撑轴力计及钢弦频率仪
4、监测点布设及监测方法
4.1、基坑支护结构顶部水平位移监测
观测点数量位置按设计要求布设，组成一个或多个变形监测网。
另在基坑影响范围外布设3～4个控制点组成一个变形观测基准网。
基准网采用独立坐标系统，采用比变形监测网高一等级的测量方法进行观测。
支护结构顶部水平位移观测方法：
采用进口瑞士的莱卡TC1800精密全站仪、莱卡TCA2003精密全站仪，按自由测站法或极坐标法对埋设于基坑支护结构上的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个观测点坐标与基坑开挖前进行的初始观测值相比较，所得的坐标矢量差即为该观测点在本观测周期内的累计位移值。
4.2、基坑支护结构顶部沉降监测
观测点数量位置按设计要求布设，组成一个或多个变形监测网。
另在基坑影响范围外布设3～4个水准基点组成一个变形观测基准网。
基准网采用独立高程系统。
支护结构顶部沉降观测方法：
采用进口瑞士的莱卡DNA03数字式精密水准仪，配合高精度水准标尺铟钢条码尺，采用几何水准测量方法，以水准基点为起始高程，对变形监测网中各监测点进行水准测量，最终回到起始基准点形成闭合环，用莱卡随机软件平差处理数据得出各个观测点的相对于基准点的高程，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的沉降变化。
技术要求满足：
现场观测应遵守“三固定”的原则，按二等水准测量技术要求进行施测
观测频率：
同支护结构顶部水平位移观测频率
4.3、支护桩测斜
根据本工程设计要求的数量位置埋设，如果支护桩为搅拌桩，观测孔采用专用测斜管在基坑支护搅拌桩内钻孔埋设。
若为灌注桩则在吊放钢筋笼时进行绑扎预埋侧协管。
观测方法：
测斜仪采用美国新科测斜仪。
测斜仪由探头、电缆及测读仪三部分组成：
探头：
探头内装有伺服加速度计，上、下有两组导轮，以便使其沿测斜管导槽升降滑动。
电缆：
电缆把探头和测读仪连接起来，它除向探头供电、给测读仪传递信息外，同时也是测点的深度尺和探头升降的绳索。
为使电缆在负重时不致有明显的长度变化及损坏导线，电缆芯线中有一根钢丝绳，电缆上每隔0.5m设一个深度标志。
测读仪：
测读仪由显示器、蓄电池、电源变换线路和转换开关等装置组成。
当桩体发生位移时，测斜管也随之变形并发生倾斜变化。
将探头在测斜管内自下而上以一定间距逐段滑动量测，就可获得每测段的倾斜角及水平位移增量，通过计算就可得到任意深度的水平位移。
同一测斜管的测点间距为0.5m。
4.4、基坑周边土体侧向位移观测
根据设计图纸的要求，土体侧向变形观测点采用钻机在设计位置进行钻孔埋设，在钻孔内安装专用测斜管，每个测斜管长超过该位置基坑开挖深度0.5m以上，测斜管就位后用水泥浆回填，使测斜管与周围土体固定在一起。
观测方法：
与支护结构侧移监测方法相同。
当土体发生位移时，测斜管也随之变形并发生倾斜变化。
将探头在测斜管内自下而上以一定间距逐段滑动量测，就可获得每测段的倾斜角及水平位移增量，通过计算就可得到任意深度的水平位移。
同一测斜管的测点间距为0.5m。
4.5、地下水位监测
按设计要求位置布设，地下水位监测孔的埋设采用钻机钻孔埋设，钻孔深度穿过透水层。
在专用的地下水位观测管上，按规定位置将地下水位观测管加工成花管，用细钢丝网将花管部分扎牢，避免沙土堵塞透水小孔，就位后回填粗砂。
观测方法：
采用水位计直接测量地下水位观测孔内的水位高度。
与基坑开挖前相应地下水位观测孔内的地下水位高度进行比较，得处开挖过程中基坑周边地下水位的变化情况。
4.6、基坑周边建（构）筑物、道路沉降观测
根据设计图纸的要求，监测点位置按设计要求位置布设，组成一个或多个变形监测网。
另在基坑影响范围外布设3～4个控制点组成一个沉降观测基准网。
基准网采用独立坐标系统，采用比变形监测网高一等级的测量方法进行观测。
观测方法：
采用进口瑞士的DNA03数字式精密水准仪，配合高精度水准标尺（铟钢条码尺）采用几何水准测量方法，以水准基点为起始高程，对变形监测网中各监测点进行水准测量，最终回到起始基准点形成闭合环，用莱卡随机软件平差处理数据得出各个观测点的相对于基准点的高程，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的沉降变化，技术要求满足：
现场观测应遵守“三固定”的原则，按二等水准测量的技术要求进行施测。
4.7、锚杆拉力监测
根据设计要求，按照监理方提供的锚杆号对指定位置的预应力锚杆进行锚杆拉力测试，锚杆拉力监测采用锚索轴力计进行监测，锚索轴力计在预应力锚杆张拉锁定前安装在承压板与锚头之间，随锚杆的锁定而固定。
并将监测导线引出地面编号。
观测方法：
采用频率计对预应力锚杆内力计进行监测，并通过轴力计的率定曲线计算监测时各个监测点的轴力，与锚索锁定时的初始轴力值相比较就可以了解所监测锚杆的内力变化情况。
4.8、支撑立柱沉降
按设计图纸的要求，若无设计要求则按规范规定，监测点按设计要求或规范规定位置布设。
观测方法：
采用进口瑞士的DNA03数字式精密水准仪，配合高精度水准标尺（铟钢条码尺）采用几何水准测量方法，以水准基点为起始高程，对变形监测网中各监测点进行水准测量，最终回到起始基准点形成闭合环，用莱卡随机软件平差处理数据得出各个观测点的相对于基准点的高程，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的沉降变化。
技术要求满足：
现场观测应遵守“三固定”的原则，按二等水准测量的技术要求进行施测。
4.9、支撑轴力观测
按设计图纸要求，在混凝土内支撑中布设支撑轴力计，监测点按设计要求位置布设。
观测点在内支撑钢筋骨架绑扎完成而混凝土浇筑前预埋在内支撑的钢筋上。
并将监测导线引至基坑边进行编号。
观测方法：
采用频率计对施工范围内的支撑轴力计进行监测，并通过轴力计的率定曲线计算监测时各个监测点的轴力，与初始轴力值相比较就可以了解支撑的轴力变化情况。
5、监测项目的观测频率
根据施工进程确定，基坑开挖施工期间观测周期间隔为不超过3天，如遇大雨或其他因素造成变形较大时，应加密观测，地下室施工期间，观测周期为7～10天。
6、拟投入本项目的监测仪器
拟投入本项目的监测仪器见下表。
拟投入本项目的主要监测仪器一览表2
序号
测试元件、仪器
单位
产地
监测精度
1
TCA2003全站仪
2套
瑞士
测距精度：
1+1ppm
测角精度：
0.5″
2
DNA03数字式精密电子水准仪（配铟钢条码尺）
2套
瑞士
±0.3mm/km
3
水位计
2套
中国
5.0mm
4
测斜管、新科数字测斜仪
2套
美国
0.01mm
5
钢弦式频率接收仪
2套
中国
6
锚固力计
N个
中国
不低于0.5%F•S
7
支撑轴力计
N个
中国
不低于0.5%F•S
7、监测项目的警戒值
本工程监测中，每一测试项目都应根据保护对象的实际情况，事先确定相应的警戒值，以判定是否超出允许的范围，判断工程施工是否可靠，是否需调整施工步序和优化原设计方案。
一般情况下，每个警戒值均由两部分控制，即总允许变化量和单位时间内允许的变化量。
（一）警戒值确定的原则
（1）、满足设计计算要求，不可超出设计值；
（2）、满足测试对象的安全要求，达到保护目的；
（3）、满足各保护对象的主管部门提出的要求；
（4）、满足现行的相关规范、规程要求；
（5）、在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。
（二）警戒值的确定
根据设计规定或依据规范规定对工程检测项目提出了以下警戒值：
一级基坑各监测控制位移量为30mm;支撑内力和锚杆拉力控制值为60%～70%f（f为设计极限值）
二级基坑各监测控制位移量为50mm;支撑内力和锚杆拉力控制值为70%～80%f（f为设计极限值）
8、应急预案
在每次监测后，正常情况下下次监测周期内将监测结果上报现场监理单位，但当监测结果出现异常及出现事故时，立即启动现场监测应急预案。
具体措施如下：
（1）、信息反馈机制
当监测项目的变形值接近或超过其警戒值时，必须立即通知委托单位、现场监理单位及基坑施工单位，迅速停止开挖，并立即组织监测人员按委托单位及监理要求进行实时监测。
同时由业主及现场监理单位组织设计单位进行复核验算，查明原因。
（2）、监测现场应急机制：
当监测项目的变形值接近或超过其警戒值时，监测单位在向有关单位通报的同时，立即报告单位的上一级技术主管部门，并组织技术人员进入现场监测抢险应急状态，项目技术负责人进驻监测现场，组织监测人员进抢险监测。
（3）、施工应急措施：
迅速组织危险位置的人员撤离，并采取以下措施，确保变形不再继续增大。
具体措施如下：
、迅速原位回填，保证变形值不再增大；
、修改支护方案，对基坑的支护结构进行加固。
9、基坑监测点保护
水准基点和观测点的保护、管理工作极为重要，是取得准确观测数据的关键。
在施工现场范围内的各种监测点及基准点、控制点，委托单位应委托现场施工单位负责妥善保管，在施工现场范围外的各种监测点及基准点、控制点，建议委托单位及监理单位协调各有关单位共同妥善保管，如需移动观测点，应提前通知观测单位，采取处理措施，以保证观测工作顺利完成。
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