监测方案总.docx
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监测方案总
花桥集善路181项目
北区住宅地下车库及1～3#、8～10#楼
深基坑开挖与地下室施工安全监测方案
南京南大岩土工程技术有限公司
二0一三年四月
花桥集善路181项目
北区住宅地下车库及1～3#、8～10#楼
深基坑开挖与地下室施工安全监测方案
方案编制：
审核：
批准：
南京南大岩土工程技术有限公司
二0一三年四月
一、工程概况………………………………………………………………………………1
二、监测的目的和意义……………………………………………………………………1
三、监测设计的依据………………………………………………………………………2
四、监测设计的原则………………………………………………………………………2
五、监测内容及工作量……………………………………………………………………4
六、监测的方法和要求……………………………………………………………………10
七、监测工作实施步骤……………………………………………………………………12
八、本工程使用的仪器设备………………………………………………………………13
九、参加本项目的人员组成………………………………………………………………14
十、附图……………………………………………………………………………………14
花桥集善路181项目
北区住宅地下车库及1～3#、8～10#楼
深基坑开挖与地下室施工安全监测方案
一、工程概况
本工程位于江苏省昆山市花桥镇，集善路以东，金中路以南，西环路以西，本次监测对象为北区住宅地下车库及1～3#、8～10#住宅楼，其中地下车库基坑一般开挖深度为5.05m，局部深坑落深为0.95～1.65m；住宅楼基坑一般开挖深度为4.8米，局部深坑落深为1.3～3.0m；基坑安全等级为三级。
支护形式：
本工程采用放坡、水泥土重力式挡墙的围护形式。
二、监测的目的和意义
在岩土工程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、地下构筑物的受力状态和力学机理、施工条件以及外界其它因素的复杂性，岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术，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的反应工程的各种变化。
所以，在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的。
监测可谓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，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。
在预先周密安排好的计划下，在适当的位置和时刻用先进的仪器进行监测可收到良好的效果，特别是在工程师根据监测数据及时调整各项施工参数，使施工处于最佳状态，实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。
通过先进可靠的手段，建立一个严密的、科学的、合理的监测控制系统，确保该基坑工程及其周围环境在施工期间的安全稳定。
通过监测工作，达到以下目的：
及时发现不稳定因素
由于土体成分的不均匀性、各项异性及不连续性决定了土体力学的复杂性，加上自然环境因素的不可控影响，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保基坑稳定安全。
验证设计，指导施工
通过监测可以了解结构内部及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计与实际符合程度，并根据变形和应力分布情况为施工提供有价值的指导性意见。
保障业主及相关社会利益
通过对周边环境监测数据的分析，调整施工参数、施工工序等一系列相关环节，确保周边环境的正常运行，有利于保障业主利益及相关社会利益。
分析区域性施工特征
通过对围护结构、周边建（构）筑物、道路及地下管线等监测数据的收集、整理和综合分析，了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境的影响程度，分析区域性施工特征，尤其要关注周边建（构）筑物、道路及地下管线沉降和不均匀沉降的大小和变化发展情况。
三、监测设计的依据
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；
《城市测量规范》CJJ8-99；
《工程测量规范》GB50026-2007；
⑹《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
⑺“花桥集善路181项目北区住宅地下车库及1～3#、8～10#楼工程”基坑支护监测平面布置图。
四、监测内容及工作量
根据基坑开挖的深度、支护结构的特点、所处的周边环境条件及国家、地方相关规范、规程及招标文件的要求，基坑开挖监测项目拟设置以下几项：
围护坡顶位移监测
基坑开挖期间，为及时监控整个围护结构的位移情况，沿围护结构顶部每隔15～20m左右布设1个围护结构顶部水平位移监测点，共计布设71个围护结构顶部水平位移点（D1～D71）。
监测随着基坑开挖的不断加深和地下室施工的进行，支护结构体水平位移的大小及变化发展情况。
坑外土体侧向位移监测（测斜）
用测斜仪通过测量预先埋置于支护结构中的特别套管的变形，从而获得基坑支护结构体及周边土体在不同深度的各点随着基坑开挖深度的不断加深向基坑内不同深度的水平位移的发展变化情况。
本基坑共计布设11个深层水平位移监测点（CX1～CX11），测斜管埋设在支护结构外侧土体中。
每根测斜管长约16.0m，累计测斜管总长176.0m；在孔深范围内每隔1.0m为一测点。
基坑周边建筑物变形监测
在基坑南边建筑物上共布设32个建筑物基础变形监测点（H1～H32），监测随着基坑开挖的不断加深和地下室施工的进行，基坑周边建筑物基础沉降和不均匀沉降的大小及变化发展情况。
基坑外地下水位监测
为了了解围护结构的止水情况，以防止由于渗漏止水帷幕而引起坑外水土向坑内流失，从而导致基坑围护结构、周围建筑物和地下管线的破坏。
同时，可根据坑外地下水位的变化，协同分析、判断坑外水、土压力的大小和发展变化情况。
在基坑外侧布设11口坑外水位观测井，水位管每根长约10.0m，累计水位管长110.0m。
基坑周边管线监测
为了了解基坑周边管线情况，沿基坑东侧、西侧共布设20个管线沉降变形观测点（R1～R20）。
监测随着基坑开挖的不断加深和安全施工的进行，取得基坑周边管线沉降和不均匀沉降的大小及变化发展情况。
⑹现场目测巡视
在基坑开挖期间，为及时监控整个围护体的位移及周边环境的变形情况要加强现场目测巡视，现场目测巡视的内容有：
1、工程自身
①围护结构体系有无裂缝、倾斜、渗水；②支护体系施作的及时性；③基坑周边堆载情况；④地层情况；⑤地下水控制情况；⑥地表积水情况等。
2、周边环境
（1）建（构）筑物：
①建（构）筑物裂缝、剥落；②地下室渗水等。
（2）道路、地面：
①地面裂缝；②地面沉陷、隆起；③地面冒浆等。
（3）地下管线：
①管线沿线地面开裂、渗水及塌陷等情况；②检查井等附属设施的开裂及积水变化情况等。
3、现场目测巡视频率
每次现场监测工作实施的同时进行现场目测巡视，特殊情况加密巡视频率。
五、监测的方法和要求
5.1水平位移监测
5.1.1监测目的
水平位移主要由围护结构顶支撑施筑前挖土引起的变形和支撑杆件或梁板压缩带来的变形两部分组成以及管线的水平位移。
挖土引起的围护结构变形位移量主要取决于围护结构本身的刚度和支撑或梁板施筑前的挖土深度，支撑杆件或梁板压缩引起的变形位移量取决于作用在围护结构上的水土压力和支撑材料的刚度。
过大的水平位移会影响到基坑内主体结构的施工空间及周围环境安全。
通过监测位移量必要时调整基坑开挖顺序和速度、反算地层的水土压力，确保基坑和周围环境的安全，并对测斜观测计算结果进行校核。
5.1.2测点布置和埋设
水平位移监测点分为基准点、工作基点、变形监测点3种。
基准点和工作基点均为变形监测的控制点。
基准点一般距离施工场地较远，应设在影响范围以外，用于检查和恢复工作基点的可靠性；工作基点则布设在基坑周围较稳定的地方，直接在工作基点上架设仪器对水平变形监测点进行观测。
建议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，以减少对中误差对观测结果的影响。
水平位移监测点应沿其结构体延伸方向布设，水平位移监测点的布设位置和数量按照设计要求布设。
（如下图6-1、图6-2）
图6-2工作基点和观测点埋设
图6-1基准点埋设图
5.1.3平面控制网的建立和初始值的观测
水平位移监测控制网宜按两级布设，由控制点（基准点、工作基点）组成首级网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网。
对于单个目标的位移监测，可将控制点同观测点按一级布设。
监测埋设的测点稳定后，应在基坑开挖前进行初始值观测，初始值一般应独立观测3次，3次观测时间间隔应尽可能的短，3次观测值较差满足有关限差值要求后，取3次观测值的平均值作为初始值，水平位移监测则以初始值为观测值比较基准。
水平位移变形监测应视基坑开挖情况即时开始实施。
5.1.4监测方法
围护结构水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜组等进行观测。
水平位移的观测方法很多，可以根据现场情况和工程要求灵活应用。
本工程采用小角度法和极坐标法结合进行监测。
下面就分别介绍该两种方法：
（1）极坐标法
使用极坐标法直接在工作基点上观测变形点到测站的距离和该方向与某一基准方向的夹角，直接计算变形点的坐标。
通过坐标变化量来反映监测点的位移量。
（2）小角法
该方法适用于观测点零乱、不在同一直线上的情况，如下图5-3所示。
在离基坑2倍开挖深度距离的地方，选设测站A，若测站至观测点T的距离为S，则在不小于2S的范围之外，选设后方向点A’。
用经纬仪/全站仪观测β角，一般测2～4测回，并测量测站点A到观测点T的距离。
为保证β角初始值的正确性，要2次测定。
以后每次测定β角的变化量，按下式计算观测点T的位移量：
式中：
Δβ——β角的变化量（”）；
ρ——换算常数，ρ=3600*180/π=206265；
S——测站至观测点的距离（mm）。
如按β角测定中误差为±2”，S为100m，则位移中误差约为±1mm。
5.1.5水平位移监测主要技术要求
本项目水平变形控制点测量的等级确定为二等。
主要技术要求见下表6-1：
表6-1水平位移监测控制网的主要技术要求
等级
相邻控制点点位
中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（〃）
最弱边相对中误差
主要作业方法和观测要求
一等
1.5
〈150
±1.0
≤1/120000
宜按二等三角测量进行
5.1.6数据计算
采用严密平差计算各监测工作点和监测点坐标，与既有坐标比较即可知道监测结构是否发生了变形。
5.1.7注意事项
（1）每个测区的基准点不应少于3个，工作基点多少视监测情况而定。
（2）对埋设后的监测标志点（桩），应采取适当的保护措施，防止受到毁坏。
（3）使用仪器进行观测时，要尽量减少仪器的对中误差、照准误差和调焦误差的影响。
监测应在通视良好，成像清晰的有利时刻进行。
（4）监测期间，应定期检查工作基点和基准点的稳定性。
5.2测斜监测（深层水平位移）
测斜（深层水平位移）监测细则适用于支护结构变形及土体深层水平位移。
本工程做土体深层位移监测。
5.2.1概述
桩体或土体的深层水平位移监测，一般通过活动式测斜仪进行。
在需要进行测斜监测的部位埋设与活动式测斜仪配套的测斜管，测斜管内部有两对互成90°的导向滑槽。
把测斜仪的一组导向轮沿测斜管导向滑槽放入管中，一直滑到管底，每隔一定距离（500mm）向上拉线（标有刻度的信号线）读数。
由于测斜仪能反应出测管与重力线之间的倾角，因而能测出测斜仪所在位置测管的倾斜度为θi，换算成该位置测斜仪上下导轮间（或分段长度）的位置偏差△d=Lsinθi（L为量测点的分段长度），自下而上相加可知各点处的水平位置d=∑Lsinθi。
如图6-4所示。
5.2.2监测目的
基坑土方开挖，土体原始应力状况发生改变，支护结构外地层土体对其施加主动土压力，造成支护结构或外侧地层不同深度处发生水平变位，通过监测、整理、分析不同深度的水平变位，判断是否存在薄弱区段，指导施工。
5.2.3测斜管的布置和埋设
a.采用测斜仪在埋设的测斜管内进行测试。
测点宜选在变形大（或危险）的典型位置。
b.测斜管采用钻孔埋设。
管底应不小于支护结构深度，且超过基坑开挖最大深度3～8米，硬质基底取小值，软质基底取大值。
当通过平面测量的方法，将管顶作为位移计算的基准位置时，管底应超过围护结构底部不少于1米。
c.测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封。
d.测斜管安放就位后调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。
e.调整方向后盖上顶盖，保持测斜管内部的干净、通畅和平直。
管顶高出地面约10～50cm。
f.钻孔和测斜管之间要回填。
回填应选用粗砂缓慢进行，注意采取措施避免塞孔使回填料无法下降形成空洞。
回填后通过灌水和间隔一定时间后的检查，在发现回填料有下沉时，再进行回填。
回填工作要确保测斜管四周回填密实并与土体同步变形。
g.埋设时间应在基坑开挖或降水之前，并至少提前2周完成。
h.做好清晰地标示和可靠的保护措施。
如下图（5-5所示）
图5-5周边土体深层位移监测
5.2.4测斜的方法、步骤
（1）仪器连接；
（2）仪器检查；（3）测量：
1）将测头导轮卡置在预埋测斜导管的滑槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆使测头滑止孔底，记下深度标志。
当触及孔底时，应避免过分冲击。
将测头在孔底停置约5分钟，使测斜仪与管内温度基本一致。
2）将测头拉起至最近深度标志作为测读起点，每1.0m测读一个数，利用电缆标志测读测头至测斜管顶端为止。
每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧，以防止读数不稳。
3）将测头调转180°重新放入测斜导管中，将测头滑到孔底，重复上述步骤在相同的深度标志测读，以保证测量精度。
通常采用正反测量的目的是为了提高精度，导轮在正反向滑槽内的读数将抵消或减小传感器的零偏和轴对称所造成的误差。
5.2.5记录与计算
测斜仪直接自动记录测试数据，导入计算机后用专用软件生成深层位移曲线，直接输出报表。
5.2.6注意事项
1）测斜仪宜采用能连续进行多点测量的滑动式仪器；
2）测斜管应布设在基坑每边中部及关键部位，并埋设在围护结构桩墙内或其外侧的土体内。
当测斜管埋设在围护墙体内测斜管长度不应小于围护墙深度。
当测斜管埋设在土体中，测斜管长度不宜小于基坑深度2.0倍，并大于围护墙深度；
3）将测斜管吊入或槽内时，应使十字型槽口对准观测的水平位移方向。
链接测斜管时应对准导槽，使之保持在一直线上。
管底端应装底盖，每个接头及底盖处密封；
4）埋设于基坑围护结构中的测斜管，应将测斜管绑扎在钢筋笼上，同步放入成孔内，通过浇筑混凝土后固定在桩墙中或外侧；
5）埋设于土体中的测斜管，应先用地质钻机成孔，将分段测斜管连接放入孔内，测斜管连接部分应密封处理，测斜管与钻孔壁之间空隙宜回填细沙或水泥与膨润土拌合的灰浆，其配合比应根据土层的物理力学性能和水文地质情况确定。
测斜管的埋设深度应与维护结构入土深度一致；
6）测斜管埋好后，应停留一段时间，使测斜管与土体结构连为一整体；
7）观测时，可由管底开始向上提升测头至待测位置，或沿导槽全长每隔50m测量一次将测头旋转180度再测量。
两次观测位置应一致，依此作为一回测。
每周期观测可测两回测，每个测斜导管的初测值，应测四测回，观测成果取中数。
5.3沉降监测
沉降监测要求：
在周围适宜处选埋4个测量基准点，其中1个为主点，3个为辅点，用于垂直沉降和水平位移的基准参照点。
按国家二等水准测量规范引测其高程，并定期进行联测，检测基准点的稳定情况。
每次测试时，将沉降监测点与基准点之间形成一条Ⅱ等闭合线路。
各测点初始值均取三次测试的平均值。
观测结果采用计算机进行严密平差计算，保证水准路线闭合差≤±0.6
（mm）（N为测站数）。
沉降观测点与工作基点、基准点构成沉降监测网，按二等水准测量的要求进行精确测量，主要技术要求如下表6-2：
表6-2沉降监测网的主要技术要求
相邻基准点高差中误差（mm）
每站高差中误差（mm）
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
监测已测高差较差（mm）
使用仪器、观测方法及要求
1．0
0．30
0．60
0．80
DS1型仪器，按二等水准测量的技术要求
为保证测量的准确性，观测之前对所使用仪器按规范要求进行检验校正，观测按照采用相同的观测路线、使用统一仪器和水准尺、固定观测人员、在基本相同的环境和条件下工作的要求进行观测，精度严格遵行规范要求。
⑴周边建筑物的监测
测点布置：
下沉测点在建筑物四角和长边中点、大的角点处设置。
5.4地下水位监测
5.4.1监测目的
基坑取土、降水将导致周边地下水位的下降，地下水位的下降将导致土体的固结变形。
土体沉降变形过大将导致周边建（构）筑物、道路、管线的沉降和不均匀沉降，通过对地下水位变化的监测，分析和预测土体变形、水土压力的变化和基坑的稳定，指导施工。
5.4.2监测方法
水位采用水位观测仪及水位观测管的方法来测试,观测孔采用钻孔埋设。
5.4.3精度要求
水位计的标尺最小读数为1mm；
5.4.4水位监测技术要点
定好孔位、避开管线，成孔至设计标高后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填过滤管，再用粘土进行封填，以防地表水流入。
承压水水位管安装前须摸清承压水层的深度，水位管放入钻孔后，水位管滤管必须在承压水层内。
承压水层以上一定范围内，管壁与孔壁之间采取特别的措施，隔断承压水与上层潜水的联通。
（2）水位管的管口要高出地表并做好防护墩台，加盖保护，以防雨水、地表水和杂物进入管内。
水位管处应有醒目标志，避免施工损坏。
（3）水位管的埋设深度应在允许最低水位以下或根据不透水层的位置而定。
（4）先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用水准测量的方法测出水位管管口绝对高程，最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程。
（5）严禁雨天或雨天后1～2天测试初始值。
（6）砌方井挂标识牌做好保护。
六、监测工作实施步骤
6.1前期准备阶段：
做好周边环境调查工作，掌握周边建（构）筑物、地表、地下管线的原始状况，并用数码相机拍摄，已备后用。
与此同时，根据测试项目订购PVC高精度测斜管、水位管、高强电缆护线管、沉降（水平位移）标志点以及辅助材料，并完成资料率定计算工作；制作水平位移及垂直沉降观测点的标记和基准测量标石。
6.2测试仪器设备的埋设阶段：
监测仪器的选型：
既要考虑最大可能需要的量程，也要根据基坑工程仅在地下施工的期间使用的性质，选用满足安全监测要求，费用合理的元器件。
安装埋设前要进行检验和率定，绘制监测点安装埋设详图。
埋设时，核定传感器的位置是否正确，埋设的准备是否符合技术要求。
基坑围护结构施工前，在基坑周边地表、地下管线、建（构）筑物、围护结构的相应测点处埋设好沉降测量的标志点；同时，在场地外适当距离处设置4个水准基点，基准点是沉降观测的基本控制点，确保其坚固、稳定并利于长期保存。
另设6～8个工作基点，作为直接测定观测点的起始点或终点，为了便于观测和减少高程高差的传递，工作基点尽可能布设在与观测点大致相同的高程上，与基准点、沉降观测点一起组成水准环网，按二等水准要求在支护桩施工前进行三次联测，精确平差后取三次平均值作为沉降点的初始高程。
⑵土体测斜管、水位管的埋设
基坑支护桩施工结束，土方开挖前10天，埋设好测斜管、水位管。
用GXY-1型百米钻机成孔，将PVC测斜管、水位管埋设在相应测点的位置上，PVC测斜管内有互成90。
的四个导槽，埋设时，一对导槽与土体变形方向一致（与基坑边线垂直），另一对导槽与土体变形方向垂直（与基坑边线平行）。
各孔孔周用细砂回填密实，在顶部用砖和水泥砂浆砌筑好保护装置，并插红旗提醒各施工单位注意保护。
支护结构顶部施工完成后，在相应测点位置埋设支护结构顶部水平、垂直位移监测点。
6.3初始数据采集阶段：
根据基坑施工进程，对各测试项目进行3次初始数据的采集，保证初始数据准确、连续、可靠。
6.4监测周期与频率：
监测周期：
支护结构施工至地下室侧壁回填的全过程。
监测频率：
在基坑土方开挖期间，原则上须做到一日一测，必要时加大观测频率。
在地下结构施工期间的观测间隔时间，可视测得的位移及内力变化情况调整。
（1）、基坑开挖初期，每隔1天监测一次。
如出现异常现象加密监测。
（2）、基坑第二层开挖时，每1天监测一次。
如出现异常现象加密监测。
（3）、基坑开挖接近坑底及挖到底标高后一周内，每天监测一次。
如出现异常加密监测，甚至24小时连续监测。
（4）、基础底板施工期间，每隔1天监测一次，如出现异常每天监测一次。
（5）、基础底板浇筑完毕后，每隔2～3天监测一次。
6.5监测的成果资料及提交
对各项测试数据用微机进行计算分析，及时将测试结果打印成表格送交有关各方（业主、监理、施工单位）分析使用。
（1）提交的成果资料有：
支护结构顶部水平位移监测日报表；
基坑外侧的土体测斜监测日报表；；
③周边建筑物、管线监测日报表；
④水位监测日报表。
监测成果资料的提交：
每次监测后，正式的监测打印报表在下一次监测时送至工地，交给业主、设计、监理、施工等各有关单位。
如出现异常或险情，监测完毕后立即将异常或险情地段的资料算出，现场提交给监理和业主，正式的打印报表第二天上午送至工地。
报警值的确定原则：
按照设计要求，满足设计计算原则，取设计值的70-80%作为预警值；
满足监测对象的安全要求，达到预警和保护的目的；
满足各监测对象的各主管部门提出的要求；
满足现行规范、规程的要求；
在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因数，减少不必要的资金投入。
报警值：
当监测值达到下列数据时，提出书面报警，以备有关方面采取工程措施时参考。
序号
项目
日预警值
累计预警值
1
坡顶位移
≥3mm/d
≥40mm
2
建筑物沉降
≥2mm/d
≥25mm
3
管线沉降
≥3mm/d
≥10mm
4
深层位移
≥3mm/d
≥40mm
5
坑外地下水位
≥300mm/d
≥1000mm
说明：
其他监测内容参照规范，具体内容以设计图纸要求为准
6.6测试资料的综合分析阶段
地下室工程结束，基坑侧壁土体部分回填后，即可终止安全监测。
对所测资料进行全面地综合计算分析，20天内提交基坑监测最终分析成果报告。
七、监测技术要求
（1）本工程应加强信息化施工，施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法做，到监测、设计、施工协同配合，对施工全过程进行动态控制。
（2）监测仪器的选型，要考虑最大可能需要的量程并根据基坑工程只在地下施工期内使用的性质选用满足安全监测要求、合适的仪器。
（3）仪器安装埋设前要进行检验和标定，绘制监测点安装埋设详图，并按照方案和埋设要求做好埋设准备。
（4）仪器埋设时，核定传感器的位置和埋设的技术要求，按监测的位置和方向埋设传感器。
（5）所有监测点安装埋设完成后，及时绘制测点位置图，并加强对现场测点保护，以防监测点被破坏。
（6）监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强监测。
监测数据未达到报警值期间，应向设计单位每周提交一次书面监测结果，监测材料上应注明对应的施工工况及工况平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况。
（7）监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证本工程顺利进展。
（8）对原始数据要进行分析，去伪存真后方可进行计算，并绘制观测读数与时间
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