惠安建筑业发展中心基坑工程施工监测方案.docx
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惠安建筑业发展中心基坑工程施工监测方案
福建省闽南建筑工程有限公司
惠安建筑业发展中心
基坑支护工程专项施工方案
编制：
陈辉跃
审批：
黄荷山
福建省闽南建筑工程有限公司
惠安建筑业发展中心工程项目部
目录
一、工程概况
二、监测目的与技术要求
三、设计基本原则
四、设计依据
五、监测项目内容
六、测试方法原理
七、监测工作布置
八、监测频率与资料整理提交
九、质量目标和保证施
十、应急预案
十一、安全文明施工、环境保护目标和保证措施
十二、附图
一、工程概况
1、工程简况
拟建工程位于惠安县螺阳镇，世纪大道西侧，北侧临惠黄公路，西侧为闽南服装厂,场地南高北低，相差约1.2m，公寓楼
0.00相当于黄海高程27.70m，其余部分的
0.00相当于黄海高程26.70m。
拟建工程基础形式采用人工挖孔灌柱桩，地下室面积9023m2，周长402m,地下室底板垫层底面标高-5.10m（黄海高程21.60m）,基坑开挖深度为4.8m~6.0m。
本工程支撑采用组合喷锚支护结构体系，为避免粉砂层管涌在坑壁位置设置降水井点，基坑施工过程中持续降水，本基坑支护设计安全等级为二级，重要性系数γ0＝1.0.
本工程相关单位如下：
建设单位：
福建惠安建筑业投资有限公司
设计单位：
福建省超平建筑设计有限公司
2、地质条件
拟建工程基坑围护设计参数详见下表：
层名
承载力
特征值
fak（kPa）
重度
r
kN/m3
压缩模量
Es0.1-0.2
（MPa）
抗剪强度
指标
承载力
修正系数
c
kPa
φ
°
ηb
ηd
素填土
--
18.0*
4*
10*
--
--
粉质粘土
170
19.1
8.3*
34
17.6
0.3
1.6
粉砂
140
19.5*
7.0*
20*
残积砂质粘性土
240
19.9
16#
11
21.5
--
--
强风化花岗岩
500
21.0*
15*
--
--
--
--
中风化花岗岩
5412
22*
饱和单轴抗压强度标准值为41.63MPa（其中Ψ取0.13计算）
注：
（1）上表中“*”表示经验值,#为变形量；
场区地下水受季节、降雨量及地表水控制，由于含水层的渗透性和径流条件相对较好，因此形成互补的补给和排泄关系，水位季节变化明显，枯水期与丰水期水位变幅较大，同时也受到大气降水和蒸发的影响，地下水埋深在自然地面下1.60-2.30m。
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。
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 拟建场地地下室范围内外围是西侧为闽南服装厂的围墙及厂房，基坑开挖估计会对周边建（构）筑物产生一定的影响。
施工时，应对邻近的建筑物进行监测，保证邻近建（构）筑物的安全使用。
2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。
3本项目基坑周边道路为世纪大道，惠黄公路，车流量大，场地临近民主路存在地下管线，对工程施工影响相当敏感，应严格控制土体的变形，确保周边管线的安全和正常使用。
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，同时对外围民房、马路、地下管线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，确保施工道路、外围建（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止水帷幕的渗漏问题，并提请施工单位进行及时、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，使设计能根据现场情况发展，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（如西北边）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、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
4、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
5、《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）
6、《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2006）
7、《建筑工程施工测量规程》（DBJ01-21-95）；
8、《惠安县建筑业发展中心地下室基坑支护设计》
9、《惠安县建筑业发展中心岩土工程勘察报告》
10、《惠安县建筑业发展中心基坑降水施工方案》
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、周边道路沉降及裂缝监测
2、周边建筑物沉降、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、坑外土体侧向位移监测
3、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：
基坑围护墙（坡）顶水平位移监测精度要求（mm）
设计控制值（mm）
≤30
30~60
＞60
监测点坐标中误差
≤1.5
≤3.0
≤6.0
注：
监测点坐标中误差，系指监测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差，为点位中误差的
。
外业观测使用DSZ2+FS1精密水准仪（每公里往返测量高差标准偏差≤0.5mm）往返实施作业。
观测措施：
本高程监测基准网使用DSZ2+FS1精密水准及配套因瓦尺，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。
●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TDJ2E经纬仪来测试。
4、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。
仪器采用航天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。
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、周边道路沉降监测
根据目前掌握的周边道路分布资料，拟在基坑周边设变形监测点13点，编号J13～J25,每测点间距为20米，测点具体布置见附图.
监测点固定好后，用水准仪测得监测点的标高，并以两次测得数据的平均值作为初始标高。
2、周边建筑物沉降监测
对周边主要建筑物进行垂直位移监测和定期进行沉降观测，并注意裂缝观测。
在基坑开挖施工以前对建筑物外观进行观察，对建筑物能布点的主要裂缝设置裂缝监测点进行观测。
根据现场踏勘，距施工区域较近的建（构）筑物主要为西侧闽南服装厂，拟设置沉降监测点12点，编号J26～J37，和垂直位移点监测见附图。
因涉及测点布置及仪器通视问题，具体监测点位需视现场情况进行布设。
布点时，可采用埋入弯成约8CM长的Φ14圆钢筋，用混凝土浇筑固定；或用射钉枪直接打入钢钉于相应部位。
3、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12点，编号J1～J12、S1～S12。
测点具体布置见附图。
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。
4、围护结构侧向位移监测
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，根据施工现场情况，拟在基坑周圈共布置7个测斜孔，编号X1～X12，孔深10米。
见附图。
工艺如下：
（1）坡顶测斜管的埋设：
土体内测斜管采用钻孔法安装，步骤如下：
（a）钻孔:
孔深大于所测围护结构的深度5～10m，孔径比所选的测斜管大5～10cm。
在土质较差地层钻孔时应用泥浆护壁。
（b）接管：
钻孔作业的同时，在地表将测斜管用专用束节连接好，并对接缝处进行密封处理。
（c）下管：
钻孔结束后马上将测斜管沉人孔中，然后在管内充满清水，以克服浮力。
下管时一定要对好槽口。
（d）封孔：
测斜管沉放到位后，在测斜管与钻孔空隙内填人细砂或水泥和膨润土拌和的灰浆，其配合比取决于土层的物理力学性能和地质情况。
刚埋设完几天内，孔内充填物会固结下沉因此要及时补充保持其高出孔口。
（e）保护：
圈梁施工阶段是测斜管最容易受到损坏阶段，如果保护不当将前功尽弃。
因此必须与施工单位协调好，派专人看护好测斜管，以防被破坏。
测斜管管口一般高出圈梁面20cm左右，周围砌设保护井，以免遭受损坏。
测斜管应在工程开挖前15～30d埋设完毕，在开挖前的3～5天内复测2～3次．待判明测斜管已处于稳定状态后，取其平均值作为初始值，开始正式测试工作。
每次监测时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓放至管底．待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始监测。
一般以管口作为确定测点位置的基准点，每次测试时管口基准点必须是同一位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升。
每隔500mm读数一次，并做记录。
待探头提升至管口处。
旋转180°后，再按上述方法测量测，以消除测斜仪自身的误差。
5、坑外潜水水位观测
拟在基坑周围5米范围内布置潜水水位观测孔，共计布置坑外潜水水位观测孔6孔，编号W1～W6，孔深约15米。
见附图。
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。
在水位监测孔布设完成后，将所有水位孔的顶部过一遍水准，测量出所有水位孔的顶部的高程；并以此为基准测出水位高程，水位测量时用水位探头放入水位观测井，测量出水面距水位孔的顶部的高度，从而计算出水面高程。
同理测出以后各次水面的高程，用上次高程减本次高程即得出水位的下降量。
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
周边道路线垂直位移监测
13点
周边建筑物垂直位移监测
12点
围护顶部垂直、水平位移监测
24点
坑外土体侧向位移监测
12孔
孔深约10米
坑外潜水水位观测
6孔
孔深约15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
根据施工情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）。
应在基坑开挖前读初始值，每层土方开挖前后各观测一次，在土方开挖期间每天观测一次，基坑暴露期间1至3天观测一次，数据基本稳定后5至7天观测一次，直至基坑回填完毕后停止观测。
若发现如下情况时应提高监测频率：
1 监测数据达到报警值，或监测数据变化较大或者速率加快；
2 存在勘察未发现的不良地质；
3 超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工；
4 基坑及周边大量积水，长时间连续降雨、市政管道出现泄露；
5 基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；
6 支护结构出现开裂、周边地面突发较大沉降或出现严重开裂、临近建筑物突发较大沉降、不均匀沉降或严重开裂；
7 基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙现象。
8 支护锚管或面层出现扭曲、断裂、松弛、拔出等现象；
9 周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄露；
10 周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝。
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）：
●深层土体水平位移30mm、坡顶水平位移和沉降30mm、临近地面沉降接近30mm、临近建筑物沉降10mm
●支护结构（或其后面土体）最大水平位移大于开挖深度的1/200（1/300），或水平位移速率连续三天大于3mm/d，且不能收敛；
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
苏光DSZ2+FS1精密水准仪
垂直位移监测
2
经纬仪
TDJ2E经纬仪
水平位移监测
3
测斜仪
航天CX-06型
侧向水平位移
4
水位观测计
SWJ-90水位计
水位观测
5、资料整理、提交及流程
1、施工监测过程中的信息反馈
每次观测完毕后现场先粗算，如果位移量发生比较大时马上向业主方或监理方口头通报观测成果，分析开挖施工时基坑的安全可靠性及对周边环境的影响程度，及时提出建议、报警和应急措施，为信息化施工提供依据。
2、监测成果提交
每次观测完毕后，及时向建设方、监理方、施工方口头通报观测成果，并及时提交本次成果报告，整个监测数据及图表结果均由计算机处理后提出。
观测工作全部结束后，编写观测报告，应提交以下资料：
（1）位移观测成果表，时间、位移量（T-S）曲线图；
（2）沉降观测成果表，时间、沉降量（T-S）曲线图
水位观测成果表，时间、沉降量（T-S）曲线图
（4）基坑监测平面布置图；
（5）基坑监测分析报告。
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。
技术问题由工程负责人与审核人审定人商量后作出决定，工程负责人与审核人实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。
（3）文件与资料的管理
监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，或者有计算机备份以防丢失。
提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。
4、保证监测质量的措施
（1）仪器、仪表
a、将按设计图纸和文件以及生产厂家的产品说明书对所采购的仪器设备进行测试、校正，以防质量不合格元件的埋入。
钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，回填应密实。
各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行（一般7～10天）。
b、监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取得《检定证书》后方可使用。
如需更换仪表时，应先检验是否有互换性，并进行对比检测，以保持监测数据的延续性。
（2）野外作业
a、组成强有力的项目组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人员担任项目组主要负责人。
项目组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。
b、监测工程专业技术强，我司将对职工进行宣贯、培训，对职工加强质量意识教育，把“质量第一”从思想上落实到行动中去。
对埋设全过程进行详细的施工记录。
c、进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，每个施工人员了解项目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设计执行。
d、加强测点的保护工作，测点周围设置明显标志并进行编号，严防施工时损坏。
（3）资料采集及整理
a、制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、汇总工作；
b、外业观测资料在内业计算前均要进行检查与复检，在保证采集数据正确的前提下方可进行计算；
c、对施工组织设计进行会审，及时编
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