基坑支护监测方案.docx
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基坑支护监测方案
基坑支护监测方案
××大厦基坑支护监测方案
1工程概况及周围环境
1.1工程概况
基坑尺寸约51×94m。
该工程主体建筑由××建筑设计研究院设计，主楼24层，其余范围均为全地下室，地下室计3层，设计±0.000标高相当于黄海高程7.950m，地下三层各部分的楼板标高均有错位，基础底板板面标高分别为-11.450、-12.250、-13.050，地下二层板面标高分别为-8.250、-9.850，地下一层板面标高为-5.050、-6.650，地下室顶板标高分别为-1.850、-0.050、-0.900。
主楼基础的承台厚度一般为2m，底板厚度0.9m；其余范围基础的承台厚度一般为1.55m，底板厚度0.8m。
工程桩采用钻孔灌注桩，自然地坪及周边道路人行道的绝对标高在6.670m～7.770m之间变化，设计分别取7.100m及7.800m作为设计室外地坪标高，综合考虑地下室基础及垫层厚度后：
该基坑设计开挖深度分别为13m、13.55m、13.9m、14.25m。
电梯井范围进一步落深3m，这样该范围开挖深度达16.55m。
结合工程特点和现场情况，本工程采用0.8ｍ厚地下连续墙作为基坑支护结构，挡土兼防渗帷幕，同时作为地下室外墙，即“二墙合一”方案。
为有效控制基坑的变形，沿竖向设置三道钢筋混凝土支撑。
基坑内采用真空深井降水。
为方便导墙及地下墙成槽施工，在坑外沿基坑周边设置一级轻型井点，以降低坑外地下水位。
1.2周围环境
本工程地下室北侧为保留的大楼，10层，400×400预制桩基础，桩长10m，地下室外墙距离大楼外墙约3.4m，距离大楼基础承台边约1.4m。
北侧部分地下室外墙距离××路道路边线最近处约8m，其中有一刚建成的钢筋混凝土化粪池距离地下室外墙约3.3m，××路下埋设有大量的市政、电力、煤气管道，但距离基坑均比较远。
基坑东侧为××街，地下室距离××街道路边线约3m，路下埋有电缆、煤气、自来水、雨水、污水等管线。
基坑南侧为××小区，地下室外墙距离小区围墙最近处约3.2m，围墙采用条形基础，基础埋深0.6m，××住宅楼为11层小高层，桩基础设一层地下室，距离基坑最近处约10m。
基坑西侧为××小学教学楼，4层框架，325直径夯扩桩基础，桩长5.5m，地下室距离学校建筑最近处约3m，距离学校围墙约1.6m。
2工程地质条件
根据××市勘测设计研究院提供的《××大厦工程岩土工程勘察报告（详勘）》，场地40m以内的土层分布大致如下：
第1-1层为杂填土。
表层为40~50cm厚的水泥地坪及机床基础，场地东南侧水泥地坪下还有一层40~50cm厚的水泥地块，充填物以砂质粉土为主，混30~40%砖瓦块石。
层厚1.1～3.6m。
第1-2层为有机质填土。
含较多有机腐植物、螺壳及碎石，主要分布在场地西侧，层厚0.8~3.4m，层底标高2.93~5.13m。
第1-3层为素填土。
饱和，松软，含少量砖瓦碎石，充填物以粘质粉土为主。
层厚0.6～2.9m，层底标高2.37～5.29m。
第2层为砂质粉土，灰黄色，稍密～稍密+，局部夹薄层粘质粉土，层厚约0.4～2.8m，层底标高2.57～0.99m。
第3-1层为砂质粉土混粉砂，浅黄色，中密，层厚约2.0～6.8m，层底标高-3.79～0.3m。
第3-2层为砂质粉土，中密，局部夹薄层粉砂，层厚约1.4～5.4m，层底标高-7.73～-2.63m。
第3-3层为粉砂，中密，局部为细砂，层厚约1.5~7.9m，层底标高约-10.97~-6.9m。
第3-4层为粘质粉土，稍密+，层厚约1.1~3.1m，层底标高约-12.27~-7.89m。
第3-5层为粘质粉土夹粉砂，中密，层厚约0.7~2.8m，层底标高约-13.17~-10.91m。
第4-1层为淤泥质粉质粘土，流塑，局部夹0.1~0.3cm厚的粉土薄层。
层厚约1.3~4.5m，层底标高约-16.97~-13.44m。
第4-2层为淤泥质粘土夹粉土，流塑，多粉土薄层，层厚约1.3~5.7m，层底标高约-22.07~-16.06m。
第4-3层为淤泥质粉质粘土，流塑。
层厚约1.0~5.6m，层底标高约-22.37~-17.56m。
第5-1层为粘土，软塑，层厚约0.7~3.5m。
第5-2层为粉质粘土，可塑，层厚约1.8~8.3m。
第5-3层为粘土，软塑，层厚约0.8~5.7m。
第5-4层为粉质粘土，可塑~硬塑，层厚约1.3~6.2m。
第6层为粉质粘土，流塑~软塑，层厚约0.4～5.0m。
第7-1层为含砾粉质粘土，7-2层粉砂混细砂，7-3层为圆砾混卵石。
本工程地下水主要为潜水，潜水主要赋存于浅部粉土、粉砂层中，分布广泛而连续。
勘察期间水位在地表下0.7～1.75m。
各土层物理力学指标详见表1。
表1各土层物理力学指标
土类
层号
重度
γ
（kN/m3）
摩擦角
φ（°）
粘聚力C
（kPa）
压缩模量
Es
（MPa）
渗透系数Kv
（cm／s）
杂填土
1-1
18
8
5e-4
有机质填土
1-2
6
8
5e-5
素填土
1-3
8
10
27.5e-6
砂质粉土
2
19.1
29
10.5
9
砂质粉土混粉砂
3-1
19.1
32.5
11.5
15
6.5e-4
砂质粉土
3-2
19.5
34
7
17
9.5e-4
粉砂
3-3
19.1
34.5
10
16
1.5e-3
粘质粉土
3-4
19
30
8.5
10
粘质粉土夹粉砂
3-5
19.1
33
9
17
6e-5
淤泥质粉质粘土
4-1
18.4
9
11
3
淤泥质粘土夹粉土
4-2
18.3
18
8
4
淤泥质粉质粘土
4-3
18.5
12
10
4.5
0.8e-6
粘土
5-1
18.9
9
10
6
粉质粘土
5-2
19.4
15
34.5
8.5
粘土
5-3
18.5
12
18
6
粉质粘土
5-4
20
17
33
10
3方案依据及技术标准
（1）××建筑设计研究院《××大厦基坑支护设计说明》；
（2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
（3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
（4）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；
（5）《孔隙水压力测试规程》（CECS55：
93）；
（6）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）；
（7）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。
4监测目的及内容
4.1测试目的
在基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。
基坑监测的目的如下：
（1）检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。
（2）确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。
（3）积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。
4.2测试内容
根据本工程的具体情况，依据有关规范的规定和围护设计方案及业主对施工监测工作的要求，对以下方面进行监测：
（1）.基坑周围环境监测：
主要包括周围建筑物及道路的沉降等，共布置32个测点（S1～S32）；
（2）.地下连续墙墙后深层土体水平位移监测：
共布置8个测斜孔（CX1～CX8），孔深约30m；
（3）.地下连续墙墙体水平位移监测：
共布置2个测斜孔（CX9～CX10），孔深与该处墙体同深；
（4）.地下连续墙墙顶沉降及水平位移监测：
墙顶沉降共布置20点（DS1～DS20），墙顶水平位移共布置20点（DY1～DY20）；
（5）.基坑外地下水位监测：
共15个水位孔（W1～W16），孔深15m左右；
（6）.竖向立柱的垂直位移及侧移监测：
共布置10个点（LS1～LS10）；
（7）.基坑内水平支撑轴力监测：
每道支撑各布置9组测点，共27组（第一道支撑NA1～NA9、第二道支撑NB1～NB9、第三道支撑NC1～NC9），每组测点埋设两只钢弦式钢筋计；
（8）.地下墙体试验段监测：
共二段（T-1、T-2），每段包括：
钢筋应力计：
T-1段从-3.5m开始至-25.5m、每隔2m布置一个断面（共12个断面---G1-1～G1-12），T-2段从-3.5m开始至-25.5m、每隔2m布置一个断面（共12个断面---G2-1～G2-12），每个断面均埋设两只钢弦式钢筋计；
界面土压力：
每段各布置9个土压力测点，其中T-1段在-4m、-8m、-12m、-16m、-20m、-24m处布置6个墙背主动土压力测点（P11～P16），在-16m、-20m、-24m处布置3个内侧坑底被动土压力测点（P17～P19）；T-2段在-4m、-8m、-12m、-16m、-20m、-24m处布置6个墙背主动土压力测点（P21～P26），在-16m、-20m、-24m处布置3个内侧坑底被动土压力测点（P27～P29）；
③界面渗压计：
每段各布置9个测点（U11～U17、U21～U27），位置与土压力计相对应；坑外布置6个、坑内布置3个测点。
各测点具体布置位置详见图1、图2、图3。
5监测仪器的埋设与监测
5.1基坑周围环境监测
（1）测点埋设：
测点应选在建筑物的墙角、人行道路等处。
在设计位置使用电锤埋设一沉降监测标点，如埋设不便，也可用红漆标记。
（2）仪器：
采用日本拓普康仪器有限公司生产的AT-G2型水准仪。
（3）监测：
按三等水准要求测量。
5.2地下连续墙墙体的水平位移监测：
（1）地下连续墙内测斜管的埋设：
①定位→②将测斜管绑扎在连续墙钢筋笼的主筋上，并封死管底→③校准测斜管方位→④下连续墙钢筋笼→⑤浇注连续墙混凝土→
管口用200×200×100铁盒保护→
测读初始值。
校准测斜管方位时，测斜管内的十字槽的一边应垂直压顶梁。
其埋设示意图见图4。
（2）监测仪器：
使用美国Sinco公司生产的50302510型测斜仪。
（3）监测原理：
监测时，将测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管底部，自下而上每隔50cm向上拉线读数，测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化，即可得出不同深度部位的水平位移。
如图5所示为水平位移监测原理。
5.3地下连续墙墙后土体水平位移监测
（1）地下连续墙墙后测斜管的埋设：
①定位放样→②钻机成孔→③埋放测斜管→④校准测斜管方位→⑤中粗砂封孔→
做孔口保护→⑦测读初始值。
钻机成孔的直径为110mm以上，校准测斜管方位时，测斜管内的十字槽的一边应垂直压顶梁。
（2）测量仪器、测量原理与5.2一致。
5.4地下连续墙墙顶沉降及水平位移监测：
（1）标点埋设：
在设计位置使用电锤埋设一测量标点。
（2）仪器：
采用TOPCONAT-G2水准仪及J2经纬仪。
（3）测量：
按三等水准要求测量。
5.5基坑外地下水位监测：
（1）水位管埋设：
埋设水位管时，底部2m长范围内的测管每隔20cm打一小孔，共三排，便于地下水进入管中；同时用沙布包裹该段管子以免管外土粒进入管中。
管子下入孔底后以中粗砂封孔，地表下2m长范围内管外孔隙用粘性土封堵，以免地表水流入管中。
（2）监测仪器：
使用我单位自行研制的水位仪。
（3）监测原理：
监测时，将水位仪探头自上而下慢慢往下放，探头接触水面，二次仪表上的蜂鸣器就会鸣叫，此时的深度即为水位值。
5.6竖向立柱的垂直位移监测：
（1）标点埋设：
在设计位置使用电锤埋设一测量标点。
（2）仪器：
采用TOPCONAT-G2水准仪。
（3）测量：
按三等水准要求测量。
5.7基坑内水平支撑轴力监测：
（1）钢筋计埋设：
支撑梁扎好钢筋笼后，在上、下对称埋设位置处用绑扎法连接上钢筋计；钢筋计缆线用细塑料管保护，置于钢筋间并用绑扎线固定；各线头置于施工不易碰撞处。
（2）监测仪器：
使用中国建筑科学研究院生产的VW-1型振弦式读数仪。
（3）监测原理：
基坑开挖后，支撑梁发生作用。
支撑梁所受的压应力越大，钢筋计里的钢弦越松，由振弦式读数仪测得的钢筋计频率也就越小。
因此，根据事先关于钢筋计的应力与频率之间的率定关系，由测得的钢筋计频率就可求得钢筋计的应力，再根据相关的理论公式推算出钢筋混凝土的应力值。
5.8地下墙体钢筋应力监测：
（1）钢筋计埋设：
埋设位置处的地连墙扎好钢筋笼后，在左右对称埋设位置处用绑扎法连接上钢筋计；钢筋计缆线置于钢筋间并用绑扎线固定，直接引至地连墙顶并置于黑铁管中加以保护。
（2）监测仪器、监测原理与支撑轴力监测一致。
5.9地下墙体界面土压力监测：
（1）土压力盒埋设：
土压力盒采用幕布法安装，即在欲观测槽段的钢筋笼上布置一幅土工织布帷幕。
帷幕上土压力盒的安装位置事先缝制一些安装袋，土压力盒安装在帷幕上，随钢筋笼放入槽段内。
帷幕使现场浇注混凝土后土压力盒在挡土构件和被挡土体之间。
（2）监测仪器：
使用中国建科院VW-1型振弦式读数仪。
（3）监测原理：
基坑开挖后，土压力盒的受力膜受到土体的作用。
受力膜所受的压应力越大，土压力盒里的钢弦越紧，由振弦式读数仪测得的土压力盒频率也就越大。
因此，根据土压力盒应力与频率之间的率定关系，由测得的土压力盒频率就可求得土压力计的应力。
5.10地下墙体试验段孔隙水压力监测：
（1）孔隙水压力计埋设：
孔隙水压力计亦采用幕布法埋设。
（2）监测仪器：
使用中国建科所VW-1型振弦式读数仪。
（3）监测原理：
基坑开挖后，土层中的地下水位发生变化。
地下水位水头越高，孔隙水压力计里的钢弦越松，由振弦式读数仪测得的土压力计频率也就越小。
因此，根据事先关于孔隙水压力计的应力与频率之间的率定关系，由测得的孔隙水压力计频率就可求得该测点的孔隙水压力。
6监测工期与监测频率
在导墙施工前做好周围各环境监测点的设置并取得原始数据，基坑开挖前埋设好所需的监测设备及仪器，并取得原始数据。
地下室施工至±0.000时结束现场监测工作。
（1）周围环境监测应贯穿于地下室施工全过程，在导墙施工前对周围环境作一次全面的普查，记录好最初的原始观测数据，以便与基坑工程中监测结果进行比较。
导墙及地下连续墙施工时一周观测一次，在土方开挖期间每3天观测一次，其余间隔5天1次。
（2）其它监测项目挖土期间每天观测一次，当测试项目的数据到达警戒值附近或数据波动起伏较大时，则加密观测次数，必要时进行不间断的连续观测。
7监测资料整理与成果分析
7.1监测资料整理与成果分析
监测资料整理与成果分析，采用我公司自行开发的一套“原位监测数据整理与分析软件包”，对沉降、水平位移、地下水位、水平支撑轴力、地下连续墙内力、土压力、孔隙水压力等进行资料整理与分析，直接制图打印。
现场提供以下数据：
（1）沉降：
地下连续墙墙顶、支撑立柱及周围环境监测点的沉降和沉降速率
（2）水平位移：
地下连续墙墙顶各测点的水平位移和水平位移速率；墙、土体的最大水平位移、位移速率及最大水平位移深度，遇位移速率超过报警值时，还提供水平位移与深度关系曲线、水平位移时程曲线。
（3）地下水位：
基坑外地下水位值及水位升降值。
（4）水平支撑轴力：
支撑轴力。
其中支撑轴力按下式计算：
式中：
N——支撑轴力（kN）；
ƒck——混凝土轴心抗压强度标准值（N/mm2）；
——钢筋计压力平均值（N）；
——钢筋计截面面积（mm2）；
——钢筋弹性模量（N/mm2）；
——与应力峰值相应的混凝土应变，通常取
=0.002；
——纵向主筋截面面积（mm2）；
Ac——支撑截面面积（mm2）。
（5）地下墙体内力：
墙体各点钢筋应力、各段弯矩值、弯矩与深度关系曲线。
其中墙体各点钢筋应力、各段弯矩值按下式计算：
式中：
σ——钢筋应力（kPa）；
M——墙体弯矩（kN·m/m）；
f0、f——钢筋计的初始频率、受力后的频率；
f10、f1——开挖面钢筋计初始频率、受力后的频率；
f20、f2——背面钢筋计初始频率、受力后的频率；
K——钢筋计的标定系数（kN/HZ2）；
K1、K2——开挖面、背面钢筋计的标定系数（kN/HZ2）；
EC、AC——混凝土结构的弹性模量（MPa）、断面面积（m2）;
ES、AS——钢筋计的弹性模量（MPa）、断面面积（m2）;
IC——结构断面惯性矩（m4）；
d——开挖面、背面钢筋计之间的中心距离（m）。
（6）墙体界面土压力及孔隙水压力大小:
墙体界面土压力、孔隙水压力值及土压力、孔隙水压力与深度关系曲线。
其中土压力、孔隙水压力按下式计算：
式中：
P——土压力（孔隙水压力）（Mpa）；
K——土压力（孔隙水压力）标定系数（Mpa/HZ2）；
f0、f1——土压力（孔隙水压力）初始频率、受力后的频率。
7.2提交的即时报告和监测报告
观测数据当天填入规定的记录表格，并提供即时报告给业主、设计、监理及施工单位。
基坑挖土施工开始后，每一周提供基坑开挖一周监测阶段总结报告，具体内容包括一周时间内所有监测项目的发展情况，内力或变形最大值以及最大值位置。
监测过程中如测量值大于控制值时，应及时通知建设、监理、设计及施工等单位以便采取应急补救措施。
基坑监测结束后提交监测报告，其内容包括工程概况、工程地质条件、遵循的标准文件及技术要求、测试目的与内容、测试仪器及测试方法、资料整理及成果分析、结论及建议等。
8质量保证和控制
8.1质量保证
（1）在××大厦基坑开挖监测工程中严格遵守《建筑基坑支护技术规程》等有关规范标准的要求，确保质量。
（2）派熟悉仪器使用方法和性能的测试人员进场，并严格按相应的操作规程进行操作。
（3）进场前做好仪器设备的标定工作，各监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且初始值的测试不得少于两次。
基坑开挖施工前提供以下资料给各有关单位：
1）监测项目各测试点的平面布置图及剖面布置图；
2）各监测项目所采用的各测试仪器的型号、规格及各测试仪器和元件的标定资料；
3）各监测项目的初始数据。
（4）监测人员接甲方通知二天内进场，并服从工程总进度需要。
（5）监测人员必须对数据的准确性负责，测试完毕后应签字备查。
（6）监测数据应及时校核，如有异常应查找原因，及时采取措施。
8.2质量控制
现场监测严格按下列控制标准进行控制：
（1）环境监测：
测点允许沉降值待商定。
（2）地下连续墙墙体沿深度的水平位移监测：
预警值：
水平位移30mm,水平位移速率5mm/天。
（3）土体水平位移监测：
预警值：
水平位移40mm,水平位移速率5mm/天。
（4）基坑外地下水位监测：
预警值：
水位降500mm/天。
（4）支撑轴力监测：
预警值：
第一道支撑轴力7000kN，第二道支撑轴力8000kN，第三道支撑轴力8500kN。
（5）地连墙内力监测：
预警值：
钢筋应力250Mpa。
（6）地下连续墙墙顶和支撑立柱沉降监测：
预警值：
沉降量30mm。
（7）地下连续墙墙顶水平位移监测：
预警值：
10mm。
（8）其它监测项目控制标准：
数值不出现急剧变化。
在施工期间，若上述控制标准中有一项标准未达到满足,应立即通知业主及监理公司，并密切配合业主、监理公司及设计，提出合理化的建议措施，以保证工程安全顺利施工。
9业主与施工单位应提供的配合要求
（1）.工地现场必须做到三通一平；
（2）.协调环境监测点的保护；
（3）.负责墙体水平位移测点的放样；在绑扎有测点布置的连续墙钢筋笼时，及时通知我方，配合我方将测斜管固定在钢筋笼；浇筑混凝土时，应保证不损坏测斜管；浇筑顶梁混凝土时做好测斜管管口保护措施；在整个开挖施工期负责测斜管的保护；
（4）.协调压顶圈梁上沉降测点的保护；
（5）.负责基坑内外地下水位测点的放样；协调做好水位测点的保护；
（6）.负责基坑水平支撑内钢筋计埋设点的放样；在绑扎有测点布置的水平支撑钢筋笼时，及时通知我方；在支撑梁浇注混凝土和以后的基坑开挖过程中协调钢筋计电缆线的保护；
（7）.负责墙体试验段的放样；在绑扎有测点布置的连续墙钢筋笼时，及时通知我方；在浇筑墙体混凝土、顶梁混凝土和以后的基坑开挖过程中协调钢筋计电缆线的保护；
（8）.协调土压力计、孔隙水压力计电缆线的保护；
（9）.协调竖向立柱测点的放样和保护。
10文明生产与安全生产
从安全教育、安全防范、安全措施、安全保护等方面按有关规定，认真做好文明施工，做到“文明生产”与“安全生产”。
（1）对参与施工的所有人员经常进行施工安全教育，选派专职安全员专门负责安全工作；
（2）特殊工种持证上岗，严格执行安全生产责任制，上岗前不喝酒，进入施工现场穿戴必须符合安全要求，认真做好安全防范；
（3）夜间施工必须保持照明充足，电路按有关规定设置，电器设备运行前必须检查性能是否完好，同时注意用电安全；
（4）场内安全标志醒日；
（5）合理进行场地布置，各种材料堆放整齐，进出道路畅通，保持场内整洁；
（6）作好施工现场的卫生工作；
（7）遵守杭州市环保、绿化、卫生、治安、市政等有关方面的规定，不对施工现场周边产生环境污染。
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