真空预压监测方案.docx
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真空预压监测方案
真空预压监测方案
江苏斯尔邦石化项目一七标段
真空预压软基处理监测方案
无锡水文工程地质勘察院
二〇一三年五月二十三日
责任表
编制：
校对：
审核：
无锡水文工程地质勘察院
二〇一三年五月二十三日
一、工程概况
拟建江苏斯尔邦石化项目一期工程位于连云港市徐圩开发区港前大道以南，西靠取山一路，总面积约为807507m2,一标段占地面积为85561m2，七标段占地面积95097m2。
二、工作依据
1、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
2、《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）；
3、《工程测量规范》（GB50026-2007）；
4、《建筑物沉降观测方法》（DGJ32/J18-2006）；
5、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）；
6、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）；
7、《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）；
8、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
9、《岩土工程试验监测手册》（林宗元主编）；
10、建设工程安全管理条例。
三、监测项目及目的
在真空预压软基处理工程中常用的监测方法主要包括：
表面沉降观测、分层沉降观测、孔隙水压力观测、地下水水位观测及加固前后十字板试验。
1、沉降观测（地表沉降、土体深层分层沉降），其目的是了解沉降速率，得到沉降～时程曲线，推算最终沉降量，计算地基平均压缩度，分析残余沉降，控制施工进度、改进施工方法及确保施工安全；
2、水平位移观测（土体内水平位移及加固范围外地表水平位移），目的是实测位移速率，控制加荷速率，分析加固范围的稳定性采取合理措施，减少变形量，确定真空预压的环境影响范围；
3、土体内孔隙水压力，目的是利用孔压～荷载关系，控制加荷速率，了解真空的传递规律，推算固结度，进行稳定计算，进而合理控制施工速率，及时修正和改进施工方案；
4、地下水水位观测，目的是及时了解加固区内外地下水位的变化情况，为及时分析加固效果和评价地基处理对周边环境的影响；
5、十字板试验、静力触探试验和钻孔取土试验，目的是检验加固效果。
四、监测点布设
监测点布设依据软基加固设计图以及《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）中测点布置的一般原则，结合本工程特点布置（附图中的位置为示意布置，部分监测项目中的监测点应场地实际状况确定）：
五、监测方法、原理及精度要求
监测基准点布设
根据《建筑变形测量规程》中基准点的布设要求，基准点标石选钻孔水准标石，标石距离基坑大于3倍基坑深度（≥60m，≥100m），同时为了保证基准点的稳定性，基准点的埋设深度不小于。
本工程监测范围内共设3个水准基点。
基准点每一个月进行一次联测。
待埋设的基准点稳定后（埋石后不少于15天），按二级沉降观测精度要求使用精密电子水准仪及配套铟瓦合金高精度水准标尺，首次观测采用往返测量、其观测顺序按国家现行水准测量规范执行。
水准路线闭合差≤±
，n为水准路线观测站数。
在观测过程中保证前后视距差≤,前后视距累计差≤，视距长度≤30m、视线高度≥20cm.。
在实际测量时应采用固定仪器与测站点的方法，以保证每次观测的高程之差（沉降量）的正确．观测数据经内业检查合格后，平差求出各基准点的高程作为本沉降观测的起算数据，以后每月应进行连测以校核它稳定性。
主要监测和检测设备
设备名称
设备型号
主要使用部位
全站仪
TopconMS05
水平位移量
电子水准仪
天宝DiNi03
沉降
GPS接收机
S82
基本点位设置，孔口标高测量
测斜仪
JX-4
深层土位移监测、桩身测斜
分层沉降仪
十字板剪切仪
表层沉降监测
通过地面沉降监测，可以直接监控真空预压效果，并对实际固结度的计算和卸载标准提供最可靠的数据。
施工区域共设表层沉降观测点30个。
临近预压期时，应根据实测沉降值，计算固结度，预测沉降趋势，确定具体预压卸载时间。
1）测量仪器
沉降监测主要采用水准仪测量，测量精度2mm。
2）沉降标的制作
沉降标的底板用厚度10mm的钢板，尺寸为50×50cm，
沉降杆用φ40的镀锌钢管制作，钢管与底板焊接连接，
用四条φ10钢筋焊接牢固，钢管每条长度1.5m，在
1.2m处设观测耳，在沉降标上焊接不锈钢尺（见右图）。
放置时不锈钢尺测量点可视的位置。
3）布设方法
在每块施工区域内按沉降标的位置测量地面标高，在地面铺一层砂，把沉降标放在上面，用砂包袋压实压稳，要求沉降标设置点表面平整，沉降杆不能晃动。
在膜上布设时应注意保护膜不被破坏。
4）测量方法
采用几何水准测量方法进行，在砂排水垫层铺设完后测量砂面标高，再在铺膜后抽真空前测量膜面标高，二者之差即为插塑料排水板期间的沉降量。
布点完成后先测定标点的初始位置与高程，要求在排水板施工前埋设好并观测初始读数，临近预压期时，应根据实测沉降值，计算固结度，预测沉降趋势，确定具体预压卸载时间。
5）观测频率：
插板期间和抽真空期间埋设每隔2天观测一次，满载完后每隔5天观测一次．
分层沉降的监测
分层沉降监测通过钻孔内预放沉降磁环，通过传感器进行测量。
在量测中严格按以下规定实施：
1、沉降环安装和埋设：
钻￠90mm的孔，将沉降管按设计深度埋入孔中，用内径大于沉降管的塑料管将沉降环分别压入孔内待测各点深度位置，回填中砂加水密实见下图
2、测量方法：
孔口标高法。
在孔口作一标记，每次测试都应该以该标记为基准点，孔口标高由测量仪器测量。
3、沉降观测仪必须工作稳定，测试精度达到2mm
4、每次对沉降进行观测，读尺深度的参考点必须始终为同一点。
读数参考点的变化由测量人员进行测定。
5、应在地基处理施工前埋设，滤管长度应满足测量要求。
6、观测频率：
预压期每隔2天观测一次，预压后每隔5天观测一次。
分层沉降监测安装图
深层位移监测
1、地基加固的深层水平位移的监测采用在土体中预埋测斜管、通过JX-04型测斜仪对土体进行监测其精度为0.01mm。
具体操作按如下要求实施：
（1）测斜管应在预压前埋设，测斜管采用PVC工程塑料管，直径宜为53mm，管内有两组相互垂直的纵向导槽；
（2）埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准顺畅，接头处应密封处理，并注意保证管口的封盖；
（3）测斜管长度不小于所监测土层的深度；当以下部管端作为位移基准点时，应保证测斜管进入稳定土层2~3m；测斜管与钻孔之间孔隙应填充密实；
（4）埋设时测斜管应保持竖直无扭转，其中一组导槽方向应与所需测量的方向一致。
2、测斜仪应下入测斜管底5~10min，待探头接近管内温度后再量测每个监测方向均应进行正、反两次量测，测斜仪的安装详见下图所示。
3、观测频率：
预压初期每隔3天观测一次，预压后每隔7天观测一次。
地下水位监测
在埋设孔隙水压力计附近布置一个水位观测孔，埋设水位管。
水位管需穿出预压面顶部并应进行专门处理和定期维护，以观测记录。
现场共埋8个地下水位观测点。
测孔用钻机成孔，并用滤水PVC管护壁。
测试用水位计完成，水位深度统一换算成场地±相对标高。
1、观测点布设
钻机成孔，套管跟进，直钻至设计要求埋设深度8m；将下端封口的水位管放入钻孔中，并逐根用管箍连接至设计要求长度。
向水位管内灌清水至与钻孔中水面一致，封闭水位管并拔出套管；水位管埋设后，用水位仪进行观测，当水位稳定后，才可正式施工，此读数即为初读数；进行水位测量时，应同时记录日期、降雨量、潮位和天气等情况。
按照要求作好每次记录，记入记录表中；根据观测结果，水位观测结果图表，联合孔隙水压力测试结果分析计算加固土层固结度。
2、观测频率：
预压期每隔2天观测一次，预压后每隔5天观测一次。
孔隙水压力监测
在场区均匀布设孔隙水压力监测点，了解土体中不同深度的孔压变化情况用以计算同深度土体的固结度和强度增长程度。
全部施工区域共埋9（一标）组孔隙水压力计每组孔隙水压力计按深度方向每3m埋设一个探头，每组共埋5个，埋深15m,各深度的探头同一孔埋设。
埋设在插板完成之后、铺膜开始之前进行。
1、观测点布设
传感器埋入前首先要进行严格的现场标定，现场标定值与厂家标定值之间相差±1Hz时，应进行数据表平移。
第二次标定是安装后测定成活率，同时复查传感器的灵敏度。
对于安装后没有成活的或者安装后灵敏度未能达到标准的，均必须更换传感器重新安装。
第三次标定是安装成活后必须要进行多次标定，以确定精度稳定的初始值。
传感器现场安装要求钻孔过程中不使用泥浆护孔，应使用套管护孔，以免泥浆挡住透水石，影响传感器正常工作。
埋设前，传感器应在沸水中煮约3个小时。
钻孔达到设计深度后，先投入中砂20cm，再放入传感器，然后投入20cm中砂，再投入30cm干燥膨润土球作隔水层，最后投入原孔土填实。
2、观测频率：
真空预压初期每2天观测一次，满载后每5天观测一次。
水平位移监测
施工时在场地周围有代表性地方布置表层位移监测边桩，边桩水平位移每天应小于5mm。
1）观测点布设
先在加固区外的地方设置测量基点（基线），确定边桩位置；位移边桩采用钢管埋设于设计要求位置；位移边桩的埋设采用打入方式，主管打入地基指定深度后其顶部焊接带十字丝车件，以十字丝的交点作为观测点；加荷过程中采用经纬仪测量出各观测点到测量基点连线（基线）的距离，从而推算出边桩位移量，用水准测量来推算边桩的沉降量。
2）观测频率：
真空预压期间每天观测一次。
六、加固效果的检测
浅层平板载荷试验
浅层载荷试验设备
本次试验采用堆载法,共进场两套设备,试验装置由以下三部分组成：
即反力装置系统、加荷稳压装置系统和测读装置系统。
（1）反力装置系统:
由主梁、次梁及配重组成的系统提供反力。
（2）加荷稳压装置系统:
由两只QW100手动油压千斤顶及配套压力表等组成。
（3）测读装置系统:
由基准桩、基准梁、磁性表座和百分表。
以上设备试验前均进行过检查、率定及变形验算，符合使用要求。
浅层载荷试验原理、方法
本次静载荷试验为浅层平板静载荷试验,承压板为圆形钢板。
具体做法如下：
1.加载分级：
预估极限荷载120kPa,加载等级分为9-10级。
具体分级如下：
级次
点号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
PLT1
10
10
10
10
10
10
12
12
12
12
12
PLT2
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
PLT2’
10
10
10
10
10
10
12
12
12
12
12
PLT3
10
10
10
15
15
15
15
15
15
PLT4
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
10
PLT5
10
10
10
10
11
11
11
11
12
12
12
PLT6
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
PLT7
10
10
10
10
10
10
12
12
12
12
12
PLT8
10
10
10
15
15
15
15
15
15
PLT8’
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
2.沉降观测：
每级加载后按间隔10、10、10、15、15min,以后每半个小时测读一次沉降量,当在连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm时,则认为已趋于稳定,即可加下一级荷载。
3.当出现下列现象之一时可终止试验：
a.沉降急剧增大,荷载～沉降曲线出现陡降段；
b.承压板周围土明显的侧向挤出；
c.在某一级荷载作用下,24小时内沉降速率不能达到稳定；
d.承压板的累计沉降量已大于或等于其宽度或直径的6%；
十字板剪切试验
十字板剪切试验设备
本次试验采用十字板剪切试验（VaneShearTest简称VST）,施工进场一套电测十字板剪切设备,设备由十字板头、数据采集仪器、探杆、地锚和和贯入主机组成。
（1）十字板头规格:
板高100mm,板宽50mm,厚度2mm,板下端刃角60度。
（2）数据采集仪器:
LMC-D310型十字板数据采集仪器。
（3）贯入主机:
采用3T手摇式静力触探机。
十字板剪切试验原理、方法
十字板剪切试验的原理,即在钻孔某深度的软黏土中插入规定形状和尺寸的十字板头,施加扭转力矩,将土体剪切破坏,测定土体抵抗扭损的最大力矩,通过换算得到土体不排水抗剪强度。
十字板头旋转过程中假设在土体中产生一个高度为H（十字板的高度）、直径为D（十字板头的直径）的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上土的抗剪强度都相等。
在剪损过程中，土体产生的最大抵抗力矩M由圆柱侧表面的抵抗力矩M1、和圆柱上下面的抵抗力矩M2两部分组成。
即M＝M1+M2。
十字板剪切试验是对压入黏土中的十字板头施加扭矩,使十字板头以一定速率旋转,在土层中形成圆柱形的破坏面,测定土剪切破坏时的最大扭矩,即可得到土的抗剪强度。
单桥静力触探试验
单桥静力触探试验设备
本次试验采用静力触探试验（staticconepenetrationtest）简称静探（CPT）,施工进场两套单桥静力触探设备,设备由单桥触探头、数据采集仪器、探杆、地锚和贯入主机组成。
（1）单桥探头规格:
探头的截面积10cm2,侧壁高度为57mm,锥尖锥角60度。
（2）数据采集仪器:
LMC-D310型静力触探数据采集仪器。
（3）贯入主机:
采用3T手摇式静力触探机。
单桥静力触探试验原理、方法
静力触探的工作过程是用静力将探头压到土层中去。
在贯入过程中,由于埋藏在地层中的各种土的物理力学性质不同,因此,探头遇到的阻力也不同,有的土软,阻力就小,有的土硬,阻力就大。
土的软硬正是土的力学性质的一种体表现。
所以贯入阻力是从一个侧面反应了土的强度。
根据这样一种内部联系,我们利用探头中的阻力传感器,将贯入阻力通过电子量测记录仪表把它显示和记录下来,并利于贯入阻力和土的强度之间存在的一定关系,确定土的力学指标,划分土层,行地基土评价和提供设计所有需参数。
当静力触探的探头在静压力作用下,均速向土层中贯入时,探头附近一定范围内的土体受到压缩和剪切破坏,同时对探头产生贯入阻力。
一般来说,同一种土层中贯入阻力大,土层的力学性质好,承载力高。
反之,贯入阻力小,土层软弱，承载力低。
在生产中利用静力触探与土的野外载荷试验对比,运用数理统计的方法,可以建立各种相关方程（经验关系）。
这样,只要知道土层的贯入阻力即可确定该层土的地基承载力等指标参数。
钻探取样
本次钻探采用两台钻探取样设备,设备由GXY-1型钻机、钻杆、泥浆泵、重锤、薄壁取土器。
（1）钻孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定,本次测试需要采取原状土样，钻孔口径为108mm。
（2）测试的土层为软土,确定钻进方法采用泥浆护壁。
（3）取土方法,软土层采用薄壁取土器,快速压入法取样,可～硬塑的土层采用锤击法。
所采集的土样需达Ⅰ级土试样。
（4）钻探记录应在钻探进行过程中同时完成,记录内容应包括岩土描述及钻进过程两个部分。
钻探现场记录表的各栏均应按钻进回次逐项填写。
误写之处可以划去,在旁边作更正,不得在原处涂抹修改。
钻探成果均应有钻探机（班）长、记录员及钻探队负责人签名。
室内土工实验项目和方法
本次取样进行室内测试的项目有含水率（w）、重度（r）、比重（Gs）、液限（Wl）、塑限（Wl）、抗剪强度（q）、无侧限抗压强度（qu）、压缩模量（ES）。
（1）含水率采用电热烘干法,容重采用环刀法、比重采用比重瓶法,液限和塑限采用联合测定法。
（2）抗剪强度采用直接快剪试验,无侧限抗压强度采用应变控制式测试法,压缩模量采用标准固结试验法。
（3）所有测试项目均严格按《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）执行。
七、监测人员
针对本工程监测的特点,成立了由3人组成的专业监测小组,其中3人具备测量、土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、计算机等方面的知识。
项目经理负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。
人员配备如下图：
姓名
职务
职称
从事本专业年限
范登峰
项目经理
工程师
10
顾东
现场负责
助理工程师
5
顾能星
技术负责
助理工程师
2
张龙
记录员
技术员
2
八、监测周期及报警值
在完成砂垫层施工，插打塑料排水板前观测砂面高程，铺膜后，抽真空前观测膜面高程，两者之差作为插板期间沉降。
表层沉降、孔隙水压力、分层沉降、水位监测等抽空期间跟踪监测项目在仪器埋设完毕，抽空前开始观测，真空预压恒载前每2天观测1次，恒载后每5天观测1次。
特殊情况下加密观测。
监测的报警值：
竖向变形量≤10mm/d；边桩水平位移≤5mm/d
九、成果资料
监测成果包括当日报表、阶段性报告、总结报告。
报表中监测成果用表格和变化曲线或图形反映。
当日报表内容
1、当日的天气情况和施工现场的工况；
2、仪器监测项目各监测点的本次测试值、单次变化值、变化速率以及累计值等，必要时绘制有关曲线图；
3、对监测项目应有正常或异常的判断性结论；
4、对达到或超过监测报警值的监测点应有报警标示，并有原因分析及建议；
6、对巡视检查发现的异常情况应有详细描述，危险情况应有报警标示，并有原因分析及建议；
7、其他相关说明。
当日报表应标明工程名称、监测单位、监测项目、测试日期与时间、报表编号等。
并应有监测单位监测专用章及测试人、计算人和项目负责人签字。
阶段性监测报告内容
1、该监测期相应的工程、气象及周边环境概况；
2、该监测期的监测项目及测点的布置图；
3、各项监测数据的整理、统计及监测成果的过程曲线；
4、各监测项目监测值的变化分析、评价及发展预测；
5、相关的设计和施工建议。
阶段性监测报告应标明工程名称、监测单位、该阶段的起止日期、报告编号，并应有监测单位章及项目负责人、审核人、审批人签字。
基坑工程监测总结报告内容
1、工程概况；
2、监测依据；
3、监测项目；
4、测点布置；
5、监测设备和监测方法；
6、监测频率；
7、监测报警值；
8、各监测项目全过程的发展变化分析及整体评述；
9、监测工作结论与建议。
总结报告应标明工程名称、监测单位、整个监测工作的起止日期，并应有监测单位章及项目负责人、单位技术负责人、企业行政负责人签字。
否
是
否
是
图1监测信息反馈管理程序图
是否
图2监控信息反馈流程图
十、安全与文明施工
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”。
对参与施工的所有人员经常进行施工安全教育。
在围墙外道路上进行道路和周边建筑物变形监测时必须注意来往车辆；
在场地内进行监测时必须带安全帽；
围栏内进行边坡监测时，必须有一人在旁进行看护。
十一、应急方案
应急启动
1、监测点数据超出报警值，且未能解除安全风险时；
2、监测周边建筑、道路发现异常，如建筑裂缝明显增大，或道路出现裂缝；基坑局部土体发生明显变化等不良现象；
3、监理、业主、总包提出临时加密监测。
应急措施
1、监测人员立刻以口头向监理、总包、业主上报；
2、向项目主管上报异常情况；
3、加密监测，有必要时采用增加测点；
4、总包应按应急预案立刻进行处理；
5、各方分析原理，决定下一步处理方案。
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