桩基处理监测实施方案.docx
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桩基处理监测实施方案
1作业任务
1.1工程概况
池州发电厂一期工程拟建2×300MW发电机组,场区位于长江南岸大堤堤内圩区。
其中主厂房区建筑物包括1#汽机、2#汽机、1#锅炉房、2#锅炉房和集控楼五部分。
设计主厂房桩基础采用预制钢筋混凝土方桩,桩截面尺寸500mm×500mm,桩长27m左右,桩端持力层为(9)层强风化泥岩,设计单桩承载力随桩长不等,一般为1600kN。
桩基施工结束进行基坑开挖时发现,部分桩位偏离和土体隆起现象,业主单位、监理单位、设计单位和施工单位极为重视,并组织专家进行咨询和讨论,同时采取相应措施进行处理和现场监测工作。
专家认为,施工过程中软土层超静孔隙水压力增大,相应土层有效应力减小,导致上述现象的产生。
因此,如何在短时间内使软土层中超静孔隙水压力消散是解决问题的关键,也是顺利进行下一步施工的基础。
综上所述,在进行下一步桩基施工前应先在场区内打设塑料排水板,插板深度为20m,间距1000~1200mm不等。
打设塑料排水板详见《主厂房桩基处理塑料排水板施工》
1.2工程地质条件
根据安徽省电力设计院“池州发电厂一期工程施工图设计阶段岩土工程补充勘测报告”等,原场地地貌属长江河漫滩相,地形平坦,原始地面标高在+8.0~10.0m(黄海高程)。
场区内有人工开挖形成的沟塘,深度一般在2.5m左右。
1.2.1场地地层分布
场地地层自上而下分为十二单元,简述如下:
(1)素填土。
上部稍密~中密状,下部松散,厂区平整回填材料,经碾压夯实,主要分布于厂区南侧。
(2)淤泥。
厚度一般小于1.0m,流塑状,高压缩性,高灵敏度,主要分布于沟、塘底部。
(3)粘土。
可塑~硬塑状,高压缩性,局部为中等压缩性,分布广泛。
(3)-1粘土。
软塑~可塑状,高压缩性,主要分布于厂区水田表部。
(4)淤泥质土。
流塑~软塑状,高压缩性,中灵敏度,主要分布于主厂房南侧、烟囱及煤场地段。
(4)-2粉质粘土。
可塑~软塑状,中等偏高压缩性,主要分布于主厂房及以南地段。
(5)粉质粘土。
可塑(硬)~硬塑状,中等压缩性,主要分布于烟囱及煤场附近。
(5)-2粉质粘土。
可塑~可塑(硬)状,中等压缩性,局部高可压缩性土地,主要分布于主厂房及南侧。
(6)-1粉土夹粉细砂。
松散~稍密状,中等压缩性,主要分布于烟囱及煤场附近。
(6)-2细砂。
稍密~中密状,中等偏低压缩性,主要分布于烟囱、煤场及主厂房的西北角。
(7)砾卵石。
中密状态,中等偏低压缩性,主要分布于输煤综合楼附近。
(9)粉砂质泥岩。
中等偏低或低压缩性,主要分布于主厂房、烟囱及煤场附近。
1.2.2地基土的基本物理力学性质
地基土各土层的基本物理力学指标见表1。
表1各土层的基本物理力学指标
土层编号
土层名称
含
水
量
ω
重
度
孔
隙
比
e
塑性指数
IP
液性指数
IL
渗透系数
压缩系数
a1-2
压缩模量ES
固结系数
CV
承载力
fk
%
kN/m3
/
%
×10-6
cm2/s
MPa-1
MPa
×10-4
cm2/s
kPa
(3)
粘土
33.0
18.5
1.00
18.0
0.40
0.428
4.576
120
(3)-1
粘土
42.0
18.0
1.10
17.6
0.80
0.539
3.816
100
(4)
淤泥质土
45.0
17.5
1.10
11.7
1.30
0.585
3.656
80
(4)-2
粉质粘土
32.0
18.0
0.91
100
(5)
粉质粘土
27.5
19.0
0.79
0.53
200
(5)-2
粉质粘土
30.5
18.5
0.85
11.6
0.60
0.396
4.675
150
(6)-1
粉土夹粉细砂
30.5
19.0
0.82
8.5
0.374
4.938
130
(6)-2
细砂
19.0
180
(7)
砾卵石
20.0
300
(9)
粉砂质泥岩
25.0
20.5
0.65
15.2
0.201
8.653
400
1.2.3场地地下水类型
场地地下水为孔隙型潜水。
地下水位埋深一般在1.5~4.00m左右。
1.3施工范围及工作量
1#、2#汽机场区布设2个断面,计10组测点37只孔隙水压力计;1#、2#锅炉房和集控楼布设3个断面,计9组测点34只孔隙水压力计。
另外,在汽机场区、锅炉房区和集控楼区域内布设4组地下水位观测孔。
在1#汽机区域内布设2个深层土水平位移测孔,分别位于⑶号轴线和⑷号轴线附近,具体现场确定;在2#锅炉房区域内布设2个深层土水平位移测孔,分别位于⒀附近,具体现场确定。
2编制依据
(1)工程测量规范GB50026
(2)城市测量规范GJJ8
(3)岩土工程用钢弦式压力传感器标准GB/T13606
(4)建筑地基处理技术规范JGJ79
3作业准备
3.1监测仪器
一次仪器与二次仪表
根据监测工作内容监测仪器见表2。
表2监测内容及仪器设备表
序号
监测内容
一次仪器
二次仪表
名称
型号
1
地基土孔隙水压力
钢弦式孔压计
KYJ-3x系列
ZX-Ⅰ振弦测频仪
2
地基深层土水平位移
测斜导管
PVC特制管
CXG-76测斜仪
3.2关于仪器的要求
3.2.1钢弦式孔压计
双线圈结构,量程大于测点总孔隙水压力的1.5倍,输出精度0.1Hz,初始频率要稳定,导线连接、密封性、标记可靠。
3.2.2振弦测频仪
精度0.05Hz,稳定可靠。
3.2.3测斜导管
测斜导管选用特制PVC管,管内有互成90°的导向槽,内径Φ58mm,外径Φ70mm。
连接管选用特制PVC管,长度400mm,内径Φ70mm,外径Φ82mm。
管座和管盖选用与测斜导管外径匹配,由金属材料制成,并作防锈处理。
3.2.4测斜仪
轮距500mm,精度0.01度,导线连接、密封性、标记可靠。
3.3人员配备
技术员1人,施工员1人,机械操作工12人,测量员2人,监测分析人员4人。
4施工进度
监测工作的时间进度根据施工总体进度的进行安排,与施工紧密配合,根据施工进程情况分期布设基准点和工作点,确保整个工作协调进行。
5埋设作业及监测方案
5.1监测目的
监测工作的目的是通过对监测数据的处理分析,来判断地基的性状,如地基软土层的超静孔隙水压力、土体变位及其变化趋势等,指导施工工作,对可能出现的不利情况进行预测。
5.2监测工作的原则
技术先进,实用可靠,经济合理。
5.3监测内容
监测工作包括排水板施工期、排水板施工结束至预制桩施工开始期(以下简称间歇期)、预制桩施工期。
监测主要工作内容是:
地基土孔隙水压力和地基土体深层水平位移。
5.4观测方法及测点的布设
监测点的具体布设位置见主厂房桩基处理监测点平面布置图1。
5.4.1地基土孔隙水压力
5.4.1.1观测方法
孔隙水压力采用钢弦式孔隙水压力计+振弦测频仪进行测量。
5.4.1.2观测要求
在孔隙水压力埋设完成后、塑料排水板施工前分别测孔隙水压力值,复核后记录孔隙水压力初始值。
其后测量按钢弦式孔隙水压力计观测记录(附表C.0.5)进行记录。
5.4.1.3测点布置
1#、2#汽机场区布设2个断面,计10组测点37只孔隙水压力计;1#、2#锅炉房和集控楼布设3个断面,计9组测点34只孔隙水压力计。
另外,在汽机场区、锅炉房区和集控楼区域内布设4组地下水位观测孔。
孔隙水压力测头埋设深度见附图,埋设时应根据现场开挖情况进行调节,并做好记录。
5.4.1.4仪器埋设
孔隙水压力计用钻孔埋设法,每孔埋设1只孔隙水压力计。
埋设分二步进行:
(1)准备工作
A、透水石放入净水中煮沸,以排除其孔隙内的气泡和污物;
B、准备埋设考证表和观测记录表;
C、孔隙水压力测头编号;
D、准备干净的中粗砂、膨润土泥球等封口、回填材料;
E、准备水桶、测绳、测头与钻杆连接管等埋设用具。
(2)埋设工作
A、钻孔,孔径108mm,钻孔深度应高于测点高程30cm;
B、测头上未安装透水石前,在大气中测量初始频率,并记录现场温度和大气压力;
C、在水中将透水石装在测头上,将测头连同水桶送至钻孔边,将接管连接于钻杆上;
D、检查孔底高程,确认满足埋设高程的要求;
E、将测头在水中装入塑料袋并用绳子系于测头上,保证透水石始终浸没在水中,塑料袋连同测头一起放入钻孔,达到孔内水位以下时,将绳子上提,测头穿过塑料袋继续下放并压入土中,就位;
F、确认测头定位后,并进行观测以确认其正常工作;
G、边上提套管,边向孔内投放泥球封孔,同时松驰孔中电缆,封孔至地表面后埋设电缆;
H、完成上述工作应及时填写钢弦式孔隙水压力计埋设原始记录(附表B.0.5)。
5.4.2地基深层土水平位移
5.4.2.1观测方法
地基深层土水平位移采用测斜导管+伺服加速度计式测斜仪进行测量。
将测斜仪导向滚轮置于测斜导管的导向槽内下放到测斜孔底,测斜仪自下而上逐点测定。
5.4.2.2观测要求
每一测斜孔内每隔0.5m布设一个观测点。
每次测量时,每个测点平行测读两次,同一观测方向正反各测一次,并按伺服加速度计式测斜仪观测记录(附表C.0.3-1)进行观测记录。
平行测读两次的读数差小于0.0002v。
5.4.2.3测点布置
在1#汽机区域内布设2个深层土水平位移测孔,分别位于⑶号轴线和⑷号轴线附近,具体现场确定;在2#锅炉房区域内布设2个深层土水平位移测孔,分别位于⒀附近,具体现场确定。
埋深33m。
5.4.2.4测点埋设
测斜导管埋设采用钻孔埋设法。
其要点如下:
(1)按设计图要求确定观测孔位;
(2)定位点安装钻机钻孔,钻孔直径146mm,进行入⑨强风化泥岩(约33m),成孔斜度不大于1°。
(3)分段接长测斜管,接管时注意对正导槽,并用自攻螺丝固定;
(4)钻孔中装入测斜管采用分段装入,接头处采用密封措施,防止泥砂进入管内淤堵测斜管,装入过程中应避免导槽偏扭;
(5)用经纬仪校正导向槽的方向,使其对正施测方向;
(6)孔的回填分两部分,孔底以上1m范围内用水泥砂浆,其余段回填用中粗砂回填,并不断补充直至灌填至孔口下1m;
(7)管口以下约1m用混凝土墩固定,并安装锁保护管盖;
(8)进行埋设测斜导管初始位置观测,并按伺服加速度计式测斜导管埋设原始记录(附表B.0.1)做好埋设记录。
5.4.3钻孔要求
(1)采用XY-100型钻机;
(2)钻孔孔径应符合相应的孔径要求;
(3)采用套管护壁钻进方式;
(4)孔斜率小于1%;
(5)终孔后进行洗孔。
5.5监测频率
监测工作初步定为60个日历天,其中排水板施工期30个日历天,间歇期10个日历天,预制桩施工期20个日历天。
实际工作量根据施工情况计算。
表3监测频次总表
阶段
观测项目
排水板施工期
间歇期
预制桩施工期
总计
地基土
孔隙水压力
1次/2d
1次/3d
1次/d
722(组次)
地基深层土
水平位移
1次/3d
1次/3d
1次/2d
2760(米次)
5.6现场监测工作
5.6.1仪器的标定和考证
监测所用的仪器,在现场埋设前,根据仪器的性能和特点,进行一次或二次标定,确保仪器性能良好。
现场埋设时进行考证,并作好埋设考证表,经专职考证人员进行详细复核后,请监理人员进行验证。
5.6.2时间安排
监测工作的时间进度根据施工总体进度的进行安排,与施工紧密配合,根据施工进程情况分期布设基准点和工作点,确保整个工作协调进行。
5.6.3监测中间资料
现场监测工作人员必须及时对监测原始资料进行整理与分析,并将结果以中间资料的方式提供给建设单位、设计单位和监理单位。
并提供可进行土方开挖及开挖顺序,桩复位等下步施工的相关参数及施工时间。
6监测资料
6.1地基孔隙水压力
(1)绘制各施工阶段孔隙水压力时间的变化曲线;
(2)分析地基土体内孔隙水压力的分布情况、变化规律和趋势;
(3)利用孔隙水压力观测资料,按下列公式估算地基中某测点的固结度:
式中
—某测点t时刻的固结度(%);
—某测点由于充水预压荷载引起的孔隙水压力(kPa);
—某测点的荷载孔隙水压力系数;
—分级充水预压荷载(kPa)。
6.2地基深层水平位移
(1)计算各阶段深层土水平位移;
(2)分析深层土水平位移随地基土层的变化情况和特点。
7监测报告
监测报告主要由封面、扉页、摘要、目次、文字报告和附件组成。
具体分项内容如下:
(1)封面:
报告名称、卷册名称与编号、密级、编制单位和报告提交日期。
(2)扉页:
项目名称、项目负责人、项目工作人员、报告编写人、报告校核人和报告审核人。
(3)摘要:
工作来由、主要工作内容、工作方法和主要结论。
(4)目次:
章节号及其相应页码。
(5)文字报告:
工程概况、监测项目和目的、监控指标、监测仪器及观测方法、监测资料整编、监测资料分析、结论与建议。
A、工程概况:
工程名称、岩土工程概况、平面位置及编号、场区地基处理形式等。
B、监测项目、目的和监控指标:
C、监测仪器及观测方法:
所选用的仪器与设备、监测原理、观测方法、计算方法和观测点布置。
D、监测资料整编:
各项观测成果统计表、观测物理量与时间和空间的分布特征、地基孔隙水压力过程线。
(6)附件:
基准点坐标及标高引测依据、测试仪器埋设原始记录及考证表、任务委托书或合同书、其它辅助图件。
8职业安全健康,环境管理措施及文明施工
8.1环境管理措施
8.1.1冲洗处理,保持机械器具清洁。
8.1.2油漆桶、油漆刷、废弃的油纱头等污染物要及时回收、分类堆放,统一集中销毁。
8.1.3布置好泥浆池,防止泥浆污染。
8.2安全健康及文明施工
8.2.1工人上岗前要进行职业安全健康教育,持证上岗,特殊工种要有合格特殊工种证。
8.2.2施工前进行安全技术交底,认真填写安全日记。
8.2.3达到以下安全目标
安全事故零目标
实现违章零目标
8.2.4进入现场的施工人员应服从安全文明施工的统一管理。
8.2.5应切实做好阴雨天气连续施工作业的措施。
9附录
钢弦式孔隙水压力计观测记录
工程名称
位置观测点编号
传感器系数K=kPa/Hz2初始频率f0=Hz天气情况
观测计算校核
观测日期
年月日时
地下水埋深
hi(m)
静水压力
(kPa)
测读频率
fi(Hz)
孔隙水压力
(kPa)
超静孔隙水压力
(kPa)
钢弦式钢筋应力计埋设原始记录
工程名称
位置测点编号
测头编号
地下水位
量程
kPa
测头内阻
Ω
生产单位
传感系器数K=kPa/Hz2
埋设位置
及有关情况
埋设区域
气温
ºC
埋设前频率
Hz
埋设后初始频率
Hz
电缆线长度及接线方式
埋设日期
埋设示意
图及说明
埋设者
填表人
校核人
测斜仪观测记录
工程名称
位置测斜孔编号孔口高程m
孔口水平位移mm测斜仪编号仪器标定系数Kα=mm/字
测点间距L=mm导轮间距L0=mm施测方向
观测日期第次
观测计算校核
测点深度
m
加速度计读数
测点
偏移
测点
位置
测点初始位置
测点
位移
(+)向
(—)向
2U0
△U
U1
U2
Ucp+
U1
U2
Ucp—
字
字
字
字
字
字
字
字
mm
mm
mm
mm
(1)
(2)
(3)=[
(1)
+
(2)]/2
(4)
(5)
(6)=[(4)
+(5)]/2
(7)=
(3)+(6)
(8)=[(3)
-(6)]/2
(9)=Kα
·(8)·(L/L0)
(10)=
Σ(9)
(11)
(12)=(10)-(11)