筑岛施工基坑监测方案.docx
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筑岛施工基坑监测方案
XX主桥
主墩基坑施工监测方案
XX有限公司
2013年7月
目录
一、工程概况-1-
二、工程与水文地质及评价-1-
三、监测目的和依据-1-
3.1监测目的-1-
3.2监测方案编制依据-2-
四、监测项目-2-
五、基准点、监测点的布设与保护-2-
5.1基准点的布设-3-
5.2基坑监测点的布设-3-
5.2.1围护墙顶部水平位移及垂直位移-3-
5.2.2地表水平位移及垂直位移-4-
5.2.3支撑内力-4-
5.3监测点的保护-4-
六、监测方法-5-
6.1基准网-5-
6.2.基坑及周边环境描述-7-
6.3围护墙顶部水平位移及垂直位移-7-
6.4支撑内力-9-
七、监测频率-10-
八、监测报警值-10-
8.1报警值的确定原则-10-
8.2报警值-10-
8.3预警管理-11-
九、监测数据处理与信息反馈-11-
9.1监测数据处理-11-
9.2监测的成果资料及提交-12-
9.3反馈程序-13-
十、监测仪器设备-14-
十一、监测管理流程-14-
十二、监测质量保证体系-16-
12.1质量保证主要内容-16-
12.2监测质量保证体系-16-
12.3监测外业质量保证措施-16-
12.4监测成果文件的质量保证措施-17-
12.5管理上对质量的保证措施-17-
12.6监测安全保证措施-18-
十三、监测应急预案-18-
13.1恶劣气候条件下加强监测及信息反馈预案-18-
13.2异常情况下的加强监测及信息反馈预案-19-
13.3监测设施的保护措施与补救方案-19-
13.4基准点和监测设备要定期进行校正、校准-20-
一、工程概况
此处省略。
二、工程与水文地质及评价
此处省略。
三、监测目的和依据
3.1监测目的
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，很难单纯从理论上计算出和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采用先进的仪器和方法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，在实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。
通过对基坑内部结构和周边环境的监测工作，可达到以下目的：
（1）及时发现不稳定因素：
由于桥墩周边地质条件较差、基坑深，加上自然环境因素的不可预测性，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，确保基坑结构的稳定、大堤的安全。
（2）验证设计，指导施工：
通过监测可以了解基坑结构及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计方案与实际情况的吻合程度，并根据变形和应力分布情况来调整设计和施工，为施工提供有价值的指导性意见。
（3）保障相关社会利益：
基坑开挖将会对滁河大堤产生一定的影响，稍一疏忽或出现问题，将带来巨大的经济损失、人身安全，社会影响比较重要。
跟踪掌握在土方开挖和地下结构施工过程中可能出现的各种不利现象，及时调整施工参数、施工工序以及是否要采取应急措施等提供技术依据，对保障相关社会利益不受损害具有重大意义。
3.2监测方案编制依据
1、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）
2、《岩土工程勘察规范》GB50021-2009；
3、《工程测量规范》GB50026-2007；
4、《精密工程测量规范》GB/T15314；
5、《建筑变形测量规程》JGJ8-2007；
6、《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）；
7、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009；
8、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（50202-2009）；
9、《龙池路跨滁河大桥施工图设计》；
10、南京地区地下工程设计、施工的有关经验及其他相关的规范、规程和规定。
四、监测项目
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009基坑工程分类标准中规定，开挖深度大于10m，或与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑，属于一级基坑。
监测项目按《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009中表4.2.1选择如下：
（1）围护墙顶水平位移、垂直位移
（2）围护墙深层水平位移
（3）围护墙内力
（4）支撑内力
五、基准点、监测点的布设与保护
本项目监测点数及监测次数见表5-1，其中监测次数是按施工工期及监测频率估算。
表5-1监测点数及监测次数统计表
序号
监测项目
监测点数（个）
1
围护墙顶水平位移
8
2
围护墙顶垂直位移
8
3
地表土体位移
4
4
支撑内力
9
5.1基准点的布设
水平位移监测网采用独立坐标系统，拟埋设3个基准点，布设为近似等边三角形，其三角形内角不小于30°。
垂直位移监测采用假定高程系统或施工高程系统，其基准点与水平位移基准点共用。
基准点埋设在基坑变形影响范围以外、稳定、通视条件良好的地方，埋设方式如图5-1所示。
图5-1基准点埋设示意图
为提高水平位移观测精度，在靠近基坑、相对稳定的地方埋设采用强制归心的水泥观测墩作为工作基点，顶面长宽各0.4米，地下部分埋深大于1.2米，地面部分高1.0米；埋设形式如图5-2。
图5-2工作基点实景图
工作基点需定期与基准点联测。
5.2基坑监测点的布设
5.2.1围护墙顶部水平位移及垂直位移
（1）测点布置
主墩基坑布置8个监测点，位置在基坑周边中部、围护结构顶，共8个监测点。
水平位移监测点和垂直位移监测点为共用点，具体位置见基坑监测点平面布置图。
（2）测点埋设
在围护结构顶部设置棱镜观测三维坐标变化。
5.2.2地表水平位移及垂直位移
（1）测点布置
主墩基坑钢板桩围护外侧5m处布置4个监测点，位置在基坑周边中部。
水平位移监测点和垂直位移监测点为共用点，具体位置见基坑监测点平面布置图。
（2）测点埋设
在土体表面设置观测钉观测三维坐标变化。
5.2.3支撑内力
（1）测点布置
主墩基坑共布置9个监测点，每层支撑布置3个测点。
监测截面选择在两支点间1/3部位，并避开节点位置。
具体位置见基坑监测点平面布置图。
（2）测点埋设
本工程基坑内设置三道钢管支撑。
支撑内力的量测需要外贴振弦式应变计测试。
图5-3基坑测点布置图（单位：
cm）
5.3监测点的保护
监测点埋设好以后必须做好保护工作，一旦监测点遭到破坏，则监测的数据就没有连续性，失去了监测的意义，因此监测点的保护需要引起重视并付诸实施。
（1）做好测点的标志，标志要醒目，如果标志不清晰，要及时补刷，使其一目了然；
（2）某些易遭破坏的点需要特别处理；
（3）监测元件的导线需要特别保护，钢筋计导线可以放在PVC管或者直径小的铁管里面，避免机械的破坏；
（4）施工方需要提醒工人注意对我方监控测点的保护；
（5）如果有测点被破坏，监测组应及时补上，保证监测数据的整体性。
六、监测方法
施工监测前的工作准备：
（1）变形监测控制网测量；
（2）施工基坑开挖前，对各项监测项目进行初始观测，至少2次，在不超出限差的情况下取平均值作为监测点的初始值；
（3）监测仪器、元件的检定与标定：
监测仪器必须在检定有效期内，量测元件在埋设前须进行标定，并按进场材料设备报验程序报监理工程师检查验收；量测元件埋设孔眼（洞）井经驻地监理工程师检查合格后方可埋设元件，埋设后应记录监测仪器设备在工作状态下的初始读数。
6.1基准网
变形监测基准网要定期进行复测，计划在监测期每个月复测一次。
（1）水平位移监测基准网的测量按二等水平位移监测要求施测，观测仪器采用徕卡GPT-7001L型全站仪，其标称精度为：
测角±1˝，测距2mm±2ppm。
水平角观测9个测回，距离观测往返测各3个测回。
水平角观测一测回内2C较差为9˝，同一方向值各测回较差为6˝。
数据记录应清晰、准确，不得随意涂改数据。
各项检查符合限差要求后，使用控制网平差软件进行平差，平差前需选择其中一条边作为起算边，起算点坐标设为（1000,1000），起算方位角设为0°。
平差计算要求如下：
平差前对控制点稳定性进行检验，对各期相邻控制点间的夹角、距离进行比较，确保起算数据的可靠；
使用南方平差易软进行平差计算；
平差后数据取位应精确到0.1mm。
（2）水准网观测采用几何水准测量方法，采用TopconAT-G2型水准仪配合精密铟钢水准尺进行测量，其标称精度为：
每公里高差中误差±0.4mm。
基准网观测按《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）二等垂直位移监测网技术要求观测，其主要技术要求见表6-1。
表6-1垂直位移基准网观测主要技术指标及要求
序号
项目
限差
1
相邻基准点高差中误差（mm）
0.5
2
测站高差中误差（mm）
0.15
3
往返较差及环线闭合差（mm）
±0.3
（n为测站数）
4
检测已测高差较差（mm）
±0.4
（n为测站数）
5
视线长度（m）
≦30
6
前后视的距离较差（m）
≦0.5
7
任一测站前后视距差累计（m）
≦1.5
8
视线离地面最低高度（m）
≦0.3
观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。
观测顺序：
往测：
后、前、前、后，返测：
前、后、后、前。
观测注意事项如下：
对使用的水准仪、水准尺应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验。
当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；
观测前应正确记录数据，对水准仪的各项控制限差参数进行检查设定，确保附合观测要求；
应在标尺分划线成像稳定的条件下进行观测；
仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；
水准仪应避免望远镜直对太阳，避免视线被遮挡，仪器应在生产厂家规定的范围内工作，震动源造成的震动消失后，才能开始测量，当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数；
每测段往测和返测的测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正；
由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器；
完成闭合或附合路线时，应注意记录的闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。
测量数据采用南方平差易软件进行平差。
平差计算要求如下：
应使用稳定的基准点为起算，并检核独立闭合差及与2个以上的基准点相互附合差满足精度要求条件，确保起算数据的准确；
平差前应检核观测数据，观测数据准确可靠，检核合格后进行平差计算；
平差后数据取位应精确到0.1mm。
6.2.基坑及周边环境描述
（1）支护结构
a.支护结构成型质量；
b.冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现；
c.支撑、立柱有无较大变形；
d.止水帷幕有无开裂、渗漏；
e.墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移；
f.基坑有无涌土、流沙、管涌。
（2）施工工况
a.开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；
b.基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖；
c.场地地表水、地下水排放状况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常；
d.基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。
（3）基坑周边环境
a.地下管道有无破损、泄露情况；
b.周边建（构）筑物有无裂缝出现；
c.周边道路（地表）有无裂缝、沉陷；
（4）巡视检查的检查方法以目视为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工具以及摄像、摄影灯设备。
6.3围护墙顶部水平位移及垂直位移
（1）监测方法
①水平位移监测采用徕卡GPT-7001L全站仪，如图6-1所示，其标称精度为测角±1˝，测距2mm±2ppm。
观测方法采用极坐标法，在工作基点架设全站仪，输入设站点坐标，瞄准后视基准点或工作基点，输入后视方位角，完成定向。
依次在监测点上设立棱镜，测量各个监测点的坐标。
②垂直位移监测采用TopconAT-G2型水准仪配合精密铟钢水准尺，如图6-2所示，其标称精度为±0.4mm。
水准观测采用附合水准路线形式，按《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）二等垂直位移监测网技术要求观测，其主要技术要求见表6-1。
一个测站中间点测量尽量不要超过3个，否则必须重新校核后视点。
图6-1Topcon全站仪图6-2TopconAT-G2水准仪
（2）观测注意事项
对使用的水准仪、水准尺应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验。
当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；
观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；
观测前应正确记录数据，对水准仪的各项控制限差参数进行检查设定，确保附合观测要求；
应在标尺分划线成像稳定的条件下进行观测；
仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；
仪器应避免望远镜直对太阳，避免视线被遮挡，仪器应在生产厂家规定的范围内工作，震动源造成的震动消失后，才能开始测量，当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数；
原始观测记录应填写齐全，字迹清楚，不得涂改、擦改和转抄。
凡划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果的所在页数。
⑧完成附合路线时，应注意记录的附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。
（3）资料内业整理
测量数据采用南方平差易软件进行平差
变化量：
本次与上次同点号监测点平面坐标或高程之差为本次的变化量，与同点号监测点初始平面坐标或高程之差为累计变化量。
符号规定：
以基坑位置作为标准，规定监测点向基坑方向偏移或监测点上升为正（+）；向基坑外方向偏移或监测点沉降为负（-）。
④水平位移读数精度为0.1mm，报告值0.1mm；垂直位移读数为0.01mm，及时精度0.01mm，报告值0.1mm。
⑤填写观测报表并绘制变形曲线图。
6.4支撑内力
（1）监测方法
将混凝土应变计的电缆线接入频率读数仪，读取频率值。
（2）注意事项
测试前，调试仪器，测得各测点初始频率值和环境温度，读数稳定，方可投入正常运行。
（3）资料内业整理
①钢筋应变计的计算公式：
F=K×（f02–fi2）×S×ε
式中：
F—支撑受力值，kN；
K—标定系数，kN/Hz2；
f0—初始频率值；
fi—当期测得频率值；
S—钢筋横截面积；
ε—钢筋弹性模量；
②轴力计的一般计算方法
P=k△F+b△T+B
式中：
P—支撑轴力（kN）
k—轴力计的标定系数（kN/F）；
△F—轴力计输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量（F）；
b—轴力计的温度修正系数（kN/℃）；
△T—轴力计的温度实时测量值相对于基准值的变化量（℃）；
B—轴力计的计算修正值（kN）。
注：
频率模数F=f2×10-3
③变化量：
本次支撑轴力测试值与上次同点号的支撑轴力测试值之差为本次的变化量，与同点号的支撑轴力初始测试值之差为累计变化量。
④填写观测报表并绘制变形曲线图。
七、监测频率
1、所有监测项目的测点在安装、埋设完毕后，对测点进行初始数据的采集，施工前连续观测2次的稳定值的平均值作为监测项目初始值；
2、监测频率
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009规定，本工程现场仪器监测的监测频率按表7-1执行。
表7-1现场仪器监测的监测频率
基坑类别
施工进程
基坑设计深度10~15m
一级
开挖深度（m）
≤5
1次2d
5～10
1次/1d
10～15
2次/1d
底板浇筑后时间（d）
≤7
2次/1d
7～14
1次/1d
14～28
1次/2d
＞28
1次/3d
八、监测报警值
8.1报警值的确定原则
（1）满足设计计算的原则；
（2）满足监测对象的安全要求，达到预警和保护的目的；
（3）满足各监测对象主管部门提出的要求；
（4）满足现行规范、规程的要求；
（5）在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。
8.2报警值
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009规定，以及报警值的确定原则，本工程的基坑及支护结构监测报警值建议按表8-1执行，具体由设计单位确定。
表8-1基坑及支护结构监测报警值
序号
监测
项目
支护结构类型
报警值
绝对值/mm
变化
速率/mm·d-1
1
墙（坡）顶水平位移
钢板桩
25
3
2
墙（坡）顶垂直位移
钢板桩
20
3
3
支撑内力
60%f
-
4
邻近建（构）筑物
最大沉降
20
-
差异沉降
2/1000
0.1H/1000
注：
1．f—设计极限值；
2．累计值取绝对值和相对基坑深度（h）控制值两者的小值；
8.3预警管理
本项目采用三级预警机制：
预警级别
位移
危险状态
管理状态
黄色预警
累计变形量达到允许最大值的50%
注意状态，存在潜在的危险
加密监测频率，加强观察，分析危险来源，及时预警
橙色预警
累计变形量达到允许最大值的80%
紧张状态，出现危险迹象，而且一触即发
24小时跟踪监测、观察、检查，直至解除报警
红色预警
-
紧急状态，危险已经发生，并演变为突发事件
配合相关部门对事故进行分析和处理
九、监测数据处理与信息反馈
9.1监测数据处理
（1）数据整理
①监测资料主要包括监测方案、监测数据、监测日记、监测报表、监测报告、监测工作联系单、监测会议纪要。
②采用专用的表格记录数据，保留原始资料，并按要求进行签字、计算、复核。
③根据不同原理的仪器和不同的采集方法，采取相应的检查和鉴定手段，包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统，加强上岗人员的培训工作等内容。
④误差产生的原因及检验方法：
误差产生主要有系统误差、过失误差、偶然误差等，对量测产生的各种误差采用对比检测验、统计检验等方法进行检验。
（2）变形数据分析
观测点稳定性分析原则如下：
观测点的稳定性分析基于稳定的基准点作为基准点而进行的平差计算成果；
相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）来进行，当变形量小于最大误差时，可认为该观测点在这两个周期内没有变动或变动不显著；
对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。
监测点预警判断分析原则如下：
将阶段变形速率及累计变形量与控制标准进行比较，如阶段变形速率或累计变形值小于预警值，则为正常状态，如阶段变形速率或累计变形值大于预警值而小于报警值则为预警状态，如阶段变形速率或累计变形值大于报警值而小于控制值则为报警态，如阶段变形速率或累计变形值大于控制值则为控制状态。
如数据显示达到警戒标准时，应结合巡视信息，综合分析施工进度、施工措施情况、支护围护结构稳定性、周边环境稳定性状态，进行综合判断；
分析确认有异常情况时，应及时通知有关各方采取措施。
（3）监测结果的分析、处理：
对监测数据及时进行处理和反馈，预测基坑及结构和支护状态的稳定性，提出施工工序的调整意见，确保工程的顺利施工。
监测工作应分阶段、分工序对量测结果进行总结和分析：
①数据处理：
将原始的数据通过科学、合理的方法，用频率分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征计算，舍掉离群数据。
②曲线拟合：
根据各监测项选用对应的反映数据变化规律和趋势的函数表达式，进行曲线拟合，对现场量测数据及时绘制对应的位移—时间曲线或图表，当位移—时间曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移量和掌握位移变化规律。
9.2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委托方及业主、监理、设计分析使用，每次观测提供日报表，按阶段提供阶段性报表和最终报告。
报表内容和形式按宁天城际项目相关规定执行。
表9-1监测成果资料的提交
序号
资料文件名称
资料内容
提交时间
1
监测日报
各监测成果表、工程状况分析
按日
2
监测成果阶段报表
阶段监测结果汇总及结论
按阶段
3
监测最终资料
全部监测成果资料汇总
交工移交
出现特殊情况时（如监测数据超过报警值等），监测报表于测试整理分析后立即提交。
当日报表包括下列内容：
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巡视检查的记录；
④对监测项目有正常或异常的判断性结论；
⑤对达到或超过监测报警值的监测点有报警标示，并有原因分析及建议；
⑥对巡视检查发现的异常情况有详细描述，危险情况有报警标示，并有原因分析及建议；
⑦其他相关说明。
阶段性监测报告包括下列内容：
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。
基坑工程监测总结报告的内容包括：
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。
9.3反馈程序
在取得监测数据后，要及时进行整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图。
为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。
图9-1监测信息反馈程序框图
十、监测仪器设备
表10-1监测仪器使用一览表
主要监测仪器设备
序号
仪器名称
型号
标称精度
产地
数量
备注
1
全站仪
GPT-7001L
1″
2+2ppm
日本
1台套
2
精密水准仪（配套铟钢水准尺）
AT-G2
0.4mm/km
日本
1台套
3
振弦式应变计
JDEBJ-1
分辨力≤0.02％F·S
常州
满足工作需要
4
振弦读数仪
VW-102A
0.01%F.S
南京
1台
5
监测数据处理计算软件
/
/
/
满足工作需要
6
电脑
联想
/
北京
2台
十一、监测管理流程
图11-1施工监测管理流程
十二、监测质量保证体系
12.1质量保证主要内容
（1）
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