资源描述
基坑监测作业指引书
山西裕宏岩土工程勘察检测有限公司长治分公司
二零一三年一月
第一章 序 言
第二章 前期工作
第三章 正式监测
第四章 监测结束
第五章 监测管理
第六章 基本术语
第七章 引用规范
第八章 附录
附录1
垂直位移、水平位移监测点安装埋设办法
附录2
监测孔埋设办法
附录3
深层水平位移(测斜)测点安装、埋设办法
附录4
测斜仪探头使用、维护和保养
附录5
测斜仪电缆使用、维护和保养
附录6
测斜仪读数仪使用、维护和保养
附录7
测斜仪疑难问题解答
第一章 前言
1 基坑工程
建筑物或构筑物地下某些施工时,需开挖基坑,为保证基坑施工、主体地下构造安全和周边环境不受损害,要进行支护、降水和开挖,并进行相应勘察、设计、施工和监测等工作,这项综合性工程就称为基坑工程。
基坑工程设计原则:
1) 安全可靠:满足支护构造自身强度、稳定性以及变形规定,保证周边环境安全。
2) 经济合理性:在支护构造安全可靠前提下,要从工期、材料、设备、人工以及环保等方面综合拟定具备明显技术经济效果方案。
3) 施工便利并保证工期:在安全可靠经济合理原则下,最大限度地满足以便施工(如合理支撑布置,便于挖土施工),缩短工期。
基坑工程设计办法:
依照中华人民共和国行业原则《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)规定,基坑支护构造应采用分项系数表达极限状态设计办法进行设计。
基坑支护构造极限状态,可以分为下列两类:
1) 承载能力极限状态:相应于支护构造达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护构造或基坑周边环境破坏。
2) 正常使用极限状态:相应于支护构造变形已妨碍地下构造施工,或影响基坑周边环境正常使用功能。
基坑重要性分级:
依照国标《基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97),按基坑重要性分为如下3级:
1) 符合下列状况之一时,属一级基坑工程:
(1) 支护构造作为主体构造一某些时;
(2) 基坑开挖深度不不大于等于10m时;
(3) 距基坑边两倍开挖深度范畴内有历史文物、近代先进建筑、重要管线等需严加保护时。
2) 开挖深度不大于7m,且周边环境无特别规定期,属三级基坑工程;
3) 除一级和三级基坑工程以外,均属二级基坑工程。
对位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范畴内基坑工程,以及都市生命线工程或对位移有特殊规定精密仪器使用场合附近基坑工程,应遵循关于专门文献和规定执行。
基坑围护构造:
基坑围护构造涉及挡土构造和支撑构造两某些。挡土构造重要承受基坑开挖卸荷所产生土压力和水压力并将其传递到支撑,重要类型有钢板桩挡墙、钻孔灌注桩挡墙、水泥土搅拌桩挡墙(重力式挡墙)、地下持续墙挡墙、SMW工法挡墙(水泥土桩内插型钢)等;支撑构造则承受挡土构造所传递土压力和水压力,按选用材料,支撑可分为两类:现浇钢筋混凝土支撑和钢构造支撑。
基坑开挖施工:
基坑开挖施工工艺普通有两种:放坡开挖(无支护开挖)和有支护开挖。前者既简朴又经济,在地质条件和周边环境容许时能保证边坡稳定条件下优先选用。在软土地区地下水位往往较高,需要用围护墙承受基坑外水、土压力,并与支撑(或锚杆)、围檩、防渗帷幕等构造体系形成支护构造。基坑开挖方式,常用有放坡开挖、无支撑围护开挖、围护分层开挖、中心岛开挖、逆作法开挖等。
基坑降水:
基坑降水重要有疏干井和承压井,疏干井起到减少坑内潜水,优化作业环境和提高被动土体强度作用,承压井起到减少承压含水层水头,保证坑底稳定作用。
2 基坑监测
所谓基坑监测是指在基坑开挖施工过程中,借助仪器设备和其他某些手段对围护构造、周边环境(土体、建筑物、构筑物、道路、地下管线等)应力、位移、倾斜、沉降、开裂及对地下水位动态变化、土层孔隙水压力变化等进行综合监测。依照前段开挖期间监测到土体变位动态等各种行为体现,提取大量岩土信息,及时比较勘察、设计所预期性状与监测成果差别,对原设计成果进行评价,并判断现行施工方案合理性。通过反分析办法计算和修正岩土力学参数,预测下阶段施工过程中也许浮现新动态,为优化和合理组织施工提供可靠信息,对后期开挖方案与开挖环节提出建议,对施工过程中也许浮现险情进行及时预报。当有异常状况时,及时采用必要工程办法,将问题消灭在萌芽状态,以保证工程安全。
1)基坑监测重要性和目
在深基坑开挖施工过程中,基坑内外土体将由本来静止土压力状态向被动和积极土压力状态转变,应力状态变化引起围护构造承受荷载并导致围护构造和土体变形,围护构造内力(围护桩和墙内力、支撑轴力或土锚拉力等)和变形(深基坑坑内土体隆起、基坑支护构造及其周边土体沉降和侧向位移等)中任一量值超过容许范畴,将导致基坑失稳破坏或对周边环境导致不利影响,深基坑开挖工程往往在建筑密集市中心,施工场地四周有建筑物和地下管线,基坑开挖所引起土体变形将在一定限度上变化这些建筑物和地下管线正常状态,当土体变形过大时,会导致邻近构造和设施失效或破坏。同步,基坑相邻建筑物又相称于较重集中荷载,基坑周边管线常引起地表浅层水渗漏,这些因素又是导致土体变形加剧因素。基坑工程设立于力学性质相称复杂地层中,在基坑围护构造设计和变形预估时,一方面,基坑围护体系所承受土压力等荷载存在着较大不拟定性;另一方面,对地层和围护构造普通都作了较多简化和假定,与工程实际有一定差别;加之,基坑开挖与围护构造施工过程中,存在着时间和空间上延迟过程,以及降雨、地面堆载和挖机撞击等偶尔因素作用,使得现阶段在基坑工程设计时,对构造内力计算以及构造和土体变形预估与工程实际状况有较大差别,并在相称限度上仍依托经验。因而,在深基坑施工过程中,只有对基坑支护构造、基坑周边土体和相邻构筑物进行全面、系统监测,才干对基坑工程安全性和对周边环境影响限度有全面理解,以保证工程顺利进行,在浮现异常状况时及时反馈,并采用必要工程应急办法,甚至调节施工工艺或修改设计参数。
国家相继颁布实行国家工程建设规范《基坑工程设计规程》DGJ08-61-1997、《地基基本设计规范》DGJ08 11-1999、《基坑工程施工监测规程》DG/TJ08--都对现场监测作了详细规定,将其作为基坑工程施工中必不可少构成某些。而在地铁、隧道和合流污水工程等大型构筑物安全保护区内基坑,有关部门都颁布了关于文献拟定其环保原则和规定。基坑工程监测已成为建设管理部门强制性指令办法,受到业主、监理、设计、施工和有关管线单位高度注重。
基坑监测应达到目:
(1) 对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护
在深基坑开挖与支护施筑过程中,必要在满足支护构造及被支护土体稳定性,避免破坏和极限状态发生同步,不产生由于支护构造及被支护土体过大变形而引起邻近建筑物倾斜或开裂,邻近管线渗漏等。从理论上说,如果基坑围护工程设计是合理可靠,那么表征土体和支护系统力学形态一切物理量都随时间而渐趋稳定,反之,如果测得表征土体和支护系统力学形态特点某几种或某种物理量,其变化随时间而不是渐趋稳定,则可以断言土体和支护系统不稳定,支护必要加强或修改设计参数。在工程实际中,基坑在破坏前,往往会在基坑侧向不同部位上浮现较大变形,或变形速率明显增大。在20世纪90年代初期,基坑失稳引起工程事故比较常用,随着工程经验积累,这种事故越来越少。但由于支护构造及被支护土体过大变形而引起邻近建筑物和管线破坏则依然时有发生,而事实上大某些基坑围护目也就是出于保护邻近建筑物和管线。因而,基坑开挖过程中进行周密监测,可以保证在建筑物和管线变形处在正常范畴内时基坑顺利施工,在建筑物和管线变形接近警戒值时,有助于采用对建筑物和管线本体进行保护技术应急办法,在很大限度上避免或减轻破坏后果。
(2)为信息化施工提供参数
基坑施工总是从点到面,从上到下分工况局部实行。基坑工程监测不但即时反映出开挖产生应力和变形状况,还可以依照由局部和前一工况开挖产生应力和变形实测值与预估值分析,验证原设计和施工方案对的性,同步可对基坑开挖到下一种施工工况时受力和变形数值和趋势进行预测,并依照受力和变形实测和预测成果与设计时采用值进行比较,必要时对设计方案和施工工艺进行修正。
(3)验证关于设计参数
因基坑支护构造设计尚处在半理论半经验状态,土压力计算大多采用典型侧向土压力公式,与现场实测值相比较有一定差别,基坑周边土体变形也还没有成熟计算办法。因而,在施工过程中需要懂得现场实际受力和变形状况。支护构造上所承受土压力及其分布,受地质条件、支护方式、支护构造刚度、基坑平面几何形状、开挖深度、施工工艺等影响,并直接与侧向位移关于,而基坑侧向位移又与挖土空间顺序、施工进度等时间和空间因素等有复杂关系,现行设计分析理论尚未完全成熟。基坑围护设计和施工,应当在充分借鉴既有成功经验和吸取失败教训基本上,依照自身特点,力求在技术方案中有所创新、更趋完善。对于某一基坑工程,在方案设计阶段需要参照同类工程图纸和监测成果,在竣工完毕后则为后来基坑工程设计增添了一种工程实例。现场监测不但保证了本基坑工程安全,在某种意义上也是一次1:1实体实验,所获得数据是构造和土层在工程施工过程中真实反映,是各种复杂因素影响和作用下基坑系统综合体现,因而也为基坑工程领域科学和技术发展积累了第一手资料。
2)基坑监测工作基本规定
(1)基坑监测应由委托方委托具备相应资质第三方承担。
(2)基坑围护设计单位及有关单位应提出监测技术规定。
(3)监测单位监测前应在现场踏勘和收集有关资料基本上,根据委托方和有关单位提出监测规定和规范、规程规定编制详细基坑监测方案,监测方案须在本单位审批基本上报委托方及有关单位承认后方可实行。
(4)基坑工程在开挖和支撑施工过程中力学效应是从各个侧面同步呈现出来,在诸如围护构造变形和内力、地层移动和地表沉降等物理量之间存在着内在紧密联系,因而监测方案设计时应充分考虑各项监测内容间监测成果互相印证、互相检查,从而对监测成果有全面对的把握。
(5)监测数据必要是可靠真实,数据可靠性由测试元件安装或埋设可靠性、监测仪器精度、可靠性以及监测人员素质来保证。监测数据真实性规定所有数据必要以原始记录为根据,原始记录任何人不得更改、删除。
(6)监测数据必要是及时,监测数据需在现场及时计算解决,计算有问题可及时复测,尽量做到当天报表当天出。由于基坑开挖是一种动态施工过程,只有保证及时监测,才干有助于及时发现隐患,及时采用办法。
(7)埋设于构造中监测元件应尽量减少对构造正常受力影响,埋设水土压力监测元件、测斜管和分层沉降管时回填土应注意与土介质匹配。
(8)对重要监测项目,应按照工程详细状况预先设定预警值和报警制度,预警值应涉及变形或内力量值及其变化速率。但当前对警戒值拟定还缺少统一定量化指标和鉴别准则,这在一定限度上限制和削弱了报警有效性。
(9)基坑监测应整顿完整监测登记表、数据报表、形象图表和曲线,监测结束后整顿出监测报告。
基坑工程监测技术是一门综合性很强技术,它以土力学、钢筋混凝土力学及岩土工程设计理论和办法等学科为理论基本,以仪器仪表、传感器、计算机、测试技术等学科为技术支持,同步还融合了基坑工程施工工艺与工程实践经验。
3)基坑工程监测级别划分
颁布实行国家工程建设规范《基坑工程施工监测规程》DG/TJ08--对基坑工程监测进行级别划分。《基坑工程施工监测规程》规定基坑工程监测级别依照基坑工程安全级别、周边环境级别和地基复杂限度划分为四级。规程中表3.2.2 、表3.2.3、表3.2.4和表3.2.5分别列出了基坑工程安全级别、周边环境级别、地基复杂限度和基坑工程监测级别划分原则。需要注意是:①、同一基坑各侧壁工程监测级别也许不同。对基坑各侧边条件差别很大且复杂基坑工程,在拟定基坑工程监测级别时,应明确基坑各侧壁工程监测级别。②、地基复杂限度划分表3.2.4和基坑工程监测级别划分表3.2.5中有二项(含二项)以上,最先符合该级别原则者,即可定为该级别。③、基坑工程监测级别划分表3.2.5中当浮现符合两个监测级别时,宜按周边环境高一级别考虑。例如:某基坑工程安全级别为二级、周边环境级别为一级、地基复杂限度为中档,按表3.2.5基坑工程监测级别可定为一级或二级,但按表3.2.5注2规定,基坑工程监测级别宜定为一级。
4)基坑监测参数
基坑监测按监测项目分类详见《基坑工程施工监测规程》表3.3.6。按监测参数可分为:水平位移、垂直位移、倾斜、深层侧向位移(测斜)、地下水水位、围护体系内力、裂缝、孔隙水压力、土压力、土体分层垂直位移、坑底隆起(回弹)、锚杆拉力等。
第二章 前期工作
1立项
1) 由公司销售人员进行项目接洽,获取有关资料并进行现场踏勘。
资料内容至少涉及:
(1) 基坑围护设计施工图及设计人员提出监测规定;
(2) 勘察成果文献;
(3) 基坑影响范畴内地下管线图及地形图;
(4) 周边建(构)筑物状况(建筑年代、基本和构造形式);
(5) 关于方面提出其他规定。
此外尚需:
(1) 构造设计总阐明;
(2) 施工组织设计(施工工期筹划);
(3) 其他需要有关资料。
现场踏勘内容重要涉及:
(1) 工地所处地理位置、交通状况;
(2) 工地现状面貌、用地范畴、周边状况;
(3) 重点核查周边管线、建(构)筑物类型和分布与否与有关资料一致,有无其他未知状况,并推测基坑开挖对这些邻近环境影响限度,初步拟定监测重点或难点。
以上工作也可由项目经理初期介入,协同参加。
2) 评估公司对该项目承揽能力,决定与否承揽或投标,同步确立项目经理人选。
2编制监测方案
在拟定承揽合伙意向或决定投标时,由项目经理或公司有关技术人员编制监测方案,方案宜涉及下列内容:
1) 工程概况(涉及工程性质、基坑工程设计和施工方案概况);
2) 场地工程地质条件及基坑周边环境状况;
3) 监测目和根据;
4) 监测点设立原则;
5) 监测项目和监测点布置及各监测点布置平面、立面图;
6) 监测办法及精度;
7) 监测进度和监测频率;
8) 监测报警值控制原则;
9) 监测成果及监测报告重要内容;
10) 监测人员构成和重要仪器设备。
方案中同步应明确该项目监测中难点、重点,并有针对性地进行监测办法描述。
3监测准备
项目合伙一旦确立,即进入准备阶段。
1) 拟定项目经理和项目组人员(项目经理也可在前期阶段已拟定)。
2) 召开生产准备会,由项目经理和公司有关部门重要负责人参加,明确人员、设备仪器、监测材料、办公用品配备采购和进场筹划及监测中关于重点技术规定。
3) 由公司监测业务部与项目经理正式订立监测任务单。
第三章 正式监测
1 进驻工地
1)按公司原则化管理规定进行工地办公室和宿舍建设。
2)完毕对监测仪器设备和前期监测材料进场验收和管理工作。
2开展初期工作
1)积极建立并加强与工地各方沟通结识。
2)详细踏勘场地,内容涉及施工布置和进展状况、邻近建筑、管线、路面状况,对已有损坏状况(特别是房屋建筑开裂倾斜)应进行测量记录并拍照,同步书面知会有关各方,对踏勘中意外发现重要状况及时向公司关于部门报告,共同商量解决方案。
3)核对方案中测点设计位置与否与现场有冲突或存在安装困难,并确立最后测点布置方案,对有较大变更者(测点增减、安装办法改动或大幅移位等)应建立书面确认记录。
4)由项目经理负责对项目组人员进行生产技术交底,内容涉及基坑设计、施工组织、实行监测项目、监测报警规定、重点注意事项等。
3监测实行
基坑工程施工监测重要参数如下:
1)水平位移
2)垂直位移
3)倾斜
4)深层侧向位移(测斜)
5)地下水水位
6)围护体系内力
7)裂缝
8)孔隙水压力
9)土压力
10)土体分层垂直位移
11)坑底隆起
如下即按监测参数顺序进行逐个简介:
3.1水平位移监测
3.1.1合用范畴
围护墙(边坡)顶部水平位移监测、邻近地下管线水平位移监测、邻近建(构)筑物水平位移监测、围护体(土体)内测斜管口校验等。
徕卡(Tc1202)全站仪
3.1.2监测目
运用光学仪器全站仪,实测被监测对象在平面位置上随时间变化位移量和位移速度。
3.1.3仪器设备
公司当前使用仪器设备如下:
1)瑞士徕卡(Tc1202型)全站仪(测角精度2’’,测距精度2+2ppm,测程3000m),见右图;
2)日本索佳(SET1130R3、SET1130R和SET210K型)全站仪(测角精度1’’~2’’,测距精度2+2ppm,测程3500~5000m)
3.1.4监测办法
一方面建立独立坐标系统水平位移监测网,重要技术指标应满足国家工程建设规范《基坑工程施工监测规程》第6.2.5条规定。应对该水平位移监测网基准点和工作基点进行定期校核。
水平位移监测基准点应埋设在施工影响范畴外,数量不应少于3点。宜设立具备强制对中观测墩,或运用已有稳定施工控制点,采用精密光学对中装置(对中误差不大于0.5mm)。基准点埋设形式,按关于测绘规范、规程执行。
测定特定方向水平位移宜采用视准线法、小角法或方向线偏移法等办法;测定监测点任意方向水平位移宜采用前方交会、自由设站、导线测量或极坐标等办法。
某监测点本次位移值与前次位移值差值为该点本次位移变化量,本次位移值与初始位移值之差值即为该点合计位移量。
水平位移监测注意事项:
1)用于监测任务全站仪精度要达到相应监测网级别规定;
2)仪器进场前,按规定对仪器进行校准或检定、;每日使用完毕后,要检查全站仪电池电量,并按规定完毕仪器维护工作;
3)必要使用与全站仪配套反射棱镜进行测距;
4)测量前要检查仪器参数和状态设立,如角度、距离、气压、温度单位,最小显示、测距模式、棱镜常数、水平角和垂直角形式、双轴改正等。可提前设立好仪器,在测量过程中不再改动;
5)手工记录以便检核各项限差,内存记录取作对照检查;
6)测线宜高出地面1.3m以上,并避开障碍物、背景某些有反光材料物体及避免通过发热体(如散热塔、烟窗等)和较宽水面上空,以减小折光影响;
8)测站应避开受电、磁场干扰地方,应离开高压线5m以外,手机、对讲机应远离测线使用;
9)在大气稳定和成像清晰条件下观测,雾、雨、雪天气不适当观测;
10)避免阳光爆晒、雨水淋湿仪器,禁止照准镜头对向太阳;
11)测站、镜站不准离人;
12)整个监测期间,应做到固定监测仪器、固定监测人员、固定监测路线和测站、固定监测周期或恰当调节后周期及相应时段。
3.1.5测点布置
每一测区基准点和工作基点数量应不少于2个,应埋设可靠,可以在监测过程中保存,且建立在便于观测位置。
水平位移监测点布置与被监测对象构造、变形因素及变形方向等因素关于,测点设立要可以反映被监测对象变形状况,有代表性,与被监测对象紧密连接且通视条件好。
针对不同监测项目,水平位移监测点布置原则及埋设办法有所不同:
1) 围护墙(边坡)顶部水平位移监测项目
a. 布置在围护体压顶冠梁上,间距20m左右,核心部位、变化较大部位应恰当加密;
b. 考虑对测斜监测孔位进行管顶校核时,点位与测斜孔位一一相应;
c. 宜布置在两道支撑中间部位。
2) 邻近地下管线水平位移监测项目
a. 管线测点布置需考虑周边地下管线功能、管线材质、管径、接头形式、埋深、距基坑边线距离、敷设年代、道路交通状况等状况;
b. 对于大孔径、压力、近距离管线应作为监测重点,如上水、煤气管等宜设立直接监测点,也可运用窨井、阀门、抽气孔以及检查井等管线设备作为监测点;
c. 地下电缆接头处、管线端点、转弯处宜布置测点;
d. 管线监测点布置应征求关于管线管理单位意见,并经确认方能执行;
e. 普通与管线沉降监测点共用,间距15~25m(对于重点监测管线,间距宜取小值,甚至加密);
f. 尽量布置在管线端点、转角点中间部位。
3) 邻近建(构)筑物水平位移监测项目
a. 测点位置和数量应依照建筑物体态特性、基本形式、构造种类及地质条件等因素综合考虑;
b. 布置在基本类型、埋深和荷载有明显不同处及沉降缝、伸缩缝、新老建(构)筑物连接处两侧;
c. 测点位置应通视条件良好,不适当遭受破坏;
d. 测点考虑建(构)筑物角点、中点,沿建筑物周边间距宜为6~20m,且每边不应不大于3个;
e. 对于(烟囱、水塔、油罐等)圆形、多边形建(构)筑物宜沿纵横轴线对称布置;f. 工业厂房应考虑对独立柱基进行测点布设;
g. 邻近堆置重物处、受振动有明显影响部位及基本下暗浜(沟)处。
4)其他
a. 有特殊需要项目,水平位移监测点布置应满足该项目监测规定;
b. 水平位移监测点布设应依照工程施工进展状况及时埋设。
3.1.6测点安装、埋设
水平位移测点安装埋设视不同监测项目及规定而有所不同,其与垂直位移测点安装埋设办法基本一致。重要区别在于水平位移测点顶部需有“十”字划刻,以便于棱镜对中或提供量距基准,而垂直位移测点顶部为“凸”球状。
建(构)筑物水平位移测点可用红油漆标记一“三角形”在墙(柱)面上,其中一条边处在竖直方向。
测点埋设完毕后,应参照监测方案对测点进行编号,便于现场辨识。
详细安装埋设办法参见附录1“垂直位移、水平位移监测点安装、埋设办法”。
3.1.7表格
围护体顶部垂直、水平位移监测日报表 JC-BG-48f
管线沉降、位移监测日报表 JC-BG-48n
小角度法水平位移监测野外作业原始登记表 JC-BG-47e
视准线法水平位移监测野外作业原始登记表 JC-BG-47d
3.2垂直位移监测
3.2.1合用范畴
围护墙(边坡)顶部垂直位移监测、邻近地下管线垂直位移监测、邻近建(构)筑物垂直位移监测、立柱垂直位移监测、地表垂直位移监测和水位管口、分层沉降(坑底回弹)管口高程测量等。
3.2.2监测目
徕卡NA2水准仪+GPM3
平板测微器
运用光学水准仪器,实测被监测对象高程并计算高程变化量,从而掌握被监测对象在垂直方向随时间变化位移量和位移速度。
3.2.3仪器设备
公司当前使用仪器设备如下:
1)瑞士徕卡NA2型水准仪加GPM3平板测微器(精度:±0.3mm/km,来回),见右图;
2)苏州一光DSZ2型水准仪加FS1平板测微器(精度:±0.5mm/km,来回)。
3.2.4监测办法
一方面建立垂直位移监测网,重要技术指标应满足国家工程建设规范《基坑工程施工监测规程》第6.3.2条规定。运用该监测网对垂直位移基准点和工作基点进行定期校核。
垂直位移基准点和工作基点(或某些线路参加监测点),应形成一种或各种闭合或附合路线,其中以闭合路线为佳,特别困难监测点可以采用支水准路线来回测量。
垂直位移水准基准点应均匀布设于基坑开挖深度3倍范畴以外不受施工影响区域,且不少于3点。水准点埋设深度不适当不大于1m,标石基底宜用20cm厚素砼浇实,或设于影响区外沉降稳定建(构)筑物构造上。水准点标石形式可按关于测绘规范、规程执行。
在施工前开始前对各观测点进行初次观测(至少两次),并取二次观测平均值为该点初始值,其后各观测点各次观测值之间、与初始值之间进行对比计算,可得到各次变形值、合计变形值及变形量曲线。
垂直位移监测注意事项:
1)整个监测期间,应做到固定监测仪器、固定监测人员、固定监测路线和测站、固定监测周期或调节后周期及相应时段;
2)定期进行基准点校核检查和仪器校验;
3)记录每次测量时气象状况、施工进度和现场工况,以供分析监测数据时参照;
4)在大气稳定和成像清晰条件下观测,雾、雨、雪天气不适当观测;
5)避免阳光爆晒、雨水淋湿仪器,禁止照准镜头对向太阳;
6)测站不准离人;
7)观测开始前仪器进行一定期间晾置,使仪器温度与外界环境保持一致。
3.2.5测点布置
水准基点是垂直位移监测基准点,每一监测项目尽量运用委托方提供水准基点或按规定规定进行埋设,并应进行定期联测,校核水准基点稳定状况;
1)水准基点应布设在监测对象沉降影响范畴以外,保证结实稳定;
2)力求通视良好,与监测点接近,距离不适当超过100m,以保证监测量精度;
3)避免将水准基点设在低洼容易积水处。
工作基点是直接用于测定监测点相对稳定测量控制点,宜布置在变形区附近且相对稳定地方,其高程尽量接近监测点高程。
普通,垂直位移监测点与水平位移监测点共用一点,两类测点布置原则一致,详见“3.1.5 测点布置”。有特殊需要项目,垂直位移监测点布置应满足该项目监测规定;垂直位移监测点布设同样应依照工程施工进展状况及时埋设。
3.2.6测点安装、埋设
详细安装埋设办法参见附录1“垂直位移、水平位移监测点安装、埋设办法”。
3.2.7表格
垂直位移监测野外作业原始登记表 JC-BG-47c
管线沉降、位移监测日报表 JC-BG-48n
地表沉降监测日报表 JC-BG-48l
立柱沉降监测日报表 JC-BG-48g
围护体顶部垂直、水平位移监测日报表 JC-BG-48f
3.3倾斜监测
3.3.1合用范畴
邻近建(构)筑物倾斜监测等。
3.3.2监测目
运用光学水准仪、全站仪或其他仪器测量邻近建(构)筑物倾斜限度随时间变化,从而对邻近建(构)筑进行构造和使用安全判断。
3.3.3仪器设备
公司当前使用仪器设备如下:
1)瑞士徕卡NA2型水准仪加GPM3平板测微器(精度:±0.3mm/km,来回);
2)苏州一光DSZ2型水准仪加FS1平板测微器(精度:±0.5mm/km,来回);
3)瑞士徕卡(Tc1202型)全站仪(测角精度2’’,测距精度2+2ppm,测程3000m);
4)日本索佳(SET1130R3、SET1130R和SET210K型)全站仪(测角精度1’’~2’’,测距精度2+2ppm,测程3500~5000m)。
3.3.4监测办法
测定建(构)筑物倾斜办法有悬吊垂球法、垂准法、经纬仪投点法、前方交会法及安装倾斜仪等办法,在建(构)筑物满足整体刚度前提下,也可运用水准仪直接测定建(构)筑物基本相对沉降差,来推算判断建筑物倾斜限度。
在施工前开始前对各观测点进行初次观测(至少两次),并取二次观测平均值为该点初始值,其后各观测点各次观测值之间、与初始值之间进行对比计算,可得到各次变形值、合计变形值及变形量曲线。
监测注意事项:
运用全站仪进行倾斜监测时,参照“3.1 水平位移监测”全站仪进行水平位移测量注意事项;运用水准仪进行倾斜监测时,参照“3.2 垂直位移监测”水准仪进行垂直位移测量注意事项。
3.3.5测点布置
运用光学仪器进行倾斜监测项目,可参照建筑物垂直、水平位移监测点布设原则和办法进行,必要时相应底部监测点增长建(构)筑物上部监测点。测点布置以满足实际监测规定为主。测点应与被监测建(构)筑物紧固连接,且通视条件良好。
3.3.6表格
垂直位移监测野外作业原始登记表 JC-BG-47c
建(构)筑物沉降倾斜监测日报表 JC-BG-48m
3.4深层侧向位移(测斜)监测
3.4.1合用范畴
围护墙测向变形(测斜)监测、土体深层侧向变形(测斜) 监测等。
3.4.2监测目
运用测斜系统(测斜仪、测斜管、读数仪和电缆等)定期量测基坑围护体或土体内深层水平位移,掌握各深度水平位移随时间变化量值及变化速度。
3.4.3仪器设备
测斜仪器设备系统如下:
测斜管:塑料(PVC、ABS)或铝合金,内管壁有呈十字型分布四条凹型导槽,惯用管径(外径)有φ70和φ53两种;
Sinco 测斜仪
测斜探头:测量倾角传感元件,上、下近两端配有两对轮子,两对轮子中心间距普通为50cm,上端接电缆;
读数仪:与测斜探头配套使用二次仪表;
电缆:具备高防水性能,芯线中设有一根加强钢芯线,可向探头供应电源,给测读仪传递量测信息,同步作为量测探头所在量测点距孔口深度尺和提高和下放探头绳索。
公司当前使用美国sinco测斜仪(精度:±0.12mm/0.5m),见右图。
3.4.4监测办法
1)测试办法
a. 测斜管应在施工前15~30天埋设完毕,在开挖前3天进行初读数测算;
b. 开始测量前,依照测孔深度、测点编号等信息,在读数仪里进行预设;
c. 实测时将探头导轮对准与关注方向一致槽口(高轮对准基坑方向),缓缓放置管底,究竟部时要轻拿轻放,以免振坏探头;
d. 静置5~10分钟,待探头与管内温度一致(可从读数仪上读数与否变化进行判断)时开始测读;
e. 每隔500mm提高探头,待读数仪数据稳定后,测读一次;
f. 每次测读时电缆深度标志应位于管口同一位置,保证深度精确;
g. 探头提至管口后,旋转180°,重复上述测量办法,计算时取平均值,以消除仪器自身误差。
通过各深度所测偏移值累加(孔底往上计算)或累减(孔口往下计算)可得到测斜管整体偏移曲线,该偏移曲线与初始值(初始偏移曲线)比较可得到测斜管合计变形值,与上次比较可得到本次变形值。
2)数据解决
计算原理
当围护体或土体内发生位移时,埋入围护体或土体中测斜管随土体同步位移,通过逐点测量测斜管内测斜探头轴线与铅垂线之间倾角,可计算各点偏离垂线水平偏差,见下图。
测斜工作原理图
测斜仪探头两对导轮间距500mm,以两对导轮之间间距为一种测段。每一测段上、下导轮间相对水平偏差量δ可通过下式计算得到。
式中:l—上、下导轮间距;
θ—探头敏感轴与重力轴夹角。
测段n相对于起始点水平偏差量Δx,由从起始点起持续测试得到δi合计而成,即
式中: —测点n相对于起始点水平偏差量(mm)。
对于当前使用Sinco测斜仪,详细算法如下:
式中:ΔXi — i深度合计位移(计算成果精准至0.1mm)
Xi — i深度本次水平偏移值(mm)
Xi0 — i深度初始水平偏移值(mm)
Aj — 仪器在j深度0°方向读数
Bj — 仪器在j深度180°方向读数
C — 探头标定系数,25000
L — 探头长度(mm)
αj— j深度倾角
3)测斜注意事项
a. 深层水平位移监测应选用适当匹配测斜管、测斜仪,避免测斜仪探头在测斜管内太紧而卡住或太松而滑槽,已达到有效监测目;
b. 因测斜仪探头在管内每隔0.5m测读一次,故对测斜管接口位置要精准计算,避免接口设在探头滑轮停留处;
c. 测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于监测关注方向,若因安装因素致使槽口扭转而不垂直于基坑边线,则须同步对两对槽口(即两个方向)进行测试,然后在同一深度取矢量和。
d. 测点间距应严格为0.5m,以与探头设计量距一致,禁止取1.0m测点间距,而导致测试成果人为偏离;
e. 为消除仪器自身误差,必要同步进行正、反方向测读。
3.4.5测点布置
1)普通布置在基坑平面上预测变形较大位置,如基坑长边中心,详细可选取两道支撑之间;
2)测点布置间距宜为25m左右,每侧边至少布置1个监测点;
3)布置在邻近需重点监测保护建(构)筑物、地下管线附近土体内;
4)围护体内测斜管深度宜与围护体入土深度相似,土体内测测斜管深度宜超过围护体深度5~10m。
3.4.6测点安装、埋设
详见附录2“监测孔钻探办法”、附录3“深层水平位移(测斜)测点安装、埋设办法”。
3.4.7表格
墙体(土体)水平位移(测斜)监测日报表 JC-BG-48d
围护体测斜管安装登记表 JC-BG-45a
土体测斜管安装登记表 JC-BG-45b
3.4.8其她
附录4:测斜仪探头使用、维护和保养
附录5:测斜仪电缆使用、维护和保养
附录6:测斜仪读数仪使用、维护和保养
附录7:测斜仪疑难问题解答
3.5地下水位监测
Sinco 水位计
3.5.1合用范畴
坑内地下水位(疏干降水和减少承压水头)监测、坑外地下水位(潜水、微承压水和承压水)监测。
3.5.2监测目
运用水位监测系统(水位计、水位孔)定期量测水位监测孔水位埋深,掌握各水位孔地下水位随时间变化量值及变化速度,从而达到如下目:
1)检查坑内降水施工实际效果;
2)检查坑内降水对坑外地下水位影响范畴和限度;
3)检查基坑止水帷幕止水、隔水效果,避免施工对周边环境导致影响。
3.5.3仪器设备
水位管:水位管普通由PVC工程塑料制成,涉及实管、滤水管和束节及封盖。
1)实管管径50~70mm,滤水管尺寸与实管相似;
2)滤水管管身打有6~8列直径为6mm左右滤水孔,纵向孔距50~100mm。相邻两列孔交错排列,呈梅花状布置,便于土中水流入管内;
3)滤水管埋设时应在滤孔外包上土工布,起到滤层作用;
4)束节套于两节主管接头处,起着连接、固定作用;
5)承压水水位管也可采用铁质管材,接口采用焊接方式,滤水管外包网布。
水位计:公司使用美国Sinco水位计(辨别率:2mm)。
1)测头:由金属车制而成,内部安装了水阻接触点,当触点接触到水面时,便会接通接受系统,当触点离开水面时,就会自动关闭接受系统;
2)电缆:由钢尺和导线采用塑胶工艺合二为一,水位计电缆刻度及数值由激光标注,标注数值单位为厘米,每个数字同步代表2mm刻度;
3)接受系统:由音响器和LED批示灯构成,音响器由蜂鸣器发出持续不断蜂鸣声响或LED批示灯发光,两者可通过拨动开关来选用,不论用何种接受系统,测度精度是一致;
4)绕线盘某些:由绕线圆盘和支架构成,绕线圆盘由铁皮冲压制成,支架由钢管制成。
3.5.4监测办法
1)测试办法
a. 水位初次测读应在水位孔安装埋设完毕后至少一周后进行;
b. 应一方面运用水准仪测读水位孔管口高程;
c. 按下电池实验按钮,检查电池电量与否充分,当电池良好时,显示灯和蜂鸣会被激活;
d. 拧松水位计绕线盘背面螺丝,让绕线盘可以自由转动;
e. 打开水位计电源,设立敏捷度在“5~6档”之间;
f. 将水位计测头放入水位管内,手拿钢尺电缆,让测头缓慢向下移动;
g. 当测头触点接触到水面时,接受系统音响器便会发出持续不断蜂鸣声;
h. 读出测头接触水面时钢尺电缆在管口处读数,即为管内水面相对管口埋深。
2)水位高程计算
Hw=Hg-h
式中:Hw—水位高程,单位:m;
Hg—管口高程,单位:m;
h —管内水面到管口距离,单位:m。
两次管内水位高程差值,即为该水位孔水位本次变化量,本次水位高程与初始水位高程差值即为合计变化量。
3)水位监测注意事项
a. 开关旋钮同步用来调节敏捷度,对导电能力强水应选取低敏捷度,避免错误触发;对导电能力差水用高敏捷度;
b. 水位计使用2节AA电池,按实验按钮检查,如显示灯和蜂鸣不能被激活,则按如下环节更换电池:用硬币或螺丝刀打开电池盖(逆时针转动1/4圈);更换电池,“+”极向外,盖上盖子;
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