工贸二期基坑监测方案.doc

蕲春县工贸新天地二期
基坑支护工程

变

形

监

测

方

案

湖北省地质勘察基础工程有限公司
二〇一八年八月

蕲春县工贸新天地二期基坑支护工程
变形监测方案

项目负责：

技术负责：

总工程师：

总 经 理：

湖北省地质勘察基础工程有限公司
二〇一八年七月

目 录

第一章、工程概况……………………………………………………………………4
第二章、编制监测方案采用的设计要求及规范……………………………………5
第三章、监测点布设及监测方法……………………………………………………7
第四章、监测频率……………………………………………………………13
第五章、控制标准与险情预报…………………………………………………14
第六章、监测工作的组织机构及质量保证措施……………………………………16

工贸新天地二期基坑支护工程
变形监测方案
第一章 工程概况
1、 工程概况
1.1.工程名称：工贸新天地二期基坑监测工程。
1.2工程地址：建设场地位于蕲春县漕河镇夏漕社区。
1.3项目规模：湖北鸿德置业有限公司拟在蕲春县漕河镇夏漕村，新建工贸新天地二期。拟建物为八栋住宅楼和商铺组成，设计层数为主楼地上5-33层，地下1层,用地面积为28607.91m2,总建筑面积160802m2，±0.00m为23.55~23.95m,设1层地下室，基础形式采用钻孔灌注桩。场地为拆迁重建场地，地面基本平坦，场地现地面高程为23.30m，地下室底板标高-7.50m。地下室大致呈矩形。该项目基坑面积22100m2，基坑周长约680m,基坑开挖深度为6.85~7.25m,基坑重要性等级为一级（EF段按二级考虑）。
本项目主体设计单位为武汉华阳宏创建筑设计有限公司，场地岩土勘察工作由湖北省地质勘察基础工程有限公司承担。

1.4本监测工程监测范围为：1.工贸新天地二期工程基坑监测2.工贸新天地二期基坑监测点、控制点埋设，并对监测点及控制点的成品保护负责。

第二章 编制监测方案采用的设计要求及规范
1、监测意义
随着大规模的工程建设，近年来基坑工程事故不断。主要表现为支护结构破坏，基坑塌方以及大面积滑坡，基坑四周道路开裂与塌陷，相邻地下设施变位与破坏，邻近建筑物开裂与倒塌等，造成了生命财产的重大损失。统计数据发现，任何一起基坑事故几乎都与监测不力或者险情预报不准直接有关。把现场监测和验证、优化设计结合起来，才能做到真正意义上的信息化施工。
2、监测目的
1）通过监测，掌握施工期间基坑、支护结构与周边环境的动态变化，明确施工对基坑、支护结构和周边环境的影响程度以及可能产生安全事故的薄弱环节，验证基坑开挖方案和环境保护方案的合理性，预测基坑及临近建筑物的变形发展趋势，及时对其安全性做出评估，同时综合各种信息进行预警和报警，使有关各方有时间及时作出反应，防止环境事故的发生。
2）充分发挥监测的技术优势，对监测成果要结合施工、地质情况进行充分、深入的理论分析，监测工作要真正发挥优化设计和及时反馈指导施工的作用，对可能出现的各种突发情况提出建议措施，提高本项目信息化施工水平。
3）积累资料，为今后类似工程或施工工艺本身的发展提供借鉴。
3、方案编制原则：
制定本监测方案的原则是：既经济、合理，同时又能够满足监测的需求及监测的客观性，起到信息化法施工的作用。
4、监测工作的重点
确定本次监测期间的工作重点主要以支护结构变形观测、以及靠近基坑范围内的既有建筑物的沉降观测为主。
5、设计要求
要保证该基坑的顺利开挖，除了良好的设计和施工质量外，还必须组织严密的环境监测作保证。监测目的为：1.根据现场监测数据进行计算与设计值（或预警值）进行比较，如超过某个限值就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生。2.用监测数据指导现场施工，进行信息化施工，使施工组织设计得以优化。为了实施对基坑动态的监测过程，掌握支护结构、地表及建筑物的动态，及时预测、反馈变形情况，用其成果调整设计，指导施工，并为以后工程做技术储备，施工中必须严格按照设计要求进行监测工作。
6、监测内容要求
1. 支护结构裂缝及渗漏水观察
2. 基坑周围地表、建筑物、地下管线沉降
3. 支护桩顶的位移及沉降观测
4. 坑内临时土体位移及沉降监测
5. 立柱沉降观测
7、监测方案编写依据
本监测方案主要依据以下几种规范和文件编写：
1、湖北省地方标准《深基坑工程技术规范》（DB42/159-2004）
2、《工程测量规范》（GB50026-2007）
3、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
4、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
5、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
6、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
7、监测工程招标文件

第三章 监测点布设及监测方法
1、监测内容
根据本基坑的特点，结合现场踏勘、基坑设计文件、岩土工程勘察报告、甲方要求、工程经验、经济合理性、满足监测要求等，综合考虑多方面的因素之后确定适合本项目的监测主要内容。
基坑工程的监测主要包括以下内容：
1.支护结构裂缝及渗漏水观察
2.基坑周围地表、建筑物、地下管线沉降
3.支护桩顶的位移及沉降观测
4.坑内临时土体位移及沉降监测
5.立柱沉降观测
6.支护桩测斜观测
按照监测方式分类：
1、支护结构裂缝及渗漏水观察
2、基坑周围地表、建筑物、地下管线、坑内临时土体、立柱沉降监测
3、坑内临时土体位移监测
2、监测点布设方法
监测点的布点原则，要能够充分控制监测对象的变形状态，监测点的数目依据监测对象的变形特征和相应的规范确定。
2.1支护结构裂缝及渗漏水观察
在基坑开挖过程中，采取人工巡视的办法，定期巡查支护结构的裂缝和渗漏水情况，并做好记录和拍照，作为监测数据的补充和预警的参考。
目测巡视基坑监测项目均是非实时性监测项目，所以相比之下巡视目测也有一些仪器量测尚不具备的优点，它观察的是整体的面，而仪器量测往往局限于点。
（1） 直观、快捷
深基坑工程容易发生的工程事故多为围护结构坍塌，土体滑坡，支撑体系变形，周围建筑物沉陷、裂缝等。很多工程事故的产生都是在监测正常进行下发生的，监测点的数量有限，都分布于常见的重要位置，有时仅从监测数据上并不能预测到基坑的个别部位。通过经常的目测往往能更及时的发现事故的前兆，特别是对暴雨天气后基坑周围土体的一些细微变化，土体的局部的沉陷，地面与建筑的裂缝等的发现。
（2） 定性准确
仪器的监测均是定量的数据，我们从数据上发现的往往是量变的过程，而一些规范和工程经验的警戒限值都是大家长期沿用下来的安全底限，它是一个具体的量值。而直接导致工程事故或其前兆现象发生的量值具有很大的范围，有时会远远高于常规警戒值，有时会甚至低于常规警戒值。而且目测则有可能及时发现质变的前兆，对现象做出定性结论。
巡视目测实施方法：每次现场量测之前，大量或长时间降雨时，均需进行目测，对监测点未布置的部分也要查看，例如未设监测点的基坑支撑、支护结构等。目测具体内容有：
a肉眼观察基坑支护结构外观，查看其壁上是否产生裂缝、流沙或其它变形；
b观察支撑体系及其端头附近的支护结构，是否有变形，是否有裂缝等破坏现象；
c查看基坑周围土体及建筑，看地面是否有沉陷、裂缝、滑移、隆起等现象，建筑物是否有裂缝。特别是在大量降雨时，应及时多次的进行观察。
观察到的异常现象中，严重的应立即向有关方通报，可疑的应结合现场监测数据分析，分析结果写进日报或周报。

2.2基坑周围地表、建筑物、地下管线、支护桩顶、坑内临时土体、立柱沉降监测
基坑周围地表、建筑物、地下管线、支护桩顶、坑内临时土体、立柱沉降监测是基坑开挖后的土体扰动的最直接反映，为了确保支护结构和周边环境安全，通过沉降量变化规律预测施工对环境的影响。
基坑周围地表、建筑物、地下管线、支护桩顶、坑内临时土体、立柱按照监测对象的特征，在监测对象上每隔20m或者在监测对象的转角处布设监测点。监测点采用统一规格的φ18mm×200mm钢质监测点，在监测点处标示监测点号，并明示“请勿碰动”。监测点根据现场施工进度分批布设，注意加强保护和对施工人员进行宣传教育。如果监测点被破坏或者松动，及时进行处理，并在监测报告中说明。同时位移监测点可以作为沉降监测点使用。

图3-1 位移、沉降监测点（单位mm） 图3-2 建筑物沉降监测点（单位mm）
基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内；且尽量埋设在视野开阔的地方，以利于观测。基点的埋设要牢固可靠。应经现场踏勘，并结合地质地层实际情况，确定埋设深度。采用现浇与预埋两种方式。同时应至少埋设两个基点，以便互相校核；基点应和附近原始水准点多次联测，确定原始高程。根据现场情况，为方便工作开展，可以将整个标段划分为几段，每段各自布设水准基点和工作基点，构成独立水准网，并尽量利用附近已知的水准基点。标石、标志埋设后，应达到稳定后方可开始观测，稳定期不少于15天。
监测仪器选用电子水准仪，观测要求：
（1）基辅分划读数差≤0.3mm，基本分划与辅助分划所测高差之差≤0.4mm，往返较差及附合或环线闭合差≤0.3（n为测站数）。
（2）视线长度≤30m、前后视距差≤0.5m，前后视距累积差≤1.5m、视线高度（下丝读数≥0.5m。在施测时，测点之间必须是偶数站，往返测量的测站数均为偶数站。
野外观测完后，应认真检查观测成果，确保观测成果的可靠性。并对每条水准路线按附合路线和闭合路线计算高差闭合差。每千米水准测量高差全中误差，应按下列公式计算：
（1）
式中，MW为高差全中误差（mm），W为闭合差（mm），L为计算各W时相应的路线长度（km），N为附合路线或闭合路线环的个数。若计算的MW不满足规范要求，应查明原因，并进行重测。
同时，按水准路线往返测段高差较差计算，每千米水准测量的高差偶然中误差，应按下列公式计算：
（2）
式中，MD为高差偶然中误差（mm），D为水准路线往返测段高差不符值（mm），L为水准测段长度（km），n为往返测的水准路线测段数。若计算的MD不满足规范要求，应查明原因，并进行重测。
监测基准网的计算按最小二乘原理，采用间接平差进行网平差计算，并进行精度评定。利用水准网平差软件，进行水准网平差计算，并进行精度评定，求出每千米高差全中误差及每点的高程和精度。
为了确保变形观测成果的可靠性，必须定期或不定期地对基准网和工作基点网进行复测。控制网复测周期根据控制点稳定情况和变形观测的精度需要来确定。原则上规定：在基准网建成后，应在工程施工后1月进行第一次复测，此后每隔2月复测一次；工作基点的复测周期原则上应为每月至少一次。实施过程中根据控制点的稳定性调整复测周期，也可根据实际需要仅进行局部复测，而非全面复测，以便减小复测的工作量。
工作基点与各建筑物、构筑物、地面点采用二等水准测量，并构成沉降监测网。二等水准测量各项限差如下：
（1）基辅分划读数差≤0.4mm、基本分划所测高差之差≤0.6mm。往返较差及附合或环线闭合差≤0.7（n为测站数）。
（2）视线长度≤50m、前后视距差≤1.0m、前后视距累积差≤3.0m、视线高度（下丝读数）≥0.3m。当观测时，测点之间必须是偶数站，往返测量的测站数均为偶数站。
同样，外业观测工作完成后，应认真检查观测成果，确保观测成果的可靠性。沉降监测网的计算按最小二乘原理，采用间接平差进行网平差计算，并进行精度评定。
各沉降监测点的本次高程Hi（t），与首次高程Hi（1）进行比较，差值ΔH即为该测点的沉降值。
即ΔHi（t）=Hi（t）-Hi（1）。
每次观测都采用相同的观测仪器，相同的观测人员按相同的观测路线进行，作业过程中严格遵守规范。
测量仪器及精度： DS1水准仪与铟钢水准尺。DS1型水准仪精度1mm/Km，最小读数0.1mm。水准测量按二级水准施测，两次读数差＜0.5mm，两次高差较差＜0.7mm。测量路线按实际情况可取闭合或附合水准。

2.3支护桩顶、坑内临时土体位移监测
水平位移采用全站仪或者高精度经纬仪监测，监测方法可以是导线法、极坐标法、测小角法、交会法、视准线法等。

2.3.1监测平面基准网
监测平面基准网点根据现场情况，尽量利用工程平面基准控制点，当不能满足平面监测的要求时，加密控制点，采用精密导线测量方法。
2.3.2测点的制作及安装
支护桩顶部冠梁水平位移测点设在冠梁的中轴线上，在浇筑冠梁时埋在砼中。为了提高测试精度，测点采用特殊加工的强制对中螺纹钢杆制成，测量时直接将棱镜安装在测杆上，可以获得较好的对中精度。测点位置的选择应注意便于观测及保护。
2.3.3观测方法及精度
在监测平面基准网点基础上（也可以根据实际情况，每个基坑采用独立的平面基准点），冠梁（或放坡开挖段地表）水平位移监测根据现场情况，利用全站仪观测，按国家二级水平位移观测要求施测。可以采用导线法，视准线法，前方交会法，测小角法等。每次观测应用同台仪器，相同的人员观测，并应检测基准点的可靠性。位移观测应满足现行《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）的各项要求。
测量仪器及精度：全站仪。精度：2+3PPm，最小读数1mm；水平距按一测回施测，读数较差＜3mm。若布设导线控制网则按二级导线要求实施。水平位移监测采用坐标观测法进行监测，按照二级变形观测精度进行观测，观测点坐标中误差≤3mm，矢量位移点位中误差≤2.2mm。仪器采用2”级全站仪。

2.6裂缝监测
裂缝调查是基坑监测前期重要的基础工作，调查的对象包括1.基坑周围地下管线（煤气管道，供、排水管道，电力管线）；2.基坑周边的建筑物裂缝；3.基坑周边地上电线杆；4.基坑影响范围内重要建（构）筑物、文物等。调查的手段包括拍照、制作裂缝标示和编号、录像等等。并整理成调查报告，作为以后处理纠纷的依据。基坑施工过程中随时对裂缝进行调查，发现裂缝即做好记录，并做好观测标识进行观测。预计裂缝分布在基坑周边围墙和周边建筑物上，裂缝观测采用游标卡尺或精密钢卷尺测量。
2.7监测点、监测元件的保护措施
在支护结构施工和基坑开挖过程中，我方将采取措施避免施工对监测点的破坏和隐蔽。监测过程中经常巡视，发现监测点被破坏和隐蔽后，及时在原处重新布设，原处不能布设时，须换位置布设，并及时测定初次观测值，考虑到数据的连续性，其点号须采用原先的点号，其观测值经换算后采用原先点的观测值，并在监测报告中加以说明。

监测点清单 表3-1
序号
基坑名称
监测项目
数量
型号
1

工贸新天地二期
边坡或桩顶水平位移及沉降
23个
φ18mm钢筋观测点
基坑建筑物及地面沉降
64个
φ18mm钢筋观测点
2

基准点
6个
钢筋计
3

现场巡视

根据基坑开挖的进度分批布设监测点，其中支护桩测斜管随着支护桩的施工进行安装，基准点、基坑周边监测点在基坑开挖前布设完毕，并测定初始值。在基坑开挖后，随着边坡的硬化和冠梁的形成分别布设边坡位移沉降监测点和冠梁位移沉降监测点。随着锚索和支撑的施工分别布设锚索计和支撑轴力计等等。监测点布设完毕稳定后测定初始值，不少于2次。
监控量测主要仪器表 表3-2
序号
量测项目
测试元件和仪器
1
沉降
Laica－N3水准仪，铟钢水准尺
2
位移
Nikon—T2精密全站仪
3
建筑物裂缝
游标卡尺
钢卷尺

第四章 监测频率
1、监测频率确定原则：
(1)基坑开挖期间，开挖段及影响范围内测点每天一次，未开挖段每周1～2次；
(2)根据基坑开挖深度的变化，调整监测频率。基坑开挖超过10m，监测频率最高达每天1次；
(3)根据监测项目对基坑安全的影响程度，设定不同的监测频率；
(4)底板完成的区段，每周1～2次；
(5)主体结构施工结束后一个月内，后继跟踪监测每周1次；
(6)当监测数据达到预警值，或遇到特殊情况，如降雨后以及其它意外事件，适当增加监测次数。
根据施工进度，在基坑开挖前将沉降监测点布设完毕并进行初始数据的观测，并进行裂缝调查和记录。应力检测在各监测项目施工时按照要求和施工顺序在施工单位的配合下安装应力计，并进行数据观测。基坑监测周期为10个月，各项目监测频率如下表：

各监测项目频率 表4-1
项目
最少监测频率（次/天）
开挖深度
0-5m深
5-7m深
7m-底
边坡或桩顶水平位移及沉降
1/3
1/2
1/1
建筑物及地面沉降
1/3
1/2
1/1
基点联测
1/30
1/30
1/30
现场巡视
2
1
1
以上监测在基坑的施工期、维护期，可根据监测点的变形情况适当地加大或减少监测频率，允许时也可减少某一项的监测，如遇到较大降雨时以及观测值达到预警值时观测加密。当结构底板浇筑后一个月内，减缓监测频率，一个月后视情况结束观测。
第五章 控制标准与险情预报
1、确定预警值
拟定合理的预警控制值是进行基坑安全性判别与控制的重要步骤，但是由于基坑形式、地质与周边环境的多样性、随机性，目前规范上对许多监测项目的报警数值还没有明确的标准，往往是给出一些拟定预警值的原则与方法。从总体上而言，目前拟定监测预警值的原则主要有：(1)满足现行的相关规范、规程的要求，大多是位移或变形控制值；(2)对于围护结构和支撑内力，不超过设计预估值；(3)根据各保护对象的主管部门提出的要求；(4)在满足监控和环境安全前提下，综合考虑工程质量、施工进度、技术措施等因素;(5)各项监测数据的允许最大变化量由设计方会同建设方、监理方等有关单位根据设计中考虑的安全储备度、工程重要性、周边环境保护等级等因素综合确定。
而从方法上而言，主要有三种：一是依据规范与地方标准的强制规定，目前规范上对基坑支护结构与周边建筑的变形有些明确的规定，如武汉市地方基坑设计规范中明确一级基坑的支护墙体最大水平变形不超过40mm，建筑地基基础设计规范中对各种建筑物的允许倾斜度均有明确规定。二是根据结构强度破坏标准进行计算，如地下焊接接头的钢管可以根据地基沉降曲线的曲率进行强度验算。三是根据类似工程的经验数值进行拟定，如一般认为煤气管道的变位、沉降或水平位移均不超过10mm，软土地基可以为20到30mm，每天发展不超过2mm；自来水管道变位不超过30mm，每天发展不超过5mm,同时认为管线的差异沉降更为重要，一般不超过0.001L(L为每个管节的长度)；
依据规范有关规定及地下管线主管单位和设计单位提出的要求，以及工程施工可行性要求，拟对各监测对象提出报警值如表5-1。

各监测项目报警值表 表5-1
序号
项目
报警值
允许值
1
地面沉降
30mm
40mm
2
立柱桩沉降
20mm
30mm
3
周边建筑物沉降
20mm
30mm
4
东北两侧坡顶位移
30mm
40mm
5
西南两侧坡顶位移
20mm
30mm

2、险情预报
监测数据超过预警值仅仅代表结构出现不安全的苗头或趋势，并不代表结构不安全，需要采取相应的工程措施。为了明确结构是否安全，分析造成不安全趋势的原因，拟定保证工程安全的施工措施，需要对监测数据进行进一步的进行分析，预测结构下一个施工阶段的变形与内力变化情况，判断结构是否安全，对改变施工工艺与流程后的结构响应进行反馈。为此本项目将进一步采用以下技术手段进行数据分析、结构安全性预测：
(1)监测数据的时程分析，即在取得监测数据后，要及时整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图，在时态散点图上分析结构变形、沉降、应力是收敛还是发散，如果出现发散。
(2)基于监测数据的结构安全性预测。在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物在下一个施工阶段的安全状况。
施 工
监控量测
监测设计
资料调研
量测结果的微机信息处理系统
量测结果的综合处理及反分析
监测结果的综合评价
报送设计、监理单位
量测结果的形象化、具体化
经验类比
理论分析
甲方、规范要求等
结构稳定、安全性判断
预测下个施工阶段的支护结构、周边建筑、管线的安全性，提交修正施工建议
Y
N
反馈设计施工
是否改变设计、施工方法
调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施
新设计施工方法
图5-1 监测反馈程序框图

第六章 监测工作的组织机构及质量保证措施
1、组织机构
针对本工程监测项目的特点成立监测管理小组和专业监测组，监测管理小组由项目经理、总工程师及监测主管组成，监测项目经理由具有相应资质并有类似工程经验的监测单位承担，监测主管及人员由具有丰富施工经验，具有较高结构分析和计算能力的专职监测工程师担任。
监测组在监测主管的领导下负责日常监测工作及资料整理工作。监测工作在总工程师直接领导下，并建立与设计、监理及业主的协调与联系，作到监测数据的及时上报，确保施工安全。
2、监测管理保证措施
(1)监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。
(2)制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。
(3)量测项目人员相对固定，保证数据资料的连续性。
(4)量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。
(5)量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。
(6)各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
(7)量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。
(8)各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。
(9)建立监测复核制度，确保监控数据的真实可靠性
(10)针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。
3、主要工作人员简表
表8-1参加本项目主要工作人员简表

岗位
姓 名
职 称
级别
项目经理
安正斌
高级工程师
项目经理
测量工程师
韦钢
工程师
现场负责
测量工程师
袁正球
工程师
现场测量员
测量工程师
张亮
工程师
现场测量员

附图1：监测点布点平面图