土方开挖监测方案Word文档格式.docx
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以各基坑施工区域周围2倍基坑开挖深度范围内周边环境和基坑围护结构本身作为本工程监测及保护的对象。
监测内容和监测点的布设
设置的监测内容和监测点满足本工程设计和有关规范规程的要求,同时必须能客观全面反映本工程施工过程中周围环境和基坑围支护体系的变形。
监测方法及仪器
监测过程中,采用的监测方法、监测仪器及监测频率符合设计和规范要求,能及时、准确地提供数据,满足信息化施工的要求。
监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内使用。
3
监测目的
由于岩土体成分和结构的不均匀性、各向异性及不连续性决定了岩土体力学性质的复杂性,加上自然环境因素等的影响,理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。
在基坑施工阶段,基坑围护工程、开挖、降水等基坑施工过程都将会对施工周边环境产生影响。
因此,在施工阶段,为了确保基坑周边建筑的安全、将施工对周围环境的影响在可控制范围内,必须要通过动态监测的手段,掌握基坑施工区域周边环境的影响,在监测过程中,当变形总量达到报警值时,立即通知施工方以便采取技术措施,控制变形量的发展,确保基坑施工过程中的的安全。
所以,在理论分析指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。
工程监测的目的可以分为以下几点:
在围护结构施工、基坑施工过程中的监测,作为信息化施工的一种手段,其目的是为基础施工提供相关周边环境、基坑本身的垂直位移及水平位移等多项变形参数,及时掌握其变形规律。
在监测过程中,当变形总量达到报警值时,立即通知施工方和监理以便采取有效的技术措施,控制变形量的发展,真正做到信息化施工,确保周边环境安全和工程的顺利完成。
对基坑本身、周边环境的监测是一项很重要的内容,通过分析监测数据,可以判断有无特殊情况发生,并为设计提供参考数据。
4
监测项目内容
根据上海地区已有基坑工程经验,为防止基坑失稳、减小基坑施工对周围环境的影响,必须考虑基坑施工的时空效应,并采取措施保护支护结构的稳定性,减小支护结构变形。
基坑开挖时,基坑边不宜大面积堆载,同时应加强基坑变形监测,做到信息化施工,以确保基坑和周围建、构筑物及地下管线的安全。
根据本工程的实际情况,各监测点的布设与施工顺序和保护对象必须相对应,对不同施工阶段和作业位置,监测保护的重点也会有所侧重。
工程以基坑围护施工和开挖施工为监测工作的重点阶段。
根据本工程明挖顺做法施工的特点,考虑到现场的周边环境情况及设计单位提出的监测技术要求,本基坑施工监测主要设置如下内容:
✧
墙体测斜监测
土体测斜监测
墙顶沉降、水平位移监测
支撑轴力监测
立柱隆沉监测
坑外地下水位监测
地表沉降监测
建(构)筑物沉降监测
管线沉降监测
5
基准点、监测点的布设与保护
各监测项目的测点布设位置及密度应与围护结构类型、基坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相配套。
同时为综合把握基坑变形状况,提高监测数据的质量,应保证每一开挖区段内有监测点。
同时,也应注重监测断面的布置,主要为了解变形的范围、幅度、方向,从而对基坑变形信息有一个清楚全面的认识,为围护结构体系和基坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。
5.1
基准点的布设
为保证所有监测工作的统一,提高监测数据的精度,使监测工作有效的指导整个工程施工,本次监测工作采用由整体到局部的原则。
即首先布设统一的监测控制网,再在此基础上布设监测点。
监测控制网分两种:
平面控制网用于水平位移监测;
水准控制网用于垂直位移(沉降)监测。
控制点布设
平面控制点计划布设3个,编号为P1~P3,控制区域为整个监测区,为使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布,网形为闭合导线网。
点位设在稳定、安全的地方,有条件可采用固定观测墩;
通常在地面埋设钢钉点,顶上刻划“+”字。
水准控制点计划布设3个,编号为BM1~BM3,布设成闭合环。
控制点具体布设情况将在进场后根据现场条件进行布设。
控制网联测
水准控制网按区间建立一条由介于区间两端深埋点和该区间中浅埋水准点组成的水准附合路线,测量要求按二等水准测量有关标准执行,具体技术要求如下表:
每千米高差中误差(mm)
水准仪
等级
水准尺
观测次数
往返较差、附合或
环线闭合差(mm)
1
2
DS1
条码尺
往返测各一次
4
注:
L为往返测段、环线的路线长度(以km计);
平面控制网利用本工程施工测量用平面控制网在施工区布设加密点,控制网布设成附合网,按一级导线的要求进行加密网测量,具体技术要求如下表:
导线全长相对闭合差
测角中误差
最弱点的点位中误差
相邻点的相对中误差
1/35000
±
2.5″
15mm
8mm
5.2
监测点的布设
墙体测斜(土体测斜)
监测目的:
围护结构的变形通过预埋在墙体的测斜孔进行监测,主要了解随基坑开挖深度的增加,围护墙体不同深度水平位移变化情况。
埋设方法:
在灌注桩内布设PVC测斜管,管深与灌注桩钢筋笼深度一致。
管外径为70mm;
管内十字滑槽,有一对槽与基坑边线垂直;
上、下端用盖子封好,接头部位用胶带密封;
钢筋笼吊装完后,立即注入清水,防止泥浆浸入,并做好测点保护。
布设范围:
沿基坑纵向一般每一开挖段(24m)布设一组。
墙顶位移、沉降
了解在基坑开挖、结构施工中围护墙顶的垂直和水平位移,为围护墙体测斜控制孔口位移提供改正参数。
围护墙体沉降监测点与围护墙体深层位移监测孔对应布设,原则上水平位移与沉降监测点使用同一点,不再另行埋设。
用冲击钻在设计位置处钻孔后直接埋入顶端划“十”字的钢筋或埋入圈梁中,用混凝土固定。
与测斜孔同位置;
局部重要部位加密。
支撑轴力
基坑围护支撑体系处于动态平衡之中,随着基坑施工工况的变化建立新的平衡。
通过支撑轴力监测,可及时了解砼、钢支撑受力变化情况,准确判断基坑围护支撑体系稳定情况和安全性,以指导基坑施工程序、方法,确保基坑施工安全。
测点埋设:
轴力计安装:
支撑轴力反力计在安装前,要进行各项技术指标及标定系数的检验。
轴力计有一套安装配件:
一只直径为15cm的圆形钢筒,钢筒外翼状对称焊接有4片与钢筒等长的钢板。
安装时,一块钢板与圆钢筒一端焊接,并焊接在钢支撑一端的固定端上;
轴力计一端安放在钢筒中,另一端与钢板焊接,并随钢支撑的安装一起焊接支撑在围护墙的钢围檩上;
对于砼支撑,在混凝土支撑的主筋上焊接钢筋计,浇捣混凝土时注意保护,拉出导线到集线箱。
砼支撑轴力监测每个断面至少布置4个应力计,钢支撑轴力监测采用轴力计。
沿基坑纵向每2个开挖段(约50m)1组,环境要求较高基坑较深时可适当加密。
4)
立柱隆沉
监测目的:
了解立柱桩在支撑的作用下的沉降或隆起变化情况。
埋设方法:
在格构柱支撑顶的设计位置处埋设沉降观测点。
5)
坑外地下水位
通过测量基坑外地下水位在基坑降水和基坑开挖过程中的变化情况,了解基坑围护结构止水效果,以及时发现和防止围护结构渗漏、基坑外水土向坑内流失。
用钻机钻孔至设计深度后清孔,孔底部以上2m处安放PVC透水管,在其外侧用虑网包好。
然后逐节将水位管插入孔内至设计深度。
在透水管的深度范围内回填黄砂,以保持良好透水性,其它段采用回填膨润土将孔隙填实。
成孔后加清水,检验成孔质量,孔口用盖子盖好,防止地表水进入孔内。
沿基坑长边至少布设2孔,考虑到本工程基坑分区的特点,每个独立基坑均应设置独立的水位监测孔。
6)
地表沉降
了解基坑降水及开挖期间基坑周围地表随地下水位下降及坑内土体卸载过程中,周边地表沉降情况。
采用冲击钻埋设沉降标志点。
按现场场地条件,一般对应墙体测斜布设。
另外,在距离基坑较近的地铁隧道轴线上方布设一定数量的沉降点,监测点间隔为5m。
7)
通过对周边建(构)筑物的沉降实施连续监测,了解施工对其影响程度,便于分析产生原因,控制沉降及变形量发展,确保施工安全顺利进行。
直接用电锤在建(构)筑物外侧墙体上打洞,在建筑物外墙上钻孔布置专用挂点;
或用射钉枪直接将射钉打入墙体的设计位置处。
对基坑开挖2H范围内的重要建(构)筑物设点监测。
监测点间距一般为10~15m。
离基坑较近的建(构)筑物和建(构)筑物近基坑侧在中部适当加密监测点。
8)
通过对地下管线沉降监测,掌握地下管线在各施工阶段的变形情况。
地下管线监测点的埋设除能利用原有管线设备点外采用间接点法。
利用原有设备即在管线设备的窨井、盖头、表计阀门上布点;
间接点法即在地下管线相应上方将道钉打入道路接缝处。
基坑开挖管线监测的范围为2H(H为开挖深度);
监测点布设点间隔为10m左右,为便于变形分析,一般每条管线的设点数量不少于3点。
管线监测点具体的布设需通过召开管线协调会,征求有关管线主管单位意见后确定。
5.3
监测点的保护
1)监测点的保护
工程监测中,由于测试元器件基本埋入混凝土和土体内,这样使其具有“唯一性”和不可维修的性质。
因此除切实认真做好有关测斜管、传感元件的安装埋设工作外,对测点/孔的现场保护工作也非常重要。
①为避免泥土、污物或其它物质进入仪器、导向或其它部分,影响测试结果或造成测试无法实施,也为了在使用、施工过程中不轻易遭到破坏,影响监测数据的及时性、完整性和连续性,必须对所有安装埋设监测设施设立保护装置进行保护。
②监测点应明确标示监测点的点号,同时在埋设工作完毕后应向各方提交监测实际埋设图纸以供查找。
③日常监测过程中经常派人巡视各监测点,及时掌握监测点的完好状况,对破坏的测点应在第一时间内尽可能的替换修补。
2)与施工单位的配合
除我公司做好现场监测点/孔的保护措施外,施工单位也应配合、协助我公司共同做好监测点孔的保护。
①加强与施工单位的沟通,了解每天的施工进度情况,对重要工况安排现场监护人员协同施工单位共同保护好监测点。
②施工单位应加强对现场施工人员的宣传教育,使其明白监测点对本工程施工中的重要性。
③基坑开挖过程中,每天应划定开挖区域并严格按照开挖区域施工,严禁随意施工。
6
监测技术方法
6.1
测斜
带导槽的PVC测斜管,内壁有二组互成90°
的纵向导槽,导槽控制了测试方位。
埋设时,应保证让一组导槽垂直于围护体,另一组平行于围护体。
测试时,测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底,在恒温一段时间后,自下而上逐段测出X方向上的位移。
同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。
在基坑开挖前,分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值,取其平均值作为原始偏移值。
“+”值表示向基坑内位移,“-”值表示向基坑外位移。
测试原理见下图:
计算公式:
式中:
△Xi
为i深度的累计位移(计算结果精确至0.1mm)
Xi
为i深度的本次坐标(mm)
Xi0
为i深度的初始坐标(mm)
Aj为仪器在0
方向的读数
Bj为仪器在180
方向上的读数
C为探头标定系数
L为探头长度(mm)
αj为倾角
6.2
沉降测量
参照按国家二等水准测量规范要求,历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合线路,由线路的工作点来测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定(两次取平均),某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。
6.3
水平位移测量
采用轴线投影法。
在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B,
仪器架设于A点,定向B点,则A、B连线为一条基准线。
观测时,在该条测线上的各监测点设置觇板,在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E。
各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。
某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移。
6.4
支撑轴力测试
混凝土支撑采用钢筋计测量轴力,计算公式:
然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定,可得计算公式:
为混凝土支撑受力(kN)(计算结果精确至1kN)
为钢筋计受力(kN)(计算结果精确至1kN)
As为钢筋截面积(m2)
Ag为钢筋计截面积(m2)
Ac为支撑混凝土截面积(m2)
fi为钢筋计的本次频率(Hz)
f0为钢筋计的初始频率(Hz)
K为钢筋计的标定系数(kN/Hz2)
采用振弦式频率读数仪作为二次读数仪,将由公式解得的F作为混凝土支撑轴力。
钢管支撑采用轴力计测量轴力,计算公式:
其中:
F——
支撑轴力(kN)
K——
标定系数(kN/Hz2)
fi
——
观测频率值(Hz)
f0
初始频率值(Hz)
6.5
地下水位量测
实测管口高程后,直接利用水位仪测试水位管内的水位,管口至管内水面之深度即为本次地下水位观测值。
纳入吴淞高程系统的水位绝对高程为:
h=h管一h实
h--水位高程
h管--管口高程
h实--地下水位高程(管口与管内水面之深度)
本次水位测试值与上次水位测试值之差为本次水位变化量;
与初始值之差为水位累计变化量。
综上所述,布设的各类监测元件情况及数量如下:
基坑监测点布置情况汇总表
序号
监测项目
数量
测点构成
埋设方法
墙体测斜
32孔
孔深同钻孔桩深,共计608米
绑扎
各32点
3
35组
共35只轴力计
焊接
35孔
共计深度350米
钻孔
5
32点
6
160点
7
建筑物沉降
45点
8
地下管线监测
43点
1)监测点位具体设置参照附图。
7
监测报警值
7.1
报警值的确定
基坑围护体系监测报警值
变化速率(mm/d)
其余区域累计(mm)
墙顶沉降、位移
30
地面沉降
15
设计控制值的80%
基坑周边环境监测报警值(一级基坑)
监测对象
累计值(mm)
备注
管线沉降
10
地下水位变化
200
1000
邻近建(构)筑物
7.2
报警措施
工程监测的报警值在监测实施前予以明确,由各相关单位或部门确定,在实施中严格按照有关规定要求,监测数据达到报警值时,在监测日报表上盖报警专章,并及时报告施工管理人员,通知各相关单位和部门。
8
监测频率
监测工作自始至终要与施工的进度相结合,监测频率应满足施工工况的要求,监测频率初步安排见下表:
监测内容
围护施工
坑内降水
基坑工程开挖
底板浇筑完成
支撑拆除期间至±
0.00
墙(土)体测斜
/
1次/1天
2次/1周
结束
1次/1周
1次/3天
在监测数据变化速率增大的情况时,应对异常监测点提高监测频率。
在施工发生险情时,组织人员进行现场跟踪监测。
9
监测资料处理及信息反馈
9.1
资料处理
在现场设立微机数据处理系统,进行实时处理。
每次监测数据经检查无误后送入微机,经过专用软件处理,生成报表。
监测成果当天提交给业主、监理、总包及其它有关方面。
现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律,并经项目负责人审核无误后当天提交正式报告。
如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监理方发出警报,提请有关部门关注,以便及时决策并采取措施。
每个施工阶段提供监测阶段报告,监测工程结束后四周内提供监测总结报告。
9.2
信息反馈
建立值班日志,每天详细记录工程进度及监测情况。
建立日报表制度,每天及时提交日报表,其内容主要有:
a)
当天的监测结果在量测完毕及时反馈数据变形情况,当天向业主、监理、总包及其它有关单位提交监测成果。
b)
附基坑施工工况简图及典型监测点(孔)曲线图。
c)
通过监测数据对基坑周围环境变形作简单分析。
监测数据如果发生异常或监测结果超过设计的警戒值后,及时向业主、监理、总包及其它有关单位发出警报,提请有关部门关注,以便及时决策并采取措施。
工程结束后提交监测成果报告,并附电子文件。
10
监测项目部组成
施工组织是决定本次监测工作效果的关键,为此特成立由我单位行政、技术领导负责的本工程监测项目部,确保工程顺利展开。
项目部内部实行岗位责任制,监测工作人员按岗位职责范围开展工作。
现场监测项目部组织结构图
我公司十分重视本工程监测工作,拟由以下人员组成监测项目组织机构:
姓名
职务
专业
职称
熊春军
项目总负责
工程测量
工程师
施建章
技术负责人
高级工程师
丁成忠
现场负责人
基坑监测
姚印乾
基坑分析
助工
徐希琪
测量
丁强
辅助工,3~5人
11
监测仪器设备及检校
11.1
监测仪器设备
主要采用仪器设备
仪器名称及型号
读数精度
DSZ2+FS1水准仪一台
测量精度±
0.5mm
1台
SET2100Ⅱ全站仪一台
1.5″
测斜仪CX-03E
0.1mm/500mm
1套
频率计
0.1Hz
水位计30M
1mm
珠峰2m(铟钢尺)
2把
计算机
打印机
11.2
仪器检定/校准
国家法定要求强制检定的仪器设备在开工前送国家认可的计量校准/检定试验室进行检定/校准,施工期间监测仪器需进行有效延续标定/校准。
12
监测项目的管理
12.1
安全文明施工
设立专职安全员,三班制跟踪管理,监测人员进场前,由安全员进行教育,定期召开安全工作会议,定期开展现场安全工作活动。
现场建立安全组织机构,认真执行安全生产的各项规定。
坚持执行施工前的安全技术交底,认真做好安全生产日记。
安全警示牌要完整,并悬挂在显眼位置。
机电设备专人操作,操作时遵守操作规程,特殊工种(电工、焊工、吊车工等)持证上岗,严禁无证操作。
各种电器控制设立二级漏电保护装置、电器、线路断电修理,并挂上警示牌。
吊重体下严禁行人停留、通过。
经常检查各种卷扬钢丝绳的磨损程度。
吊运操作时有专人指挥。
9)
现场配备各种消防器材,电器控制系统必须有防雨设施。
10)
尊重业主、设计、监理和总包,精心测试。
11)
接受质量、安全、市容、卫生、交通、市政管线、道监等社会部门监督管理。
12)
遵守市容交通及环境卫生条例。
13)
认真执行标准化管理,从项目经理到各级管理人员,将工地文明建设列为重要的工作内容,遵守市、
区、街道有关制度。
12.2
质量管理
认真执行我司ISO9001:
2000质量保证体系文件。
收集和了解周围环境、其它与本工程有关的图纸资料。
对参与本工程的人员进行详细技术和质量交底,明确各监测人员的职责。
经常和业主、监理、施工单位联系,及时提供监测资料,将情况反馈到各方面。
如果监测数据达到报警值标准,启动报警系统。
对投入使用的仪器定期校核,确保采集的数据真实、可靠。
积极开展自检和互检工作,确保提供准确无误的监测资料,以正确指导施工,达到信息化监测的目的。
积极主动保护监测点,并请有关施工单位协助我司做好监测点的保护工作。
依委托方要求按时、及时提供相关监测报表。
12.3
质量保证
监测方法
在具体测试中固定测试人员,以尽可能减少人为误差;
在具体测试中固定测试仪器,以尽可能减少仪器本身的系统误差;
在具体测试中固定时间按基本相同的路线,以减少温度、湿度造成的误差;
d)
在具体测试中用相同的测试方法进行测试,以减少不同方法间的系统误差。
监测仪器
监测仪器在投入使用以前,均应由法定计量单位进行校验,经检验合格并在有效期内方可使用;
在每天的监测之前均应对所使用的仪器进行自检,并详细记录自检情况,使用完毕后记录仪器运转情况;
使用过程中若发生仪器异常的情况,除立即对仪器进行维修或调换外,同时对该仪器当天监测的数据进行重新观测。
监测元件
各类监测元件均应有详细的出厂标定记录并得到法定计量单位的认可,有效期应满足工程需要;
各类监测元件在埋设前均应再次进行测试,经检验合格方可进行埋设,埋设完成以后立即检查元件工作是否正常,如有异常应立即进行重新埋设。
13
监测应急措施
13.1
日常施工保证
在工程进行施工时,我公司将严格按照以下方式进行操作。
我公司保证项目部人员24小时值守现场,
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