某工程基坑监测年终报告.docx
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某工程基坑监测年终报告
报告编号:
200815
一期工程基坑监测年终报告
编制人:
技术负责人:
审定:
编制单位:
日期:
二OO九年一月十九日
城基坑支护监测报告
一、工程简介
1、责任单位
建设单位:
业有限公司
勘察单位:
工业勘察有限公司
基坑支护设计单位:
铁道部科学计院
基坑支护监理单位:
工程监理公司
施工单位:
衡阳长江建设有限公司
2、工程概况
基坑位于衡阳市路与蒸交汇处,共占地面积52.18亩。
本次拟建1栋23层写字楼,1栋33层公寓楼,2栋33层住宅楼及五层商业裙楼组成,地面以下设二层地下室;高层拟采用框架剪力墙结构,电梯井及楼梯间四周的剪力墙为核心筒,商业裙楼拟采用框架结构。
该基坑平面复杂,东、西、北三面为直线,南面为折线,东面是广场路,基坑边长约267.3米,西面是蒸湘南路,基坑边长约89.3米,北面是解放路,基坑边长约209米,南面是天马山,折线全长约368.3米,开挖深度为11m,天马山侧壁为高边坡,蒸湘南路、解放路、广场路车流量大,周边环境复杂。
3、场地工程地质概述
根据湖南核工业岩土工程勘察设计研究院《衡阳市文华中心商业裙楼岩土工程详细勘察报告》,场地地层概况为:
场地地层概况为:
杂填土,层厚0.2-2.9米;
粉质粘土,层厚3.9-6.5米;
残积土,层厚2.6-4.3米;
强风化泥岩,层厚3.4-5.1米;
中风化泥岩,全场分布,未揭穿。
各地层的物理力学指标见表1:
表1各地层的物理力学指标
地层名称
容重
C
Ψ
地层名称
容重
C
Ψ
(kN/㎡)
(kPa)
°
(kN/㎡)
(kPa)
°
杂填土
18.5
4
15
强风化岩
20
30
32
粉质粘土
19.2
28.8
16.8
中风化岩
20
40
35
残积土
19.5
23
25
4、支护体系设计及变更
根据衡阳市建筑设计研究院提出的衡阳市文华中心基坑支护图纸和铁道部科学研究院深圳研究设计院提出衡阳市宇元万向城基坑支护工程施工图设计,基坑支护主要采用锚索+人工挖孔桩支护方式,局部采用喷锚支护和土钉墙支护。
支护桩根据不同侧壁位置不同,共8种形式,桩嵌入基坑开挖标高下为5.9-10m,其他主要参数见表2:
表2支护桩主要参数
侧壁编号
设计桩顶
标高
桩径
桩长
迎土面
主筋
背土面
主筋
AB/TU
-2.0
1000
18000
12Φ25
7Φ25
BC/CD
-2.0
1200
19000
15Φ25
8Φ25
DEF
1.3
1200
18500
23Φ25均匀配置
AVU
-2.0
1100
18000
14Φ25
14Φ25
RP
1.8
1200
23500
7Φ25
14Φ25
PO
1.3
1200
18300
25Φ25均匀配置
TS,
-2.0
1100
18000
8Φ25
16Φ25
RS
-2.0
1000
15100
18Φ25均匀配置
桩顶设有冠梁,分别为DL1、DL2、DL3,主要设计参数见表3,各侧壁锚索设计参数如表4:
表3DL1、DL2、DL3主要设计参数
冠梁编号
截面尺寸
侧面钢筋
上下钢筋
DL1
1000×500
两侧各配5Φ20
上下各配2Φ14
DL2
1200×500
两侧各配5Φ20
上下各配3Φ14
DL3
1200×500
两侧各配5Φ22
上下各配3Φ14
本工程采用的预应力锚索直径150mm,依侧壁位置的不同锚孔内分别配有2、3、5、7根7Φ5钢绞线,每隔1.5米设一个定位支架,倾斜角度为150-250度,采用二次注浆工艺注入M10的水泥净浆或水泥砂浆,锚索位置设有钢筋混凝土腰梁,混凝土强度等级C30。
表4锚索设计基本参数
侧壁编号
锚孔直径(mm)
设置标高
锚孔总长度(mm)
钢绞线配置
倾角(0)
设计抗拔承载力(kN)
设计张拉荷载(kN)
AB
150
-4.0
26300
6×7Φ5
25
590
530
BC
-4.0
25300
5×7Φ5
25
570
510
DEF
-4.0
32800
6×7Φ5
15
650
580
TS
-4.0
33300
6×7Φ5
15
590
530
TU
-4.0
29800
5×7Φ5
15
550
490
UV
-5.5
24300
6×7Φ5
25
630
570
AV
-5.5
27300
6×7Φ5
15
610
500
表5二次注浆工艺设计参数
材料参数
注浆压力(MPa)
二次注浆时间
材料名称
水灰比
灰砂比
强度
一次注浆
水泥净浆
0.45-0.5
M10
0.5-0.8
根据注浆工艺试验或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行
水泥砂浆
0.38-0.45
1:
2
二次注浆
水泥净浆
0.45-0.5
2.5-4
根据铁道部科学研究院深圳研究设计院《衡阳市宇元万向城基坑支护工程施工图设计》,部分侧壁锚索进行了变更,变更后各侧壁锚索情况表6。
表6各侧壁锚索设计参数
侧壁
锚索标高(m)
长度(mm)
承载力(kN)
锁定值(kN)
材料
AB
-4.0
26000
590
385
6×75
BC
-4.0
25000
570
360
5×75
CD
-1.5
16000
300
200
3×75
-5.7
20000
300
200
3×75
DEF
-1.2
32500
620
560
5×75
TS
-4.0
33000
590
380
6×75
TU
-4.0
29500
550
350
5×75
AV
-5.5
27000
610
390
6×75
UV
-5.5
24000
570
400
6×75
TS
-1.5
22000
500
300
4×75
-5.7
20000
300
200
3×75
RS
-1.5
22000
500
300
4×75
-5.7
18000
300
200
3×75
RQ
-0.9
22000
500
300
4×75
-3.9
22000
500
300
4×75
PQ
6
22000
500
300
4×75
1.5
25000
600
500
6×75
-1.5
25000
600
500
6×75
PQ
-5.5
25000
600
500
6×75
-9.5
22000
600
500
6×75
PL
25000
600
500
6×75
-0.7
22000
500
300
4×75
-3.7
22000
500
300
4×75
6排锚杆,长度为6000-12000,间距为1300-2600
DD1E1
7排锚杆,长度10000,竖向间距1500,水平间距1400
桩、锚索、冠梁、腰梁的其它设计参数见设计图纸。
受甲方委托,我院承接该项目一期工程基坑的监测,监测自2007年12月开始,对基坑冠梁水平位移、支护结构外侧深层土体位移以及锚索拉力进行了监测。
二、监测报告编制依据
1、核工业衡阳第二地质工程勘察院与衡阳宇元置业有限公司签定的监测合同(编号:
003)
2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
3、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97
4、《工程测量规范》GB50026-93
5、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002;
6、《土层锚杆设计与施工规范》CECS22:
90
7、基坑支护设计方案
8、经调查的现场周边环境;
9、现行建筑施工规范、规程及有关法律、法规和文件;
三、监测任务及内容
根据有关规范和甲方的要求,结合现场实际情况,具体监测内容如下:
1、深层土体位移
2、桩顶水平位移
3、锚索拉力
四、监测施工组织
1、由于该基坑属深基坑,周边环境和地质条件复杂,我院与南华大学共同组织攻关课题组,成立由监测人员组成的监测项目部,专门负责监测项目的实施。
本基坑监测项目小组由以下人员组成:
序号
姓名
年龄
职称
监测工作
项目职务
1
谭黎明
45
高级工程师
组织
项目组长
2
王启云
23
研究生
组织实施
技术负责人
3
谷淡平
25
研究生
锚索拉力、基坑支护桩外侧深层土体位移、支护桩深层位移测量
外业组
4
匡志亮
23
研究生
5
桂荣
24
研究生
6
张谷
24
研究生
7
杜振球
45
工程师
水平位移测量
8
黄晓乃
45
副教授
9
熊日新
56
高工
10
谷淡平
25
研究生
收集监测数据,整理分析,出具监测报告
内业组
11
王启云
23
研究生
2、每次监测完毕,及时对监测数据进行处理,一个月监测工作结束后,提交月监测成果汇总报告
监测信息管理流程图
五、监测设备
1、深层土体位移监测
采用武汉基深勘察仪器研究所生产的CX-3C型测斜仪,该仪器的敏感元件具有精度高,稳定性好,重复性高,漂移小,热稳定性高等优点,具现场采集自动存储,微机处理自动整理功能。
具体的技术指标如下:
探头尺寸:
CX-3C系列:
长780mm、直径φ28mm,导轮间距:
500mm
测量精度:
±0.1mm/500mm,分辨率±0.02/8秒;系统精度:
±4mm/15m;数字量显示:
4.5位;记录方式:
自动采集
角度测量范围:
0°~±30°;
测试深度最大1000m;水压10Mp
工作电压:
内置可充锂电池组+7.2V;
工作温度:
-10℃~+60℃;
抗震性50000g(国内最高200g,进口2000g)(彻底解决了由于碰撞而损坏仪器的可能性)。
2、水平位移监测
采用南方NTS-662全站仪,距离测量精度为2+2PPM,角度测量精度为2"。
3、锚索拉力监测
采用上海城知自动化系统有限公司生产的BHR-EB负荷传感器,具有较高的结构强度、抗震、抗冲击稳定性。
标定伺服机为:
济南试金集团有限公司济南试验机厂制造的微机控制电液伺服万能试验机
采集仪为:
江苏联能电子技术有限公司生产的YE2538程控静态应变仪
六、监测实施方案
1、深层土体位移监测
针对本基坑的特征,选择8个典型位置,埋设了测斜管,具体位置见附件一。
测斜仪是一种可精确地测量沿垂直方向土层或支护结构内部水平位移的工程测量仪器。
测斜仪分为活动式和固定式两种,本工程采用活动式测斜仪。
在支护结构施工中将有四个相互垂直导槽的测斜管逐段连接置支围护桩(墙)中,测量时,将活动式测头放入测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化。
本工程采用的是武汉基深勘察仪器研究所生产的CX-3C测斜仪,仪器采用最新进口倾角传感器作为敏感元件,它是一个力平衡式的伺服系统,当传感器探头相对于地球重心方向产生倾角
时,由于重力作用,传感器中敏感元件相对于铅锤方向摆动一个角度,通过高灵敏的微电子换能器将此角度转换成信号,经过分析处理,直接在液晶屏上显示被测点的水平位移量ΔX,Y值,并存入仪器中,通过串口送入计算机中处理。
测孔时,正反方向各测一次,将正向测值V正、180°反方向值V负代入下式计算,即得到该点位置Δi的数值。
每次测试值减去初次测量值就得到各测点的水平位移值
Y。
最后绘制水平位移
与深度H随时间变化曲线,见深层土体位移监测数据和曲线。
在基坑开挖前预埋测斜管,待测斜管埋设稳定后进行首次基准监测,并以此为初始值,基准监测次数不少于两次,以进行校核。
基坑开挖时,每周监测一次。
若位移速率变化异常或位移量过大可适当加密周期,增加监测次数。
当大规模取土过后且位移基本稳定,则监测周期可视位移速率的大小合理安排。
2、水平位移监测
在支护桩顶部(冠梁)的关键位置布设8个水平位移监测点,具体位置见附件一。
考虑到本工程地处闹市区,周边建筑物林立,不可能采用固定基线或固定基点进行观测。
因此决定采用全站仪自由基站法进行监测。
在南北冠梁各浇筑一个强制对中观测墩CZ1、CZ2作为工作基点,分别在东、西、北三个方向的建筑物上布设3个固定控制点KJ3、KJ1、KJ2,具体位置见监测点平面布置图。
每次观测前采用后方交会法对工作基点坐标进行测定,则所有观测点都可消除工作基点可能发生位移的影响。
实际观测前采用南方NTS662全站仪(测角中误差±2″,测距中误差2mm+2ppm)对固定控制点坐标及CZ1、CZ2的初始值进行精确测定,如角度测量2测回,则后方交会点的估算精度为±0.68mm。
观测点坐标采用测回法2测回测角,重复精测法测距4次,其坐标计算公式为
根据误差传播定律,可得
式中:
=206265″,
=
=±0.68mm为工作基点测定误差,
为测角引起的坐标方位角误差,
为测距误差,一般来说,在
方向为误差最大点,根据基坑情况,取
代入上式计算。
则,最弱点点位估算中误差
满足一般基坑支护工程变形观测精度要求点位测量中误差≤±2mm的需要。
在基坑开挖前进行基准监。
基坑开挖时,每月监测两次。
若位移速率变化异常或位移量过大可适当加密周期,增加监测次数。
当大规模取土期过后且位移基本稳定,则监测周期可视位移速率的大小合理安排。
3、锚索拉力监测
根据基坑的实际情况及各侧壁重要性,布置了7个锚索拉力监测点,具体位置见附件一。
锚索拉力传感器安装在锚具与腰梁之间,见下图。
锚索安装位置示意图
锚索拉力传感器在安装之前必须经过伺服机标定,标定后在预应力锚索张拉时安装到上述位置。
安装张拉荷载分5级进行张拉,每级荷载稳定15-30分钟,在达到设计张拉值后锁定锚头。
在张拉时记录锚索张拉值、锁定值及锚索伸长量,进行锁定率计算。
通过对锁定率的分析可以直观得出锚索的施工质量及张拉工艺的准确程度,然后对锁定值的监测可以反应出锚索及支护桩的工作情况,从而推测出基坑侧壁稳定状况。
在锚索张拉锁定后进行基准监测,以此作为初始值。
基坑开挖时,每月监测四次。
若锚索拉力速率变化异常可适当加密周期,增加监测次数。
当大规模取土期过后且位移基本稳定,则监测周期可视位移速率的大小合理安排。
七、监测数据分析
根据基坑开挖情况,从2007年12月开始对一期工程基坑进行了锚索拉力、水平位移、深层土体位移监测。
一期工程基坑监测过程中,天马山北面(RP段)曾因超挖等原因导致该段基坑侧壁监测点位移值超过报警值,其余段监测数据均正常,变化均在安全范围内,各项指标变化情况基本和现场工况相符,说明监测准确有效。
详细情况见月监测报告。
自2008年11月25日至2009年1月19日的监测情况概括如下:
锚索(MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6、MS7)拉力监测,其中变化最快的为解放路中点的MS3,变化速率为0.5kN/D;基坑内目前锁定值最大的为MS3,其值为310.8KN,天马山边坡锚索MS7目前锁定值为329.0KN。
监测数据说明锚索拉力变化速率较小,锚索拉力处于正常工作范围内,监测数据及曲线见附件三。
各水平位移监测点中,从11月24日至1月13日的水平位移监测点中各测点水平位移均没有变化,监测数据及曲线见附件三。
各深层土体位移监测点中,总位移最大值为RT段的WH3W点的1.5m处,其值为8.05mm,位移变化最大值为天马山RQ段的WH4N点的1m深处,其变化速率为0.24mm/D,其余各点数据说明侧壁变形有所回落,土体变形在正常范围内,变化速率较小,基坑侧壁及边坡均处于稳定状态,支护结构工作正常,监测数据及曲线见附件四。
八、基坑监测总结与建议
蒸湘路段(UT段)、解路西段(AB段),地下室一层楼面已经施工完毕,该区段布置了锚索拉力、顶部水平位移、深层土体位移进行监测,详细位置见监测点布置图。
从整个监测情况来说,此段侧壁的变形较为稳定,位移较小。
在地下室施工过程中桩锚支护结构的应力、变形均有所回落,考虑到不利工况的影响,对于该区段的监测将继续进行。
解放路西段(BC段)、广场路北段(CD段)、二建北面、RT段,基础桩施工基本完毕。
该段布置了顶部水平位移、深层土体位移监测点(已破坏)以及锚索拉力监测点,详细位置见监测点布置图。
整个监测情况反应此区段侧壁支护结构应力、应变均处于安全范围内,支护结构工作正常。
目前监测数据反应上述区段侧壁支护结构工作正常,但其应力及变形仍有变化,对于该段将继续进行监测。
天马山北面(RP段),基坑开挖已经到底。
该段曾由于超挖等原因曾造成坡体失稳(详见报警报告等),目前该坡体已经经过加固处理,处理后的监测数据反应该段坡体位移变化处于正常范围内。
但鉴于坡体的重要性,对该段的监测将继续进行。
该段以锚索拉力、顶部水平位移、深层土体位移结合进行监测,详细位置见监测点布置图。
天马山东北面(PQ段),目前基坑未开挖,坡体已布置了深层土体位移监测点,见监测点平面布置图。
但考虑到滑坡形式的多样性,单一的监测很难保证监测效果,建议增加坡体的垂直位移及水平位移监测点。
其余侧壁由于目前尚未开挖,监测工作有待协商确定。
九、监测工程量完成情况
由于工程进度影响了监测点的布置,导致深层土体位移监测点和锚索拉力监测点布置数量不足,各监测项目完成情况如下:
1、深层土体位移监测
序号
内容
合同工程量(单位:
点次)
合同工程量
14*19*30=7980
已经完成的工程量
7210
后续待完成工作量(
-
)
770
完成率
90.4%
2、水平位移监测
序号
内容
合同工程量(单位:
点次)
合同工程量
13*24=312
已完成的工程量
312
完成率
100%
3、锚索拉力
序号
内容
合同工程量(单位:
点次)
合同工程量
9*30=270
完成的工程量
211
后续待完成工作量(
-
)
59
完成率
74.1%
备注:
表中“后续待完成工作量”将在以后的监测工作中继续完成,但不追加监测费用。
十、附件
附件一:
监测点平面布置图
附件二:
锚索拉力监测数据和曲线
附件三:
水平位移监测数据和曲线
附件四:
深层土体位移监测数据和曲线
附件一:
监测点平面布置图
监测点平面布置图
附件二:
锚索拉力监测数据及曲线
锚索拉力监测数据
观测日期
锚索编号
MS1
MS2
MS3
MS4
MS5
MS7
MS7
MS8
2008-1-23
241.6
2008-2-18
238.3
2008-2-24
237.6
243
2008-3-1
236.8
245.4
2008-3-6
236
245.4
2008-3-8
236.3
245.4
2008-3-12
236.3
245.4
2008-3-21
235
245.4
2008-3-24
237
251.8
2008-3-26
235.6
251.7
299.4
2008-4-1
234.3
247.1
291.3
2008-4-7
236.7
253.5
294.8
2008-4-19
233
255.7
293.4
2008-4-28
222.7
258.1
291.6
2008-5-12
222.5
250.6
293.1
2008-5-23
216.4
269.5
295
107.6
2008-5-24AM
112.9
2008-5-24PM
97.0
2008-5-25
98.2
观测日期
锚索编号
MS1
MS2
MS3
MS4
MS5
MS7
MS7
2008-5-26AM
96.5
2008-5-27AM
95.7
2008-5-27PM
94.8
2008-5-28AM
94.2
2008-5-29PM
99.0
2008-5-31AM
211.2
270.6
292
98.2
2008-6-1AM
292
98.3
2008-6-3AM
211.8
274.1
293
98.3
2008.6.11
214.5
274.3
292.7
94.2
2008.6.19
221.3
276.6
296.0
94.2
2008.6.25
216.3
272.1
295.0
95.6
2008.7.3
217.6
271.3
294.0
94.6
2008.7.12
218.6
271.1
294.0
95.8
2008-7-19
221.2
269.4
291.6
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290.0
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