湖北鄂州发电有限公司基坑监测方案

湖北鄂州发电有限公司水能回收电站深基坑工程施工监测方案武汉港湾工程质量检测中心2008年1月1目录1、前言.......................................................................................................21.1工程概况........................................................................................21.2基坑周边环境................................................................................31.3工程地质与水文地质条件............................................................32、监测的目的和意义..............................................................................33、监测依据...............................................................................................44、监测内容...............................................................................................45、监测方案...............................................................................................55.1监测点布置及埋设........................................................................55.2监测方法........................................................................................75.3监测频率及控制标准..................................................................106、监测成果.............................................................................................107、拟投入监测项目的仪器设备............................................................1021、前言1.1工程概况鄂州发电有限责任公司电厂位于鄂州市华容区葛店镇东北方向约2km的长江黄家矶上游南岸。厂址东距鄂州市38km，西距武汉市约30km，离武汉市葛店化工厂约5km。电厂二期工程拟建的主要水工建（构）筑物为进口转换井、前池、电站厂房、尾水箱涵、出口转换井、尾水排水管道、排水明渠及排水口。本次基坑范围从进口转换井出口至排水口进口。基坑形状为不规则长条形，长边主要为东西走向，长度约310m，基坑周长约为735m，面积约10440m2。本基坑支护方案采取排桩加内支撑、排桩加锚杆的方案。基坑开挖深度见下表：表1.1基坑分段开挖深度汇总表坑段前池段厂房段尾水箱涵段出水转换井段尾水排水管道段排水明渠段排水口段分段长度（m）67.435.569.015.071.560板面高程(m)9.8~19.31.7~9.84.8~9.85.55.55.55.5坑底高程(m)9.1~18.61.6~8.23.2~8.94.44.64.64.6地面高程(m)29.029.029.029.018~2210~1610开挖深度(m)10.4~19.920.8~27.420.1~25.824.613.4~17.45.4~11.45.431.2基坑周边环境基坑位于长江右岸，距长江边约110m，基坑布置在电厂厂区围墙外西北侧方向。北侧紧邻电厂一、二期循环水排水沟，距离二期循环排水沟12.5m左右，距离排水门仅为7.5m左右；南侧比邻电厂工业废水处理站，局部在处理站构筑物范围内；东侧紧邻规划三期循环排水管，距离约22m；西侧顺水流方向接入长江。1.3工程地质与水文地质条件根据勘察资料，坑壁的土层主要为：（1）层素填土、（2-3）层可塑粉质粘土、（5-1）层可塑粉质粘土、（6-3）层硬塑粘土、（7-1）层粉质粘土、（8-1）层强风化泥质砂岩、（8）硬风化页岩。场地地下水为上层滞水，主要赋存于填土中。2、监测的目的和意义本基坑属超大超深基坑，且形状不规则。由于基坑支护结构在开挖施工过程中的受力状况和力学机理是一个非常复杂的课题，并且迄今为止，岩土工程还是一门不够成熟的学科。无论用何种计算方法，设计的定量计算往往不能很精确，计算结果与实际情况会有一定差距，所以必须进行现场监测为设计的完善提供依据。基坑监测的主要目的和意义如下：（1）及时发现不稳定因素由于岩土土成分和结构的不均匀性、各向异性及不连续性，决定4了岩土体力学性质的复杂性，再加上自然环境因素等的影响，人们在认识上尚有一定的局限性，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及早发现和解决问题，确保基坑稳定安全，避免或减小损失。（2）验证设计、指导施工通过监测可以了解地基基础的实际变形和应力分布，用于验证设计与实际的符合程度，并根据变形和应力分布情况通过相应的计算分析，及时了解基坑目前的状况，为施工提供指导性意见。（3）为类似的工程积累经验3、监测依据（1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）（2）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（4）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）（6）《湖北鄂州发电有限公司水能回收电站深基坑工程设计说明》（中南电力设计院/武汉大学设计研究总院，2007年10月）4、监测内容根据设计要求及施工现场实际情况，经与设计有关人员协商，本次基坑监测的内容如下：5（1）基坑外侧土体深层水平位移（测斜）（2）桩身应力（3）桩身水平位移（测斜）（4）锚杆拉力监测（5）内撑应力监测（6）支护结构沉降及位移监测（7）相邻建筑物位移及沉降监测5、监测方案5.1监测点布置及埋设（1）基坑外侧土体深层水平位移监测点（测斜管）在基坑外侧土体中共布置4个测斜管，测斜管与基坑围护结构距离约1m，按现场具体情况最终确定测斜管分布位置分别为：12号桩外侧土体、24号桩外侧土体、57号桩外侧土体、87号桩外侧土体，埋设测斜管时要避开锚杆。测斜管埋设方法及注意事项如下：①埋设测斜管之前，先确定钻孔的具体位置进行钻孔；②测斜管现场组装后，安装前应在测斜管内注满清水，防止测斜管浮起。③将测管逐节组装并放入钻孔内，测斜管底部装有底盖，管内注满清水，下入钻孔内预定深度后，即向测斜管与孔壁之间的间6隙由下而上逐段灌浆或用砂填实，固定测斜管。④安装或埋设时，应及时检查测斜管内的一对导槽，其指向是否与欲测量的位移方向一致，并应及时修正。⑤测斜管固定完毕，用清水将测斜管内冲洗干净，用测头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的测头是贵重的仪器，在未确认测斜管导槽畅通时，不得放入真实的测头。⑥量测测斜管导槽方位、管口坐标及高程，及时做好孔口保护装置，作好记录。（2）桩身应力测点桩身应力共布置6个测点，要埋设应力测点的桩号分别为：72、118、125、171、191、200，在同一测点从上向下按5米间距布置钢筋计，共计28个钢筋计。钢筋计焊接在钢筋笼上，随钢筋笼一起放入钻孔内，浇注混凝土，在浇注混凝土时注意对电缆线的保护。（3）桩身水平位移（测斜）监测点桩身水平位移采用测斜管监测，布置6个测点，测斜管布置的桩号分别为：72、117、125、171、191、200。测斜管埋设时，将测斜管绑在钢筋笼上随钢筋笼一起放入钻孔内，测斜管的内槽方向与基坑壁垂直。（4）锚杆拉力监测点7锚杆拉力布置7个监测点，对应的桩号分别为：12、25、57、72、171、191、200。在监测点处每一层锚杆上安装一个钢筋应力计，共计18个钢筋计。钢筋计规格应与锚杆钢筋直径相匹配，具体安装步骤如下：①选用螺纹连接的钢筋计，将锚杆钢筋在一定位置截断并焊接螺纹接头，然后再与钢筋计用螺纹连接，接头与锚杆保持同轴；②将组装好的锚杆装入预先钻好的钻孔；③灌浆缝孔。（5）内撑应力监测内撑应力共布置3个应力监测点，对应的桩号位置分别为：A90、A130、125。在监测点处每一层内支撑上各安装两个应力计（上下表面各一个），共计12个应力计。（6）支护结构沉降及位移监测点的布置布置三个基准点，基准点设置在开挖影响范围外（暂定为100m）。在支护结构的冠梁上按30m间距布置支护结构的沉降和位移监测点，共计25个监测点。（7）相邻建筑物位移及沉降监测点布置根据设计图纸，共布置相邻建筑物位移及沉降监测点28个。5.2监测方法(1)基坑外侧土体深层/桩身水平位移监测测斜仪的工作原理是根据摆锤受重力作用为基础测定以摆锤为基准的弧角变化。当土体产生位移时，埋人土体中的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。放入测斜管内的活动测头，8测出的量是各个不同分段点上测斜管的倾角变化ΔXi，而该段测管相应的位移增量ΔSi为：ΔSi＝LiSinΔXi，式中Li为各段点之间的单位长度。当测斜管埋设的足够深时，管底可以认为是位移不动点，管口的水平位移值Δn就是各分段位移增量的总和：在测斜管两端都有水平位移的情况下，就需要实测管口的水平位移值Δ0，并向下推算各测点的水平位移值Δ，即：测斜管可以用于测单向位移，也可以测双向位移。测双向位移时，由两个方向的测量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。为保护测斜仪测头的安全，有条件可在测量前先用测头模型下入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，检查测斜孔及导槽是否畅通无阻。如果无测头模型，应缓慢将测头放入测斜管底部；联接测头和测读仪，检查密封装置、电池充电量、仪器是否工作正常。将测头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔一定距离（通常为0.5m）测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。整个高度测量完毕9后，将测头旋转180度插入同一对导槽，按以上方法重复再测量一次，两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两次读数应是数值接近（绝对值不超过20）、符号相反。如果测量数据有疑问，应及时补测。用同样方法可测与其垂直的另一对导槽的水平位移。一般测斜仪可以同时测量相互垂直两个方向的水平位移。（2）桩身应力、锚杆拉力及内撑应力监测监测用的传感器采用钢弦式应力传感计，传感器埋设后用频率计测读初值，在基坑开挖过程中监测传感器频率变化情况，从而得到基坑开挖过程中应力力的变化。计算公式如下：P=K△F+b△T+B式中：P――被测应力(MPa)K――仪器率定系数△F――应力计实测时频率模数相对于基准值的变化量b――温度系数△T――温度变化量B――应力计的计算修正值。（3）沉降观测基准点设在开挖影响范围外（暂定为100m），采用国家II等水准测量。（4）位移监测以现场永久坐标点作为监测基准点，且不少于两个。采用极坐标法测定各监测点的坐标，某监测点的坐标变化的差值即为该监测点的位移值。105.3监测频率及控制标准在开挖初期，5天监测一次，开挖卸载急剧阶段，每天监测一次。基坑变形预测值为20~40mm，基坑监测预警值为：①坑顶总变形为30mm，或连续2~3天以上