基坑监测技术方案及预算

基坑支护工程监测方案及费用预算河南纵横勘测设计有限公司二○一七年二月十四日基坑支护工程监测方案及费用预算㈠、工程概况本工程位于睢阳区，设计勘测地下水位于-12m，基坑暂时未采用降水，支护体系采用放坡与土钉墙支护体系，基坑开挖深度6.65-7.60米，监测范围应为深度的3倍22.8米。工程地质⑴地层描述第⑴层：粉土夹粉质粘土粉土，褐黄色，湿，中密，含云母及铁质浸染，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；粉质粘土，棕褐色，可塑，分布在该层中下部。地表0.3-0.5m夹砖渣和建筑垃圾。本层层厚1.30-2.50m,均厚1.94m;层底标高47.39-48.67m,均高47.88m。第⑵层：粉土夹粉质粘土粉土，褐黄色，湿，中密-密实，定性为密实，含云母及铁质浸染，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；粉质粘土，棕褐色，可塑，摇振反应无，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等，分布在该层上部和下部。本层层厚5.50-8.00m,均厚6.61m;层底标高40.35-42.35m,均高41.27m。第⑶层：粉土褐黄色，湿，中密-密实，定性为中密，含云母及铁猛质，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。本层层厚1.10-3.40m,均厚1.98m;层底标高37.57-40.58m,均高39.29m。第⑷层：粉土夹粉质粘土粉土，褐黄色，湿，中密-密实，定性为密实，含云母及铁猛质，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；粉质粘土分布该层下部，棕褐色，可塑。本层层厚1.10-4.10m,均厚2.32m;层底标高37.61-39.51m,均高38.76m。第⑸层：粉质粘土夹薄层粉土粉质粘土，灰褐色，可塑-硬塑，定性为硬塑，摇振反应无，切面光滑，干强度高，韧性高。该层上部和下部夹粉土，褐黄色，中密。本层层厚1.90-4.20m,均厚3.23m;层底标高34.71-37.30m,均高35.53m。第⑹层：粉土夹粉质粘土粉土，褐黄色，湿，密实，含云母及铁质浸染，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；粉质粘土分布在该层中部，棕褐色，可塑。本层层厚1.80-3.50m,均厚2.71m;层底标高31.87-34.10m,均高32.82m。⑵土层主要力学性质指标及地下水情况（平均厚度见剖面图）层号土名γ(kN/m3^)c(kPa)φ(度)厚度1粉土夹薄层粘土18.78.425.673.0m2粉土夹粉质粘土18.77.726.023.4m3粉质粘土夹薄层粉土17.815.619.142.2m4粉土夹粉质粘土18.87.126.892.4m5粉质粘土夹薄层粉土18.418.121.653.0m6粉土夹粉质粘土19.05.428.612.2m场地地下水类型为潜水，据地勘报告，地下水位在自然地面下11.2m，基坑开挖不需进行降水。（来源：设计图纸）㈡、监测的目的与意义由于地质条件、荷载条件、材料性质、地下构筑物的受力状态和力学机理、施工条件以及外界其它因素的复杂性，岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术，很难单纯从理论上计算出和预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确的反应工程的各种变化。所以，在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的。监测是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。在预先周密安排好的计划下，在适当的位置和时刻采用先进的仪器和方法进行监测可收到良好的效果，特别是在工程师根据监测数据及时调整各项施工参数，使施工处于最佳状态，在实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。通过对围护结构和周边环境的监测工作，可达到以下目的：1、及时发现不稳定因素：由于围护结构开挖面积大，深度变化大，支护型式多样化，地质条件差，周边环境较复杂，施工周期长,加上自然环境因素的不可预测性，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保围护结构稳定安全。2、验证设计，指导施工：通过监测可以了解支护结构内部及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计方案与实际情况的吻合程度，并根据变形和应力分布情况来调整设计和施工，为施工提供有价值的指导性意见。3、保障业主及相关社会利益：围护结构开挖和地下工程施工将会对周边建筑物、道路和地下管线等产生一定的影响，稍一疏忽或出现问题，将带来巨大的经济损失、人身安全。跟踪掌握在土方开挖和地下结构施工过程中可能出现的各种不利现象，及时调整施工参数、施工工序以及是否要采取应急措施等提供技术依据，对保障业主声誉及相关社会利益不受损害具有重大意义。4、分析区域性施工特征：通过对支护结构、周边建（构）筑物、道路、地下管线等监测数据的收集、整理和综合分析，了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境的影响程度，分析区域性岩土变形特征及支护方式，为以后开发商以后的开发项目的全面设计与施工积累宝贵经验。㈢、监测方案编制依据和监测执行标准1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；3、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）；4、《工程测量规范》GB50026-2007；5、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；6、《建筑变形测量规程》JGJ8-2007；7、《建筑物沉降监测方法》DGJ32/J18-2006；8、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（50202-2002）;9、设计院的基坑支护设计图纸资料。㈣、监测设计原则1、系统性原则：⑴所设计的各种监测项目有机结合，相辅相成，测试数据能相互进行校验；⑵发挥系统功效，对围护结构进行全方位、立体、实时监测，并确保监测的准确性、及时性；⑶在施工过程中进行连续监测，保证监测数据的连续性、完整性、系统性；⑷利用系统功效尽可能减少监测点的布设，降低成本。2、可靠性原则：⑴所采用的监测手段应是比较完善的或已基本成熟的方法；⑵监测中所使用的监测仪器、元件均应事先进行率定，并在有效期内使用⑶监测点应采取有效的保护措施。3、与设计相结合原则：⑴对设计使用的关键参数进行监测，以便达到进一步优化设计的目的；⑵对评审中有争议的工艺、原理所涉及的部位进行监测，通过监测数据的反演分析和计算对其进行校核；⑶依据设计计算确定支护结构、支撑结构、周边环境等的警界值。4、关键部位优先、兼顾全局的原则：⑴对支护结构体敏感区域增加测点数量和项目，进行重点监测；⑵对岩土工程勘察报告中描述的岩土层变化起伏较大的位置和施工中发现异常的部位进行重点监测；⑶对关键部位以外的区域在系统性的基础上均匀布设监测点，基坑监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法，监测范围为基坑外边线以外1-3倍基坑开挖深度，必要时应扩大监测范围5、与施工相结合原则：⑴结合施工工况调整监测点的布设方法和位置；⑵结合施工工况调整测试方法或手段、监测元器件种类或型号及测点保护方式或措施；⑶结合施工工况调整测试时间、测试频率。6、经济合理性原则：⑴在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能地采用直观、简单、有效的测试方法；⑵在确保质量的基础上尽可能的选择成本较低的国产监测元件；⑶在系统、安全的前提下，合理利用监测点之间的关系，减少测点布设数量，降低监测成本。㈤、基坑施工监测1、监测项目与测点布置根据设计要求，结合施工环境和工况情况，本工程的监测由工程安全监测和周围环境监测两部分组成，其主要目的是掌握基坑及周围环境在施工期间的变形，及时反馈给设计和施工，确保本工程及邻近构筑物的安全。其它监测项目视实际情况而定。2、监测点布置与量测监测项目的点位的布设参照基坑支护图及结合场地的实际情况进行布设。3、监测实施方法（1)支护结构坡顶的水平位移监测基点埋设：沿围护结构边线方向设置多个基点，基点须布置在基坑开挖影响范围之外。测点埋设：在测点位置打入水泥钉并编号，共埋设96点。监测方法：由于本工程跨度较大，水平位移监测拟采用分段视准线法（视准线法与监测点设站法结合）和极坐标法综合测试，具体方法如下：分段视准线法：沿基坑边选定的方向线上埋设二个永久控制点，也称端点，然后在基坑边沿这二端点所连成的直线（即方向线）上设立一排点（称照准点），定期监测这排点偏离固定方向的距离，并加以比较，即可求出这些测点的水平位移量。极坐标法：分别设立基准点、工作点和变形监测点，基准点埋设于固定区域，稳定不动。工作点是基准点与变形监测点之间的联系点，用以直接测定监测点的平面坐标，通过比较历次监测所得的数值，即可求得测点的水平位移量，同时通过多余监测值对监测数据进行平差，校验测量结果并提高测量精度。水平位移基准点的稳定采用多点定向的方法进行定期检测，准确校核。水平位移测量等级为一级。变形点的中误差小于等于±1.5mm。（2)围护墙顶、及周围建筑物垂直沉降监测测点布置：共布置30个测点，道路布置22个测点，监测方法：采用二等水准测量，变形点的中误差小于等于±0.5mm。（3）坑内、外地下水位监测地下水位监测的目的是了解围护结构的止水情况，以防止由于渗漏水而引起坑外水土向坑内流失，从而导致基坑围护结构、周围建筑物和地下管线的破坏。共布设24个监测孔，孔深11.5米（由降水井施工单位施工）。测点埋设：用钻机将井管（直径不小于150mm、周围回填好滤料）埋入在需测水位的土层中。量测方法：具体测量时，打开顶盖，用测绳量测地下水位与上次测值比较，即为地下水位的变化量。监测精度：5mm。4、监测周期、频率、预计监测总次数A监测周期本工程计划工期为12个月：土方开挖未知天，正负零以下土建施工预计未知天，预计总监测周期12个月。B监测频率基坑土方开挖至地下室侧壁回填的全过程。监测频率：在基坑降水及开挖期间，原则上须做到一日一测；具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。基坑出现险情时，随时观测。基坑施工前进行初次监测（以第一次监测数据作为基准值）；基坑开挖期间，每天监测一次；基坑开挖结束后，视基坑变化和施工进度情况，每3天到一个月监测一次；遇阴雨天或异常情况下适当进行加测。监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证本工程进展顺利。在施工期间，若甲方发现周边道路有地下管线，需及时告知设计部门及监测部门，进行增补监测。C预计监测总次数监测总周期内，预计各监测项目监测总次数51次。监测总次数可根据实际施工和变形情况作调整。5、控制指标的确定⑴满足设计计算的原则；⑵满足监测对象的安全要求，达到预警和保护的目的；⑶满足各监测对象主管部门提出的要求；⑷满足现行规范、规程的要求；⑸在保证安全的前题下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。6、变形控制允许值允许最大位移量为30mm,允许最大沉降量为20mm。周围建筑物的变形允许值按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定执行。7、监测报警值：设计图2-2剖面围护结构坡顶水平位移、竖向位移变化累计值40mm；水平位移变化速率8mm/d或连续3天变化速率超过5.6mm/d，竖向位移变化速率5mm/d或连续3天变化速率超过3.5mm/d；其余各剖面围护结构坡顶水平位移、竖向位移变化累计值25mm；水平位移变化速率5mm/d或连续3天变化速率超过3.5mm/d，竖向位移变化速率3mm/d或连续3天变化速率超过2.1mm/d；②基坑周边地下水下降累计值1000mm，变化速率500mm/d；8、监测频率：应严格按照《基坑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）的规定执行；当基坑开挖深度小于5米时，1次/2d，当基坑开挖深度大于5米时,1次/1d;底板浇筑7天内，1次/2d，底板浇筑7天～14天，1次/3d,底板浇筑14天～28天，1次/5d，以后可逐渐减少；当监测值达到上述报警值时，应及时报警，并及时上报各方，分析原因，及时处理。8、监测数据处理及信息反馈依据设计单位及相关规范的质量要求：基坑围护进行全过程监测，确保施工安全和开挖顺利进行。（1）所有监测点安装埋设完成后，及时绘制测点位置图，并加强对现场测