岩土工程测试技术-某深基坑工程工程监测方案

东北大学研究生考试试卷考试科目：课程编号：阅卷人：考试日期：姓名：学号：注意事项1．考前研究生将上述项目填写清楚2．字迹要清楚，保持卷面清洁3．交卷时请将本试卷和题签一起上交东北大学研究生院评分某深基坑工程工程监测方案一、工程概况按设计要求，***站主体基坑围护结构采用地连墙，安全等级为一级；控制周边地面最大沉降量≤0.1%H，地连墙最大水平位移≤0.14%H（H为基坑开挖深度），且不大于30mm。出入口及风亭基坑围护结构采用SMW工法桩，安全等级为二级；控制周边地面最大沉降量≤0.2%H，围护结构最大水平位移≤0.3%H（H为基坑开挖深度）。本次监测的主要内容包括围护结构的变形、受力情况及基坑周边环境的监测。二、工程地质条件及周边情况2.1工程地质条件根据图纸及地质报告提供的资料，站区地表普遍分布第四系全新统人工填土层（Qm1），岩性为杂填土，土质不均，结构松散，密实程度差。本车站（含折返段）主体结构基底位于（⑥1）粉质粘土。出入口、风道结构基底位于（④5）淤泥质粉质粘土。基坑开挖范围内土体主要为填土、粘性土、粉土及淤泥质土，土质松软，直立性差。基坑主体围护结构采用地下连续墙，主体结构标准段及大小里程盾构井连续墙底插入⑦6粉土层以下的⑦5⑧1粉质粘性土中。风亭及出入口围护结构为SMW工法桩。本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水，其地下水位埋深较浅，勘测期间水位埋深1.3m～2.1m（高程-0.3m～0.4m），赋存于第Ⅱ陆相层及以下粉砂及粉土中的地下水具有微承压性，为微承压水。勘测期间微承压水稳定水位埋深约为1.45m～2.2m（高程约-0.3m～0.5m）。2.2工程周边环境***站（含折返线段）位于**市**区**道与**路交口以北、***道东侧，站址以西主要为**东里六层住宅（砖混结构），距基坑最近处约15m；站址东北边为**小区六层住宅，距基坑最近处约20m。车站范围内的地下管线，主要有天然气、电讯、上水管、排水管及电力等管线。三、监测目的和依据3.1监测目的（1）通过对基坑工程监测项目的观测，以及监测数据的分析处理与计算，进行预测和反馈，决定是否需要对支护结构、地面建筑物和地下管线采取保护或加固措施，以确保支护结构的稳定及环境的安全。（2）现场监测的结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。（3）通过监测数据与预测值比较可判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，做到动态设计、信息化施工。（4）通过监测收集数据，为地铁及类似工程设计、施工及相关规程的制定积累经验。3.2监测依据1、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308—1999）2、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；3、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-2007）；4、《工程测量规范》（GB50026-93）；5、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；7、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；8、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；四、监测内容4.1围护桩顶水平位移、竖向位移监测点的布设及监测4.1.1监测目的：在基坑开挖、支护结构施工中，根据围护桩顶部的水平、竖向位移的位移量，为围护桩体水平及竖向稳定性提供依据。4.1.2布点原则：监测点沿围护桩周边布置，在围护桩周边中部、阳角处布置监测点。监测点间距不大于20m，每边监测点数目不少于3个。监测点设置在冠梁上。4.1.3测点布设:在基坑冠梁上布设一组测点，共21个测点，编号S1~S214.1.4埋设方法：将顶端划“十”字的钢筋埋入冠梁中，用混凝土固定，确保测点牢稳。4.1.5监测方法：桩顶水平位移测量按照小角度法进行观测。在平行于基坑围护桩延长线上的平面控制点设工作站，取远方50米外位置稳定、成像清晰的永久性目标作固定后视方向，分别测出各个监测点相对后视的夹角，每次四测取平均值A。光电测距量处测站至监测点边长S。同一测点相邻两次测角差dD=Ai-Ai-1,从而计算出该点本次位移量，第一次位移量累加至当本次位移量既为该测点累计位移量。桩顶竖向位移计算方法同周边道路沉降监测。4.2周边道路沉降监测点的布设及监测4.2.1监测目的：观测基坑开挖过程中周边道路竖向位移情况，掌握该区域道路的稳定性，了解基坑施工对周边道路的影响。4.2.2布设原则：道路及地表沉降测点按监测方案在受施工影响的地表设置。测点间距为25～50m。4.2.3测点布设:在基坑周边道路黄河南街布设一组沉降监测点。共布设6个测点，编号为D1～D6。4.2.4埋设方法:为保护测点不受碾压影响，道路及地表沉降测点标志采用窖井测点形式，采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，要求穿透硬质路面。测点加保护盖，孔径不得小于150mm。道路、地表沉降监测测点应埋设平整，防止由于高低不平影响人员及车辆通行，同时，测点埋设稳固，做好清晰标记，方便保存。图4-1道路、地表测点埋设形式图4.2.5监测方法：周边道路沉降按照国家二等水准要求观测。以水准控制点为基准，从高程控制网引入高程，固定测站进行闭合或者附合线路测量，进行平差并计算各测点高程，并与初始值比较，计算累计变化量，与上次高程比较计算本次变化量。4.3周边建筑物沉降监测点的布设及监测4.3.1监测目的：观测基坑在开挖过程中周边建筑物的竖向变形情况，掌握该区域建筑物的稳定性，了解基坑施工对周边建筑物的影响。4.3.2测点布设：在邻近基坑建筑物的四角、中部，分别布置观测点。本项目共布设64个测点，编号A1~A10、B1~B10、E1~E4、F1~F10、G1~G10、H1~H10、K1~K104.3.3埋设方法：将“L”型钢筋植入建筑物墙体内。（如图4-2所示）图4-2周边建筑物测点埋设形式图4.3.4监测方法：同周边道路沉降监测。4.4周边地表沉降监测点的布设及监测4.4.1监测目的：观测基坑开挖过程中周边地表竖向变形情况，掌握基坑施工对周边地表的影响。4.4.2布设原则：同周边道路沉降监测4.4.3测点布设:在基坑外沿基坑周边布设一组地表沉降监测点。共布设一组，编号为C2~C74.4.4埋设方法:同周边道路沉降监测。4.4.5监测方法：同周边道路沉降监测。4.5土体深层位移监测（测斜）4.5.1监测目的：土体深层位移变形通过预埋在基坑周边的测斜孔进行监测，主要了解随基坑开挖深度的增加，土体不同深度的水平位移变化情况。4.5.2布设原则：在基坑阳角、中部钻孔后分别布置，孔间距20～50米，本监测项目共布设11个测点，编号为CX1-CX11。4.5.3埋设方法：测斜管的埋设方法如下：（a）钻孔：孔深大于所测围护结构的深度5～10m，孔径比所选的测斜管大5～10cm。在土质较差地层钻孔时应用泥浆护壁。（b）接管：钻孔作业的同时，在地表将测斜管用专用束节连接好，并对接缝处进行密封处理。（c）下管：钻孔结束后马上将测斜管沉入孔中，然后在管内充满清水，以克服浮力。下管时一定要对好槽口。（d）封孔：测斜管放到位后，在测斜管与钻孔空隙内填入细砂或水泥和膨润土拌和的灰浆，其配合比取决于土层的物理力学性能和地质情况。刚埋设完几天内，孔内充填物会固结下沉因此要及时补充保持其高出孔口。（e）保护：基坑施工阶段是测斜管最容易受到损坏阶段，如果保护不当将前功尽弃。因此必须与施工单位协调好，派专人看护测斜管，以防被破坏。测斜管管口一般高出圈梁面20cm左右，周围砌设保护井，以免遭受损坏。4.5.4监测方法：测斜管应在工程开挖前15～30d埋设完毕，在开挖前的3～5天内复测2～3次．待测斜管处于稳定状态后，取其平均值作为初始值，开始正式测试工作。每次监测时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓放至管底．待探头与管内深度基本一致、显示仪读数稳定后开始监测。一般以管口作为确定测点位置的基准点，每次测试时管口基准点必须是同一位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升。每隔500mm读数一次，并做记录。待探头提升至管口处。旋转180°后，再按上述方法测量，以消除测斜仪自身的误差。图4-3滑动式测斜仪通常使用的滑动式测斜仪采用带导轮的测斜探头，探头两对导轮间距500mm，以两对导轮之间的间距为一个测段。每一测段上、下导轮间相对水平偏差量可通过下式计算得到。sinl式中：l—上、下导轮间距；—探头敏感轴与重力轴夹角。测段n相对于起始点的水平偏差量n，由从起始点起连续测试得到的i累计而成，即00sinnnniiiil式中：0—起始测段的水平偏差量（mm）；n—测点n相对于起始点的水平偏差量（mm）。计算各孔各深度段位移的累计差值，并与初始值比较，计算累计变化量，与上次累计变化量比较计算本次变化量，填入监测日报表中。4.6锚索应力监测点的布设及监测4.6.1监测目的：锚索应力是反映锚拉支护结构锚索受力情况和安全状态的指标，能够测得锚索实际拉力随时间的变化情况，对该监测项目的实测成果进行分析，对检验锚索的实际工作状态和预加荷载的损失程度、研究锚索受力机理及其变化规律有着重要意义。4.6.2测点布设：锚索应力的监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，基坑周边中部、阳角处和地质条件复杂区段宜布置监测点。本项目共布设6个测点，编号为Y1~Y6。4.6.3安装方法：根据结构设计要求，锚索计安装在张拉端或锚固端，安装时钢铰线或锚索从锚索计中心穿过，测力计处于钢垫座和工作锚之间，安装过程中应随时对锚索计进行监测，并从中间锚索开始向周围锚索逐步加载以免锚索计的偏心受力或过载。图4-4锚索应力计安装图4.6.4监测方法：锚索测力计的计算公式：P=K△F+b△T+B式中：P—被测锚索荷载值（kN）K—仪器标定系数（kN/F）△F—锚索测力计三弦实时测量频率平方的平均值相对于基准频率的平均值的变化量（F）；b—锚索测力计的温度修正系数（KN/℃）；△T—锚索测力计的温度实时测量值相对于基准值的变化量（℃）；B—锚索测力计的计算修正值（KN）。△F—=（△F1+△F2+△F3）/34.7地下水位监测点的布设及监测4.7.1监测目的:观测在基坑开挖过程中地下水位情况，掌握该区域地下水位的稳定性。通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如降水速率和降水深度。通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失。4.7.2布设原则:根据工程特点，在基坑内外各布设监测孔，要求坑体内、外孔位尽量在一个剖面上，其深度一般低于拟降水位深度0.5m以上。4.7.3测孔布设:本监测项目共布设9个测孔，编号SW1～SW9。4.7.4埋设方法:用钻机钻孔至设计深度后清孔，孔底部以上2m处安放Ф100mm的PVC透水管，在其外侧用铜网包好。然后逐节将水位管插入孔内至设计深度。在透水管顶部底部深度范围内回填黄砂，以保持良好透水性，其它段采用回填膨涨土将孔隙填实。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。图4-5水位计4.7.5监测方法：在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。W=Wo—Wl式中：W为本次水位标高(m)(计算结果精确至0.01m)Wo为水位孔的孔口标高(m)。WI为本次水位的深度(m)五、检测方法及精度在监测工作中，监测精度满以下要求：1、高程采用国家二级水准测量，进行闭合路线或往返观测。按照要求水准测量观测点测站高差中误差精度为±0.5mm。2、测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m，分辨率不宜低于0.02mm/500mm。3、平面位移监测精度不大于1mm。4、观测前对水准仪进行“i”角检测，其“i”角小于15即符合规范规定要求。每次观测的高程中误差均小于±0.5mm。水准测量用苏州一光DSO5水准仪配合精密铟刚水准尺，其标称