基坑及周边建筑物施工监测.doc

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目
施工5标段【南桂路站】土建工程 车站基坑施工监测施工组织设计
一 工程概况 2
1.1 工程概况 2
1.2 周围环境调查 2
二 监测目的、依据及内容 2
2.1 监测目的 2
2.2 监测依据 3
2.3 基坑监测要求 3
三 监测项目设置 7
3.1 墙顶水平位移及沉降监测 7
3.2 桩体变形监测 7
3.3 钢支撑轴力监测 8
3.4 建筑物沉降、倾斜监测 8
3.5 土体侧向位移监测 8
3.6 地下水位监测 9
3.7 基坑围护结构监测布置图 9
四 监测量测的数据处理 9
4.1量测成果整理 9
4.2 数据处理 10
4.3 数据处理方式 10
五 监测管理体系 10
5.1 建立完善的监测小组 10
5.2 建立良性的信息反馈机制 11
5.3 监测质量保证措施 11
六 信息化施工 11
七 安全保证措施 12

一 工程概况
1.1 工程概况
本车站位于佛山市南海区南桂东路北侧，桂澜路西侧，车站西侧为南海区电力工业局办公楼，东面为城市广场商业中心，南面为桂南名都用地，现场地形平坦，地面标高为7.26m。
车站里程范围：YDK8+896.493～YDK9+046.593，车站长150.1m, 南连桂城站，北连虫雷岗公园站。
地下车站采用明挖法施工，围护结构采用地下连续墙，与内衬墙构成重合墙结构。基坑标准段深度约16.2m，连续墙最深处24.15m，连续墙厚为800mm，设2道钢筋砼加1道钢管支撑，基坑安全等级为一级，结构重要性系数1.1。
1.2 周围环境调查
本车站位于南桂东路与桂澜路交叉口西北角绿化广场上，场地区域较为空阔，本车站位于佛山市南海区南桂东路北侧，桂澜路西侧，车站西侧为南海区电力工业局办公楼。场地内朗程汽车维修中心已拆除。根据房屋基础调查资料，南海区电力工业局办公楼距地铁左线中心线约30m，地下室一层，基础采用桩径0.5m预制应力管桩，桩长14.5～24m。南桂东路、桂澜路车流较多，交通繁忙。
二 监测目的、依据及内容
2.1 监测目的
① 为施工开展提供及时的反馈信息。通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，以及临近建筑物的变化情况，将监测数据及设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否要修改，以确定下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，使得监测数据和成果成为现场施工工程技术人员判断工程是否判断安全的依据，成为工程决策机构的眼睛。
② 为基坑周围环境进行及时、有效的保护提供依据。通过对临近建筑的监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，及时采取措施对周围环境进行下一步的加强保护。
③ 将监测结果用于反馈优化设计，为改进设计提供依据。基坑工程设计方案的定量化预测计算是否真正反映了工程实际状况，只有在方案实施的过程中才能获得最终的答案，其中现场监测是确定上述数据的重要手段。由于各个施工场地地质条件不同、施工工艺不同和周遍环境不同，设计计算中未计入的各种复杂因素，都可以通过对现场的监测结果进行分析、研究，加以局部的修改、补充和完善。
④ 通过对监测数据与理论值的比较、分析，可以检验设计理论的正确性。
⑤ 在施工全过程中，通过对既有地面和地下建筑物、构筑物各项指标的监测，将结构变形严格控制在标准限值内，保证既有建筑物和构筑物的安全。
⑥ 积累量测数据，为今后类似工程设计和施工提供工程参考数据。
2.2 监测依据
1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程南桂路站主体围护结构施工图
2、《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02－98）
3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）
4、《建筑变形测量规范》 （JGJ/T8－2007）
5、行业标准《城市测量规范》（GB50026-93）
6、《工程测量规范》GB 50026-93
7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
2.3 基坑监测要求
1、监测项目
根据本车站基坑工程情况，按照施工图纸要求，监测的内容有：①墙顶水平位移监测，②支护结构变形监测，③钢支撑轴力，④基坑周边建筑物变形监测，⑤土体侧向位移监测，⑥地下水位监测，⑦钢筋应力监测，⑧钢筋混凝土支撑变形监测。
基坑监测标准断面见图2-1。

监测项目如下页表2-2：

施工监测项目汇总表 表2-2
监测项目
监测位置
仪器
监测最小精度
测量频率
工程数量
备注
地下连续墙墙顶水平位移
连续墙顶
SET210 经纬仪
±2.0mm
开挖过程1次/天，主体施工2次/周
24孔
必测
地下连续墙变形
围护结构内
测斜管 CX-3测斜仪
±1.0mm
开挖前1次（初读数），开挖过程2次/天，主体施工2次/周
24孔
支撑轴力
支撑端部或中部
轴力计或应变计FYZX-3振弦式频率仪
≦1/100(F.S)
开挖过程2次/天，主体施工2次/周
30孔
沉降、倾斜、裂缝
基坑周边需保护的建筑物
DSZ2+FS1水准仪SET210 经纬仪
±1.0mm
依具体情况而定
30孔
土体侧向变形
靠近围护结构的周边土体
测斜管 CX-03E测斜仪
±1.0mm
开挖前1次（初读数），开挖过程2次/天，主体施工2次/周
4孔
地下水位
基坑周边
水位管 SWY-31钢尺水位计
±5.0mm
开挖过程1次/天，主体施工2次/周
18孔
钢筋应力监测
基坑周边
应变仪FYZX-3振弦式频率仪
≦1/100(F.S)
开挖过程1次/3天，主体施工1次/周
10孔
钢筋砼支撑变形
钢筋砼支撑中部
DSZ2+FS1水准仪SET210 经纬仪
±1.0mm
依具体情况而定
10孔

2、监测点布置
测点布置 表2-3
监测项目
测点布置
地下连续墙水平位移
布置间距10～15m，详见监测平面图。
地下连续墙变形
孔间距15～20m，测点竖向间距为0.5m。
支撑轴力
车站基坑底每层8～12m，盾构井每层支撑道数按2根计
沉降、倾斜、裂缝
间距15～20m，每个建（构）筑物不少于3个测点
土体侧向变形
2～4个孔，同一孔测点竖向间距0.5m
地下水位
孔间距15～25m，孔深15m
钢筋应力监测
依具体情况而定
钢筋砼支撑变形
3、警戒值确定的原则
建筑物安全观测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许的范围内认为构筑物是安全的，并对周围环境不产生有害影响，否则认为构筑物是非稳定的或危险的，并将对周围环境产生有害影响。本项目预警值是在综合考虑下列因素确定的：
a、满足设计计算要求，不超过设计计算预估值；
b、满足测试对象的安全要求，达到保护目的；
c、满足各保护对象的主管部门提出的要求；
d、满足现行的相关规范、规程的要求；
e、在满足监控和环境安全的前提，综合考虑工程质量、施工进度、技术措施和经济等因素,减少不必要的资金投入。
4、警戒值的确定
根据以上原则，并结合工程实践经验，对该工程监测项目提出了以下警戒值：

监测项目警戒值一览表 表2-4
序号
监测项目
设计允许值
警戒值
1
地下连续墙水平位移
0.25H％或30mm

设
计
允
许
值
80%
2
地下连续墙变形
0.25H％或30mm
3
支撑轴力
每道支撑最大设计值
4
沉降、倾斜、裂缝
开挖阶段立柱隆起及沉降不超过10mm，每天发展不超过20mm。
在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。
三 监测项目设置
3.1 墙顶水平位移及沉降监测
围护结构连续墙顶水平位移及沉降反映支护结构的顶部变形情况，是支护结构安全状况的重要指标，它直接反映支护结构变形特性。基坑开挖、降水以及支护结构的变形，将会引起基坑周围的土体产生沉降。沉降与桩顶冠梁水平位移都直观地反映了基坑支护结构的工作状况，是支护结构和周围建筑物安全状况的重要指标之一。
围护桩顶水平位移观测点按施工图进行布置，围护桩顶水平位移观测点密度按10m～15m间距布设，在基坑阳角部位增设观测点，总共布置24个点。监测点布置于冠梁顶，可在冠梁施工时将点位预埋安设好，或者在冠梁施工完毕后进行埋设。采用预埋点时，垂直固定直径20mm钢筋于冠梁钢筋笼中，顶端高出梁面2～3cm，用钢锯开出十字槽定位；采用后埋点时，用冲击钻在冠梁顶钻孔，打入膨胀螺栓，并用钢锯在螺栓顶部开十字槽。测量设备采用全站仪观测。由于围护结构平面形状较为规则平直，桩顶水平位移可采用测小角法进行监测，监测时注意做好记录，并与工程施工之前做好的原始数据记录相比较。
沉降观测用一般监测方法，运用精密光学测量收敛仪，由基准点量测出各测点的变化情况，并做好记录，并与工程施工之前做好的原始数据记录相比较。
根据规范本基坑安全性等级为1级，桩顶允许最大水平位移≤0.25％H或≤30mm，警戒值取允许变形值的80%，当超过警戒值时应进行报警，增加观测次数至2次/天，并报告监理和设计单位。如变形曲线不收敛，则应立即采取必要的措施控制变形，修正支护参数后方能继续施工。地表水平位移及沉降监测从冠梁施工完毕开始贯穿于整个施工过程。
3.2 桩体变形监测
施工时地下水的流失、局部的沉陷、围护结构的变形及基坑开挖，导致基坑周围土体变形，影响基坑地安全性，必须对其进行监测。围护结构连续墙变形监测采用埋设测斜管方法进行观测。
桩体测斜孔根据施工图共设置24孔，间距约15～20m设置于围护连续墙体内，阳角部位根据实际情况加密布置，布设位置紧靠桩顶位移测点。
测斜管的埋设：连续墙测斜管的埋置长度为槽底至冠梁顶以上20cm，安装方法为在现场组装后绑扎固定在钢筋笼上（注意钢筋笼安装时的垂直度，避免碰撞使测斜管移位），并随钢筋笼一起下到孔内，浇筑在混凝土中。吊放钢筋笼之前应检查测斜管与钢筋笼连接是否牢固，封好管底底盖，防止测斜管在浇筑混凝土时浮起；浇筑混凝土之前向管内灌入清水，以防止水泥浆渗入管内。测斜仪器采用CX－3型测斜仪，精度0.5mm。测量时保证测斜仪导轮在导槽内，轻轻滑入管底，待稳定后每隔50cm测读一次，直至管口；然后测斜仪反转180°，重新测试一遍，以消除仪器的误差。第一次测试（基坑开挖前）时每个测斜孔至少测试2次，取其平均值作为初始值。监测过程中应及时绘制位移～时间～深度的变化曲线。
3.3 钢支撑轴力监测
支撑的安全对挡土结构的位移和安全起到至关重要的作用，支撑的失效意味着整个支护结构的失效，导致基坑倒塌。支撑轴力监测对了解支撑的受力状况、保证支撑安全有着重要意义。
支撑轴力监测点按施工图分层布置。钢支撑选用端头轴力计（反力计）进行轴力测试。采用频率仪量测，并通过振弦式钢筋计的标定值用插值法来求得其受力大小。安装轴力计应注意轴力及和支撑轴线在一直线上，接触面平整，确保支撑受力状态通过轴力计正常传递到支护结构上。
3.4 建筑物沉降、倾斜监测
根据规范，对3倍于基坑深度范围内的建（构）筑物进行须进行沉降、变形监测。车站西侧为南海区电力工业局办公楼，场地内朗程汽车维修中心已拆除，根据房屋基础调查资料，南海区电力工业局办公楼距地铁左线中心线约30m，监测点共布置9个，监测位置在建筑物转角点结构柱，具体位置如图3-3 建（构）筑物监测点布置图。
3.5 土体侧向位移监测
土体侧向位移监测采用钻孔埋管，埋管时采用地质钻机在基坑外成孔后放入，管的处理方法同连续墙墙体位移同样设置。当安装完毕后，土体与测斜管之间用水泥砂浆填满。土体测斜孔根据设计共设置4点，具体位置见监测布置图。
3.6 地下水位监测
基坑外压力是作用在支护结构上的主要荷载，通过对基坑外地下水位的监测，可以掌握水压力荷载的情况。
在基坑外2~3m钻孔埋设水位测管，测孔深度与基坑深度相当，孔深15m，内置φ50PVC灰管，管周围为﹫1000mm梅花型布置的Ø5mm滤水孔，外包隔沙纱布。水位监测孔采用XY-100地质钻钻孔，共布置15个孔，具体布置见监测平面布置图。采用声响式水位计观测，读数误差小于5mm。
3.7 基坑围护结构监测布置图
车站施工监测点布置详见图3-1、3-2、3-3。
图3-1 基坑围护结构监测布置图
图3-2 钢支撑轴力测点布置图
图3-3 建（构）筑物监测点布置图
四 监测量测的数据处理
4.1量测成果整理
每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录，对每一个量测断面内每一种量测项目，均进行以下资料整理：
（1）原始记录表及实际测点图。
（2）位移（应力）值随时间及随开挖面距离的变化图。
（3）位移速度、位移（应力）加速度随时间以及随开挖面变化图。
基坑开挖之前，对周边建筑物进行两次初始测量，并上报初始监测测量数据。施工进行后，每周以周报的形式上报业主及监理单位监测数据，如果出现异常情况，每天上报监测数据。
4.2 数据处理
每次量测后均应对量测面内的每个量测点（线）分别回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移（应力）和掌握位移（应力）变化规律，并由此判断基坑的稳定性。
利用已经得到的量测信息进行反分析计算，提供围护结构和周围建筑物的状态，预测未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。
4.3 数据处理方式
量测
记录
计算机处理
绘图
本工程的测量数据全部输入计算机，由计算机计算并绘出各测量对象的变化曲线，然后按要求提交有关单位。由于基坑监控中采用的仪器很多是传感式的，其零飘移或温度补偿等均在计算机中设置，由计算机处理。其工作流程如下：

数据处理流程图
五 监测管理体系
5.1 建立完善的监测小组
针对本工程监测的特点，拟建立4人组成的专业监测小组，由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成，并由公司驻地工程师担任监测组组长，负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。主要技术人员组成和联系方式：
姓名
分工
职称
电话
陈伟仁
技术负责
助理工程师
13925172679
费海清
测量负责
工程师
13609084416
陈人逸
测量组长
助理工程师
13424110027
叶俊
测量副组长
测量员
0757-85161161

5.2 建立良性的信息反馈机制
监测小组与驻地监理、设计、甲方及相关各方建立良性的互动关系，积极进行资料的交流和信息的反馈，优化设计，调整方案，保证工程顺利进行。
5.3 监测质量保证措施
为保证监测数据的真实性和可靠性，必须制定严谨的质量保证措施：
① 制定切实可行的监测实施方案；
② 制定基准点和监测点的保护措施；
③ 量测设备、元器件等在使用前均必须经检测合格后方可使用；
④ 量测仪器管理采取专人使用，专人保养，定期检验的制度；
⑤ 各项目监测过程中应严格遵守相应的规范和细则；
⑥ 量测数据现场检查，室内复核后才可上报；
⑦ 根据分析的结果，及时调整监测方案实施；
⑧ 量测数据的存贮，计算管理由专人采用计算机系统进行。
⑨ 定期开展相应的QC小组活动，交流信息和经验。
六 信息化施工
施工监测过程中，在可行、可靠的原则下收集、整理各种资料，各监测项目的监测值不能超过管理基准值，其值具体由设计确定。
除此之外，必须会同有关结构工程人员按照信息化施工程序（如图6-1所示）所示，对各项监测资料进行科学计算，分析和对比：
① 预测基坑及结构的稳定性和安全性，提出工序施工的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠推进。
② 优化设计，使主体结构设计达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。
计算方法
经验方法
确定计算方法的可靠性与合理性
地质调查
继续施工
反分析
监测方案
管理基准值
施工
监测
设计
安全管理
OK
OK
调整
图6-1 信息化施工程序图
调整
实测值与管理基准值比较

七 安全保证措施
认真贯彻安全第一、质量第一的方针，由于施工现场施工机械和交叉作业比较多，安全尤为重要，灌输安全意识，除注意现场操作安全外，还须注意周围环境的安全。具体措施如下：
① 每天开工前，进行五分钟安全教育；每天收工后进行五分钟安全总结，提高全体生产人员的安全意识，确保人声、仪器设备安全。
② 作业组长为兼职安全员，加强安全检查，消除安全隐患。
③ 要求作业人员进去施工现场带好安全帽。
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