深基坑监控量测方案
学生姓名: XXX 学号: 2010020811
指导教师: XXX 职称: XXXX
专业:工程测量技术
系(部):测绘工程系
二零一三年六月一日
职业技术学院毕业设计指导教师意见
年月日
学生姓名XXX专业工程测量技术班级XXX班
设计题目深基坑监控量测方案
指导教师意见:
是否同意参见答辩:
同意()不同意()
指导教师签名:
深基坑监控量测方案
赵汉青
(职业技术学院,摘要
为保证昆明东外环中路隧道深基坑开挖施工安全,我部有效的采取各种针对性措施及相应的施工方案,对工程进行动态信息管理,特制定昆明东外环中路隧道监控量测方案,通过监测采集桩基位移与沉降、围护桩等结构受力变形情况,分析围岩应力应变、围护桩稳定性、地下水活动的状态,从而达到工程安全、经济、优质的目的。施工过程中,必须将监控量测工作作为一项重要的工序纳入施工管理、严格实施。主要内容是对基坑进行水平位移、沉降、结构倾斜、地下水位、支撑轴力等的监测;周边临近基坑受基坑影响的建筑物作沉降监测;周边建筑沉降超预警值后要求进行倾斜观测。采用监测方法为精密二等水准、极坐标法、投点法,并对其可行性进行做了精度分析。
关键词:深基坑;沉降观测;水平位移观测;倾斜监测
目录
第一章绪论1
1.1 工程周边环境及方案适用范围1
1.2 编制依据4
1.3 工程概况5
第二章深基坑内容、监测的目的及监测计划7
2.1 深基坑内容7
2.2 监控测量目的:8
2.3 监测计划:8
第三章监测点的布设及监测工作的项目10
3.1 监测点的布设10
3.2 监测工作的项目12
第四章具体监测方法15
4.1 监测方法15
4.2 监测量测内容18
第五章监控量测注意事项和数据处理21
5.1 注意事项21
5.2 数据处理21
第六章监控量测信息反馈程序、管理体系和措施22
6.1 反馈程序22
6.2 监控量测管理体系和措施24
第七章、量测要求及保证体系25
7.1 量测要求25
7.2 保证体系25
心得体会27
致谢28
参考文献29
附图
第一章绪论
为保障呈贡新城东外环中路工程及其上部道路工程基坑施工项目的顺利进行和对质量、安全及进度控制管理,对该工程进行监测。
1.1 工程周边环境及方案适用范围
本项目位于昆明市呈贡新城吴家营片区内,紧邻新建昆明南火车站客运枢纽。东外环中路连接东外环南路与东外环北路,贯通全线,同时作为新建昆明南火车站客运枢纽的重要疏解通道,其对呈贡新城综合交通体系的完善,基础设施的健全起至关重要的作用。
图1.1 项目宏观地理位置
图1.2 项目局部地理位置
图1.3 东外环中路平面图
图1.4 东外环中路鸟瞰图
东外环中路主线起点接已建梁王路主线,在既有主车道的基础上下挖改造出隧道U型槽和明挖暗埋段,下穿聚贤街交叉口、云南师范大学操场,绕过火车站在西广场下穿,其后沿铁路沪昆线西侧向北与锦绣大街交叉。
东外环中路辅道位于主线两侧,起点接已建梁王路的辅道(非机动车道),与雨花2号路平交,位于主线U型槽两侧和暗埋段上方,与聚贤街平交,向北延伸至火车站处与联大路平交。
本监控量测方案适用于昆明东外环中路隧道第1标段深基坑监控量测作业
1.2 编制依据
1) 昆明南火车站呈贡新城东外环中路及上部道路工程工程地质详细勘察报告 (第二册 隧道,2011.09)
2)施工图设计平纵断面 (2011.12.15版)
3)《公路隧道交通工程设计规范》 (JTGD70—2004)
4)《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB 50497-2009)
5) 《公路工程技术标准》 (JTG 01-2003)
6) 《公路路基设计规范》 (JTGD30—2004)
7)《公路路基施工技术规范》 (JTGF 10-2006)
8) 《公路勘测规范》 (JTG C10-2007
9) 《公路土工试验规程》 (JTGE40-2007)
10)《建筑地基处理技术规范》 (JGJ 79-2002)
11) 《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB50497-2009)
12) 《建筑变形测量规范》 (JGJ8-2007)
13) 《工程测量规范》 (GB 50026-2007)
14) 《岩土工程用钢弦式压力传感器标准》 (GB/T 13606-1992)
15)《呈贡新城东外环中路及其上部道路工程施工设计》2012.9
1.3 工程概况
1.3.1深基坑的地理位置
本标段为昆明东外环中路隧道第1标段,该项目位于昆明市呈贡新城吴家营片区内,紧邻新建昆明南火车站客运枢纽。本段总长度为2040,其起止里程为DWH0+600~DWH2+640。我合同段内高边坡防护共有2处,其里程桩号分别是DWH0+600~DWH0+720两侧,DWH1+480~DWH2+380两侧;围护桩有4处:DWH0+720~DWH1+000采用SMW桩围护;DWH1+000~DWH1+600采用钻孔灌注桩和旋喷止水桩围护;DWH1+600~DWH1+750采用挖孔桩围护;DWH1+750~DWH1+960采用钻孔灌注桩和旋喷止水桩围护。
1.3.2工程地质及水文地质情况
工程地质
本项目该段岩土层按成因可划分为:上覆第四系全新统人工填土(Q4ml);第四系全新统洪坡积层(Q4al+pl)粘土和冲洪积层(Q4al+pl)粘土、粉土、细砂、圆(角)砾土等;第四系中更新统冲洪积层(Q2al+pl)粘土、粉土、细砂、圆砾土等;第四系下更新统冲洪积层(Q1al+pl)粘土、细砂、圆砾土,湖积层(Q1l)粘土、泥炭、粉土、粉砂、细砂、圆砾土等及第三系(N2c)角砾岩等,下伏主要地层为二叠系(P1y)灰岩等。
水文地质条件
(1)地下水分布概况及动态变化规律
测区地表水主要为白龙潭水库及谷地白龙潭泉点,其常年出水,出水点高程约1922m,呈股状涌出,据区域地质资料,场区谷地右侧白龙寺泉水干季流量为328.6升/秒,雨季流量为872.6升/秒。丘坡地表水欠发育。
地下水类型主要有第四系孔隙潜水及岩溶水。第四系孔隙潜水:主要分布于测区低洼地带第四系松散层中。根据勘察成果,地下水埋深0.4~24.9m,标高:1913.69~1936m,主要由白龙寺泉水及大气降水补给,水量较稳定,受季节变化影响不大,水质对砼无侵蚀性。
岩溶水:二叠系下统阳新组以碳酸盐岩为主,岩溶中等~强烈发育,地表多处存在岩溶洼地、落水洞,易接受大气降水补给,以泉水集中排泄为主,岩溶排泄区主要位于盆地边缘地带,排泄高程一般在1920~1929m间。隧道区内于K2+400~K2+700段有灰岩分布,并埋深于38.6m以下,而该段又为填方地段,与隧道关系不大。
(2)环境水对混凝土建筑材料的腐蚀性分析
根据水质化验,地表水水质类型为HCO3-/Ca2+/.Mg2+/型水,地下水水质类型为HCO3-/Ca2+/型水。据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》,环境作用类别为碳化环境、化学侵蚀环境及氯盐环境时,水中SO42-/、Mg2+/、PH值、Cl-/对混凝土结构无侵蚀性。
据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第12.2.1条“水、土对混凝土结构的评价”及第12.2.2条“水对钢结构的评价”进行综合分析,该场区地下水的腐蚀性评价结果如下:对混凝土结构无腐蚀性;对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性;对钢结构具弱腐蚀性。
第二章深基坑内容、监测的目的及监测计划
2.1 深基坑内容
2.1.1基坑工程简介:基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。
2.1.2基坑工程具特点有以下
(1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。
(2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。
(3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建构筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
(4)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
(5)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
(6)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
(7)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地 下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响
2.1.3深基坑的定义:建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。另外,基坑和基槽都是用来建筑建筑物的基础的,只是平面形状不同而已。基坑是方形或者比较接近方形,基槽是长条形状的,而且有时候比较长。
基坑是指底面积在27平方米以内(不是20),且底长边小于三倍短边的为基坑。基槽是指槽底宽度在3米以内,且槽长大于3倍槽宽的为基槽。也就是说,一般定义深基坑为:底面积在27平方米以内(不是20),且底长边小于三倍短边,开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
2.1.4基坑安全等级划分
基坑安全等级划应根据周边环境、破坏后果及严重程度、基坑深度、工程地质和地下水条件按照表1划分为一、二、三级。
表2.1 安全等级表
基坑工程安全等级环境、破坏后果、基坑深度工程地质、地下水条件
一级周边环境条件很复杂;破坏后果严重;基坑深度h>12m
工程地质条件复杂;地下水位很高条件复杂对施工影响严重
二级周围环境条件较复杂;破坏后果严重;基坑深度6<h<12m;工程地质条件较复杂;地下水位较高条件较复杂对施工影响较严重
三级周围环境条件简单;破坏后果不严重;基坑<6m;工程地质条件简单;地下水位低条件简单对施工影响轻微
注从一级开始,有二项(包含二项)以上,最先符合等级标准者,即可定为该等级。
2.2 监控测量目的:
验证支护结构设计,指导基坑开挖和支护结构的施工,实现动态设计及信息化施工。
保证基坑支护的安全。支护结构在破坏前,往往会在基坑侧向不同部位上会出现较大的变形或变形速率明显增大。如有周密的检测控制,有利于采取应急措施,在很大程度上避免或减轻破坏的后果。总结工程经验,为完善设计提供依据。
为了实施对施工过程的动态控制,掌握地层、地下水、围护结构与支撑体系的状态,及施工队既有建筑物的影响,必须进行现场监控量测。通过对测量数据的整理和分析,及时确定相应的施工措施,确保施工工期和既有建筑的安全。
土建工程竣工后,对既有建筑物检测继续进行,直至其变形稳定为止,并以此作为既有建筑物影响的评价依据。
2.3 监测计划:
拟将整个监测过程分为两个阶段:
第一阶段为基坑开挖施工期间。基坑开挖施工期间,须对基坑围护墙体(包括围护墙体顶面水平位移及垂直位移监测、围护墙体外地下水位监测、周边环境)若发生报警,需进行跟踪监测。
第二阶段为地下主体工程施工期间。该期间挖土已全部结束,基坑围护体系已全面受力,周边土体处于恢复期间,这期间的监测内容主要跟第二阶段基本相同,仅监测频率有所减少。
第三章监测点的布设及监测工作的项目
3.1 监测点的布设
测点布设合理方能经济有效,监测项目的选择必须根据工程的需要和基地的实际情况而定。在确定测点的布设前,必须知道基地的地质情况和基坑的围护设计方案,再根据以往的经验和理论的预测来考虑测点的布设范围和密度。
原则上,能埋的测点应在工程开工前埋设完成,并应保证有一定的稳定期,在工程正式开工前,各项静态初始值应测取完毕。沉降、位移的测点应直接安装在被监测的物体上,只有道路地下管线若无条件开挖样洞设点,则可在人行道上埋设水泥桩作为模拟监测点,此时的模拟桩的深度应稍大于管线深度,且地表应设井盖保护,不止于影响行人安全;如果马路上有管线设备(如管线井、阀门等)的话,则可在设备上直接设点观测。
3.1.1一级位移监测基准点的建立
一级位移监测基准点的建立,应根据现场实地踏勘的情况,考虑基准点的稳定性和观测精度要求以及防止基准点高程变动造成的差错,在工程现场旁离基坑边3倍开挖深度距离的稳定土体中钻孔至中风化岩1M布设三个基准点进行互相校核,三个基准点与场内的基准控制点沉降位移一级监测网,具体地点可由现场确定,基准点的埋设方法见附图3.1。
图3.1一级基准点的埋设
3.1.2场内二级基准点的埋设
场内二级基准点的埋设,场内基准点方便作业,从一级基准点引测的控制点,是与基坑每边成一直线布置的水平位移观测点构成沉降位移二级监测网,具体地点可由现场确定,基准点的埋设方法见附图3.2。
图3.2二级基准点的埋设
3.1.3基坑顶部位移观测点的布设
基坑顶部位移观测点的布设,如基坑位移监测采用基准点控制,水平位移观测点布置在基坑围护结构顶部。根据现场平面尺寸及测量规范要求,一般按平行于基坑围护结构以20~30m的间距布设。
3.1.4测斜管的埋设
(1)在预定的测斜管埋设位置钻孔,测斜管应根据地质情况,埋设在那些比较容易引起塌方的部位,一般按平行于基坑围护结构以20~30m的间距布设;根据基坑的开挖总深度,确定测斜管孔深,孔深一般为基坑的深度,即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零,并以此作为侧向位移的基准。
(2)将测斜管底部装上底盖,逐节组装,并放大钻孔内。安装测斜管时,随时检查其内部的一对导槽,使其“十”槽始终与坑壁走向平午或垂直。管内注入清水,沉管到孔底时,即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实,固定测斜管。
(3)测斜管固定完毕后,用清水将测斜管内冲洗干净,将探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。由于测斜仪的探头十分昂贵,在未确认测斜管导槽畅通时,不允许放入探头。
(4)测量测斜管管口坐标及高程,做出醒目标志,以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表,以与测量结果对应。
(5)水位点的埋设
基坑在开挖前必须要降低地下水位,但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏,地下水的流动是引起塌方的主要因素,所以地下水位的监测是保证基坑安全的重要内容;水位监测管的埋设应根据地下水文资料,在含水量大和渗水性强的地方,在紧靠基坑的外边,以20~30 m的间距平行于基坑边埋设,埋设方法与地下土体测斜管的埋设相同。
(6)磁性沉降标的埋设
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