基坑測量工程設計
1.工程概況1.1基坑概況基坑頂地面標高變化38.50m~40.80m,基坑底開挖標高為34.30m~34.90m,基坑開挖深度約為3.60m~6.50m。基坑支護形式
1.工程概況
1.1基坑概況
基坑頂地面標高變化38.50m~40.80m,基坑底開挖標高為34.30m~34.90m,基坑開挖深度約為3.60m~6.50m。基坑支護形式采用懸壁樁、掛網噴砼、土釘墻等,本基坑安全等級為二~三級,設計使用年限2年。
1.2基坑周邊環境
據現場調查,基坑北側為正在施工的興聯路,道路施工單位進行了回填土處理做為同行道路,路基情況良好。基坑東側為為施工中的創遠路,基坑南面為空地和山體邊坡,邊坡頂部為周邊單位的倉庫用房,距離地下室約為9.2米。
1.3工程地質條件
根據鉆探揭露,擬建場地勘探深度范圍內埋藏的地層主要由雜填土、素填土、粉質黏土及板溪群泥質板巖等組成,其野外特征按自上而下的順序依次描述如下:
雜填土①-1(Q/4ml/):褐灰色、褐黃色、雜色,稍濕~濕,結構松散,主要由混凝土塊、磚頭、麻石、礫石等建筑垃圾構成,局部主要由黏性土構成,系新近填土。層厚范圍0.30~11.20m,平均層厚2.49m,層底標高范圍25.52~47.20m,埋深范圍0.30~11.20m。
素填土①-2(Q/4ml/)(①為地層編號,下同):褐黃色、褐紅色、褐灰色,稍濕~濕,結構松散,主要由黏性土構成,局部底部呈軟塑狀態,系新近填土。埋深范圍0.20~7.60m。
淤泥①-3(Q/4hl/):灰黑色,流塑~軟塑狀態,微臭,系水塘(溝)淤積物。層厚范圍0.40~1.00m,平均層厚0.73m,層底標高范圍28.42~30.87m,埋深范圍1.20~3.00m。
粉質黏土②(Q/4dl/):黃色、褐黃色、褐灰色,可塑~硬塑狀態,局部含較多褐黑色鐵錳質結核,底部含少量小礫石。搖振無反應,稍有光澤,干強度中等,韌性中等。層厚范圍0.50~5.50m,平均層厚2.66m,層底標高范圍22.02~48.10m,埋深范圍0.50~14.80m。
全風化泥質板巖③(Pt):棕紅色、褐黃色,多風化成土狀,原巖結構尚可辨認,有殘余結構強度,巖芯多呈碎塊狀~土柱狀,巖塊遇水易崩解成土狀。層底標高范圍20.82~49.02m,埋深范圍0.90~15.30m。
強風化泥質板巖④(Pt):棕紅色、褐黃色、灰綠色,變余泥質結構,板狀構造,節理、裂隙發育,裂隙面見褐黑色鐵錳質氧化物,局部石英脈發育,底部含中風化泥質板巖碎塊,巖體破碎,層底標高范圍12.86~40.70m,埋深范圍2.80~25.00m。
中強風化泥質板巖⑤(Pt):灰綠色、青灰色,變余泥質結構,板狀構造,裂隙較發育,局部石英脈較發育。為擬建場地內基巖,揭露厚度3.70~21.70m,層厚不詳。實測巖層產狀205°∠48°,主要發育三組裂隙:產狀分別為:118°∠35°、310°∠85°、260°∠88°。
強風化泥質板巖⑤-1(Pt):灰綠色、褐黃色,變余泥質結構,板狀構造,節理、裂隙發育,巖體破碎。系中風化泥質板巖中夾層,層厚范圍0.60~1.90m,平均層厚1.18m,層底標高范圍11.27~28.00m,埋深范圍12.00~29.10m。
2.監測目的
在巖土工程中,由于地質條件、荷載條件、材料性質、地下構筑物的受力狀態和力學機理、施工條件以及外界其它因素的復雜性,巖土工程迄今為止還是一門不完善的科學技術,很難單純從理論上預測工程中可能遇到的問題,而且理論預測值還不能全面而準確的反應工程的各種變化。
通過先進可靠的手段,建立一個嚴密的、科學的、合理的監測控制系統,確保該基坑工程及其周圍環境在施工期間的安全穩定。
通過監測工作,達到以下目的:
1)及時發現不穩定因素
由于土體成分的不均勻性、各項異性及不連續性決定了土體力學的復雜性,必須借助監測手段進行必要的補充,以便及時獲取相關信息,確保基坑穩定安全。
2)驗證設計,指導施工
通過監測可以了解結構內部及周邊土體的實際變形和應力分布,用于驗證設計與實際符合程度,并根據變形和應力分布情況為施工提供有價值的指導性意見。
3)保障業主及相關社會利益
通過對監測數據的分析,調整施工參數、施工工序等一系列相關環節,有利于保障業主利益及相關社會利益。
4)分析區域性施工特征
通過對圍護結構監測數據的收集、整理和綜合分析,了解各監測對象的實際變形情況及施工對周邊環境的影響程度,分析區域性施工特征,為類似工程累積寶貴經驗。
3.方案編制依據
(1) 《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012);
(2) 《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2019);
(3) 《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008);
(4) 《巖土錨桿噴射混凝土支護技術規范》(GB50086-2015);
(5) 《巖土錨桿(索)技術規程》(CECS22:2005);
(6) 《工程測量標準》(GB50026-2020);
(7) 《建筑變形測量規范》(JGJ/8-2016);
(8) 《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)(2009年版);
(9) 《城市管線探測技術規程》(CJJ61-2017);
(10) 《建辦質(2018)31號文》、《住建部(2018)37號令》;
(11) 建設方提供的本工程的支護施工設計說明書和設計圖等相關資料。
4.監測內容及工作量
根據《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2019)規定和設計院《監測點平面布置圖》,以及場地實際的水文地質情況、周邊環境狀況,確定監測項目內容及工作量如下表:
| 序號 | 監測點名稱 | 數量 | 備注 |
| 1 | 基坑頂部水平位移監測 | 65個 | 坑頂、支護頂 |
| 2 | 基坑頂部豎向位移監測 | 65個 | 坑頂、支護頂 |
| 3 | 周邊建筑物水平位移監測 | 6個 | 基坑南邊倉庫用房 |
| 4 | 周邊建筑物沉降觀測 | 6個 | 基坑南邊倉庫用房 |
| 5 | 周邊地表沉降監測 | 36點 | 周邊地表 |
| 6 | 深層側向位移監測 | 5孔 | 每孔8m,基坑周邊土體 |
| 7 | 地下水位監測 | 5孔 | 基坑環境水位 |
| 8 | 巡視檢查 | 日常 |
5 監測方法及要求
5.1基準點設置
在基準點設計位置埋設標志墩,在基坑周邊的穩定地面上布設3個平面基準點,建立監測基準網,基準網精度等級為一級,觀測點測站高差中誤差≤0.15㎜,觀測點位移坐標中誤差≤1㎜,平面控制點可采用長為30-40cm、Φ14-22鋼筋,鋼筋頂端應鋸十字絲,底端5cm處完成鉤狀。應符合下列布設原則。
1) 各級別的位移觀測基準點(含方位定向點)不應少于 3個,工作基點可根據需要設置。
2) 基準點埋設位置應布置于安全穩當處,便于檢驗和校驗和保護。
5.2樁(坡)頂水平、垂直位移監測
沿基坑頂部每隔15-20.0m左右設置一個位移沉降觀測點,共布設65個位移觀測點(水平、豎向同點)。監測隨著基坑開挖的不斷加深和地下室施工進行的水平位移及豎向位移的大小及變化發展情況。測試方法:用全站儀采用小角法進行水平位移監測,用水準儀按二等水準要求觀測豎向位移。
采用小角法測量水平位移:將全站儀安置于工作基點A。在后視點B和觀測點P分別安置觀測覘牌,用測回法測出∠BAP。設第一次觀測值為β1,后一次為β2,根據兩次角度的變化量Δβ=β2-β1,即可算出P點的水平位移量δ,即:
δ=Δβ×D/ρ
式中ρ—換算常數,即將Δβ化成弧度的系數,ρ=3600×180/π=206265″。
D—A至P點距離(mm)
Δβ—β角的變化量(″)

采用二等水準要求觀測垂直位移:在周圍適宜處選埋幾個測量基準點,基準點距基坑不小于5倍的基坑挖深,其中1個為主點,其它為輔點,用于垂直沉降和水平位移的基準參照點。
5.3地下水位監測
5.3.1 測點布置
地下水位監測目的在于對基坑附近的地下水位進行監測,檢驗基坑降水的實際效果,并掌握降水對周邊環境的影響。觀測井深度應大于降水井深度,共計布置了5個水位監測孔。
5.3.2 制作觀測孔
用鉆機鉆到要求深度后,在孔內埋入濾水塑料套管,管徑約50mm。套管與孔壁間用干凈細砂填實,然后用清水沖洗孔底,以防泥漿堵塞測孔,保證水路暢通,測管高出地面約20cm,上面加蓋,不讓雨水進入。
5.3.3 觀測方法
地下水位監測可采用鋼尺水位計,鋼尺水位計的工作原理是在已埋設好的水管中放入水位計測頭,當測頭接觸到水位時,啟動訊響器,此時,讀取測量數據。
5.4周邊地表沉降監測、周邊建筑物變形監測
周邊建筑物變形觀測點主要布設在基坑南側建筑物上,共計6個監測點;周邊地表沉降觀測點布設在基坑四周9個斷面上,每個斷面4個監測點,共計36個監測點。隨著基坑施工的進行,反應周邊建筑物及道路的變形情況及安全狀態。
5.5深層土體位移監測
5.5.1土體測斜管的埋設
深層水平位移監測點采用鉆孔法進行點位埋設,鉆孔孔徑應略大于測斜管外徑。一般測斜管是外徑Φ76,鉆孔內徑Φ110的孔比較合適。然后將在地面連接好的測斜管放入鉆孔內,測斜管與鉆孔之間的空隙回填細砂或水泥與膨潤土拌合的灰漿,埋設就位的測斜管必須保證有一對凹槽與基坑邊緣垂直,測斜管深度需大于基坑深度1.5倍。

深層水平位移剖面圖
5.5.2深層位移監測的測量方法
在開挖前的3~5天內復測2~3次.待判明測斜管已處于穩定狀態后,取其平均值作為初始值,開始正式測試工作。每次監測的具體工作步驟如下:
1)將探頭和儀表連接好,連接好外接采樣孔,并擰緊螺帽;
2)找到探頭有十字架標記的一方,對準邊坡方向(此時為正向)沿固定位置緩慢放入孔底,一邊放探頭一邊根據電纜上的標記計算深度;
3)打開儀表開關(必須是有效時間),選擇“參數設置”選項,對測孔的屬性進行設置;若是第一次測量,則需要依次輸入“孔號”“起始點”“測量方向”“次數”“孔深”及“間距”
6.監測工作的實施步驟
6.1前期準備階段
根據測試項目訂購沉降(水平位移)標志點以及輔助材料,并完成資料率定計算工作;制作水平位移及垂直沉降觀測點的標記和基準測量標石。
6.2監測點位的現場埋設階段
在基坑開挖降水前一周,在基坑頂部或支撐梁上埋設好水平、沉降位移測量標志點,各監測點用紅漆涂抹,提醒現場各方注意保護。
6.3初始數據采集階段
在基坑開挖降水前一周,對各測試項目進行不少于3次初始數據的采集,保證初始數據準確,連續,可靠。
6.4監測周期與頻率
與基坑開挖和地下室施工同步進行各測試項目的監測。為了確保監測儀器、設備的完好,及時掌握現場的施工動態,與業主、監理、施工單位的及時溝通,在基坑開挖和地下室施工期間,我方將隨時保持與各方的聯系(向項場各方提供監測項目組成員的電話號碼,項目負責人24小時不停機)。
監測周期:從基坑土方開挖到地下室側壁回填的全過程。
監測頻率:基坑施工期作為初始周期,應進行至少兩次初值觀測;在基坑開挖過程中,監測頻率為基坑開挖時一般1-3天監測一次,底板澆筑后一般3-10天監測一次。在基坑回填后,監測結束。
基坑監測頻率表
| 基坑設計安全等級 | 施工進程 | 監測頻率 | |
| 二級 | 開挖深度h | ≤H/3 | 1次/3d |
| H/3~2H/3 | 1次/2d | ||
| 2H/3~H | 1次/1d | ||
| 底板澆筑后時間(d) | ≤7 | 1次/2d | |
| 7~14 | 1次/3d | ||
| 14~28 | 1次/7d | ||
| >28 | 1次/10d |
當出現下列情況之一時,應提高監測頻率:
1) 監測數據達到報警值;
2) 監測數據變化較大或者速率加快;
3) 存在勘察未發現的不良地質;
4) 超深、超長開挖或未及時加撐等違反設計工況施工;
6.5注意事項
1)在遇到大雨季節、變形超過警戒值等非常時期,監測頻率加密。
2)在施工開挖過程中,應對坑頂的側向位移進行監測,當位移與當時的開挖深度之比超過5‰數值時,應密切加強觀察并及時對支護采取加固措施;
3)發生異常情況或在24小時內其位移值超過8mm時,應立即停止開挖,并應立即查清原因和采取措施,方能繼續開挖。
6.6監測控制值
1)報警值的確定原則:
①滿足設計計算原則;
②滿足監測對象的安全要求,達到預警和保護的目的;
③滿足各監測對象的各主管部門提出的要求;
④滿足現行規范、規程的要求;
⑤在保證安全的前提下,綜合考慮工程質量和經濟等因數,減少不必要的資金投入。
6.7監測的成果資料及提交
對各項測試數據用微機進行計算分析,及時將測試結果打印成表格送交有
關各方(業主、監理、施工單位)分析使用。
1)提交的成果資料有:基坑頂部水平位移和垂直位移監測成果表;
2)監測成果資料的提交:
①基坑開挖初期(開挖第一層土時),紙質監測報表在下次監測時遞交;出現異常或險情時,將異常或險情地段的資料現場算出,紙質監測報表第二天送至工地;
②基坑開挖到底部及基礎底板施工期,紙質監測報表在第二天送至工地;出現異常或險情時,將異常或險情地段的資料現場算出,紙質監測報表第二天送至工地;
③基礎底板澆筑完畢,紙質監測報表在下次監測時送至工地。
地下室工程結束,基坑土體部分回填后,即可終止安全監測。對所測資料進行全面地綜合計算分析,提交基坑監測最終分析成果報告。
7.參加本項目的人員
為了確保基坑支護及周圍房屋建筑的安全,我公司按設計要求編制了監測方案,成立監測小組,在監理工程師的指導和施工單位配合下,全面負責本項目的監測工作。監測項目組人員及職責劃分見下表:
| 職 務 | 姓名 | 職稱 | 主要職責 |
| 項目負責 | 寧小春 | 注冊測繪師 | 負責整個監測項目 |
| 技術負責 | 龍瑋底 | 注冊巖土工程師 | 負責監測方案的審核、監測人員的安排及審核分析 |
| 監測主管 | 陳智華 | 中級工程師 | 具體安排監測工作,現場測量、收集數據并保存、統計分析監測成果 |
| 監測員 | 劉鑫濤 | 測量員 | 現場測量、收集數據并保存現場記錄 |
| 監測員 | 黃小春 | 測量員 | 現場測量、收集數據并保存現場記錄 |
8.監測設備配備
監測設備配備表
| 儀器名稱 | 型號 | 產地 | 數量 | 精度 |
| 水準儀 | 天寶dini03 | 美國 | 1 | ±0.3mm/km |
| 全站儀 | 徠卡TM50 | 德國 | 1 | 0.5″ |
| 鋼尺水位計 | 煊隆 | 中國湖南 | 1 | ±10mm |
| 測斜儀 | Jmzx7000 | 湖南 | 1 | ±4mm/15m |
9.本項目監測重點、難點
本項目周邊環境較復雜,監測是不能忽視的一個重要環節,故針對此,我公司作出了以下安排。
1)按照方案和埋設要求作好埋設準備。
2)埋設測點的位置是否正確,埋設的準備是否符合技術要求。
3)所有監測點安裝埋設完成后,及時繪制測點位置圖,并加強對現場測點保護,以防監測點被破壞。
10.監測技術要求
1)按照方案和埋設要求作好埋設準備。
2)埋設測點的位置是否正確,埋設的準備是否符合技術要求。
3)所有監測點安裝埋設完成后,及時繪制測點位置圖,并加強對現場測點保護,以防監測點被破壞。
11.1質量保證主要內容
1)作業前,監測項目負責人應根據技術方案的要求對項目主要技術人員進行分工與技術交底。
2)監測工作所需的儀器、設備進行規定項目的檢校。儀器在使用過程中應嚴格按照規定程序操作,以免測量儀器受損。在作業中發現儀器異常時,應立即停止作業,找出原因并排除異常后,方可繼續作業。
3)關鍵項目應選擇最優方法作業。
11.2監測質量保證體系
質量員在公司質檢辦領導下工作,項目的質檢從監測方案編寫開始,到項目結束為止,實行全過程的監控與質檢,項目經理以ISO9001:2015質量管理標準,以公司《質量管理手冊》為依據開展工作,質檢主要有以下內容:
1)監測方案會審。
2)作業周期計劃審核。
3)作業人員資歷審核。
4)作業中所使用的儀器設備鑒定資料審核。
5)對作業過程的全過程檢查,隨時實行現場把關。
6)對工序產品的100%檢查。
7)利用質量檢查軟件對內業成果進行100%檢查。
8)對技術總結及工作報告的會審。
9)出具本工程的質檢報告。
11.3監測外業質量保證措施
1)由經驗豐富的專業技術骨干任外業質量檢查小組組長,及時協調并解決出現的有關技術及質量問題。
2)組織作業人員對工程現場踏勘,熟悉測區情況,學習有關規范和規定并嚴格按照有關規范和規定作業。
3)開始工作前,對所使用的儀器進行全面檢驗與檢定。
11.4監測成果文件的質量保證措施
1)由熟悉變形監測的作業人員進行數據提取、內業編輯和變形監測成果整理。
2)及時進行內業數據編輯。
3)針對監測技術要求和技術設計,對質量檢查軟件進行定制,編制出適合本項目監測數據的質檢軟件,較大地提高數據準備、數據入庫質量,提高作業人員自檢、互校和質量人員工作效率。
11.5管理上對質量的保證措施
1)嚴格按ISO9001:2008質量管理體系標準來規范整個作業,對各作業工序和檢查環節及時填寫各種記錄。
2)組織作業人員對有關規范規定的學習培訓,培訓合格的作業人員才能投入作業。
3)嚴格執行作業人員自檢100%,互校100%,質檢人員檢查。
12.安全管理體系與措施
1)本項目過程,我公司將嚴格執行GB/T28001-2001的有關規定,確保安全目標的實現,職業健康安全目標:負傷率為零。
2)嚴格遵守有關安全生產管理規定、公司相關安全管理規定和業主、監理對施工安全的另行規定。
3)監測測現場所有設備、設施及安全裝置、工具和勞保用品等要經常進行檢測,鋼絲繩等易損件要及時更新,確保完好和安全使用,設備運轉及維修應專門記錄,便于現場管理及分析檢查。
4)監測前,安全經理對現場監測人員進行安全教育,提高全員安全意識和自我保護意識。
5)所有特種作業人員必須持證上崗,嚴禁串崗,進入監測現場的一切人員必須戴安全帽,嚴格三穿一戴。
13.信息化監測和成果反饋
13.1 信息化監測
基坑支護工程一是項風險較高、較大范圍施工作業的工程,為了確保基坑支護安全,必須在施工過程中實施信息化施工,即在施工過程中,對基坑的動態變化進行監測,并把獲得的信息通過修改設計反饋到施工中去,提高基坑支護方案的科學性和合理性,使基坑經過支護后安全、可靠、穩定。為此,要求按設計總說明要求在基坑場地或附近地段設置位移、沉降觀測點,監測基坑的水平位移及沉降情況;
13.2 監測月報和總結報告提交
監測月報由現場負責人整理,經項目負責人或技術負責人審核后提交。
監測總結報告內容包括:
1)工程概況(包括具體的施工進度);
2)監測目的與內容;
3)監測項目與測點布置;
4)數據采集和觀測方法;
5)監測結果評述;
6)以附錄形式提供的圖表。
14.應急預案
14.1 提高監測頻率
當出現下列情況之一時,應加強監測,提高監測頻率,并及時向委托方及相關單位報告監測結果:
1)監測數據達到報警值;
2)監測數據變化量較大或者速率加快;
3)存在勘察中未發現的不良地質條件;
4)超深、超長開挖或未及時加撐等未按設計施工;
5)基坑及周邊大量積水、長時間連續降雨、市政管道出現泄漏;
6)基坑附近地面荷載突然增大或超過設計限值;
7)支護結構出現開裂;
8)周邊地面出現突然較大沉降或嚴重開裂;
9)鄰近的建(構)筑物出現突然較大沉降、不均勻沉降或嚴重開裂;
10)基坑底部、坡體或支護結構出現管涌、滲漏或流砂等現象;
11)基坑工程發生事故后重新組織施工;
12)出現其他影響基坑及周邊環境安全的異常情況。
14.2 報警
當出現下列情況之一時,必須立即報警;若情況比較嚴重,應立即停止施工,并對基坑支護結構和周邊的保護對象采取應急措施。
1)當監測數據達到報警值;
2) 基坑支護結構或周邊土體的位移出現異常情況或基坑出現滲漏、流砂、管涌、隆起或陷落等;
3) 基坑支護結構的出現過大變形、壓屈、斷裂、松弛或拔出的跡象;
14.3 配合搶險進行必要的監測措施
在施工出現險情的時候,除提高監測頻率,進行監測外,還應采取一些必要的措施,為施工搶險提供更及時的信息監測。
1)組織現場24小時監測值班人員;
2)根據現場情況,配備2組以上監測人員;
3)為現場監測提供應急必須的配套監測儀器,保證監測測量工作的需要;
4)公司組織應急監測隊伍,為現場搶險服務;
14.4 監測施工措施
為了保證基坑安全,各相關方須通力合作,采取有效的維護及應急措施,當量測中發現指標超限時,應立即通知停止基坑開挖作業,并及時告知監理工程師及設計工程師,提供所有資料給有關人員或部門,認真仔細分析與查找原因,提出對策,采取可靠措施后方可施工。以下提供主要的安全預案措施供參考,各項措施應根據需要選用。
1)施工單位應有基坑開挖應急方案,基坑開挖期間應配備必要的設備及材料,例如挖機、注漿機、水泵、砂包、水泥、速凝劑及鋼管等;
2) 應備一定數量的搶險人員,指揮人員應在現場值班;
3)圍護結構水平位移達到預警值:在基坑內墻墻腳前堆碼砂石袋,在支撐之間增加鋼管支撐,同時視實際情況施加預應力;
4)應對發現的裂縫及時進行封堵,防止有地表水滲入土層內。
A、通過將監測數據與預測值作比較,判斷上一步施工工藝和施工參數是否符合或達到預期要求,同時實現對下一步的施工工藝和施工進度控制,從而切實實現信息化施工;
B、通過監測及時發現圍護施工過程中的環境(本基坑主要為基坑周邊環境中的建筑、道路等)變形發展趨勢,及時反饋信息,達到有效控制施工對周邊環境影響的目的,為工程質量跟蹤技術管理提供第一手的監測資料和依據;
C、根據一定的量測限值作預警預報,及時采取有效的工程技術措施和對策,確保工程安全,防止工程破壞和環境事故的發生;
D、將現場監測結果反饋設計單位,使設計能根據現場工況發展,進一步優化方案,達到優質安全、經濟合理、施工快捷的目的;
E、總結工程經驗,為完善設計分析提供依據。
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