适用于软土地区的深基坑监测,内容挺全的,大家慢慢看吧
5 工程监测
5.1 一般规定
5.1.1上海地区为软土地基,为确保地下工程和周围环境(地下管线,建筑物)安全,必须要进行工程监测。
5.1.2本工程监测适用于上海市政地下工程中基坑开挖,沉井,顶管,沉管,隧道盾构推进及顶入式立交箱涵。
5.1.3本工程监测参照国家、部行业规范、规程和上海市地方规范,规程,结合工程监测工作的特点制定的。
5.1.4工程监测工作开展前,必须编写本工程监测工作方案(或监测工作计划书),经审查批准后方可实施。
5.1.5按照监测工作的对象,工程监测可分为基坑围护体系监测和基坑周围环境监测两大类。
5.1.6根据工程的重要性,所处的地质背景、环境复杂程度,工程安全等级可分Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ等。其划分参见表5.1.1
工程安全、监测等级划分表 表5.1.1
安全等级 综合因素
工程性质 地质,环境简况
Ⅰ 市重点工程,或地下工程施工深度大于10m 地质背景复杂,工程所处市中心城区
Ⅱ 市重点工程,或地下工程施工深度4~10m 地质背景较复杂,工程所处市中心区。
Ⅲ 市一般工程,或地下工程施工小于4m 地质背景较简单,工程所处城乡结合部。
5.1.7根据工程安全等级,确定监测项目。监测项目可分为主控监测项目和一般监测项目,其选择见表5.1.2;
工程监测项目选择表 表 5.1.2
工程安全
等级 地下管线位移 地表土体沉降 建筑物位移 围护墙顶位移 围护墙体测斜 支撑轴力 地下水位 围护墙顶
沉降 立柱隆沉 土压力 孔隙水压力 坑底隆起 土体水平位移 土体分层沉降
一级
二级
三级
注:为主控项目,为一般项目,可按设计要求选择。
5.1.8建立工程监测高程控制网和平面位移控制网,高程控制网的精度和监测点观测精度,分别见表5.1.3、5.1.4和5.1.5。
水准路线测量等级精度表 表5.1.3
工程
安全
等级 测站观测 视线长度
(m) 路线、测段往返测高差不符值(mm) 路线、测段单程双测站所测高差不符值(mm) 附和路线闭合差(mm) 环线闭合差(mm) 检测已测段高差之差(mm)
基、辅读数差(mm) 基、辅读数所测高差之差(mm)
一级 0.3 0.4 30 ±0.3
±0.3
±0.3
(±1.7 )
同左 ±0.45
二级 0.5 0.7 50 ±1.0
±0.7
±1.0
(±4.5 )
同左 ±1.5
三级 1.0 1.5 100 ±3.0
±2.0
±3.0
(±11.0 )
同左 ±4.5
测角控制网技术要求 表5.1.4
等级 最弱边边长中误差(mm) 平均边长
(m) 测角中误差
(”) 最弱边边长相对中误差
一级 ±1.0 200 ±1.0 1:200000
二级 ±3.0 300 ±1.5 1:100000
三级 ±10.0 500 ±2.5 1:50000
注:1、最弱边边长相对中误差中未计及基线边长误差影响;
2、有下列情况之一时,不宜按本规定采用:
(1)最弱边边长中误差不同于表列规定时;
(2)实际平均边长与表列数值相差较大时。
监 测 点 观 测 精 度 表 表5.1.5
监测等级 垂直位移测量 平面位移测量
监测点的高程中误差(mm) 观测点的点位中误差(mm)
一级 ±0.3 ±1.0
二级 ±0.5 ±3.0
三级 ±1.0 ±10.0
注:1、监测点高程中误差系相对于基准点;
2、平面位移点位坐标中误差系为相对工作点坐标中误差;
5.1.9监测投入的仪器必须在仪器校验有效期内,并定期检查和保养仪器,保持仪器性能完好。
5.1.10成立监测项目部,由项目经理,若干技术人员和技术工人组成。监测人员持证上岗。
5.1.11监测单位按审批的监测方案实施。因工程需要,需改变原方案时,应书面上报原方案批准单位审批同意,并报送有关部门。
5.1.12工程监测以相对测量(测试)为主,计算监测对象的变形量,当变形量达到警戒值时,应立即报警。
5.1.13警戒值的确定是整个监测工作的重要环节,必须得到业主,设计部门的审定。监测项目达到警戒值时,监测单位必须及时报警并增加监测频率。
5.1.14 监测过程中,及时提交监测日报表、周报、阶段小节,监测工作结束提交监测成果报告。
5.1.15野外记录作为工程监测的第一手资料,记录必须内容齐全,整洁、规范,妥善管理以备查阅。
5.2 基坑开挖
一般要求
5.2.1认真执行本标准5.1一般规定;
5.2.2根据审批的本工程监测方案正确布置监测(点)孔;
5.2.3收集基坑施工组织方案及有关资料,作好生产前准备;
5.2.4为了保证监测数据的真实性,必须在基坑开挖前完成监测项目初始值测定工作,并取2~3次观测平均值作为该监测项目初始值;
5.2.5 基坑监测主控项目警戒建议值参见表5.2.1。
工程监测主控项目警戒建议值 表5.2.1
基坑安全等级 围护墙体(测斜)水平位移(mm) 围护墙体垂直、水平位移、立柱沉降(mm) 支撑轴力
(KN) 坑外地下水位(mm) 建筑物、(构筑物)
(mm) 地下管线
(mm) 地表土体
(mm)
一级 0.14% H(H:地下工程深度) 0.1% H 设计值的80% 1000 0.1% H 由管线单位提供 15% H
二级 0.14% H 0.2% H 设计值的80% 0.2% H 0.3% H
三级 0.7% H 0.7% H 设计值的80% 0.5% H 0.75% H
注:1、提供主控项目警戒值建议值,一般项目监测警戒建议值,由工程设计单位提供。
2、监测变形速率宜控制在表5.1.3规定的警戒建议值的1/5~1/4。
3、地下管线监测项目的警戒值由管线专业单位提供。
4、建筑物的差异变形、倾斜率警戒建议值,由工程设计单位提供。
主控项目
5.2.6围护墙体测斜
5.2.6.1测试方法
1、采用双向读数,0o表示测斜仪探头高端滑轮在基坑外侧,180o表示测斜仪探头高端滑轮在基坑内侧,探头沿测斜管内壁导槽渐渐放入孔底,待主机面板读数稳定后。
2、以0.5m点距逐点由下往上拉至孔口完成正向读数,每测点读数稳定后数据记录内存;
5.2.6.2资料整理
1、建议采用测斜孔口为测斜假设不动点进行计算,并以其水平位移值作为修正值,计算出本次不同深度墙体各点水平位移测试值;
2、计算本次变形量和累计变形量,“+”表示本次向基坑方向位移,“-”表示本次向基坑外方向位移。
3、绘制测斜实测曲线图
5.2.7围护墙体平面位移
5.2.7.1观测方法
1、采用视准线法;
2、采用小角度法;
参照《工程测量规范》GB50026-93第九章第四节第9.4.1条有关内容以及本规程。
5.2.7.2资料整理
1、计算本次变形量和累计变形量,“+”表示平面位移向基坑方向位移,“-”表示平面位移向基坑外方向位移。
2、绘制该监测点平面位移曲线。
5.2.8围护墙体垂直位移
5.2.8.1观测方法
采用几何水准测量垂直位移。
5.2.8.2资料整理
1、计算本次变形量和累计变形量,“+”表示垂直位移上升,“-”表示垂直位移下降。
2、绘制该监测点垂直位移曲线。
5.2.9支撑轴力
5.2.9.1观测方法
1、初始频率的确定:
钢筋应力计、砼应变计:当砼支撑的砼强度达到设计值标准,支撑尚未悬空受力时,传感器的频率测试值为初始频率。
表面应变计:表面应变计安装完毕,调试频率值居中并稳定后的频率值为初始频率。
反力计:安装前传感器不受力状态下的频率测试值为初始频率。
2、频率的测试:振弦式频率接收仪测试传感器的频率作为本次频率测试值。
5.2.9.2资料整理
通过测试的频率值运用有关公式计算支撑轴力(KN)
1、计算本次支撑轴力测试值和本次本次变化量。“+”表示支撑受压,“-”表示支撑受拉。
2、绘制支撑轴力变化曲线,单位Kn。
5.2.10地下管线位移
5.2.10.1平面位移 观测方法和资料整理与本规程5.2.7相同。
5.2.10.2垂直位移 观测方法采用几何水准测量,资料整理与本规程5.2.8相同。
5.2.11建筑物位移监测
5.2.11.1平面位移
1、投点法
2、测水平角法。
5.2.11.2垂直位移
采用几何水准测量垂直位移。
5.2.11.3 建筑物(构筑物)主体倾斜率和倾斜值测量方法参照《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97。
5.2.12地下水位
5.2.12.1观测方法
1、当探头与孔内水面接触,钢尺上的读数即为水位深度。
2、地下工程基础施工前,在2~3天晴好天气连续测试水位,取其平均值为水位初始值。
5.2.12.2资料整理
1、计算本次地下水位本次变化量和累计变化量,“+”表示水位上升,“-”表示水位下降。
2、绘制水位监测孔水位变化曲线。
5.2.13地表土体沉降
采用几何水准测量方法。
一般项目
5.2.14孔隙水压力、土压力
5.2.14.1观测方法
1、埋设前传感器经清水浸泡后其频率测试值为初始频率。
2、由振弦式频率接收仪测试传感器的频率值作为本次频率测试值。
5.2.14.2资料整理
计算本次孔隙水压力、土压力变化量及累计变化量。“+”表示水(土)压力增大,“-”表示水(土)压力减小。
5.2.15土体分层沉降
5.2.15.1观测方法
1、测量沉降管管口高程,
2、将探头放入导管,当探头由上往下通过磁环蜂鸣器响,记录磁环深度。
3、当探头由下往上通过磁环蜂鸣器响,记录磁环深度。
4、取二次磁环深度平均值为本次本点磁环测试值。
5.2.15.2资料整理
计算本次土体分层沉降变化量和累计变化量,“+”表示深层土体上升,“-”表示深层土体下降。
5.2.16土体水平位移
观测方法与本规程5.2.5相同。
5.2.17立柱沉降
测量方法和资料整理与本规程5.2.7相同。
日报、周报主要内容
5.2.18及时整理并提交监测日报、周报是监测人员的职责,是优化设计、优化施工、总结经验的重要依据,是分析基坑和环境安全的基础资料。
5.2.19日报(并附监测数据及工况简图),应及时报业主及有关单位。日报的主要内容为:本次监测点数据的变化情况,达到警戒值的监测点的情况,结合工况,对基坑和周围环境安全作初步分析。
5.2.20编写周报并附监测数据。周报的主要内容为:本周监测点数据的变化情况,达到警戒值的监测点的动态变化情况,结合工况,从监测角度分析问题供业主及有关单位参考。
5.3 隧道盾构推进,顶管
一般要求
5.3.1认真执行本标准5.1一般规定;
5.3.2根据审批的本工程监测方案正确布置监测(点)孔;
5.3.3收集基坑施工组织方案及有关资料,作好生产前准备;
5.3.4为了保证监测数据的真实性,必须在基坑开挖前完成监测项目初始值测定工作,并取2~3次观测平均值作为该监测项目初始值;
5.3.5监测项目警戒值由设计单位提出。
5.3.6地表土体沉降点沿轴线方向每隔5米布置1个监测点,每隔50米布置1条剖面。重点监测范围为盾构机头前20米,后30米,对已施工区域监测点应定期进行复测,全线贯通后应全部监测点复测一次。对2倍盾构深度(H)影响范围内的建筑物、地下管线进行监测。
5.4 沉井,沉管及顶入式立交箱涵
一般要求
5.4.1认真执行本标准5.1一般规定;
5.4.2根据审批的本工程监测方案正确布置监测(点)孔;
5.4.3收集基坑施工组织方案及有关资料,作好生产前准备;
5.4.4为了保证监测数据的真实性,必须在基坑开挖前完成监测项目初始值测定工作,并取2~3次观测平均值作为该监测项目初始值;
5.4.5 监测项目警戒值由设计单位提出。
5.4.6对2倍工程深度(H)影响范围内的土体位移、建筑物、地下管线进行监测。
工程监测条文说明
1、工程监测涉及到工程测量、工程测试、建筑变形观测等有关内容,监测工作应符合本规范外,尚应符合国家、部及地方相关规范、规程、标准的规定,与本规范相关的规范、规程、标准有:
(1)《工程测量规范》GB50026-93 国家技监局、国家建设部 93.8.1
(2)《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97 国家建设部 98.6.1
(3)《上海地铁基坑工程施工规程》SZ-08-2000 上海市市政工程管理局
2、工程监测实施必须编制作业方案,编制方案前须进行现场踏勘并收集下列资料:
(1)工程施工组织设计
(2)场地的岩土工程勘察报告,水文地质勘察报告
(3)周围环境(地下管线、建筑物)资料
监测方案编制完成后根据基坑等级确定审批形式,须审批后方可实施,审批的方式主要有:
(1)业主委托监理对方案进行确认
(2)业主组织专家对方案进行评审
(3)作为施工组织一部分参与施组评审
3、工程监测按监测对象可分为基坑围护体系和周围环境监测两大类,监测项目主要有:
基坑围护体系有:
(1)围护墙体测斜
(2)围护墙顶平面、垂直位移测量
(3)支撑节点测量
(4)支撑轴力测试
(5)水位测试
(6)水压力、土压力测试
(7)基坑回弹测试
(8)深层土体垂直和水平位移测试
周围环境监测有:
(1)建筑物(构筑物)沉降和倾斜测量
(2)地下管线垂直和平面位移测量
(3)地表土体沉降测量
4、监测方案及监测成果报告的编写必须有项目负责人、编写者、审核者、单位技术负责人、单位行政负责人签名并加盖单位公章后提交给业主及有关单位。
5、高程控制网
高程控制网由固定基准点(本市有编号的水准点)、工作点、监测点组成。至少设3个工作点组成环形,按闭合环进行联测,条件困难时,也应建立由工作点、监测点组成高程控制网。应施工需要附和路线可按单程观测,支线进行往返观测。
定期检查控制网的稳定性。
6、平面位移控制网
平面位移测量由控制点、监测点组成。宜采用独立坐标系统,并定期检查控制网的稳定性。
7、监测用传感器(反力计、应变计、土压力计、水压力计等)应由符合国家计量标准的合格厂家提供,出厂时需提供出厂合格证和率定记录;
8、监测(点)孔布置的原则
根据业主对工程监测的具体要求,监测点(孔)的布置应遵循合理、可靠、经济的原则。
(1) 在工程施工深度(H)的(2H)范围内布置监测点
(2) 监测点(孔)布设应相互兼顾,按一定的点距,间距组成剖面(或断面),便于资料整理和解释。
监测点(孔)具体布置请参阅表1
监测点(孔)布置一览表 表1
监测项目 目的 布设原则 埋设方法 深度(或范围)
围护墙测斜 测量墙体不同深度(水)位移 以15m~30m布设一个测斜孔为宜 绑扎在钢筋骨架上,随之慢慢放入灌注桩孔(或槽壁内) 与围护墙体同深
围护墙顶位移 围护墙顶垂直、平面位移 1. 与墙体测斜孔同点;
2. 局部重要地段加密10~20m 1. 冲击钻将道钉打入围檩
2. 在浇筑围檩混凝土时将钢筋插入
支撑节点 测量支撑节点垂直、平面位移 在支撑受力较大的部位附近的立柱上,与支撑轴力测试点对应 同上
水位测试 了解基坑止水帷幕隔水效果 以50m~100m布设一个水位观测孔为宜 钻孔埋设法 降水深度为基坑开挖面以下1m
水压力土压力测试 测试坑外各层位水压力、土压力变化 以50m~100m布设土压力、水压力测试空,也可单独取一布设 1. 钻孔埋设法
2. 挂布法 按设计深度埋设水压力、土压力传感器
坑底隆起 测试基坑底部土体反弹(回弹)变化 根据基坑面积大小,布设1~2只 钻孔埋设法,每2~3m放置一个磁环 埋设深度为基坑开挖深度的2倍
支撑轴力 测试各道支撑应力变化 布设在受力最大支撑上,或周围环境较复杂地段支撑上 根据不同类型性质的支撑,在支撑断面内埋设传感器
深层土体垂直位移(土体分层沉降) 测量基坑外不同深度的土体垂直位移 基坑与周围重要建筑物、道路等之间 钻孔埋设法 埋设深度一般为基坑开挖深度2倍
深层土体水平位移(土体测斜) 测量基坑外不同深度的土体水平(平面)位移 同上 同上 同上
建筑物沉降 测量建筑物沉降及承力墙面倾斜位移 1、建筑物墙角
2、沿建筑物承力墙面10~20m一个点 冲击钻将道钉打入墙面 布设范围为基坑开挖深度2~3倍
地下管线位移 测量地下管线垂直、平面位移 每10~20m布设一个点 1. 直接埋设点
2. 间接埋设点 同上
裂缝观测 控制裂缝变化、分析产生原因 已发生裂缝的地方 1. 拓片法
2. 直接量取
9、变形量可分为本次变形量和累计变形量。本次变形量的计算方法为:同点号本次观测值(测试值)与同点号前一次观测值(测试值)之差;累计变形量的计算方法为:本次观测值(测试值)与初始观测值(测试值)之差。
10、监测数据要进行野外检查,室内要进行复算,经复算正确的数据作为正式资料,作为日报内容上报业主、监理等有关单位;
11、监测日报、周报及阶段小结必须有编写者,项目负责人签名并加盖项目部章后上报给业主及有关单位。
12、关于警戒值
(1)警戒值由设计人员通过有关公式计算出来的,是地下工程施工时作为安全控制的一种强制性警示。它表示变形量达到警戒建议值时,提醒施工方注意,采取必要的防范措施控制变形,以影响工程结构和基坑周围环境安全。
(2)警戒值由累计变形量和本次变形量(变形速率)两种数值组成,其中有一个变形量达到警戒值,监测单位都要报警。特别要注意变形速率大时,它警示施工方可能违规操作或地质、环境发生变化。
(3)达到警戒值时,业主,设计,施工方会同监测单位共同分析原因,采取有效的防范措施,控制变形量继续增大。同时,监测单位应增加监测频率,及时把监测数据报业主及有关部门。
13、测量工作点的埋设
采用准视线法时,平面位移工作点应布设在围檩(或地下管线)水平延伸方向,稳定、通视的地方,距基坑(或最近地下管线监测点)10-20米为宜;采用小角度法时,工作点的照准方向的参照物应选择稳定、牢固、明显特征的标志物。
垂直位移工作点应布设在距基坑开挖深度(H)的3倍距离以上、稳定、通视的地方。
14、监测点埋设
(1)测斜孔
①、测斜管绑扎长度与钢筋骨架相当。测斜管的顶、底两端头用布料堵塞,盖好管盖。
②、测斜管应绑扎在钢筋骨架迎土面一侧。
③、测斜管内部的一组导槽应与围护墙体水平延伸方向基本垂直。
(2)围护墙顶垂直、平面位移监测点、主柱沉降监测点
在支撑或围檩浇筑混凝土时,把钢筋插入其中,或用射钉枪将钉子打进支撑或围檩混凝土中。
将带有刻划“+”的钢筋直接插入围檩混凝土中。
(3)地下管线监测点
直接监测点:将监测点直接布设在地下管线地面标志物的阀门表等,或将管线暴后用色形式作为测点;
间接监测点:在地下管线地面垂直投影位置,将钢筋打入土中,并固定(注意:钢筋和地面不能连接),或直接把点布置在地下管线管盖上。
(4)建筑物监测点
用射钉枪把钉子打入建筑物承办情上,或用击钻钻孔后将钢筋插入,并用水泥固定。
(5)地表土体沉降点
将钢筋打入土中并固定(注意:钢筋和地面不能连接)。
(6)地下水位
1、钻机成孔至设计深度后清孔。
2、水位孔底部以上2m处安放PVC透水管,在其外测用铜网包好。然后逐节将水位管插入孔内至设计深度。在透水管的深度范围内回填黄沙,保持良好的透水性,其他段采用回填土或泥球将孔隙填实。
3、成孔后加清水,检验成孔质量是否完好,24小时后可进行水位测试。
4、水位孔口用木塞塞好,防止地表水进入孔内。
(7)水压力、土压力
①、钻孔法
钻机成孔至设计深度,孔底填黄沙,将传感器埋在黄沙中,填上泥球至第二个传感器埋设深度,填好黄沙,将传感器埋在黄沙中,依此反复,以保持良好的隔水性和渗水性。
②、挂布法
用挂布包住迎土面一侧的钢筋骨架。事先在挂布上按设计深度做好放传感器的口袋,每只口袋放一只传感器。随钢筋骨架逐渐放入槽内。
(8)、支撑轴力
基坑支撑可分为混凝土支撑和钢支撑两种根据不同类型支撑,使用不同类型、规格的钢弦式传感器。一般情况,可分为钢筋应力计、砼应变计、表面应变计及反力计。
①、钢筋应变计
适用钢筋混凝土支撑,安装要点为:
钢筋应力计埋设在支撑截面的中心部位,将焊碰好的钢筋计电焊在支撑的钢筋上,电焊长度大于10倍钢筋直径,电焊要平整、充实。
②、砼应变计
适用于钢筋混凝土支撑,安装要点为:
砼应变计直接安放在混凝土支撑断面的中心部位,要求砼应变计长轴与支撑长轴平行,注意混凝土浇捣损坏砼应变计。
③、反力计
适用于钢支撑,安装要点为:
将反力计安放在圆形钢筒内,一端与钢支撑的牛腿、钢板焊在一起,另一端与钢板一起顶在围护墙体上,电焊时注意支撑中心轴线与反力计中心点对齐。
④、表面应变计
主要适用于钢支撑,安装要点为:
将表面应变计架座焊在钢支撑的表面,应变计长轴与支撑方向基本一致,调节表面应变计频率至居中状态,稳定后测试频率值。
(9)、沉降土体垂直位移
采用钻孔法,钻机成孔至设计深度,将沉降导管逐节接好并按设计要求套上磁环后插至孔底。
(10)、土体水平位移
埋设采用钻孔法,用钻机打至设计深度后,测斜管插入钻孔内至孔底。并在测斜管外放泥球将其固定。
15、有关计算公式
(1)、支撑轴力
⑴、钢筋应力计:
⑵、砼应变计:
⑶、反力计:
⑷、表面应变计
F :支撑受力值(KN) S:钢筋截面积(mm2)
K:标定系数(KN/Hz2,/Hz2) fi:观测频率值(Hz)
f0:初始频率值(Hz) ’:砼弹性模量(N/mm2)
S’:砼支撑横截面积(mm2) :钢筋弹性模量(N/mm2)
钢筋应力计、砼应变计、表面应变计的轴力应为同截面各应变计的均值。
(2)、孔隙水压力计算公式:
(3)、土压力计算公式:
F :孔隙水压力、土压力值(KPa) K:传感器标定系数(MPa/Hz2)
f0:传感器的初始频率(Hz ) fi:传感器本次测试频率(Hz )
(4)水位:
计算公式:h=H管-H实
h为磁环高程(mm), H管为管口高程(mm),H实为本次磁环高程(磁环深度测试值+管口高程)