庭住宅小区变形监测设计方案

嘉悦江庭住宅小区变形监测实施方案

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

2016年3月20日

重庆巴南万达广场建筑物沉降监测实施方案

总经理：赵翔

总工程师：康景文

审定：刘兴国

审核：唐传汤

项目负责：唐传汤

方案编写：郭建鹏

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

2016年3月20日

目录

1．工程概况 (1)

2．工程地质条件 (1)

2.1气象水文 (1)

2.2地形地貌 (2)

2.3地质构造 (3)

2.4地层岩性 (3)

2.4.1第四系全新统（Q4) (3)

2.4.2侏罗系中统上沙溪庙组（J2S） (4)

3．方案编制依据 (5)

4．监测方案 (5)

4.1监测方案设计原则 (5)

4.1.1系统性原则 (5)

4.1.2可靠性原则 (5)

4.1.3与建筑物设计相结合的原则 (6)

4.1.4关键部位优先、兼顾全面的原则 (6)

4.1.5与施工方法、工况相结合的原则 (6)

4.1.6经济合理原则 (6)

4.1.7方便实用原则 (7)

4.2监测目的 (7)

4.3监测内容 (8)

4.4监测要求 (8)

4.5监测等级 (9)

4.6监测周期及频率 (9)

4.6.1监测周期 (9)

4.6.2监测频率 (10)

5．基准控制点及监测点的布设 (10)

5.1控制基准网的布设 (10)

5.2监测点布置原则、要求 (11)

5.3观测方法与精度要求 (12)

6.监测数据分析及预警 (15)

6.1监测数据分析 (15)

6.1.1数据采集 (15)

6.1.2数据整理 (15)

6.1.3数据分析 (15)

6.2监测预警 (16)

6.2.1监测预警值 (16)

6.2.2监测预警 (17)

7.监测管理等服务的质量保证措施 (17)

7.1、具体保证施工监测服务质量的组织措施 (17)

7.2、具体保证施工监测服务质量的技术措施 (18)

8.项目管理与进度保证措施 (19)

8.1 项目管理措施 (19)

8.2 监测进度保证措施 (20)

8.3监测进度保证的组织措施 (20)

8.4 监测进度保证的技术措施 (21)

8.5加强与相关各方协调沟通以保证监测进度 (21)

9. 本项目成立的机构、仪器等资源配备情况 (21)

9.1 组织机构 (21)

9.2 拟投入本次监测工程的主要仪器设备名称 (22)

10.监测工作量统计 (23)

11．提交资料 (23)

1．工程概况

嘉悦江庭住宅小区位于重庆市渝北区悦来镇新春村，西邻金兴大道。建筑物建设用地红线范围内面积为151431.89m2。本工程基础为人工挖孔桩、条形基础和独立柱基三种型式，基础持力层为中风化泥岩。花园洋房为异形框剪结构，屋面均为现浇钢筋砼屋面。

受地形、地质环境等原因影响，住宅小区大部分建筑物基础为亮桩，建筑物竣工后投入使用之前需要对亮桩回填土并进行注浆处理。9#楼与小区游泳池之间有一长度约为50m的人工堡坎，平均坎高约为10m。为了确保亮桩回填过程中的施工安全，掌握在回填过程中建筑物和堡坎的稳定性以及回填土对建筑物和堡坎所造成的影响程度，受甲方委托，我公司为该工程1#楼、3#楼、4#楼、5#楼、6#楼、7#楼、9#楼、11#楼的建筑主体以及9#楼与游泳池之间的堡坎进行变形监测。

2．工程地质条件

2.1气象水文

（1）气象

该场区地域属亚热带湿润气候区，气候温和、四季分明、雨量充沛，具冬暖、夏热、秋长的气候特点，多年无霜期314.9d，雾日年平均30～40d。多年平均气温17.72℃，极端最高气温43℃（2006年8月15日），极端最低气温-1.8℃（1975年12月15日）。区内多年平均日降雨量93.9mm，最大日降雨量267mm（2007年7月16日），年最大降雨量为

1357.7mm（1986年，渝北区），年平均降雨日为168d，多年平均降雨量1163.3mm。降雨主要集中于每年4～10月，多呈大雨或暴雨，占全年总降雨量的76%左右。多年平均相对湿度79%左右，绝对湿度17.7hPa 左右，最热月份相对湿度70%左右，最冷月份相对湿度81%左右。全年主导风向为北，频率13%左右，夏季主导风向为北西，频率10%左右，年平均风速为1.3m/s左右，最大风速为26.7m/s左右。

（2）水文

小区总体地势较为平缓，主要受大气降水补给，地表径流部分汇集于低洼地农田并流出场地，未见地表水体。场地内填土及耕土为透水层，粉质粘土和泥岩为相对隔水层，砂岩裂隙不发育，为弱透水层。其地下水主要为第四系土层的上层滞水和强风化基岩的孔隙裂隙水（量很少），主要由大气降水补给，水文地质条件简单。

2.2地形地貌

该场地属于低山浅丘沟谷地貌，场地东侧为沟谷，贯穿南北，自然形成一个高约40m的斜坡；坡角在58°～75°，斜坡坡底分布大量自然抛填的人工填土。坡顶地形坡角较小，平均为15°左右，主要为旱地。经施工钻孔实测孔口高程：231.83 m(ZK1021)～280.82 m(ZK1331)，相对高差48.99m。场地表层以粘质粘土为主，部分位置以人工填土堆积形成，局部基岩裸露，岩质为砂岩及泥岩。

2.3地质构造

根据《中华人民共和国区域地质图》重庆幅，勘察区位于龙王洞背斜西翼，受地质构造影响轻微，区内未发现断层及次级褶皱，地质构造较为简单。岩层呈单斜层产出，岩层产状为130°∠8°，结合程度一般，为硬性结构面。经在场地的基岩露头中观测，在场地基岩边坡发现两组裂隙：

（1）倾向82°～86°，倾角67°～75°，优势产状84°∠70°。宽约2 3㎜，泥质充填，延伸约1.6 m～ 3.9 m，裂隙间距约1.5m～3.2m。表面较平直，闭合～微张，局部泥质充填。结合程度一般，为硬性结构面。

（2）J2：倾向255°～308°，倾角75°～85°，优势产状280°∠80°。宽约2～3㎜，延伸3.0～6.0m，间距2.0～4.0m，表面平直，闭合微张，未见充填。结合程度一般，为硬性结构面。

地表地质调查、钻孔岩芯观察，拟建场地层面结构不明显，呈层状结构面，裂隙不发育，地质构造简单。

2.4地层岩性

经地面调查与钻探揭露，场地内地层主要由第四系全新统填土及耕土、第四系全新统残坡积粉质粘土、侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）泥岩及砂岩。其构成由新至老分述如下：

2.4.1第四系全新统（Q4)

（1）素填土：杂色。稍湿，稍密。主要粉质粘土、砂岩及泥岩风化产物组成。碎石含量约10-40%,块石粒径在5-30mm之间，填土方式为自然抛填，填土未被污染，填土年限小于5年。本层主要分布于场地

南侧及东侧沟谷位置，本次勘察范围内最大厚度15.20 m（ZK1386）。

（2）粉质粘土：多紫红色为主。硬塑，干强度中等，粘性差-好，岩芯呈散状，无摇震反应，切面有光泽。本层较薄，本次勘察范围内最大揭露厚度2.80 m（ZK1095）。

2.4.2侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）

（1）砂岩：红褐色、灰褐色等。矿物成份以石英为主，长石次之，并含云母等。细砂结构，中厚层状构造。强风化少，中等风化岩层厚，强度较低，岩芯完整，所有孔均有揭露，未揭穿，本次勘察范围内最大揭露厚度：31.20m（ZK1215），未揭穿。

（2）泥质粉砂岩：紫红色、暗红色及红褐色。主要由粘土矿物及石英、长石、云母等组成。泥质结构，中厚层状构造。强风化埋藏浅，分布较广，中等风化岩层厚，多数与砂岩互层出现，本次勘察范围内最大揭露厚度：28.50m（ZK14268），未揭穿。

基岩风化带及基岩顶面特征：

（1）强风化带：岩芯呈碎块状，少量短柱状，质软，易碎，手可折断岩芯碎块，本次勘察范围内最大厚度：7.40m（ZK1371）。

（2）中等风化带：钻探岩芯多呈柱状、长柱状、局部岩芯短柱状，岩石新鲜，岩体较完整，本次勘察范围内最大厚度：31.20m（ZK1215），未揭穿。

（3）基岩顶面：原始场地为低山浅丘沟谷地貌，基岩面基本与原始地形基本一致，呈起伏状，基岩面坡角一般平缓，坡角总体约0～15°，斜坡位置地形较陡坡角在58°～75°。

3．方案编制依据

（1）编制依据为《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2007）；

（2）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497—2009）；

（3）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897—2006）；

（4）《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898-2009）；

（5）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（6）《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）；

（7）《测绘技术设计规定》（CH/T1004-2005）；

（8）《测绘技术总结编写规定》（CK/T1001-2005）；

（9）合同及相关文件。

4．监测方案

4.1监测方案设计原则

4.1.1系统性原则

（1）与所设计的监测项目有机结合，并形成有效四维空间，测试的数据能相互进行校核；

（2）运用、发挥系统功效对建筑物进行全方位、立体监测，确保所测数据的准确、及时；

（3）在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性；

（4）利用系统功效减少监测点布设，节约成本。

4.1.2可靠性原则

（1）设计中采用的监测手段是已成熟的方法；

（2）监测中使用的监测仪器、元件可靠，且均通过计量标定且在

有效期内；

（3）对布设的测点进行保护设计。

4.1.3与建筑物设计相结合的原则

（1）对建筑物设计中使用的关键参数进行监测，达到进一步优化设计的目的；

（2）根据建筑物设计计算情况，确定建筑物主体结构的报警值；

（3）依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。

4.1.4关键部位优先、兼顾全面的原则

（1）对建筑物结构中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监测；

（2）对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位进行重点监测；

（3）除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。

4.1.5与施工方法、工况相结合的原则

（1）结合施工方法、工况实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；

（2）结合施工方法、工况实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；

（3）结合施工方法、工况实际确定监测频率。

4.1.6经济合理原则

（1）监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可

能采用直观、简单、有效的方法；

（2）监测元件的选择，在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备；

（3）监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，减少测点数量，提高工作效率，降低成本。

4.1.7方便实用原则

为减少监控量测与施工、道路通行之间的相互干扰，监控点的位置应选择在使用方便之处。

4.2监测目的

在亮桩回填过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题。而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。

（1）通过监控量测，了解施工阶段建筑物的动态变化，明确建筑物在加载施工对建筑物基础的影响程度及其可能产生失稳的薄弱环节，把握施工过程中建筑物所处的安全状态，确保建筑工程安全、稳定。

（2）用现场实测的结果弥补理论分析的不足，并把监控量测结果反馈到设计和施工中，在施工过程中，及时掌握建筑物的变位与受力信息，以便采取相应的施工技术措施，以免出现施工事故，达到“动态施工，信息化设计”目的。

（3）修改工程设计。监控量测除了表明工程的质量、安全状况外，研究监控量测工程状况的累积记录，有助于对工程设计进行修改，并通过观测数据与理论上及试验中预测的工程特性指标的比较，了解设计的合理程度。

（4）积累资料，以提高工程的设计和施工水平，通过监控量测，了解该工程客观条件所表现出来的一些工程施工规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴。

4.3监测内容

监测内容为1#楼、3#楼、4#楼、5#楼、6#楼、7#楼、9#楼、11#楼的沉降监测及堡坎的位移监测。

4.4监测要求

(1)首次观测成果是各周期观测的初始值，应具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度，宜采取适当增加测回数的措施。

(2)应定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性监测，点位稳定后，监测周期可适当延长，当对变形成果发生怀疑时，应随时进行检核。

(3)观测前，对所有的仪器设备必须按有关规定进行检校，并做好记录。

(4)使用同一仪器和设备，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法。

(5)尽可能在基本相同的环境和条件下工作。

(6)建筑物荷载突然增减、基础周围大量积水、长时间连续降雨等情况，则应增加观测频率。

(7)监测数据一般应当天填入规定的表格，并及时提供给甲方、监理、设计和施工单位。数据应整理为表格并绘制成相关的曲线。对于关键节点，监测数据应在当天绘制成曲线并提供给甲方。

(8)监测人员对监测值的发展和变化应有评述，当接近报警值时应及时通报监理，提请有关部门注意。监测记录必须有相应的施工工况描述。

根据《建筑变形测量规范》（J719－2007）表3.0.4及条文说明规定，嘉悦江庭住宅小区变形监测等级定为二级，精度要求为：竖直位移观测点高差中误差±0.5mm，水平位移观测点坐标中误差为±3.0mm。

注：1 观测点测站高差中误差，系指水准测量的测站高差中误差或静力水准测量、电磁波测距三角高程测量中相邻观测点相应测段间等价的相对高差中误差；

2 观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点(工作基点)的坐标中误差、坐标差中

误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差、建筑或构件相对底部固定点的

水平位移分量中误差；

3 观测点点位中误差为观测点坐标中误差的2倍。

4.6监测周期及频率

4.6.1监测周期

本项目监测年限预计为两年。最后两个观测周期的平均沉降速率小于0.02mm/日，可以认为整体趋于稳定，各点的沉降速率均小于0.02mm/日,即可终止观测。否则，应与甲方协商后决定是否继续进行监测。

以能系统地反映所测变形量的变化过程且不遗漏其变形时刻为原则。监测周期为前3个月每两周观测一次，第4至第15个月期间每月观测一次，第16至第24个月期间每3个月观测一次。共计21次。在观测过程中，若有基础附近地面载荷突然增减、基础周围大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行每天或两天一次的连续观测。

5．基准控制点及监测点的布设

5.1控制基准网的布设

根据本工程的地段特点及工程结构，水准基准点尽可能均匀分布在建筑物的四周，并选在变形区以外。水准基准点采用预制或现浇混凝土标石埋设在基岩或原状土层中，其埋设要求保证在整个观测期间坚固稳定。当沉降观测点出现异常情况，首先应检测水准基准点，原则上在正常情况下，水准基准点每隔六个月复测一次。水准基准点稳定性的检验可采用经典严密平差、自由网平差、经典严密平差与自由网平差相结合等统计检验方法。水准基准点埋设如下图5-1：

图5-1水准基准点

所有的水准基准点构成闭合的水准基准网，选取一点作为水准基准网的起算高程点。高程系统采用独立高程系统。水准基准网观测使用精密电子水准仪配铟钢条码水准尺，按《建筑变形测量规范》二级测量的技术要求进行观测（同时参照《工程测量规范》中二等水准测量的要求执行），各项限差与沉降观测的要求一致。

5.2监测点布置原则、要求

在建建筑物沉降观测点的布设应能全面反映建筑及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点。点位宜选设在下列位置：

（1）建筑的四角、核心筒四角、大转角处及沿外墙每10～20m处或每隔2～3根柱基上；

（2）建筑裂缝、后浇带和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处；

（3）对于宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑，应在承重内隔墙中部设内墙点，并在室内地面中心及四周设地面

点；

（4）邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜(沟)处；

（5）框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上；

（6）筏形基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置；

（7）重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧；

实际布设位置在布设时根据现场的具体情况确定，其位置要能最大程度反映建筑物的变形状况。

建筑物沉降监测点直接用电锤在建筑物外侧墙体上打洞，将“L”型沉降标埋入钻孔中并用1:2的水泥砂浆或植筋胶固定。图下图5-2：

5.3观测方法与精度要求

图5-2 建筑物监测点结构图

5.3.1监测方法

建筑物沉降监测采用水准观测作业方法，并应符合下列要求：

（1）应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。阴天可全天观测；

（2）观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。设站时，应用测伞遮蔽阳光。使用数字水准仪前，还应进

行预热；

（3）使用数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。仪器应在其生产厂家规定的温度范围内工作。振动源造成的振动消失后，才能启动测量键。当地面振动较大时，应随时增加重复测量次数；

（4）每测段往测与返测的测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进；

（5）对各周期观测过程中发现的相邻观测点高差变动迹象、地质地貌异常、附近建筑基础和墙体裂缝等情况，应做好记录，并画草图。

堡坎水平位移监测采用全站仪自由设站法观测。全站仪自由设站法观测是一种以角度与距离同时测量的极坐标法为基础，应用高精度全站仪在基坑附近一方便观测的位置设一观测站，随意设置测站点的坐标及任一个方向的方位角进行定向。这样实际上就是建立了一个自由坐标系，然后从观测站上观测若干个已知基准点及变形监测点的方向和距离。当联测这几个基准点时，基准点就有了自由坐标系和统一坐标系中的两套坐标数据。全站仪内置的自由设站观测程序就可以利用这些基准点将所有点(包括测站点)的自由坐标转换为统一坐标，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的位移变化。自由设站点的点位精度与交会角的角度有关，根据现场条件应尽可能选择交会角位于30°～120°之间的角度进行交会，若有可能，尽可能增加通视的平面基准点数量，增加多余观测，以有效提高自有设站点的点位精度和可靠性。

5.3.2精度要求

水准基点及监测点的高程测量按《建筑变形测量规范》二级水准要求进行，主要技术要求如下表：

水准观测的主要技术要求

水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m。数字水准仪观测，不受基、辅分划读数较差指标的限制，但测站两次观测的高差较差，应满足表中相应等级基、辅分划所测高差较差的限值。两次观测高差较差超限时应重测。重测后，对于水准应选取两次异向观测的合格结果，其它等级则应将重测结果与原测结果分别比较，较差均不超过限值时，取三次结果的平均数。

平面基准点及堡坎水平位移监测点的技术要求按照《建筑变形测量规范》中表4.3.5-1执行。主要技术要求如下表：

平面控制网技术要求

6.监测数据分析及预警

6.1监测数据分析

6.1.1数据采集

通过现场监测取得资料及与之相关的其它资料搜集、记录等分析整理成报告。无论人工测读还是自动记录，均需业务人员掌握专业技术，只有精通专业技术才能保证量测成果的准确可靠性。

6.1.2数据整理

当数据采集后应立即对原始资料进行校核和整理，并对原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统进行分析与处理。

6.1.3数据分析

资料分析采用的是比较法、作图法和数学、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以对工程的安全状态和应采取的措施作为评估决策。

一般典型正常时态回归曲线示意图如图6-1所示。

图6-1 正常时态回归曲线示意图

绘制测点时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，如图6-1

所示。如果位移的变化随时间而渐趋稳定，说明该处地层处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如图中的正常曲线。如图6-2的反常曲线中，出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表明支护体系已呈不稳定状态，应立即采取相应的施工措施进行处理。

图6-2 时间～位移曲线和距离～位移曲线

6.2监测预警

6.2.1监测预警值

建筑物工程监测报警值应符合建筑物工程设计的限值以及监测对象的控制要求。建筑物工程监测报警值由建筑物工程设计方确定。建筑物工程监测报警值应以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制。

表6-1变形监测预警、报警和控制值

监测项目预警值变化速率控制值

建筑物沉降20mm 0.02mm/d 30mm

堡坎位移20mm 0.02mm/d 30mm

2. 当监测项目的变化速率连续3天超过报警值的50%，应报警。

3、控制值为需要停止可能导致变形加大所有行为的变形值。