基坑监测技术方案设计

北京新机场工作区工程（市政交通）-道桥及管网工程1标段

基坑监测方案

编制：

审核：

审批：

中铁建设集团有限公司

2017年3月10日

1.1工程简介 (4)

1.2本项目情况概述 (4)

1.3周边环境及场地条件 (5)

1.4工程地质概况 (5)

1.5水文地质概况 (6)

1.6本项目设计方案总体概况 (7)

2.资源配置情况 (9)

2.1测量人员及要求 (10)

2.2仪器设备的配置 (10)

3.监测依据 (10)

3.1国家、行业及地区相关技术规范 (10)

4.基坑变形监测的必要性 (11)

5.基坑监测实施方案 (11)

5.1监测目的 (11)

5.2监测设计及实施原则 (12)

5.3监测工作流程 (12)

5.4监测要求及准备 (12)

6.监测项目及时间段 (13)

7.基准点、监测点的布置 (14)

7.1基准点的布置 (14)

7.2监测点的布置 (14)

8.监测方法 (15)

8.1监测方法 (15)

9.监测技术要求 (17)

10.监测频率及工作量 (20)

11.预警及应急措施 (21)

12.上交的成果资料 (21)

12.1信息反馈与监测成果 (22)

14.监测测量实施细则 (22)

15.实施细则 (23)

附图：基坑监测平面布置图 (24)

1.工程概况

1.1工程简介

工程名称：北京新机场工作区工程（市政交通）-道桥及管网工程（以下简称本项目）；

建设单位：北京新机场建设指挥部

勘察单位：北京市勘察设计研究院有限公司

设计单位：北京市市政工程设计研究总院有限公司

拟建北京新机场工作区工程（市政交通）-道桥及管网工程位于北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区，其具体位置参见图2.1“本项目位置图”。场区范围：南起北区航站楼前，北至远距停车场北边界（人工改道后的天堂河南岸），西起主进场路高架桥A2线西侧约250米处，东至南中轴路东侧450米处，整体布局为“一横四纵”。

1.2本项目情况概述

拟建综合管廊干线总长度9492m。其中，主干一路综合管廊（A线）长2656m，主干二路综合管廊B线、C线、D线、E线长分别为770m、1025m、767m、685m；主干三路综合管廊F线、G线、H线、J线长分别为767m、685m、770m、1011m；主干二路/主干三路联通管廊356m。拟建综合管廊拟采用现浇钢筋混凝土闭合框架结构，估计荷载120~180kpa，施工方式拟采用开槽方式施工。

1.3周边环境及场地条件

拟建场地位于平原区，地势平坦开阔，整体呈西北高，东南低的趋势，场地内地上分布有村庄、耕地、菜棚、果园、林地、道路、河渠等。耕地内农作物主要为小麦、玉米、花生、水果等。

1.4工程地质概况

根据地勘报告，拟建场区地势平坦开阔，整体呈西北高，东南低的趋势，地面标高在21~24m左右。本工程拟建场区位于永定河冲积扇的下部，永定河古道的西部，其周边有河流冲积扇分布。本次勘察期间，实际量测的勘探钻孔孔口处的地面标高为20.63~23.69m。

拟建场地地层分布

根据地勘报告，勘探钻孔最大深度为22.00m。根据现场勘探、原位测试与室内部分土工试验成果的综合分析，按地层沉积年代，成因类型将本次勘查勘探深度范围内的地层划分为人工堆积层、新近沉积层和第四沉积层三大类，并按照地层岩性及其物理力学性质与工程特性划分为5个大层及其亚层，现分述如下：

人工堆积层（第1大层）

拟建场区表层分布一般厚度为0.40~1.80m的人工堆积之粘质粉土素填土、砂质粉土素填土①层及房渣土①1层，局部受人为改造影响可能分布较厚。

新近沉积层（第2~3大层）

人工堆积层之下为新近沉积之砂质粉土、粘质粉土②层、粉砂、细砂②1层，有机质粘土、有机质重粉质粘土②2层及粉质粘土、粘质粉土②3层；砂质粉土、粘质粉土③层，有机质粘土、有机质重粉质粘土③1层，细砂、粉砂③2层及粉质粘土、粘质粉土③3层。

第四纪沉积层（第4~5大层）

新近沉积层之下为第四沉积之粉质粘土、粘质粉土④层，粘质粉土、砂质粉土④1层、细砂、粉砂④2层及重粉质粘土、粘土④3层；细砂、中砂⑤层。工程地质剖面图见下图：

工程地质剖面图

1.5水文地质概况

拟建场区及附近地面下22m深度范围内一般赋存2层稳定地下水，具体情况如下：

第1层稳定地下水：地下水类型为潜水，依据本次勘察的情况，结合初勘成果报告（工程编号：2016初004），该层地下水的正常稳定水位标高为10.32~13.46m（埋深9.60~12.10m）；局部受地表水影响，水位较高，为13.71~14.70m（埋深7.80~9.00）；该层地下水的主要含水层为砂质粉土、粘质粉土③层与细砂、粉砂③2层。由于受在

建航站楼降水的影响，该层地下水分布不连续，本次现场勘察期间在建航站楼附近钻孔中基本未量测到该层地下水。

第2层稳定地下水：地下水类型为层间水，本次勘察期间在项目拟建场区内量测到的该层地下水稳定水位标高为0.57~3.76m（埋深19.00~20.70m）；在本工程拟建场区北侧祁各庄村建立的地下水位长期观测孔（孔号：22100020）中量测到的该层地下水的含水层为细砂、中砂⑤层。受在建航站楼降水影响，该层地下水稳定水位在在建航站楼周边已有较大幅度的下降。

另外，根据本次勘察期间地下水量测结果及已有初勘成果报告（工程编号：2016初004）显示，由于受在建航站楼基坑降水的地表排水影响，本工程拟建场区部分区段的浅部地层中赋存上层滞水。受地表排水量及地层渗透性的影响，该层地下水水位变化较大，一般埋深约2.80~7.30m。

根据区域地质资料及附近水文观测孔资料，拟建场区1959年以来地下水最高水位接近自然地面。经查询、分析，受本工程所处区域的“浅层地下水监测网”的建设工作进度影响，仅查询到工程场区2015年以来的最高地下水位标高为15.00左右。

根据勘查报告，建议本工程的建筑抗浮设计水位可按标高18.0~19.0m考虑（从西北之东南逐渐降低）。

1.6本项目设计方案总体概况

1、支护体系设计

根据勘察报告及管廊的埋深情况，大部分地段基坑深度小于10m，采用土钉墙的支护措施，局部埋深段采用护坡桩+内支撑支护。对有条件的地段应采用自然放坡开挖。基坑内部设置排水沟；基坑侧壁安全等级：土钉墙及自然放坡为三级，护坡桩为二级。

支护桩直径800mm，间距1.4m，混凝土设计强度等级为C30，连梁同灌注桩。

土钉注浆材料采用M15水泥砂浆，面层采用100mm厚C25喷射混凝土，内置φ8@150×150钢筋网，钢筋保护层厚度≥20厚。

土钉护坡剖面图一

土钉护坡剖面图二

土钉护坡剖面图三

支护剖面图2.资源配置情况

2.1测量人员及要求

测量人员验线人员及记录人员必须是经过培训、考核，持上岗证，掌握并运用国家、地方的有关规定现行标准规范，熟悉施工现场各种测量工作和熟练使用测量仪器。随工程进度在完成施工测量方案、水准点引测成果及施工过程中各种测量、记录后，填写《工程定位测量、放线验收记录》报监理单位、设计单位审核并验收。

施工测量管理内容包括：编制施工测量方案、水准点引测成果复查施工过程中各种测量、填写记录（含定位测量、高程引测、基槽验线）。

测量工作是整个工程的关键之一, 项目部成立专业测量队，人员如下：

2.2仪器设备的配置

结合本工程的具体情况、业主及监理的要求，尽可能配备先进的测量设备，提高工程测量工作自动化程度，减少测量人员的劳动强度，提高工作效率，保证测量成果。测量仪器及用具见下表：

3.监测依据

3.1国家、行业及地区相关技术规范

1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；

2、《工程测量规范》（GB 50026-2007）；

3、《国家一、二等水准测量规范》（GBT12897-2006）；

4、《深基坑工程技术规定》（DB42/159—2004）；

5、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；

6、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

8、《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）；

9、《施工组织设计》

10、本工程设计文件及技术要求。

11、基坑支护及降水施工图。

4.基坑变形监测的必要性

在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。

基坑监测变形观测点的布置见《基坑监测平面图》。

5.基坑监测实施方案

5.1监测目的

1、检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。

2、为了基坑工程施工的安全、顺利按计划进行，在基坑开挖及地下结构施工期间，确保基坑、周围已有建筑物、市政设施、地下管线等不受损伤、少受干扰，周边建筑物、构筑物、道路、地下管线安全，保证工程质量，做到隐患早发现、早分析、早处理。

3、为信息化施工提供依据，随时掌握基坑围护结构的位移、沉降、受力水平及周围建筑物的动态（沉降或倾斜），以科学数据为依据，做到信息指导施工，对可能出现的工程隐患及时预报以采取相应措施，以防患于未然

4、为以后类似工程的设计和施工提供参考。

5.2监测设计及实施原则

1、技术先进，安全可靠，经济合理；

2、结合设计规定和规范要求，确定监测仪器埋设位置；

3、考虑监测区域内观测点的布设位置，使各观测数据具有互相验证性和分析性；

4、明确仪器埋设要点和埋设标准, 明确所采用的监测仪器的类型、型号或量程，制定观测作业指导书；

5、根据规范要求，明确施工控制标准；

6、明确监测人员与施工人员的责任。

5.3监测工作流程

施工监测管理流程图

5.4监测要求及准备

1、监测要求

基坑监测工作须按照计划进行。计划性是监测数据完整性的保证。

监测数据须是真实可靠的。数据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度、可靠性以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据须以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。

监测数据必须是及时的。监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。

对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形或内力量值及其变化速率。

基坑监测应整理完整的监测记录表、数据报表、形象的图表和曲线，监测结束后整理出监测报告。

2、肉眼观察

肉眼观察是不借助于任何量测仪器，而用肉眼凭经验观察获得对判断基坑稳定和环境安全性有用的信息，这是一项十分重要的工作，需在进行其他使用仪器的监测项目前由有一定工程经验的监测人员进行。主要观察围护结构和支撑体系的施工质量、围护体系是否有渗漏水及其渗漏水的位置和多少、施工条件的改变情况、坑边堆载的变化、管道渗漏和施工用水的不适当排放以及降雨等气候条件的变化等对基坑稳定和环境安全性关系密切的信息。同时需密切注意基坑周围的地面裂缝、围护结构和支撑体系的工作失常情况、邻近建筑物和构筑物的裂缝、流土或局部管涌现象等工程隐患的早期发现，以便发现隐患苗头及时处理，尽量减少工程事故的发生。这项工作每天早晚进行，并将观测到的内容详细地记录在监测日记中，同时记录施工进度与施工工况，重要的信息则需要写在监测报表的备注栏内，发现重要的工程隐患则要专门出监测备忘录。

6.监测项目及时间段

根据招标文件要求，施工监测项目主要内容为：

1、管廊基坑开挖的监测

（1）坡顶水平位移（沉降）监测；

2、挡墙基础开挖的监测

（1）坡顶水平位移（沉降）监测；

3、雨污水基坑开挖的监测

（1）坡顶水平位移（沉降）监测；

4、下穿隧道基坑开挖的监测

（1）坡顶水平位移（沉降）监测；

监测日期为基坑开挖支护以后到基坑回填完成。

7.基准点、监测点的布置

7.1基准点的布置

在基坑周围便于观测监测点并且不易扰动位移的地方布置基准点观测墩，观测点观测墩浇筑混凝土，墩顶部埋设对中测量钉。测量钉有+字线，测站观测墩要有足够的埋深，观测墩顶部稍高于基坑顶地面，并在周围用钢管进行防护。布置稳定、可靠的点作为基准点，因为基坑坡顶观测基准点离坑上口一般较近，当基坑发生变形时，观测基准点也会随之变形，结合现场实际情况，在基坑东西南北方向设置4个基准点，以便在每次观测时对观测测站观测墩进行校核。基坑水平位移、沉降监测基准点尽量采用同一点。

监测基准点分为永久基点和工作基点，永久基准点应布设在变形影响范围以外，靠近观测目标，便于长期保存和联测的稳定位置，永久基准点根据基坑大小设置且每段不少于3个。工作基点布设在基坑四周，相对稳定和便于观测的位置，根据现场位置实地布设。

因为基坑坡顶观测工作基准点离坑上口一般较近，当基坑发生变形时，观测基准点也会随之变形，因此在距离基坑上口外侧2倍坑深以外的位置布置工作基准点，以便在每次观测时对观测基准点进行校核。

7.2监测点的布置

由于基坑的开挖，支护系统的位移将是引起周围地层、道路及结构物位移的主要反映，掌握其位移变化量与基坑开挖深度的关系尤为重要。基坑围护桩水平位移点布设在坡顶上，基本布置在各长短边的端点及中点上，且监测点的间距小于20m。监测点埋设步骤为：

1、基坑分段开挖，在开挖处的顶部喷混凝土后，根据布点图找出对应桩号，适

当的位置布置监测点，间距小于20米。

2、监测点采用统一规格的φ18mm×200mm 钢质监测点，用钢锤打入孔中。

3、在监测点处标示监测点号，并明示“请勿碰动”。

监测点根据现场施工进度分批布设，注意加强保护和对施工人员进行宣传教育。如果监测点被破坏或者松动，及时进行处理，并在监测报告中说明。同时位移监测点可以作为沉降监测点使用。

监

测

点

位移、沉降监测点（单位mm ）

8.监测方法

8.1监测方法

1、巡视检查

由于支护结构的施工质量、施工条件的改变、基坑边堆载的变化、施工用水不适当排放、

管道渗露以及气候条件的改变，还有工程隐患如地面裂缝、支护结构的失稳、临近建筑物裂缝等都可在巡检工作中及时发现，因此巡检是十分重要和很有必要的，应由有经验的工程师按期进行巡检，巡检工作应列入观测计划，按期进行，并保持记录。

根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求，为确保施工安全及周边建(构)

当出现下列情况之一时，应提高检测频率或局部增加监测点数量：

（1）监测数据变化较大或者速率加快。

（2）存在勘察为发现的不良地质。

（3）超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工。

（4）基坑周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏。

（5）基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值。

（6）支护结构出现开裂。

（7）出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况。

2、沉降观测

采用精密的水准仪进行量测。主要采用精密水准测量方法进行，沉降观测点直接设置在被观测对象（如土体坡面、建筑物）的特征点上，并在远离基坑或稳定的位置设置基准点。观测点应布置在具有特征点的地方（如基坑阳角）。

3、水平位移观测

采用全站仪进行量测。施测时在基坑观测点架设全站仪，在不适采用轴线投影法情况下采用测坐标方法确定坐标系，每次使用基准点保持固定，不随意更换，在发现异常时要校准观测基准点。观测点直接布置土坡坡顶或桩顶连梁上因为基坑周边场地有限，另外，基坑平面形状不太规则。因此采用经纬仪轴线投影法设置观测站比较困

难，而采用全站仪坐标法比较容易选择观测站。测定监测点的坐标，与前次坐标对比计算出本次位移值，与初始值对比计算出累计位移值。在基坑开挖前，连续测量三次取平均值作为初始值。

9.监测技术要求

1、在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于三次；

2、监测时间间隔可根据施工进程确定。

3、测量仪器要使用精密光学仪器，并有检测合格证。

4、在正式开挖前，要核对基准点并对其进行保护。

5、对雨天以及各种可能危及支护安全的水害来源（如周围生活排水、上下水道、化粪池渗漏水等）进行仔细观察。

在施工开挖过程中，如发现变位速率较大、支护结构开裂等情况，应进一步加强观测，缩短检测时间间隔，并及时向监理、设计和施工人员报告检测结果。

6、坡顶水平位移监测：

水平位移监测根据现场情况采用方向观测法和垂距法进行监测，按照二级位移观测精度进行观测，二级测角网各项技术要求如下:

测角控制网技术要求

水平角观测宜采用方向观测法，当方向数不多于3个时。可不归零；对位移观测点的观测，宜采用2＇＇级全站仪，按照1测回观测。

水平位移观测记录表

7、沉降监测：

沉降观测所使用的仪器应为DS1或DS05级的精密水准仪，配合2米(或3米)铟钢水准尺进行。

沉降观测的等级应为二等，相邻观测点间的高差中误差为±1mm, 观测点的高程相对于起算点的高程中误差为±1mm，为此，除应严格执行《工程测量规范》中的有关二等水准的技术要求外，对外业观测另作下述要求：

水准外业观测要求

另外必须定期进行仪器i角( 视准轴与水准轴间夹角应不大于10″)检验，以确保仪器的性能。

沉降位移观测记录表

10.监测频率及工作量

监测频率表