基坑监测方案

基坑监测方案

1.编制依据

本次地下综合管廊基坑监测方案严格按照以下文件及国家、行业的有关规范及法规编制, 编制主要依据如下：

本次监测方案的主要技术依据如下：

（1）《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）；

（2）《混凝土结构设计规范）》（GB50010-2011）；

（3）《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）

（4）《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）；

（5）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）

2.工程概况

3.监测目的及原则

3.1监测目的

监测目的：由于地下综合管廊开挖形成的基坑的工程地质条件在前期勘察工作中难以认识透彻, 而且基坑的稳定性又受环境综合因素影响, 具有动态变化的特点。通过对基坑和周边建筑物在土方开挖阶段及基础施工阶段的连续、定期等周期性变形及沉降监测, 可以获得本工程基坑施工过程中的沉降、位移形变的实时观测

数据资料, 并通过对其进行的实时测量、处理、分析, 得到基坑和周边建筑物的形变变化情况及未来的形变发展趋势, 以有效地评价其基坑变形对各建筑物所产生的形变敏感性影响和危害。对所发现的变形速率过快、过大等异常形变现象时, 及时警示建设施工各方, 积极采取有效地应对措施, 防止施工过程中带来安全质量事故的发生, 确保建筑基坑、建筑主体和周边建筑物的整体安全。

加强监测对及时准确地评价基坑的稳定性、制定经济合理、安全可靠的基坑开挖方案均具有重要的意义。通过安全监测可掌握基坑开挖前后地表位移和基坑深层水平变形的变化特征及规律, 及时了解基坑的工作性态, 指导和验证施工, 优化设计, 预测预报基坑的失稳方式、发生时间及危害性, 以便及时采取防灾措施, 尽量避免和减轻经济损失和社会影响。

加之地下综合管廊工程目前尚未建立起完善有效地监测网络, 积累的监测数据也不多。为防止在施工过程中, 以及竣工验收移交后, 突发性地质灾害的发生、确保施工人员的生命、财产安全及管廊的正常运营, 同时检验和指导施工, 因此有必要建立健全基坑开挖监测网络。

3.2监测原则

监测原则：在充分考虑地下管廊开挖形成的基坑所处工程地质条件和基坑潜在失稳模式的情况下, 应以施工安全监测为主, 突出重点, 兼顾全局, 监测点应按设计要求布置, 安全监测以仪器量测为主, 人工巡视和宏观调查为辅。

4.监测项目

根据国家及贵州省相关规范、标准, 结合地下综合管廊工程特点、周边环境状况、地层及水文地质情况, 最准确定监测项目主要为位移监测和变形监测。位移监测包括, 地表水平、垂直位移监测和基坑周边建（构）筑物沉降监测。变形监测主要指基坑深层水平变形监测。

5.监测方案

5.1监测内容

5.1.1位移监测

a）监测等级

根据《建筑基坑工程监测技术规范》规定, Ⅱ级基坑的位移监测, 按变形测量等级的三级进行观测, 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司编制的《六盘水市地下综合管廊（示范工程）2标段地下综合管廊施工图设计》要求, 按照垂直位移观测高差中误差≤1.5mm, 位移观测点坐标误差≤l0mm的精度要求进行观测。

b）测点布置

地表位移观测点参考中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司编制的《六盘水市地下综合管廊（示范工程）2标段地下综合管廊施工图设计》并根据现场实际情况, 每公里设立4座基准点、4处地面监测点进行埋点和测放等作业。

基坑周边建（构）筑物沉降监测范围为基坑边缘以外2倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境作为监测对象。监测点布设在周围建筑边角、新旧建筑或高低建筑交接处两侧及不同结构分界处, 间距为15m-40m。周围建筑变形监测点位布设, 直接将测量标志镶嵌在基坑周边建筑的外墙墙角、外墙中部部位的墙上或柱上。

c）监测周期及频率

基准测点的水平位移和垂直位移监测周期为每月复测一次；地

表水平位移和垂直位移测点点距15m, 监测频次为3天；每个断面共4个地表沉降观测点；基坑周边建（构）筑物沉降观测点的数量要根据周边建筑物的实际情况布设, 监测频次为3天。

同时进行地面裂缝观察：基坑开挖前, 记录已有裂缝分布位置和数量, 测量其走向、长度、宽度和深度等情况；基坑开挖后监测机有裂缝的发展情况, 同时密切关注新增裂缝分发展情况。

d）观测点埋设方法

水平位移和垂直位移监测点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外不受施工影响的稳定区域, 或利用已有稳定的施工控制点。在基坑开挖之前即在观测点位置埋设强制归心螺栓, 待螺栓周边砼达到7天强度后立即进行位移监测的观测作业。

e）测量仪器

使用远程位移测量系统对每次测点的GPS测量元件进行周期性监测。

5.1.2 变形监测

a）监测等级

根据《建筑基坑工程监测技术规范》规定, 该基坑设计等级为二级, 结合中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司编制的《六盘水市地下综合管廊（示范工程）2标段地下综合管廊施工图设计》要求, 地面最大沉降量≤0.3%H, 围护结构最大水平位移≤0.4%H且≤50mm, H为基坑深度, 测斜管及地面沉降监测点纵向间距为15m, 沉降及位移最大控制速率为3mm/d。

b）测点布设

基坑深层水平变形检测孔距15m, 在基坑开挖前, 从地面钻孔, 将每个多点位移计安装至设计位置。单孔深9m, 单孔测点1m/个；每个断面2个测孔。

c）监测周期及频率

根据设计院设计要求及《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）进行监测。监测周期为基坑开挖前至基坑回填完毕。

监测频率根据施工进度确定, 一般情况下监测频次3天, 在开挖卸载急剧阶段, 应每天三次, 其余情况可以1次/2～3天, 当监测结果较大时, 应连续观测。当有下列情况时, 测点监测频率应视现场情况加密至正常情况下的2～3倍, a）施工现场降雨天气；b）围护结构位移较大或增加较快；c）测点监测数据异常变化；d）基坑附近有突然增大的异常荷载。

d）观测点埋设方法

深孔位移监测采取埋设测斜管, 应用移动式测斜进行监测。测斜管布设深度, 必须穿过基坑深度的1.5倍, 或按设计要求深度布置, 以保证测斜管底部处于不动状态。根据现场条件, e）测量仪器

测量仪器采用移动式钻孔测斜仪

该套仪器主要由：1）移动式测斜探头；2）数字式接收仪；3）高强度传输电缆；4）专用测斜管四部分组成。

工作原理：依据探头轴线位置与铅垂线夹角的变化值, 通过一定的数理换算关系求得岩土体某深度位置处的侧向位移, 产生位移角明显的地方即确定为滑动变形的位置。

测量仪器工作原理如图所示：

图5-1 测斜仪工作原理图

变形曲线图位移曲线图

图5-2 测斜仪成果曲线图

照片1

钻孔倾斜仪以及垂直探头和测斜管

照片2 钻孔倾斜仪测试系统

工作过程

5.2监测方案

为准确掌握地下综合管廊基坑的动态情况, 了解开挖、综合管

廊施工对基坑深层水平变形情况, 确保地下综合管廊工程施工和运

营的安全, 需要对基坑深层水平位移监测工作, 基坑监测图如图5-3

所示。时间暂时定为从基坑开挖施工开始, 到工程施工结束。监测

方案如表5-1所示。

图5-3 地下综合管廊基坑监测图

表5-1 监测方案一览表

6.远程自动测试系统设计

6.1测试系统的主要构成

测试系统有以下部分组成：

（1）监测元件

包含各个监测项目中使用的监测元件。

（2）远程智能集采箱

该集采箱集成智能集采控制设备及远程数据采集传输设备, 采用单总线方式进行系统集成, 最多可控制256个测试元件。

（3）供电系统

现场主要采用太阳能供电设备。

6.2远程自动监测系统组网设计

设置一个远程监测站, 配备YH0880远程智能集采箱、太阳能电源（蓄电池）, 防水保护机箱以及防雷击装置等。

现场通过1根6芯总线电缆将传感器进行连接, 总线的一端与监测站的YH0880远程智能集采箱相连, 在远端监控中心可进行定时数据采集或实时的数据观测。

图6-1 远程无线边坡自动观测系统架构示意图

上层监控中心

传

感

器

N 传感器2 传感器1 前端现场无线

系统1 ... 传感器

N 传感器2 传感器1 前端现场无线系统2 传感器N

传感器2 传感器1 前端现场无线

系统N

ADSL 拨号

网络 其

它

可

共

享

终

端 监控主机

总线(1条6芯

电缆)

传感器N传感器2传感器1

总

线

图6-2 前端现场无线系统结构示意图

6.3系统特点

1、前端传感器系统采用单总线方式连接, 稳定、可靠。同时节

约成本, 方便现场的铺设和后期维护, 省钱、省事、省心；

系统组建方式灵活多样, 并可根据需求随时升级。总线式自动采集控制系统、采集箱自动采集控制系统, 无线远程自动采集控制系统等；

3、系统兼容性强, 可方便的接入其他厂家各类弦式传感器、电压输出型传感器、电流输出型传感器、RS232/RS485接口传感器等；

4、传输距离远, 最远传输可达1.5km, 加入中继器和电源控制器可将传输距离增加一倍；

5、远程自动化实时测量, 采集时间任意指定；

6、观测数据自动存储, 可生成观测曲线, 数据可保存到Excel

表格, 方便后续数据处理和分析；

7、采用服务器/客户端模式, 数据可多机共享（联网后）；

8、提供自动报警接口。

7.信息反馈制度

在基坑开挖施工过程中, 要求每班施工人员对基坑开挖深度3

倍范围内进行巡视, 观察地表有无新发生或发展的裂缝、等变形迹象, 及时上报进行妥善处理, 落实到人, 建立监测记录日记制度。

定时提交阶段观测资料：按照施工中和竣工后两个阶段提交变形区观测系统点位位置图、观测成果点、观测点位移与沉降综合曲线图、观测成果分析资料等成果。

8..现场安全管理

因本地下综合管廊开挖形成基坑所处的地理位置特殊, 监测过程中的安全问题比较突出, 因此, 在进行监测过程中必须重视监测人员的安全问题。

本次监测主要从以下三个方面开展安全监测工作。

1、加强安全生产教育

（1）认真贯彻执行国家、不省、市有关安全的方针政策、规章、对职工进行安全教育和培训, 牢固树立“安全第一, 预防为主”的思想。

（2）针对本工程特点, 定期进行安全教育, 强化作业人员安全意识, 使作业人员掌握安全生产必备的基本知识和技能。未经安全教育的监测人员不准上岗。

（3）通过安全教育, 增强作业人员安全意识, 树立“安全生产, 人人有责”的观念, 提高作业人员遵守施工安全规章的自觉性, 认真执行安全操作规程, 做到：不违章指挥, 不违章操作, 保护自己, 保护他人, 提高安全防护意识和自我防护能力。

2、做好监测施工现场安全措施

（1）进入施工现场的监测人员, 必须佩戴安全帽等防护用品。在上高基坑进行监测时必须佩戴一定的安全防护用品, 如安全帽, 穿防滑安全鞋等, 在埋设监测仪器时, 必要时在边坡的临空面四周应布设安全网。

（2）指定专人查询近期天气情况, 遇到暴雨等恶劣天气, 一律禁止室外作业, 做好各项安全防护措施。

（3）在埋设仪器和监测时要注意和边坡施工交叉作业的安全, 既要自身防护避免施工作业机械伤人, 也要防止监测施工中对施工人员的伤害。

3、制定相关应急预案

严格履行项目部规章制度, 针对本项目的施工实际, 制定危险作业点的安全技术措施, 对危险因素和环境因素进行识别和评价,

制定突发事故应急预案。

9.监测控制值、报警值及监测应急措施

9.1监测控制值及报警值

基坑深层水平位移监测按照三级预警状态进行判定：

1、黄色级别。实测位移（或沉降）的绝对值和速率值双控指标均达到极限值的70%～80%之间时, 或双控指标之一达到极限值的85%～100%之间而另一指标未达到极限值时；

2、橙色级别。实测位移（或沉降）的绝对值和速率值双控指标均达到极限值的85%～100%之间时, 或双控指标之一达到极限值的而另一指标未达到极限值时, 或双控指标均达到极限值而整体工程尚未出现不稳定迹象时；

3、红色级别。实测位移（或沉降）的绝对值和速率值双控指标均达到极限值, 还出现下列情况之一时：实测的位移（或沉降）出现急剧增长, 隧道混凝土表面已出现裂缝, 同时裂缝处已出现渗

流水。

在实际监测的过程中如果出现有上述一点或几点现象时, 都应引起注意, 及时对各项监测内容作综合分析, 并通过其他项目的监

测资料相互进行对照、比较, 以进一步讨论基坑的稳定性, 以便及早发现安全隐患情况, 采取相应的补救措施。

9.2监测应急措施

当安全性为“黄色预警”时, 应加密监测频率, 加强对地面和周

边建筑物沉降的动态观察；当安全性为“橙色预警”时, 应加强施工措施, 加强监测, 并召集设计、施工及监理单位协商解决；当安全性为

“红色预警”时, 应立即停止施工, 并启动应急预案。同时, 监测结果应定期（每半月）向业主、设计、施工和监理单位提供监测资料, 当监测显示有不正常情况时, 应立即向业主、设计、施工和监理单位报告。

10.监测设施保护

监测仪器的完好性对监测工作十分重要, 必须采取有效措施对现场所埋设的仪器与测点进行保护, 对损坏观测点, 在监理确认下进行及时修复, 并做好修复记录, 采取以下保护和恢复措施。

（1）在各监测断面及监测点处竖立标示牌, 在标杆上做醒目的警示, 尽量减少外露测杆数量, 外露沉降标杆用套管加以保护, 标

杆露出地表高度不大于50cm。

（2）做好施工期间现场指挥管理工作, 避免仪器或测点破坏, 对于基坑测点的损坏应在2d内修复, 对测斜管损坏应及时通知第三方并尽快进行恢复和复测工作, 确保监测数据的连续性和有效性。

（3）测斜管按照埋设要点要求精确定位, 施工中应保证钻孔方向, 避免钻孔时破坏测斜管。

11.监测数据整理及分析

11.1监测数据的记录

应采用标准的记录表格记录监测数据, 并绘出记录表格样表, 建立监测质量保证措施及相关人员签字认可制度, 监测当日报表、阶段性报告、总结报的格式及内容要求, 说明监测数据出现异常时的处理措施, 绘出监测成果变化曲线或图形。

11.2监测数据处理方法

a）地表位移监测

各周期变形观测结束后, 应及时对观测点进行坐标及高程的计算。以各观测点的零周期为初始值, 以后观测点各周期的坐标高程值相对于初始值的差, 即为变形观测点各周期的水平位移和沉降量的大小。

计算取位, 详见表10-1。

表10-1 监测数据取为表

基坑深层水平变形数据处理及整理均整合于其配套软件, 可自行整理出图, 在此基础上进行数据分析及成果统计。