基坑监测设计方案

基坑监测设计方案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

《岩土工程原位测试》课程作业

1.资料背景

1.1 工程概况

工程总用地面积约72534.55 ㎡，地上建筑面积244002.92 ㎡，地下建筑面积82793.79 ㎡。小区共有主楼13幢（9#~22#楼），主楼附属楼3 幢（26#~28#楼），办公楼1 幢（23#楼）及幼儿园1 幢（25#楼），各建筑物详细的工程情况及要求见表1.1。

拟建项目为对差异沉降敏感程度敏感，对地基强度要求较高。9#、11#、13#、17#、19#、21#主楼工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度为中等，

岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级；10#、12#、

15#、16#、18#、20#、22#主楼及23#办公楼工程重要性等级为一

级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度为中等，岩土工程勘

察等级为甲级，地基基础设计等级为甲级；26#、27#、28#附属楼

及25#幼儿园工程重要性等级为三级，场地复杂程度等级为二级，

地基复杂程度为中等，岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等

级为丙级。基坑侧壁安全等级为一级，主楼、办公楼及附属楼建筑

抗震设防类别为标准设防类（丙类），幼儿园建筑抗震设防类别为

重点设防类（乙类）。

本工程由福建省**工程勘察院承担工程地质勘察，**设计有限

公司承担结构设计，**建筑工程公司承担工程总承包，**建设监理

有限公司承担工程监理。

1.2 岩土工程勘察资料

根据钻探揭露，综合土工试验和原位测试成果，将场地岩土层划分

为5 个地质单元共7 个主层及1 个亚层。地层分布情况及其厚度大

致如图1所示，参数如下表1。

现建筑场地整体地形平坦开阔，地面高程介于2.80~5.10m 之间，最

大相对高差约2.30m，地形总体变化坡度小于5°,地势平缓。拟建

场

地内无地上、地下建（构）筑物，西北向用地红线外侧约10m 为已建住宅小区（楼高17 层，框剪结构，基础型式为预制桩基础），东北向用地红线外侧约15m 为已建住宅小区（楼高5 层，框架结构，基础型式为预制桩基础），场地西南向外侧现为空地，东南向临近市政路。基坑开挖深度一般为8.00~10.00m，基坑开挖深度范围内岩土层主要为素填土、淤泥、碎石及含碎石粉质粘土。

2.1 桩基础选型、检测内容与检测方案设计

基础桩拟选用φ500-100的PHC端承管桩，则桩体应坐落在砂土状强风化花岗岩上，并部分嵌入岩体。由于PHC管桩具有以下优点单桩承载力高、应用范围广、沉桩质量可靠、工程造价最便宜、施工速度快、工效高、工期短、施工质量有保证等等，但也存在一些缺陷，例如施工后PHC管桩上浮、浅部严重缺陷或断桩、接桩位置焊接质量差而导致的缺陷。因此，对于基础桩的监测内容包括：

一、现场抽检：

1、成品管桩的外观质量、尺寸偏差及抗弯性能；

2、预应力钢筋直径、数量、质量；

3、螺旋筋的直径、螺旋距、加密长度；

4、端头板尺寸偏差；

5、砼强度；

6、砂、碎石级配及压碎指标。

二、产品质量保证体系：

1、检验设备与仪器；

2、原材料控制；

3、工序质量检验；

4,、产品出厂检验；

5、产品质保书；

6、产品标志。

三、施工质量检测：

1、桩身完整性监测；

2、单桩竖向承载力检测；

3、桩体倾斜度检测等等。

4、单桩水平承载力

5、单桩抗浮力

因此，基础桩的检测可以采用静载荷试验和低应变法相结合。其原因是，静载荷试验和低应变法可以测出①、单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；②、检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；③、分析桩侧和桩身土阻力等。同时，可以监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。

基桩内力测试宜采用应变式传感器或钢弦式传感器。根据测试目的及要求，宜按传感器技术、环境特性，选择适合的传感器；也可采用滑动测微计。需要检测桩身某断面或桩端位移时，可在需检测断面设置沉降杆。

传感器设置位置及数量宜符合下列规定：

1 传感器宜放在两种不同性质土层的界面处，以测量桩在不同土层中的分层摩阻力。在地面处(或以上)应设置一个测量断面作为传感器标定断面。传感器埋设断面距桩顶和桩底的距离不宜小于1倍桩径。

2 在同一断面处可对称设置2～4个传感器，当桩径较大或试验要求较高时取高值。

对混凝土预制桩，应变传感器的制作和埋设可视具体情况采用以下三种方法之一：1)在600～1000mm长的钢筋上，轴向、横向粘贴四个(二个)应变计组成全桥(半桥)，经防水绝缘处理后，到材料试验机上进行应力-应变关系标定。标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60％以内，经三次重复标定，应力-应变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方可采用。传感器应在浇筑混凝土前按指定位置焊接或绑扎(泥浆护壁灌注桩应焊接)在主筋上，并满足规范对钢筋锚固长度的要求。固定后带应变计的钢筋不得弯曲变形或有附加应力产生。

2)直接将电阻应变计粘贴在桩身指定断面的主筋上，其制作方法及要求同本条第1款钢桩上粘贴应变计的方法及要求。

3)将应变砖或埋入式混凝土应变测量传感器按产品使用要求预埋在预制桩的桩身指定位置。

静载荷试验桩树不少于总装着的1%，且不少于3根

本次试验采用武汉岩海工程技术开发公司生产的全自动桩基静载测试分析系统（主要由主机、中继器、控载箱、位移传感器、压力传感器/力传感器等组成）采集数据，采用压重平台反力装置，利用不小于预定最大试验荷载值的1.2倍（含钢梁重）的混凝土试块提供反力，采用油压千斤顶结合电动油泵加压，利用两个位移传感器测量位移，压力传感器测定压力。试验所用的仪器、仪表均经计量检定部门检定合格，并在有效期内。试验装置示意图如图

图2基桩竖向静载示意图

单桩最大试验荷载取设计荷载特征值的2倍，采用快速维持荷载法，即一般每隔1小时加一级荷载。试验要点如下：

1、共分10级进行加载，每级加载量为要求的最大试验荷载的1/10，

第一级按2倍分级荷载加荷。

2、每级荷载施加后维持1h，按第5、15、30min测读桩顶沉降量，以后每

隔15min测读一次。

3、测读时间累计为1h时，若最后15min时间间隔的桩顶沉降增量与相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量相比未明显收敛时，应延长维持荷载时间，直至最后15min的沉降增量小于相邻15min的沉降增量为止。

4、卸载按加载量的两倍逐级等量卸载，其中第一级卸载量可视情况取分级荷载的2～3倍。每级荷载测读15min，按第

5、15min测读。卸载至零时，读测稳定的残余沉降量，维持时间为2小时，测读时间为第5、15、30min，以后每隔30min测读一次。

5、出现下列现象之一时，可终止加载试验：

1）.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。

注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降超过40mm。

2）.某一级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h 尚未达到相对稳定（收敛）标准。

3）.当达不到极限荷载，已达最大试验荷载，桩顶沉降速率达到相对稳定（收敛）标准。

4）.当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降60～80mm；特殊情况下可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。

6、单桩竖向极限承载力可按下列方法综合分析确定：

（1）根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q～s曲线，取其发生明显陡降的起点对应的荷载值。

（2）根据沉降随时间变化的特征值确定：

取s～Lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级

荷载值。

（3）对于缓变型Q～s曲线可根据沉降量确

定：宜取s＝40mm对应的荷载；当桩长大于40m

时，宜考虑桩身弹性压缩量；对于直径大于或等

于800mm的桩，可取s＝0.05D（D为桩端直径）

所对应的荷载值。当按上述四款判定桩的竖向抗

压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载

力应取最大试验荷载值。

3.1基坑支护方案设计

由于场地开挖面积大，现拟采用盆式开挖

法。盆式开挖适合于基坑面积大、支撑或拉锚作

业困难且无法放坡的基坑。它的开挖过程是先用

SMW工法进行基坑排桩支护结构施工。水泥土胶

结完全之后，将挖掘设备运到场地中央开挖。将

基坑中央部分挖至基坑底制定标高，保留基坑边

的土坡，从而形成盆式。此时可利用留位的土坡