145228基坑监测.docx
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145228基坑监测
《建筑工程测量》
教案
课程名称
建筑工程测量
授课班级
任课教师
林乐胜
系别
江苏建筑职业技术学院
授课课程:
建筑工程测量授课教师:
林乐胜
章节
情境四建筑工程变形测量
子情境28基坑监测
授课班级
授课时间
授课类型
理论讲授
周次学时
教学目的
了解基坑监测的内容与数据处理方法
教学
重点和难点
重点:
基坑监测的内容
难点:
基坑监测数据处理方法
教具及教材(参考书)
多媒体教学
《建筑工程测量》、《工程测量规范》GB50026-2007
教学方法
讲解、练习
教学手段
课件演示
教学
主要内容
基坑监测的内容与数据处理方法
教学过程设计
备注
【组织教学】5
【复习提问】5
【新课导入】10
【新课讲授】50
【课堂小结】10
以分钟计时
教案正文
子情境28基坑监测
备注
一、提问上节重点:
;提问上节课后思考题,解决遗留问题后引出本节内容。
二、
4.6基坑监测
1、基坑工程概述
1)基坑的用途:
高层建筑基础、城市地铁车站和区间隧道明挖、过江隧道、合流污水处理系统、过街通道和地下立交等等都需要开挖基坑进行工程施工。
2)深基坑:
开挖深度超过5m(含5m)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5m(含5m),但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。
符合上述条件的基坑都属于深基坑。
3)基坑工程的等级
①基坑侧壁安全等级(JGJ120-99)
安全等级
破坏后果
一级
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重
二级
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般
三级
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重
②基坑类别(建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002)
1、符合下列情况之一,为一级基坑:
1)重要工程或支护结构做主体结构的一部分;
2)开挖深度大于10m;
3)与临近建筑物,重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;
4)基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。
2、三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特别要求时的基坑。
3、除一级和三级外的基坑属二级基坑。
4)基坑工程的一般特点
①基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性;
②基坑工程具有很强的区域性和个性(地质、场地);
③基坑支护结构所承受的土压力特点;
④基坑工程具有明显的环境效应(生活、地层);
⑤基坑工程综合性强,是系统工程(知识、工程);
⑥基坑工程具有较强的时空效应。
国家大剧院总耗资近27亿,占地12万平米,平均埋深-26.1米、局部深度达到-32.6米,总计运出120万方土。
4)基坑工程的一般特点
基坑工程是理论与实践并重的技术,具有高风险性。
全面、高精度的监测是保证基坑工程安全的透视眼。
施工过程中也应紧密结合监测结果,及时调整施工方案,做到信息化施工。
如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。
5)基坑围护工程的特点
①外力的不确定性。
作用在支护结构上的外力往往随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而改变。
②变形的不确定性。
变性控制是支护结构设计的关键,但影响变形的因素很多。
围护墙体的刚度、支撑(或锚杆)体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水的变化、潜蚀和管涌以及施工质量和现场管理水平等等都是产生变形的原因。
③土性的不确定性。
地基土的非均质性(成层),地基土的性质还随施工过程或环境而变化,地基土对结构的作用或提供的抗力也随之而变化;
④一些偶然变化所引起的不确定因素。
事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现,以及周围环境的改变等因素都会影响基坑工程的正常施工和使用。
放坡开挖
6)基坑开挖:
有放坡开挖和支护开挖两种形式。
①放坡开挖
适用于硬质、可塑性粘土和良好性砂土;
需要核算边坡表面的稳定性;
砂质地基:
坡角主要取决于砂的内摩擦角,特别注意降水
粘性土地基:
稳定性主要取决于滑动计算,其安全系数要求为1.1~1.3。
斜面高度,通常限于3~6米。
②支护开挖
适用于土质软弱、场地狭窄、开挖深度较大;
人工开挖和机械开挖。
放坡开挖
7)基坑支护结构形式:
分为挡墙和支撑(或拉锚)两部分
①挡墙的形式
地下连续墙
混凝土灌注桩
水泥土桩墙
土钉墙
逆作拱墙
其它形式
②支撑的形式
当基坑深度较大,悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时,需增设支撑系统。
支撑系统有:
基坑内支撑
基坑外拉锚(顶部拉锚、土层锚杆拉锚)
常用的有:
钢结构支撑、钢筋混凝土支撑
钢支撑
钢筋混凝土支撑
钢-混凝土组合支撑
圆环梁的直径66m,圆内无支撑,外与钢管连接
2、基坑监测的主要内容
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009基本规定强制性条款:
1)基坑监测的目的
检验基坑支护设计计算理论、模型和参数的正确性;及时反馈、指导基坑开挖和支护结构的施工;确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全;为提高基坑工程设计和施工水平积累工程经验。
基坑开挖与支护设计包括内容:
①支护体系的方案技术经济比较和选型;
②支护结构的强度、稳定和变形计算;
③基坑内外土体的稳定性验算;
④基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计;
⑤基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对甚础桩、邻近建筑物和周边环境的影响;
⑥基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。
2)基坑监测的对象
基坑工程施工现场监测的内容分为围护结构本身和相邻环境两大部分。
围护结构包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、坑内土层等五部分。
相邻环境包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等三部分。
4.6基坑监测
2、基坑监测的主要内容
2)基坑监测的对象(具体列表)
1支护结构;
2相关的自然环境;
3施工工况;
4地下水状况;
5基坑底部及周围土体;
6周围建(构)筑物;
7周围地下管线及地下设施;
8周围重要的道路;
9其他应监测的对象。
3)基坑工程现场监测的内容
4)基坑监测的方法
基坑工程的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。
采用仪器监测的项目
采用巡视检查的项目
二、巡视检查方法
以目测为主,可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备进行。
巡视检查应对自然条件、支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等的检查情况进行详细记录。
如发现异常,应及时通知委托方及相关单位。
巡视检查记录应及时整理,并与仪器监测数据综合分析。
一、巡查主要内容
1支护结构
(1)支护结构成型质量;
(2)冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现;
(3)支撑、立柱有无较大变形;
(4)止水帷幕有无开裂、渗漏;
(5)墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移;
(6)基坑有无涌土、流砂、管涌。
2施工工况
(1)开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异;
(2)基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致,有无超长、超深开挖;
(3)场地地表水、地下水排放状况是否正常,基坑降水、回灌设施是否运转正常;
(4)基坑周围地面堆载情况,有无超堆荷载。
3基坑周边环境
(1)地下管道有无破损、泄露情况;
(2)周边建(构)筑物有无裂缝出现;
(3)周边道路(地面)有无裂缝、沉陷;
(4)邻近基坑及建(构)筑物的施工情况。
4监测设施
(1)基准点、测点完好状况;
(2)有无影响观测工作的障碍物;
(3)监测元件的完好及保护情况。
5根据设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容。
3、基坑监测的数据处理
1)数据平差
对于现场检测资料使用正式的监测记录表格,且监测记录应有相应的工况描述,监测数据应及时整理,对监测数据的变化及发展情况应及时分析评述。
每期变形观测结束后,应依据测量误差理论和统计检验原理对获得的观测数据及时进行平差计算和处理,并计算各种变形量。
变形观测数据的平差计算,应符合下列规定:
①应利用稳定的基准点作为起算点;
②平面控制网和高程控制网应使用严密平差方法和可靠的软件系统;
1)数据平差
③应确保平差计算所用的观测数据、起算数据准确无误;
④应剔除含有粗差的观测数据;
⑤平差计算除给出变形参数值外,还应评定这些变形参数的精度
⑥对各类变形控制网和变形测量成果,平差计算的单位权中误差及变形参数的精度应符合相应级别变形测量的精度要求。
2)监测成果的整理分析
监测数据经过平差处理后应将观测成果绘制成各种便于分析的图表。
(1)观测点变形过程线
观测点的变形过程以时间为坐标横轴,以累积变形量(水平位移、沉陷、地下水位、土钉拉力、土体分层位移等)为纵坐标绘制成曲线。
(2)变形分布图
变形分布图要求能够全面的反映变形情况,可以采用变形值剖面分析图、基坑沉降等值线等。
在对监测点的变形分析中应符合下列规定:
①相邻两观测周期,相同点位有无显著变化;
②应结合荷载、气象和地质条件等外界相关因素综合考虑,进行几何和物理分析。
3)异常数据的处理分析
对主要监测成果的异常数据,尤其重点监测对象及变形异常的监测数据要重点说明。
对监测数据进行归纳总结,绘制时间-累计变形量时态曲线,对于较大位移或应力监测数据,结合施工分析其原因及发展规律,并会同建设、设计、监理、施工等单位对施工临近建筑物、地下管线等变形的安全性分析,预测工程安全状况,以利于采取进一步措施。
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