基坑支护检测工程技术文件的开发.docx
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基坑支护检测工程技术文件的开发
1.工程概况
湖北省电力公司生活配套楼位于武汉市徐东大街汪家墩团结小区,该项目采用框架-剪力墙结构,地上9层地下2层,总高度28.95m;工程总占地面积19601600m2,建筑占地面积586.35m2;总建筑面积8482m2,其中:
地上建筑面积5381m2,地下室建筑面积3101m2。
该工程实际单位为北京九源三星建筑事务所,岩土勘察工作由武汉市勘测设计研究院承担。
本工程设计±0.000标高21.750m,基坑开挖深度8.10~10.40m,基基坑周长约138m,开挖面积约2135m2。
2.场地岩土工程条件
2.1场地工程地质条件
拟建场区位于武昌徐东大街,原始地貌属于长江冲击一级阶地,现场为相邻华中国电大厦工地材料堆放、生活、办公及施工配料工作场地,地势平缓,场地标高在21.04~21.99m之间变化。
根据本项目岩土工程勘察报告,与基坑有关的地基土如下:
地层编号及岩土名称
年代成因
顶层埋深(m)
层厚(m)
色
状态
湿度
压缩性
含物及特征
(1-1)杂填土
Qm1
0
1.0~3.0
杂
稍密
高
高
布整个场地,主要由建筑垃圾及一般粘性土组成,结构杂乱。
(1-2)素填土
Qm1
1.0~3.0
0.6~2.8
灰
稍密
饱和
高
分布整个场地,主要由一般粘性土、淤泥质土组成,含有机物,少量螺壳、腐质物、结构杂乱。
(2-1)粘土
Q4a1
3.1~4.6
0.6~3.8
黄
可塑
饱和
中~高
含铁锰氧化物及灰色粘土矿物。
(2-2)粘土
Q4a1
4.4~7.1
2.1~4.9
黄褐
可塑
饱和
中
分布整个场地,含铁锰氧化物及结核。
(2-3)粉质粘土
Q4a1
7.9~10.5
6.3~9.5
褐灰
可塑
饱和
高
含软塑状粘土及有机物,下部夹粉土薄层。
底部夹粉土薄层。
(2-3a)粘土
Q4a1
11.5~13.6
0.6~1.7
黄褐
可塑
饱和
中~高
韩铁锰氧化物及灰色粘土矿物。
(3)粉质粘土、粉土、粉砂互层
Q4a1
16.5~18.9
1.4~4.0
灰
软塑/稍密
饱和
中~高
为一般粘性土与砂土之间的过滤层,含铁锰氧化物、石英、云母。
(4-1)粉砂夹粉土
Q4a1
16.8~21.8
1.3~3.6
灰
稍~中密
饱和
低
含石英、云母,层理清晰,粉土呈薄层状。
(4-2)粉砂
Q4a1
18.4~25.0
8.9~17
灰
中密~密实
饱和
低
以石英、云母为主,分选较好。
2.2场地水文地质条件
根据勘察报告,本项目场地地下水类型包括两种类型:
上层滞水、空隙承压水。
以下内容引用本项目勘察报告:
(1)上层滞水:
赋存于
(1)层填土层中,主要接受大气降水和地表水及居民生活用水的渗透补给,无统一自由水面,水量与周边排泄条件关系密切。
勘察期间测得上层滞水静止水位在1.30~1.80m之间。
(2)空隙承压水:
赋存于(3)层分支图、粘土、粉砂互层、(4)单元层砂土中,与长江等地表水体及区域承压水体联系密切,水量丰富。
借鉴临近项目抽水试验承压水观测结果,场地承压水稳定水位在地面下5.50m(2008.1.3~2008.1.10),相当于绝对标高16.20m。
根据勘察报告,本场地第四系全新统空隙承压水水文地质参数建议为:
综合渗透系数K=18.10m/d,影响半径R=196m。
2.3周边环境条件
拟建场区内设满铺地下室,呈矩形。
基坑北侧紧邻小区道路,南侧距徐东大街(道路边线)仅3米,西侧为在施工的长源大厦,东侧现有一条水泥路。
地下室西北侧外墙距用地红线距离为2.00-2.64m,地下室东侧车道外墙距用地红线最近处距离约为1.18m。
3方案依据及技术标准
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
4监测目的及内容
4.1监测目的
在基坑施工过程中,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。
基坑监测的目的如下:
(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)确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。
(3)积累工程经验,为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。
4.2监测内容
根据本工程的具体情况,依据有关规范的规定和围护设计方案及业主对施工监测工作的要求,对以下方面进行监测:
(1)基坑边坡水平位移及沉降观测
(2)边坡土体、支护结构水平位移监测(斜测)
(3)基坑周围建(构)筑物及地下管线等地下设施变形观测
(4)支撑应力观测
5监测仪器的埋设与监测
5.1沉降监测
5.1.1水准基点埋设
根据现场情况,水准基点埋设3个,另布设一定数量的工作基点,以方便观测。
水准基点及工作基点现场确定,应埋设在不受施工影响又能妥善保护的稳定场所,应避免车辆辗压。
5.1.2沉降观测点的布设
基坑支护结构预计埋设个沉降观测点()。
根据基坑地质条件,基坑为监测重点。
基坑监测点设置为南面布设个、东面布设个;北面和西面第一层各个(详见基坑监测点布点示意图)。
在监测过程中,视基坑变形情况,必要时应增设沉降观测点。
5.1.3沉降监测的技术要求
(1)水准基点监测控制网采用独立高程系,进行往返观测;
(2)沉降观测按国家二等水准测量技术要求施测,高差中误差≤0.5mm,观测点高程中误差≤1mm;高差闭合差≤1.0
毫米。
(3)沉降观测使用的仪器拟采用德国Fennel精密水准仪及精密水准尺(因瓦水准尺)。
(4)为提高精度,每次观测时的水准路线应尽可能相同;注意消除零点误差;观测读数取位到0.1mm。
5.1.4沉降监测的时间和频率
根据基坑支护设计及施工进展,监测时间为土方开挖至地下室施工完毕,约个月左右。
观测频率定为:
开挖前进行首次观测;土方开挖至地下室底板混凝土浇注完期间,每3天观测一次;基础施工期间每周观测一次至地下室施工完毕。
如遇暴雨、沉降急剧增加及工程需要等情况应加密观测。
当出现险情时进行连续监测。
5.2水平位移监测
5.2.1基准点及观测点设置
根据现场情况,平面监测控制网拟采用精密导线点,共布设3个基准点。
导线点在现场确定,埋设在安全、稳定的位置。
根据现场情况及规范要求,水平位移观测点主要在基坑支护结构上或基坑四周距坑口1m左右布设4排点,共约个点(S1~S32),用于监测支护结构及边坡土体的水平位移(详见基坑周边环境及监测点布置)。
根据基坑地质条件,基坑为监测重点。
监测点设置为南面布设个、东面布设个;北面和西面第一层各个。
监测过程中,视位移变形情况必要时增设监测点。
5.2.2水平位移观测方法及其技术要求
根据场地条件,拟采用日本拓普康GTS-311全站仪(精度为2″,2+2×10-6D)用坐标法观测点位变化,即每次观测监测点的坐标变化得到其位移大小(△x=x2-x1,△y=y2-y1,位移量△=
)。
水平位移观测点中误差≤±3mm。
5.2.3观测时间及频率
根据基坑支护设计及施工进展,监测时间为土方开挖至地下室施工完毕,约4~5个月左右。
观测频率定为:
开挖前进行首次观测。
土方开挖至地下室底板混凝土浇注完期间,每3天观测一次;基础施工期间每周观测一次至地下室施工完毕。
如遇暴雨、水平位移急剧增加及工程需要等情况应加密观测。
当出现险情时进行连续监测。
5.3基坑周围环境监测
(1)测点埋设:
测点应选在建筑物的墙角、人行道路等处。
在设计位置使用电锤埋设一沉降监测标点,如埋设不便,也可用红漆标记。
(2)仪器:
采用日本拓普康仪器有限公司生产的AT-G2型水准仪。
(3)监测:
按三等水准要求测量。
5.4边坡土体、支护结构水平位移监测(斜测)
5.4.1支护结构水平位移监测
(1)地下连续支护桩内测斜管的埋设:
①定位→②将测斜管绑扎在连续墙钢筋笼的主筋上,并封死管底→③校准测斜管方位→④下连续墙钢筋笼→⑤浇注连续墙混凝土→
管口用200×200×100铁盒保护→
测读初始值。
校准测斜管方位时,测斜管内的十字槽的一边应垂直压顶梁。
其埋设示意图见图:
(2)监测仪器:
使用美国Sinco公司生产的50302510型测斜仪。
(3)监测原理:
监测时,将测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管底部,自下而上每隔50cm向上拉线读数,测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化,即可得出不同深度部位的水平位移。
如图5所示为水平位移监测原理。
5.4.2边坡土体水平位移监测
(1)地下连续支护桩桩后测斜管的埋设:
①定位放样→②钻机成孔→③埋放测斜管→④校准测斜管方位→⑤中粗砂封孔→
做孔口保护→⑦测读初始值。
钻机成孔的直径为110mm以上,校准测斜管方位时,测斜管内的十字槽的一边应垂直压顶梁。
(2)测量仪器、测量原理与5.2一致。
5.4.3支护桩沉降及水平位移监测
(1)标点埋设:
在设计位置使用电锤埋设一测量标点。
(2)仪器:
采用TOPCONAT-G2水准仪及J2经纬仪。
(3)测量:
按三等水准要求测量。
5.5基坑内水平支撑应力监测
(1)钢筋计埋设:
支撑钢管安装后,在上、下对称埋设位置处用绑扎法连接上钢筋计;钢筋计缆线用细塑料管保护,置于钢筋间并用绑扎线固定;各线头置于施工不易碰撞处。
(2)监测仪器:
使用中国建筑科学研究院生产的VW-1型振弦式读数仪。
(3)监测原理:
基坑开挖后,支撑梁发生作用。
支撑梁所受的压应力越大,钢筋计里的钢弦越松,由振弦式读数仪测得的钢筋计频率也就越小。
因此,根据事先关于钢筋计的应力与频率之间的率定关系,由测得的钢筋计频率就可求得钢筋计的应力,再根据相关的理论公式推算出支撑钢管的应力值。
6监测工期与监测频率
在导墙施工前做好周围各环境监测点的设置并取得原始数据,基坑开挖前埋设好所需的监测设备及仪器,并取得原始数据。
地下室施工至±0.000时结束现场监测工作。
(1)周围环境监测应贯穿于地下室施工全过程,在导墙施工前对周围环境作一次全面的普查,记录好最初的原始观测数据,以便与基坑工程中监测结果进行比较。
导墙及地下连续桩施工时一周观测一次,在土方开挖期间每3天观测一次,其余间隔5天1次。
(2)其它监测项目挖土期间每天观测一次,当测试项目的数据到达警戒值附近或数据波动起伏较大时,则加密观测次数,必要时进行不间断的连续观测。
7监测资料整理与成果分析
7.1监测资料整理与成果分析
监测资料整理与成果分析,根据监测相应规范,对沉降、水平位移、水平支撑轴力等进行资料整理与分析,直接制图打印。
现场提供以下数据:
(1)沉降:
支护桩桩顶、基坑边坡及周围环境监测点的沉降和沉降速率
(2)水平位移:
支护桩桩顶各测点的水平位移和水平位移速率;桩、土体的最大水平位移、位移速率及最大水平位移深度,遇位移速率超过报警值时,还提供水平位移与深度关系曲线、水平位移时程曲线。
(3)水平支撑轴力:
支撑轴力。
其中支撑轴力按下式计算:
式中:
N——支撑轴力(kN);
ƒy——支撑钢管抗压强度标准值(N/mm2);
——钢筋计压力平均值(N);
——钢筋计截面面积(mm2);
——钢筋弹性模量(N/mm2);
——与应力峰值相应的混凝土应变,通常取
=0.002;
——支撑钢管截面面积(mm2);
Ac——支撑截面面积(mm2)。
7.2提交的即时报告和监测报告
观测数据当天填入规定的记录表格,并提供即时报告给业主、设计、监理及施工单位。
基坑挖土施工开始后,每一周提供基坑开挖一周监测阶段总结报告,具体内容包括一周时间内所有监测项目的发展情况,内力或变形最大值以及最大值位置。
监测过程中如测量值大于控制值时,应及时通知建设、监理、设计及施工等单位以便采取应急补救措施。
基坑监测结束后提交监测报告,其内容包括工程概况、工程地质条件、遵循的标准文件及技术要求、测试目的与内容、测试仪器及测试方法、资料整理及成果分析、结论及建议等。
8质量保证和控制
8.1质量保证
(1)在华中国电大厦基坑开挖监测工程中严格遵守《建筑基坑支护技术规程》等有关规范标准的要求,确保质量。
(2)派熟悉仪器使用方法和性能的测试人员进场,并严格按相应的操作规程进行操作。
(3)进场前做好仪器设备的标定工作,各监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且初始值的测试不得少于两次。
基坑开挖施工前提供以下资料给各有关单位:
1)监测项目各测试点的平面布置图及剖面布置图;
2)各监测项目所采用的各测试仪器的型号、规格及各测试仪器和元件的标定资料;
3)各监测项目的初始数据。
(4)监测人员接甲方通知二天内进场,并服从工程总进度需要。
(5)监测人员必须对数据的准确性负责,测试完毕后应签字备查。
(6)监测数据应及时校核,如有异常应查找原因,及时采取措施。
8.2质量控制
现场监测严格按下列控制标准进行控制:
(1)环境监测:
测点允许沉降值待商定。
(2)支护桩、边坡土体沿深度的水平位移监测:
预警值:
水平位移累积30mm,水平位移速率连续3天3mm/天。
(3)支撑轴力监测:
预警值:
钢筋应力Mpa。
(4)其它监测项目控制标准:
数值不出现急剧变化。
在施工期间,若上述控制标准中有一项标准未达到满足,应立即通知业主及监理公司,并密切配合业主、监理公司及设计,提出合理化的建议措施,以保证工程安全顺利施工。
通过对监测数据的综合分析,在达到破坏极限状态前进行预测,尽早采取工程措施,做到防患于未然。
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