南京金融城（I标段）深基坑监测技术.doc

1、1南京金融城（I 标段）深基坑监测技术摘要：基坑深度的增加，直接影响了基坑施工安全和周边环境。在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成为工程建设必不可少的重要环节。本文结合南京金融城（I 标段）深基坑过程中基坑监测的布置与埋设介绍深基坑施工中基坑监测的布置方法和要点。 关键词：基坑监测 沉降 周期与频率 一、工程概况 1 工程简况 基坑支护方案为地下连续墙加五层钢筋砼支撑挡土，地下连续墙下端进入中风化基岩，已形成全封闭的止水结构，坑内采用管井降水。本基坑安全监测等级为一级。 2 地质、水文条件 2.1 工程地质条件杂填土（Q4ml）：该层非均质，该层全场分布，层厚

2、1.007.80 米，层底标高 1.116.35 米。 -1 粉质粘土（Q4al）：局部少量分布，厚度 0.505.20 米，层底标高-1.055.51 米。 -2 淤泥质粉质粘土（Q4al）：该层全场分布，厚度 3.0029.30米，层底标高-27.911.05 米。 -3 粉质粘土夹粉土：局部分布，厚度 0.6016.00 米，层底标高-231.85-1.92 米。 -1 粉细砂（Q4al）：该层全场分布，厚度 3.5031.30 米，层底标高-37.62-27.58 米。 -2 粉细砂（Q4al）：该层全场分布，厚度 6.0016.60 米，层底标高度-48.34-40.91 米。 -2

3、A 粉质粘土淤泥质粉质粘土（Q4al）：呈透镜状分布于-2层粉砂中，厚度 0.806.80 米，层底标高-46.19-30.64 米。 粗砾砂（含砾石） （Q3al）：该层全场分布，厚度 3.8011.20 米，层底标高-53.82-49.25 米。 -1 强风化泥岩（K2c）：该层全场分布，厚度 1.508.00 米，层底标高度-58.27-53.08 米。 -2 中风化泥岩（K2c）：该层全场分布。 2.2 水文地质条件 本场地钻探深度范围内，地下水类型上部主要为孔隙潜水，主要赋存于层杂填土及层淤泥质粉质粘土中，勘探期间，孔隙潜水初见水位埋深一般在 0.901.60m，标高在 6.216.

4、82m，稳定水位埋深一般在0.504.80m，标高在 3.759.09m。水位主要受大气降水及场区周围地表水系侧向径流的影响，雨季水量较丰；-1 层粉细砂、-2 层粉细砂、层粗砾砂（含砾石）中富水性较好。该层地下水具承压性。 勘探期间，经三个观测孔测定其稳定水位埋深 3.403.80m，水位标高 4.145.0m，根据调查分析该拟建场地地下水承压含水层的水位可能受附近建筑物地下工程施工降水影响承压水头稍低，据调查场地已有资3料及邻近工程资料该承压水稳定水位埋深在地表公路面下约 2.50m 左右，该承压水位标高可结合邻近长江水位综合分析确定，设计时应考虑其影响。 二、监测工作实施步骤 1、初始数

5、据采集阶段 支护桩施工完成，土方开挖前应完成基准点的布置并完成基准网的联测工作。若支护桩施工完成至土方开挖时间不够，可提前埋设基准点并完成联测工作。在土方开挖前，根据基坑施工进程，对各测试项目进行 3 次初始数据的采集，保证初始数据准确、连续、可靠。向布设，水平位移监测点的布设位置和数量按照设计要求布设。 2 平面控制网的建立和初始值的观测 水平位移监测控制网宜按两级布设，由控制点（基准点、工作基点）组成首级网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网。对于单个目标的位移监测，可将控制点同观测点按一级布设。 埋设的监测点稳定后，应在基坑开挖前进行初始值观测，初始值一般应独立观测 2 次。2 次观测时

6、间间隔应尽可能的短，2 次观测值较差满足有关限差值要求后，取 2 次观测值的平均值作为初始值，水平位移监测则以初始值为观测值比较基准。水平位移变形监测应视基坑开挖情况即时实施。 3 监测方法 围护结构水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜组等进行观测。水平位移的观测方法很多，可以根据现场情况和工程要求灵活应用。本4工程采用小角度法和极坐标法结合进行监测。 4 数据计算 采用严密平差计算各监测工作点和监测点坐标，与既有坐标比较即可知道监测结构是否发生了变形。 5 沉降监测 5.1 监测点布置与埋设： 地表沉降及管线监测点：地表观测的标志，可根据不同的地表结构类型和结构材料，采用钻孔式。 建筑物沉降

7、监测点：a、建筑物沉降观测的标志，可根据不同的建（构）筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志（用于高级建筑物）等型式；b、标志的埋设应避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍埋设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离；c、其它标志：刻度标志、膨胀螺丝、射钉（仅限于特殊情况下使用） 。 支撑立柱沉降监测点：采用冲击钻于立柱表面钻一定深度的空洞，圆头埋设道钉，露出立柱表面一定距离，标注记号作为观测点。 5.2 沉降变形监测技术要求 沉降（垂直位移监测）观测选用 DS1 精密水准仪配合铟钢尺测量，仪器标准精度小于1.0mm/km。在观测前对所用的水准仪和水准尺

8、按照有关规定进行检定，在使用过程中不得随意更换。 在基坑周围适宜处选埋 4 个测量基准点，用于垂直沉降基准点。为了保证变形观测成果的可靠性，必须定期或不定期的对基准网和工作基5点网进行复测。控制网复测周期根据控制点稳定情况和变形观测的精度需要来确定。原则上规定：在基准网建成后，应在第一次施测结束后 3个月进行一次复测，此后每隔 6 个月复测一次；工作基点的复测周期原则上应为每月至少一次。实施过程中根据控制点的稳定性调整复测周期，也可根据实际需要，仅进行局部复测，而非全面复测。 5.3 沉降监测作业、计算 （1）沉降观测遵循先控制后加密的原则，在观测前要检查维护监测控制网的可靠性。沉降监测严格按

9、照国家二等水准测量要求进行作业，在作业过程中采用相同的观测路线和观测方法，使用同一仪器，并尽量长期固定司镜人员。 （2）沉降计算方法如下：本次沉降=本次高程-上次高程，累积沉降=上次累积沉降+本次沉降 （3）填写沉降变形表格，绘制时间沉降变形曲线，进行变形分析。 6 深层水平位移（测斜）监 6.1 桩身测斜 在支护桩开挖过程中，在预定位置埋设好测斜孔，管内有互成的四个导槽与支护结构变形方向一致（与基坑边线垂直） ； 6.2 监测过程 放入带有导轮的测斜仪沿导槽滑动，由于测斜仪能反应出测管与重力线之间的倾角，因而能测出测斜仪所在位置测管在土体作用下的倾斜度为 i，换算成该位置测斜仪上下导轮间（或

10、分段长度）的位置偏差d： 6d=Lsini 式中，L 为量测点的分段长度。自下而上相加可知各点处的水平位置d： d=Lsini 与初次位置测值相减既为各点本次量测的水平位移。 7 支撑轴力监测 支护结构的支撑体系根据支撑构件材料的不同可分为钢筋混凝土支撑和钢支撑两大类。这两类支撑在进行支撑轴力监测时，应根据各自的受力特点和构件的构造情况，选取适当的测试变量，埋设与测试变量相应的钢弦式传感器进行变量测试。混凝土支撑构件一般选择钢筋应力计进行测试。 通过支撑轴力的监测，掌握支护结构的受力情况及发展变化趋势，判断其是否在设计允许和安全范围内。 7.1 钢筋混凝土支撑轴力监测 钢筋砼支撑轴力的测算：通

11、过埋设在支撑断面位置的钢筋应力计所测数据经率定系数计算，可得出断面位置上的主筋受力 Pg，一般每断面应埋设不少于 4 只传感器，埋设于角点或中间位置的主筋上（见图 1） 。假定同一断面处钢筋应变与混凝土应变相等，因此支撑混凝土轴力、Pz与主筋钢筋受力 Pg 之间有一比例关系： 式中：A：支撑截面积；Egh：支撑砼弹性模量（折算弹性模量） ；Ag1：钢筋砼断面的全部主筋（钢筋）截面积之和；Ag2：单根钢筋应力计截面积；Eg：钢筋弹性模量；Ec：砼弹性模量。 7由此可得断面位置的支撑轴力 PZ。 图 1 区地连墙试验段施工监测布点图 7.2 支撑轴力监测数据整理 支撑轴力在每次量测后，除提交被监测

12、支撑轴力、栈桥内力报表外，主要是绘制被监测支撑轴力的历程曲线，并指明施工工况，分析其轴力走势，是否在设计允许和安全范围内。 三、监测周期与频率： 1 三轴深搅加固段（地铁 2 号线侧）施工监测 三轴深搅加固段施工监测主要分为试验 段及外排桩施工两个阶段。 1.1 试验阶段 经设计单位要求坑外加固三轴深搅桩大面积施工前，需进行试桩，以了解三轴深搅桩施工对地基土的扰动情况，具体要求如下： 试桩位置：沿地铁 2 号线地下连续墙外侧； 监测周期：三轴深搅桩试桩施工开始至施工结束后一周； 监测频率：三轴深搅桩试桩施工期间为 3 次/天，施工结束后一周内 1 次/1 天。 1.2 三轴深搅桩外排桩施工阶段

13、 为准确掌握三轴深搅桩最外排桩施工对周边环境特别是地铁 2 号线的影响，在外排桩施工期间须设置此监测方案，具体如下： 监测周期：三轴深搅桩外排桩施工全过程； 监测频率：外排桩施工期间按 1 天 1 次进行监测。 8测试单位需及时向参建各方通报测试结果并提供最终测试成果报告。 其他未尽事宜按照建筑基坑工程监测技术规范 （GB50497-2009）及南京市基坑工程监测相关要求进行。 2 地连墙实验段施工监测 鉴于本工程重要性，为有效控制地下连续墙施工质量，掌握地下连续墙施工中对环境的影响，在大面积施工前，选取有利地段原位进行地下连续墙试验段施工。 2.1 区地连墙试验段施工监测 为准确掌握地下连续

14、墙成槽开挖施工对周边环境影响，在试验段施工过程中设定专项监测方案，具体如下： 监测周期：导墙施工至试验段三幅地下连续墙砼浇筑完成全过程。监测频率：做到一日二测；具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。 2.2 区地连墙试验段施工监测 为准确掌握地下连续墙成槽开挖施工对周边环境影响，在试验段施工过程中设定专项监测方案，具体如下： 监测周期：导墙施工至试验段三幅地下连续墙砼浇筑完成全过程。监测频率：做到一日二测；具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。 93 基坑监测 监测周期：从基坑土方开挖到地下室侧壁土体回填的全过程，I 区沿地铁 2 号线侧深层土体位移及地表沉降监测点监测周期应延续到 II 区土方开挖为止，监测频率可视施工进度及基坑、周边环境的变形情况而定。具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。每次监测的同时，需进行现场目测巡视，主要目的为：观察是否出现渗、漏水、塌方及地面裂缝、支撑裂缝等现象。遇超过报警值时，应根据具体情况及时调整监测时间间隔，加密监测频率（如一日两次） ，甚至跟踪监测，以保证及时反馈信息。 参考文献： 1郭松林，许成，杨晓刚.特殊环境超大深基坑围护设计实例分析J.建筑技术.2010（03）