深基坑工程监测施工技术讲座.pptx
《深基坑工程监测施工技术讲座.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《深基坑工程监测施工技术讲座.pptx(123页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、根据相关规划,到2020年北京市地下空间建成面积将达到9000万平方米,中心城区的地下空间规划将达到地面建筑总面积的20%-30%,北京到2015年,全市轨道交通运行线路将达到19条、561公里。2020年远景目标更将达到惊人的1050公里。第1页/共123页广州地下空间开发规模2007年1000万平米2012年4000万平米2020年9000万平米地铁目前236km2015年629km珠江新城50万平米,火车南站110万平米,金融城150万平米第2页/共123页1.基坑基本知识1.1基坑概念基坑定义:为进行建(构)筑物基础、地下建筑物施工所开挖形成的地面以下空间。坑壁坑底第3页/共123页基
2、坑等级等级分类标准一级l)重要工程或支护结构做主体结构的一部分2)开挖深度大于大于10m3)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、重要管线等需严严加保护的基坑二级 除一级和三级外的基坑属二级基坑三级开挖深度小于开挖深度小于7m,且周围环境无特别要求时的基坑第4页/共123页1.2基坑常见的支护方式钢板桩支护钢板桩第5页/共123页桩撑支护1.2基坑常见的支护方式第6页/共123页地下连续墙支护1.2基坑常见的支护方式第7页/共123页1.2基坑常见的支护方式桩锚支护第8页/共123页逆作拱墙支护1.2基坑常见的支护方式第9页/共123页喷锚支护
3、1.2基坑常见的支护方式第10页/共123页2.基坑监测基本常识l基坑监测的重要性l基坑监测对监测人员的基本要求l基坑监测项目l监测点的布设l监测方法l监测危险情况报警l基坑监测的基本规定第11页/共123页地下空间工程在深度和广度上迅猛发展;广州地区工程地质条件复杂,老城区地质条件相对较好但周边环境条件复杂,南沙地区存在深厚软土层且工程地质条件很差;许多新的情况、支护形式有不少新的发展;周边环境保护要求越来越高;每年都有一定数量的基坑出现事故,有些甚至很严重。例如广州的江南西事件、康王南路事件等。2.1.1引言第12页/共123页广州江南西基坑坍塌第13页/共123页2.1.2基坑设计值与实
4、际工作状态差异的主要原因l地质勘察所获得的数据还很难准确代表岩土层的全面情况;l采用的土压力值与设计值不符,是一种近似;l空间问题简化为平面问题计算,不考虑结构和土体共同工作;第14页/共123页土压力与位移的关系第15页/共123页2.1.2基坑设计值与实际工作状态差异的主要原因l基坑的位移控制要求与施工方法和施工工艺的关系密切相关;土体不是弹性体,软土具有明显的蠕变(流变)特性-时间效应(目前这方面的特性认识尚处于研究阶段);基坑空间变形特性不同-空间效应 第16页/共123页2.1.3小结基于2.1.2、2.1.3所述情况,基坑工程的设计计算虽能大致描述正述正常施工条件下支护结构以及相邻
5、周边环境的变形规律和受力范围,但必须在基坑工程期间开展严密的现场监测,才能保证基坑及周边环境的安全,保证建设工程的顺利进行。综上所述,在理论分析指导下有计划地进行基坑工程现场监测就显得十分必要。第17页/共123页2.2.1必须掌握设计计算的基本理论和监测技术的基本概念第18页/共123页2.2.2必须掌握设计计算的基本理论和监测技术的基本概念l构件内部的应力应变关系、应力应变的分布规律;l要对监测仪器的工作原理、内部结构和埋设、安装工艺及安装注意事项有基本的了解;l对可能发生的破坏和失稳的临界状态做到预判。第19页/共123页2.2.3必须掌握测量中的误差类型及产生的原因l了解测量的全过程,
6、了解其中每一步可能产生的误差;l了解每一过程各环节产生误差的大小、产生的原因、随机分布规律、全过程中各种误差的积累、抵消或叠加的关系、减小或消除各种误差的方法;第20页/共123页2.3基坑监测的基本规定开挖深度大于等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。2.3.1基坑工程监测实施范围的界定遇到以下情形,监测方案需专门论证地质和环境条件复杂的基坑工程;已发生严重事故,重新组织施工的基坑工程;采用新技术、新工艺、新材料、新设备的一、二、级基坑工程;临近重要建筑和管线,以及地铁、隧道等破坏后果很严重的基坑工程。第21页/共12
7、3页基坑工程的现场监测方法:仪器监测巡视检查两者相结合第22页/共123页2.3.2基坑工程现场监测的对象1.支护结构 基坑围护桩顶水平位移、围护体深层水平位移、围护结构内力监测;2.周边环境监测 周边地表沉降监测、地下水位观测、周边地下管线监测、周边建筑变形观测;3.其他监测内容 坑底隆起及回弹监测、坑内坑外水位监测、土体分层沉降监测、孔隙水压力和土压力监测。其中支护结构及周边环境监测是核心。第23页/共123页 一级二级三级(坡)顶水平位移应测应测应测墙(坡)顶竖向位移应测应测应测围护墙深层水平位移应测应测宜测土体深层水平位移应测应测宜测墙(桩)体内力宜测可测可测支撑内力应测宜测可测立柱竖
8、向位移应测宜测可测锚杆、土钉拉力应测宜测可测2.3.3仪器监测基坑工程仪器监测项目应根据表2.1进行选择基坑类别监测项目表2.1仪器监测项目表第24页/共123页续表2.12.3.3仪器监测坑底隆起软土地区宜测可测可测其他地区可测可测可测土压力宜测可测可测孔隙水压力宜测可测可测地下水位应测应测宜测土层分层竖向位移宜测可测可测墙后地表竖向位移应测应测宜测周围建(构)筑物变形竖向位移应测应测应测倾斜应测宜测可测水平位移宜测可测可测裂缝应测应测应测周围地下管线变形应测应测应测基坑类别监测项目一级二级三级第25页/共123页2.3.4巡视检查基坑工程整个施工期内,每天均应有专人进行巡视检查。基坑工程巡
9、视检查应包括以下主要内容: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。第26页/共123页2.3.4巡视检查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。第27页/共123页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
10、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。2.3.4巡视检查第28页/共123页2.3.4巡视检查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。第29页/共123页2.4基坑监测点的布设基本要求:监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势,监测应布置在内力及变形关键特征点上,并应满足监控要求。第30页/共123页沿基坑周边布置,周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m,每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点
11、宜为共用点,监测点宜设置在围护墙顶或基坑坡顶上。2.4.1基坑及支护结构1.围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点布置:第31页/共123页2.4.1基坑及支护结构2.围护墙或土体深层水平位移监测点布置:围护墙或土体深层水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为2050m,每边监测点数目不应少于1个。第32页/共123页2.4.1基坑及支护结构3.围护墙内力监测点布置:应布置在受力、变形较大且有代表性的部位。监测点数量和水平间距视具体情况而定。竖直方向监测点应布置在弯矩极值处,竖向间距宜为2m4m。最后将钢筋计轴力转化为弯矩第33页/共123页2.4.
12、1基坑及支护结构4.支撑内力监测点布置符合下列要求:(1).监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上;(2).每层支撑的内力监测点不应少于3个,各层支撑的监测点位置宜在竖向保持一致;(3).钢支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3部位或支撑的端头;混凝土支撑的监测面宜选择在两支点间1/3部位,并避开节点位置;(4).每个监测点截面内传感器数量及布置应满足不同传感器测试要求;(5)根据不同的支撑形式选取选取合适的传感器类型。(应变式还是应力式?)第34页/共123页2.4.1基坑及支护结构5.立柱的竖向位移监测点布置符合下列要求:首先要了解基坑的变形特性,(空间上的变形特性、
13、支护结构的特点、地质条件的变化)宜布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上。监测点不应少于立柱总根数的5%,逆作法施工的基坑不应少于10%,且不应少于3根。立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立柱上,位置宜设在坑底以上各层立柱下部的13部位。第35页/共123页2.4.1基坑及支护结构6.锚杆的内力监测点布置符合下列要求:应选择在受力较大且有代表性的位置,基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总的l%3%,并不应少于3根。各层监测点位置在竖向上宜保持一致。每根杆体上的测试点宜设置在锚头附近和受力有代表性的位置。预应力锚杆或锚索采用
14、第36页/共123页2.4.1基坑及支护结构7.土钉的内力监测点布置符合下列要求:应选择在受力较大且有代表性的位置,基坑每边中部、角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。监测点数量和间距应视具体情况而定,各层测点位置宜在竖向保持一致。每根土钉杆体上的测试点应设置在受力有代表性的位置。第37页/共123页2.4.1基坑及支护结构8.坑底隆起监测点布置符合下列要求:(1).监测点宜按纵向或横向剖面布置,剖面宜选择在基坑的中央以及其他能反映变形特征的位置,剖面数量不应少于2个;(2).同一剖面上监测点横向间距宜为1030m,数量不应少于3个。第38页/共123页2.4.1基坑及支护结构9.围护墙侧向土
15、压力布置符合下列要求:(1).监测点应布置在受力、土质条件变化较大或其他有代表性的部位;(2).平面布置上基坑每边不宜少于2个监测点。竖向布置上监测点间距宜为2m5m,下部宜加密;(3).当按土层分布情况布设时,每层应至少布设1个测点,且宜布置在各层土的中部。第39页/共123页2.4.1基坑及支护结构10.地下水位监测点布置符合下列要求:(1)基坑内地下水位当采用深井降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位;当采用轻型井点、喷射井点降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处,监测点数量应视具体情况确定;(2)基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护
16、对象之问置,监测点间距宜为2050m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测,点;当有止水帷幕时,宜布置在止水帷幕的外侧约2m处;(3)水位观测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下35m。承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压含水层中;(4)回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。第40页/共123页2.4.2基坑周边环境从基坑边缘以外13倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象。必要时尚应扩大监测范围。第41页/共123页2.4.2基坑周边环境1.建筑竖向位移监测点布置应符合下列要求:(1)建筑四角、沿外墙每1015m处或每隔2-3根柱基上,且
17、每侧不少于3个监测点;(2)不同地基或基础的分界处;(3)不同结构的分界处;(4)变形缝、抗震缝或严重开裂处的两侧;(5)新、旧建筑或高、低建筑交接处的两侧;(6)高耸构筑物基础轴线的对称部位,每一构筑物不应少于4点。第42页/共123页2.4.2基坑周边环境2.建筑水平位移监测点布置应符合下列要求:应布置在建筑的外墙墙角、外墙中中间部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位,监测点间距视具体情况而定,一侧墙体的监测点不少于3点。(建筑物水平位移监测的较少)第43页/共123页2.4.2基坑周边环境3.建筑倾斜监测点布置应符合下列要求:(1).监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或
18、墙上;(2).监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设,上、下监测点应布置在同一竖直线上;第44页/共123页2.4.2基坑周边环境4.建筑裂缝、地表裂缝监测点布置应符合下列要求:应选择有代表性的裂缝进行布置,当原有裂缝增大或出现新裂缝时,应及时增设监控测点。对需要观测的裂缝,每条裂缝的监测点至少应设2个,且宜设置在裂缝的最宽处及裂缝末端。第45页/共123页2.5基坑监测方法技术2.5.1竖向位移监测1.监测项目地表,围护墙顶,坑内立柱,管线,建筑物,防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测垂直位移。2.监测设备水准仪,连通管(静力水准仪-测量相对变化),全站仪(三角高程,比较少)。水准仪第
19、46页/共123页2.5.1竖向位移监测3.原理方法水准路线的分类(1)附合水准路线:从一个已知高程的水准点(BM1)起,沿一条路线进行水准测量,以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程,最后连测到另一个已知高程的水准点(BM2),称为附合水准路线。如下图所示。第47页/共123页2.5.1竖向位移监测(2)支水准路线:从一个已知高程的水准点起,沿一条路线进行水准测量,以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程,最后不连测到任何已知高程的水准点称为支水准路线。为了对测量成果进行检核,并提高成果的精度,单一水准支线必须进行往返测量。第48页/共123页2.5.1竖向位移监测(3)闭合水准路线:
20、从一个已知高程的水准点(BM1)起,沿一条环形路线进行水准测量,测定沿线一些水准点或垂直位移监测点的高程,最后又回到水准点(BM1),称为闭合水准路线。如下图所示第49页/共123页2.5.1竖向位移监测(4)水准路线的拟定:日常监测中,应采用附合水准路线或闭合水准路线。在测量的布局上,由整体到局部;在测量的次序上,先控制后细部;在测量的精度上,从高级到低级。第50页/共123页2.5.1竖向位移监测4.水准测量误差及其消除(1)仪器和工具误差水准仪误差、水准尺误差(限制视距差是水准仪i角误差的有效措施)(2)观测误差水准管气泡居中误差、估读误差、水准尺倾斜误差(3)外界环境误差第51页/共1
21、23页2.5.1竖向位移监测4.水准测量误差及其消除(3)外界环境误差地球曲率影响(限制视距差);大气折光影响(视线与地面高度、观测时间);温度变化影响(高温遮伞);仪器和尺垫下沉影响(后、前、前、后观测方法;往返测取平均值)第52页/共123页竖向位移报警值累计值S(mm)S2020S4040S60S60变化速率vs(mm/d)vs22vs44vs6vs6监测点测站高差中误差0.150.30.51.55.竖向位移精度要求2.5.1竖向位移监测第53页/共123页2.5.2水平位移监测1.监测项目地表,围护墙顶,管线,建筑物,防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测水平位移的项目。2.监测
22、设备全站仪。全站仪第54页/共123页2.5.2水平位移监测3.原理方法(1)视准线法视准线法监测示意图A、B基坑两端的工作基点;a、b、c、d位移监测点第55页/共123页2.5.2水平位移监测3.原理方法(2)小角度法(用小角度法测量时角度不应超过30)小角度法监测示意图第56页/共123页2.5.2水平位移监测3.原理方法(3)前方交会法(可测定监测点任意方向的水平位移)(用交会法进行水平位移监测时,宜采用三点交会法;角交会法的交会角,应在60120之间,边交会法的交会角,宜在30150之间)第57页/共123页2.5.2水平位移监测3.原理方法(4)自由设站法(可测定监测点任意方向的水
23、平位移)是一种以角度与距离同时测量的极坐标法为基础,应用高精度全站仪在基坑附近一方便观测的位置设一观测站,随意设置测站点的坐标及任一个方向的方位角进行定向。第58页/共123页2.5.2水平位移监测3.原理方法(5)极坐标法(可测定监测点任意方向的水平位移)(本系统采用方法)通过极坐标法测量获得位移点在施工测量坐标系下的坐标值,将基坑边线划分为若干个直线段,计算测点到该直线段距离,通过方位比较角判断变形的方向。第59页/共123页4.水平位移测量误差及其消除(1).仪器对中误差(可采用观测墩来消除仪器对中误差)(2)目标偏心点误差(可采用强制对中方式来消除或减小偏心误差)(3)测量误差(多次观
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基坑 工程 监测 施工 技术讲座
限制150内