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1、基坑基坑监测监测案例案例 最好的结构物在线健康监测顾问 知物云 Savoir Cloud 一 综述 基坑工程监测是涉及基坑工程安全的关键环节 同时又是检验设计正确性和发展理论的 重要手段 近年来基坑工程事故频发 直接影响了工程施工安全 及周围建筑 道路 地下管线的 正常使用 甚至危及人民生命财产安全 在国家监测标准颁布之前 住建部公布的历年建设 工程重大安全事故中 基坑工程事故约占事故总数的三分之一 统计分析发现 这些事故无 一例外地与监测不力或险情预报不准确有关 由于地质 水文 荷载 施工条件以及外界其它各种因素的影响 现有的计算理论不能 全面 准确地反映工程的各种复杂变化 只有在施工过程中
2、进行综合 系统的现场监测 才 能对支护结构和周围土体的力学性质进行全面的了解 以确保工程的顺利进行 因此 建设一套行之有效的基坑健康监测系统显得尤为重要 一 基坑监测技术综述 基坑监测是指基坑开挖施工过程中 用科学仪器和手段对支护结构 周边环境的变形 应力以及地下水位的动态变化等进行综合观测 根据前一段施工期间监测到的岩土变位等各 种行为表现 与勘察 设计所预期的性状比较 对原设计成果进行评价 并判断施工方案的 合理性 同时通过反分析方法计算和修正岩土力学参数 预测下一段工程可能出现的新动态 优化设计 施工 对施工过程中可能出现的险情进行及时预报 当有异常情况时采取必要的 工程措施的过程 与传
3、统检测相比 在线监测具有以下优势 传统检测在线监测 稳定性恶劣天气条件下很难保证数据稳定不受天气影响实时监测 没有人工干预 连续性前后数据连续性及可比性差 前后数据连续 数据可视化 便于比较相关 性 智能性数据繁琐复杂 分析困难数据准确可靠 后台专家科学评估 经济性 多点监测需投入庞大的人力物力用 于采集数据 自动化采集 减少人员投入 效率性采集频繁 工作量大随时在线采集监测数据 高效便捷 安全性恶劣环境危及检测人员的安全无线网络信息化施工 安全可靠 延续性 运营期不允许监测人员进入地铁等 隧道基坑工作 不受影响 保持监测工作照常运行 三 知物云健康监测系统介绍 知物云在线安全监测系统是集结构
4、监测 数据分析和预警于一体的综合监测系统 对硬 件设备监测到的各种信息进行处理 发现危险信息实时警告 建立现场施工可视化平台 监 测数据处理与反馈平台 安全风险分析与专家评估决策平台和工程管理与监督平台 和传统健康监测系统相比 知物云的优势如下 1 知物云系统监测项目齐全 在基坑项目施工随着明挖 暗挖及隧道矿山法 盾构法施 工等施工工法的不同 需要监测的侧重点也有所不同 知物云系统基本能够覆盖基坑的所有 监测项目 2 知物云系统支持多终端查看 可通过互联网随时关注结构物状态 并通过邮件 短信 等方式及时告警 3 知物云系统有大量的项目接入经验 可兼容多厂家硬件 4 知物云系统运营抗变换性良好
5、系统 24 小时安全运营 数据连接稳定 已接入服务 器数据定时备份 主要监测内容 围护墙 或基坑边坡 顶部水平位移监测 围护墙 或基坑边坡 顶部竖向位移监测 深层水平位移监测 土压力监测 地下水位监测 柱竖向位移 支撑内力监测 锚杆内力监测 钉内力监测 坑底隆起 回弹 监测 孔隙水压力监测 倾斜监测 裂缝监测 土体分层竖向位移监测 周围地表竖向位移监测 周围建筑物竖向位移监测 周围管线及地下设施 视频监控 四 监测项目的背景介绍 4 1 地理环境介绍 该工程项目是一个大型运动场 基坑深 12m 建筑高 35m 总占地面积为 9018m2 该地区为某水系下游地区 本工程场地第四系覆盖层除表层杂填
6、土外 以下分布有海冲积向 淤泥 冲积成因的细砂 中粗砂和残积成因的粉质粘土 下伏基岩为白垩系上统碎屑岩类 地下水属空隙性潜水和基岩裂隙水 水位变化和水量与大气降水 潮水有直接的影响 因邻 近水系 孔隙性潜水与水位有直接的水力联系 地下水位受水位的升降影响 4 2 基坑情况介绍 该工程基础采用钢筋混凝土支撑结构 持力层为中风化岩层 场地东面数米范围内遍布 砖木结构的民居 要注意降低地下水位会对相邻建筑产生不良影响 在基坑支护方案中采用 地下连续墙加内支撑的方案 4 3 监测内容 基坑开挖面积大 开挖深度较深 监测项目在充分考虑工程及水文地质条件 基坑类别 支护结构的特点及变形控制要求的基础上来确
7、定 除了常规的通过目视及借助其他工具的巡 视检查外 主要仪器监测项目为 1 土体分层竖向位移监测 2 围护墙结构内力监测 3 土压力监测 4 地下水位监测 5 锚杆拉力监测 6 周围建筑物变形 参考规范 1 岩土工程勘察规范 GB 50021 2001 2 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2002 3 混凝土结构设计规范 GB 50010 2002 4 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 5 工程测量规范 GB50026 93 6 建筑物基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 五 本基坑的监测方案综述 由于本基坑东面数米范围内遍布砖木结构的民居 附近埋设很多管线 一旦基坑
8、支护结 构发生重大变形 将危及周边建筑及管线 后果不堪设想 因此变形监测的重点和难点为东 面水平位移 沉降 水位及深层位移观测 在此需加强观测 另外根据由于该工程靠近江边 水位的变化会引起土体和砂层的流动 引起支护结构的 变形 因此对该基坑水位的观测也是监测的重点 六 本基坑的监测方案详述 基坑开挖期间 需要根据大量的监测数据 利用理论和数值反分析工具预测预报下一步 开挖和降水引起的围护结构位移和变形及地面沉降的发展 随时掌握围护结构的位移和地面 沉降情况 及时预报施工中出现的问题 判断结构可能产生变位的原因 信息化指导施工 为有关单位研究对策和采取措施提供依据 防止过大变形和沉降的发生 确保
9、结构本身及周 安全隐患风险因素后果知物云应对措施 周边建筑 管线 受损 沉降量大 水平位移 深层位 移过大 影响附近居民生活 造 成经济损失 变形监测 支撑内力不足 锚杆拉力不足 施加的预应力 桩的承载力不 够 地基失稳 建筑物破坏 受力监测 应力监测 支护结构破坏 水位变化大 地下土体砂层流 动 基坑破坏 环境监测 应力应变 监测 围环境的安全 知物云系统具有监测因素集成化 数据远程传输 数据分析 实时预警 网络化功能 对保障基坑的安全起到了至关重要的作用 知物云监测系统包括环境监测 应力应变监测 变形监测 受力监测 实时视频监控等 内容 监测系统硬件布置图如下 6 1 土体分层竖向位移监测
10、 监测项目监测仪器布点方法 土体分层竖向位移测斜仪 土体分层竖向位移监测孔布置在应力 相对集中部位 同一监测孔的测点沿竖 向布置在各层土内 每 2m 内布置一个 监测点 6 2 支撑结构内力监测 监测项目监测仪器布点方法 支撑轴力表面式应变计 监测点设置在整个系统中起关键作用 的支撑点上 每道支撑的内力监测点为 3 个 各道支撑的监测点位置在竖向保 持一致 支撑的监测截面布置在支撑长 度的 1 3 部位 共 6 组 18 个监测点 6 3 土压力监测 监测项目监测仪器布点方法 土压力土压力盒 监测点布置在每个土层的中部 基坑每 边保证不少于 2 个测点 竖向测点间距 为 3m 到 1m 递减
11、6 4 地下水位监测 监测项目监测仪器布点方法 地下水位 坑外 水位计 监测点沿基坑和探测到的管线之间 布置 监测点间距为 50m 左右 6 5 锚杆拉力监测 监测项目监测仪器布点方法 锚杆拉力钢筋计 锚杆拉力监测点选在每边跨中部这个受力较 大位置 每组锚杆的拉力监测点数量为4个 在竖向上保持一致 设置在锚头位置 6 6 周围建筑物竖向位移 监测项目监测仪器布点方法 周围建筑物竖向位移压差式变形测量传感器建筑物四角 七 系统操作界面 7 1 土体分层竖向位移分析 趋势图展示了分布在 0 10m 深度内 6 个监测点的竖向位移情况 正方向为竖直向上 7 2 支护结构内力分析 支护结构内力可通过在
12、结构制作时预埋应变计进行量测 本支护结构为钢筋混凝土围护 墙支撑 采用表面式应变计进行量测 结构受压时为正值 该监测点轴力稳定在 295KN 左 右 7 3 土压力监测 围护墙内侧土压力采用埋入式土压力盒 该监测点范围 0 0031Mpa 0 0034Mpa 7 4 地下水位监测 地下水位监测点通过孔内设置仪器进行测量 该趋势图中水位数值相对稳定 初始阶段 稳定在 8m 受施工影响后水位降低 稳定在 8 2m 7 5 锚杆拉力监测 监测点在围护墙应力集中区域 为危险点 对杆件应力要求较高 杆件受拉时为 值 图中杆件应力变化范围在 95 59 103 55Mpa 之间 在设计允许范围内 7 6
13、周围建筑物竖向位移 图中显示位移测点在建筑物一角 位移在 20 51 8 62mm 间变化 最大位移在设计 允许范围内 大多监测点的位移变化主要受基坑开挖深度 地下水位浮动影响 无明显恶化 趋势 八 监测数据分析 知物云系统对监测的众多因素提供不同的报表模板 用户也可根据需要定制开发 公司提供专业的数据深度分析服务 可人工上传分析报告 九 安信卓越 北京安信卓越信息科技有限公司于 2015 年于北京成立 注册资 金 5000 万 是基于大数据 云计算和物联网技术的一家科技公司 公司致力于结构健康监测平台的研发与推广 目前已成功应用于 200 多个实际健康监测项目 知物云致力成为更多结构物的健康顾问 为行业发展贡献一份微 薄之力 公司发展历程 2012 年在行业内率先成立云计算服务中心 2013 年创造了首个结构物监测平台 满足了客户的个性化定 制需求 2014 年创造性的提出了全国首个结构物监测移动端查询系 统 2015 年融合大数据技术 系统升级为区域性结构健康监测平 台 服务能力持续提升 与此同时 成立北京安信卓越信息科技有限公司 在行业内普及 平台使用
