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1、淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 0 页 共 34 页1 绪论随着我国经济的发展，土地的价格也节节攀升，利用地下空间开挖基坑成为建筑商常用的提高土地利用率、增加经济效益的手段。虽然这种方法有很多的优点但是在基坑的施工过程中也会有一些问题出现。目前基坑工程一般集中在城市中，施工场地四周有大量建筑物和地下管线，基坑的开挖会导致各种不利于施工的结果，轻则土体形变重则基坑被破坏，施工进度完全停滞不前，甚至会发生安全事故。因为基坑支护结构设计处于半理论半经验的状态，土压的计算，土体的变形都没有成熟的计算方法，所以为保证基坑工程期内基坑支护结构和邻近建筑物的安全，积累工程经验和施工水平，基坑监测
2、是基坑工程中必不可少的一部分。2 工程概况2.1 测区地理位置靖江位于江苏省苏北平原南端，泰州市南部。其地理位置位于北纬 31563208，东经 1200112033之间，全市土地总面积 664.76 平方公里。靖江位于下苏北平原地带， 地势平坦， 南低北高，多在黄海高程 2.54.5 米。靖江地处亚热带湿润气候区，由于受季风环流势力的影响，具有明显的海洋性、季风性和过渡性气候特点，夏季炎热多雨，冬季冷寒少雨。年平均降雨量为1060.4 毫米，年平均气温为 15.5，年平均日照时数为 2044.1 小时，年平均湿度 82%。2.2 测区概况靖江新农村建设住宅区位于江苏省靖江市城北园区，东兴北路
3、以东，十圩港西路以西，纬五路以北，北二环以南，基坑北边分布几个小型厂区，总建筑面积约 93439.3，具体位置如图 2-1。场地位于软硬土交界处，土层分布欠均匀、稳定，基坑开挖区域土质以粉质粘土为主。浅部地下水水位较高。水量丰富，主要赋存于软土中，地下水主要补给来源为大气降水和附近河流，主要排泄渠道为东侧河流。场地地势平坦，交通便利。淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 1 页 共 34 页图 2-1 靖江新农村建设住宅区地理位置图2.3 基坑工程监测等级基坑工程安全等级、周围环境和地基复杂情况决定了基坑工程监测等级。本工程基坑开挖深度为 5.8 米，综合场地地质条件及基坑周边环境，本基
4、坑侧壁安全等级为三级，重要性系数为 1.0。本基坑安全等级为三级，基坑周围有周边小区自来水供水管，北侧还有厂区，所以环境等级定为为二级。基坑周围土性良好，也没有山坡和坑塘，水文地质条件相对简单，所以地基复杂程度为中等。综合考虑本基坑监测等级定为二级。2.4 基坑围护结构基坑施工，必须要有一定的围护结构用以挡土、挡水。基坑的围护结构不仅保护了地下施工的顺利进行还保护了地面建筑物和周围管线的安全，所以一个安全可靠的基坑围护结构十分重要。根据基坑周边地质条件和环境条件，本工程采用两级放坡、重力式挡墙、钻孔灌注桩支护。3 参考规范以及监测目的淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 2 页 共 34
5、 页3.1 参考规范(1)建筑基坑支护技术规程(JGJ/120-99)；(2)工程测量规范(GB50026-2007)；(3)国家一、二等水准测量规范(GB12897-2006)；(4)建筑变形测量规范(JGJ/8-2007)；(5) 常州市基础工程公司设计说明；(6) 基坑围护设计方案、地方现行的标准、规范和规程的有关规定和要求。3.2 监测目的基坑的施工过程是一个动态的过程，因此与之相关的基坑附近土地、建筑物形变等环境受影响状况也是一个动态过程。因此，在施工过程中，对基坑主体及周边环境进行三维空间全方位、全过程的监测。这样既能为工程的决策、修改和施工质量控制提供最新监测信息，又能通过监测数
6、据的分析为以后的施工积累经验。基坑监测的主要目的如下：（1）利用监测所掌握的信息来指导施工的进度，并能通过数据的反馈来了解基坑的设计强度，优化基坑设计，降低施工成本，提高安全级别。（2）方便了解施工场地附近环境在基坑开挖过程中受到的影响，以便做好防范措施，保障周围人民群众的财产和生命安全。 4 监测内容与点位布设4.1 监测内容依据一般基坑监测的经验并结合施工场地的实际情况，本次监测的内容如下：（1）围护墙（边坡）顶部水平位移监测；（2）围护墙（边坡）顶部垂直位移监测；（3）围护墙外侧土体深层水平位移监测；（4）基坑外围地下水水位监测；（5）邻近建筑物沉降监测；（6）邻近地下管线沉降监测。4.
7、2 点位布设 淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 3 页 共 34 页4.2.1 点位布设要求（1）监测点为保证观测准确性应该能从基准点观测到并能将工程最容易形变地点的变化状况监测并反应出来； （2）为保证监测数据的准确性应该在每条边上均布设监测点，监测点之间的间距不小于 30m；（3）应该能够反映变形规律，能够准确表现出变形曲线；（4）应该保证点位使用时不被遮挡，被破坏。 图 4-1 靖江新农村建设住宅区监测点位图4.2.2 围护墙（边坡）顶部水平位移和垂直位移监测点布设（1）为方便观测，水平位移监测点和垂直位移监测点一般为共用点。为保证精度，两个监测点的距离应该在 020m 之间，
8、且每侧边监测点不得少于 3 个；（2）两个支撑点之间必须布设监测点；（3）围护墙侧向变形(测斜)监测处容易变形也应该布设监测点。本次基坑监测共埋设 38 个监测点，其中基坑北侧布设 15 个监测点；东侧布设 6 个监测点；南侧布设 12 个监测点；西侧布设 5 个监测点。本次监测点沿基坑周边布设，所有易变形处均有布设点且基坑周边中部、阳角处均有监测点，布设方案符合监测点布设的基本原则。4.2.3 土体深层侧向变形（测斜）监测点布设淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 4 页 共 34 页（1）基坑周围如有比较重要的建筑物，将监测点布置在需要建筑物邻近土体中；（2）考虑到监测精度的问题，布
9、置在围护墙顶部水平位移监测点的间距宜为监测点布置间距的 12 倍；（3）监测点布置深度一般比围护墙（桩）埋深 510m。基坑共布设 3 个深层测斜孔均在基坑与工厂接触区域，极具代表性且间距合适测量方便。4.2.4 基坑外地下水水位监测监测点布设（1）监测点应该布置在地下管线相对密集处，并宜布置在止水帷幕外侧约2m 处；（2）监测点间间隔应在 2050m 之间，周围环境复杂的地点应该有适当的保护措施；（3）观测管一般埋置在深度为 68m 的土层中。本次坑外地下水位监测共布设在基坑四周 5 个水位监测孔，北侧 3 根与测斜孔同管，有助于提高观测精度，便于基坑建设时的实时监测。4.2.5 邻近建(构
10、)筑物垂直及水平向位移监测点布设从基坑边缘以外 13 倍开挖深度范围内需要保护的建（构）筑物、地下管线等均应作为监控对象。必要时，尚应扩大监控范围。建（构）筑物的竖向位移监测点布置要求： （1）在建筑物四角或者是建筑物伸缩缝上均该布设监测点，且建筑物墙体每边监测点个数不得少于 3；（2）不同地基的分界处；（3）建筑物变形缝或严重开裂处的两侧。在基坑周边建筑物上共布设了 16 个沉降监测点，测点之间距离合适，且互不影响，能够准确反映周边建筑物的沉降情况。4.2.6 邻近地下管线监测点布（1）为方便监测，垂直位移和水平位移监测点为共用点。两个监测点之间的距离在 1525m 之间最为合适；（2） 根
11、据测区内待测管线的综合情况确定监测点，最内侧和最外侧的管线上均要布设监测点；（3）管线监测点布置方案应征求有关管理部门的意见以免造成不必要的损失。在基坑周边管线上共布设了 6 个沉降监测点。均布设在东兴北路延伸处，该处管线密集分布有雨水、自来水、污水、通信电缆等，本次观测主要是对自来水管进行观测。淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 5 页 共 34 页本工程监测点布设依据新农村建设住宅区基坑设计图纸资料以及国家和地方相关规范，充分考虑到基坑施工的特点及地形、地质特点和测量方法的可行性，点的疏密程度既能较好反映基坑的变形情况，又能满足监测的精度要求和减少监测费用，该监测点布设方案是最佳布
12、设方案。4.3 使用仪器4.3.1 沉降监测 本设计采用二等水准测量，使用美国 Trimble DiNi03 电子水准仪以及配套的条形码铟钢尺，其准确读数为 0.1mm，可估读至 0.01mm，每公里往返高差数偶然中误差为0.3mm，完全满足本次沉降观测需要。4.3.2 水平位移监测本设计使用 Sokkia NET05X 全站仪，一测回水平方向标准差为 0.5；以索佳反射片为合作目标时，在 200m 的范围内提供亚毫米级（1mm+1ppm）的测量精度。4.3.3 深层土体位移监测本设计采用 CX-03 型测斜仪，测量范围：0 到50（与铅垂线的夹角）；精度:+4mm/15m，分辨率：0.02m
13、m/8。4.3.4 基坑外围地下水水位监测采用 SWJ-8090 型钢尺水位仪。最小读数:1mm 重复性误差: 5mm。所有使用仪器如下：表 4-1 使用仪器基本信息表序号仪器名称数量精度1Sokkia NET05X1 台1mm+1ppm、0.5“2Trimble DiNi031 台0.5mm3铟钢水准标尺2 把0.02mm4测斜仪1 台0.5mm5水位仪1 台5mm5 变形监测网的设计5.1 基准点布置 布置基准点的时候，必须要考虑基坑对周边地表图层的的荷载的影响，以下为基准点布置的一些基本要求。淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 6 页 共 34 页(1)控制网的起点应该放置在距离
14、变形区适当距离的位置。(2)图形结构尽可能简单方便计算精度。(3)在设计控制网的时候应该将其他所有测量方法的重复观测点考虑到，以便把其它方法所测到的相对位移转变为绝对位移。(4)选择合适的基准点方便设计多个网型，对比结果可以提高成果的可靠性。(5)使用其他方法例如正倒锤法、引张线法配合监测网获得更高精度。埋设方法见下图：图 5-1 沉降观测基准点布置图图 5-2 靖江新农村建设住宅区监测设计基准点布设图根据现场踏勘结合场地实际情况，基坑监测控制网为避免施工降水及机械干扰，布设在距基坑约 100 米以外的位置，共由 5 个点组成，分别按 J1J5 进淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 7
15、 页 共 34 页行编号。基准点布设图如图 5-2 所示。5.2 水平位移监测网的布设 5.2.1 基坑水平位移监测网GPS 网、导线网、边角网和视准轴线等形式是水平位移监测网最常用的布设形式。（1）基准带应当布设在变形较小外但又不宜离施工场地太远的地方且数量应大于等于 3 点。基准点选点时要注意该点的稳定性。（2）水平位移监测网应定期进行检测。每次变形监测时都应该将三个控制点联测，并选取稳定的点作为基准点。表 5-1 水平位移监测网观测主要技术要求变形测量等级平均边长（m）测角中误差（）测距中误差（mm）最弱内边长相对中误差适用范围一级2001.01.01：一级工程监测二级3001.53.0
16、1：二级或三级工程监测三级5002.5101：50000条件许可时三级工程监测5.2.2 控制网设计与选择由实地考察后，基坑附近有已知点 4 个，编号 P1P4。现由这四个已知点对基坑布设平面位移控制网。现提供两套布网方案，分别是导线网和三角网。分析两种网型可靠性。（1）三角网的主要技术要求各等级三角网主要技术应符合表 5-2 的规定：表 5-2 三角网的技术要求等级平均边长（km）测角中误差（）起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差二等91.01/1/三等51.81/（首级）1/（加密）1/80000四等22.51/（首级）1/80000（加密）1/45000一级小三角15.01/400001/20000淮海工学院二一五届本科毕业设计（论文） 第 8 页 共 34 页二级小三角0.510.01/200001/10000（2）导线和导线网的主要技术要求光电测距导线的主要技术应符合表 5-3 的要求：表 5-3 光电测距导线的技
