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1、都江堰市水街基坑施工期间基坑及6#楼、堤岸变形监测技术设计书都江堰市精益工程技术开发有限公司2011年01月18日目 录第一部分 概 况11.1 工程概况11.2 任务概况11.3 技术依据1第二部分 水平位移监测方案设计22.1 基准点与监测点的位置设计与埋设22.2 监测方法及其精度设计22.3 监测周期设计32.4 数据处理与成果提交3第三部分 沉降监测方案设计43.1 沉降监测的方法、仪器和工具43.2 基准点和监测点的位置设计与埋设43.3 观测路线设计43.4 沉降监测的观测精度设计53.5 沉降监测的观测周期设计63.6 沉降监测的数据获取与数据处理63.7 沉降监测应提交的资料
2、7第四部分 变形监测点布设示意图7都江堰市水街基坑施工期间基坑及6#楼、堤岸变形监测技术设计书第一部分 概 况1.1 工程概况该项目基坑开挖较深，并且开挖处距离水街已有建筑、走马河堤岸较近，有可能扰动基坑周围的地质结构，容易导致基坑周边的基坑墙体出现坍塌，从而影响施工安全，还有可能扰动紧邻基坑的建筑物出现变形。按照规定应对都江堰市水街基坑施工过程中基坑边缘的水平位移和沉降以及周边建筑物的沉降进行观测，从而对基坑以及基坑周边建筑物的安全做出判断，达到为施工决策服务和施工安全的目的。1.2 任务概况 都江堰市精益工程技术开发有限公司，拟对都江堰市水街基坑项目基坑开挖过程中，基坑边缘的水平位移、垂直
3、位移以及周边建筑物、构筑物基础沉降情况进行监测，以监视施工过程中基础变形的大小和规律，从而确保基坑和周边建筑物施工过程中的质量和安全，并验证有关设计参数。1.3 技术依据1.都江堰市水街总平面图.2011年1月；2.建筑变形测量规程JGJ 8-2007.（中华人民共和国行业标准）；3.工程测量规范GB50026-2007.（中华人民共和国国家标准）；4.国家一、二等水准测量规范GB/T12897-2006.（中华人民共和国国家标准）；第二部分 水平位移监测方案设计2.1 基准点与监测点的位置设计与埋设为监测都江堰市水街基坑边缘的水平位移，根据基坑周围的地形情况，拟在基坑附近稳定的地面上布设3个
4、基坑边缘水平位移监测的基准点，基准点采用常规刻有十字的地面测量标志。水平位移监测点直接布设在基坑周边抗滑桩外侧1m至2m的地方，拟在都江堰市水街基坑边缘布置16个基坑安全监测的监测点，监测点也采用常规地面测量标志，水平位移监测点点位布置及编号见后附图1所示。2.2 监测方法及其精度设计(1) 监测方法 基坑边缘的水平位移，拟采用双测站极坐标测量的方法进行监测。 测量时，采用标称精度不低于和(2mm+2ppm)的全站仪，分别在测站A()和B()向目标点P进行观测。则目标点P的双测站极坐标值可根据坐标正算得到第一个周期测量的坐标分别为： 取两测站坐标的平均值作为本周期目标点坐标测量的结果，即 (2
5、-2-1)第二周期测量时，可得到该目标点的第二周期观测坐标，则同一目标点的两周期坐标的差值和即为该目标点在这两周期观测期间的X和Y方向的水平位移值，即： (2-2-2)(2) 精度分析与精度设计 对坐标正算公式列全微分得： (2-2-3) 对式(2-2-3)按协方差传播律转化为中误差关系式并合成，可得目标点的点位中误差关系式为： (2-2-4)当时，式(2-2-4)转化为： (2-2-5)当，按全站仪的标称精度代入上式，可估算出目标点的点位中误差为1.76mm，考虑到水平位移为同一监测点的两周期坐标的差值，且X、Y方向按同精度算，则X、Y方向位移量的中误差将均是1.76mm，显然，这样高的精度
6、能满足基坑边缘水平位移监测的精度要求，因此基坑边缘水平位移监测的精度设计为测角精度不低于，测距精度不低于(2mm+2ppm)。2.3 监测周期设计 变形监测两个观测周期间的时间间隔，应根据变形量的大小、变形的速度和变形监测的目的进行设计，基坑边缘水平位移监测也不例外。在初期，由于不了解其是否有变形和变形的规律，可按较短的时间间隔进行监测；在后期，由于了解了其变形规律，可较好地确定周期间的时间间隔。由于该项目基坑为深挖基坑，为了确保基坑开挖的安全，计划在基坑和建筑物基础施工期间共观测十二个周期，每周观测一个周期。2.4 数据处理与成果提交每周期外业观测结束后，应及时对外业观测成果进行检核，并计算
7、出本周期监测各监测点的坐标，以及各监测点本周期观测坐标相对于上一周期观测坐标的相对变化量和各监测点本周期观测坐标相对于第一周期观测坐标的累计变化量，形成基坑边缘水平位移监测成果汇总表，最后根据多周期观测后汇总表中的相对变形量、累计变形量和变形速度，进行基坑边缘水平位移监测的稳定性分析。第三部分 沉降监测方案设计3.1 沉降监测的方法、仪器和工具根据规范，沉降监测应能监测出2mm以上的均匀沉降量和不均匀沉降量，为达到这样高的监测精度，根据目前的技术和手段，只有采用精密几何水准测量的方法，即用精密数字水准仪（DiNi12）及其配套的精密铟钢条码水准尺和标准尺垫、扶尺架等，按某一精度等级的水准测量施
8、测要求，以往返符合水准路线或闭合水准路线的形式，定期地从基准点对布设在基坑边缘以及周边建筑物上的监测点进行观测，则基坑边缘以及周边建筑物上不同周期监测点的高程变化量，反映了基坑施工对基坑边缘以及周边建筑物基础所引起的监测点的沉降量。3.2 基准点和监测点的位置设计与埋设对沉降监测基准点的位置和数量要求是：稳定，作为变形监测的基准点，一定要远离建筑物荷载的影响区域，具有一定的埋设深度且不易遭受破坏；联测方便；数量上至少有三个，以便通过基准点联测，监测和检验基准点稳定性。对基坑边缘以及周边建筑物沉降监测监测点的位置和数量要求是：监测点布设在被监测建筑物最能反映变形特征的位置上，为此在基坑四周建筑物
9、靠近基坑的墙面上应布点；点位应布设在便于观测、点位稳定和施工干扰小的地方；点的数量应能反映整个基坑施工对建筑物的影响情况，并满足变形分析需要。根据以上原则，拟在都江堰水街基坑边缘以及周边建筑物300米以外处选布3个基准点，按规定埋设不锈钢水准标志。拟在基坑周边的走马河堤岸上布设5个监测点，在基坑边缘均匀布设16个监测点，周边建筑物6#楼共布设17个监测点。沉降监测点点位布置及编号见后附图1至附图2所示。由于水街主体已经装修完好，若监测点采用不锈钢水准测量标志嵌入主体中，则会破坏水街现有景观，所以拟采用结构特征点作为6#楼沉降观测的监测点，而堤岸上和基坑边缘点位可采用深埋测量标志作为监测点使用。
10、3.3 观测路线设计基准点之间的水准联测，拟采用闭合水准路线的形式；监测点之间的水准观测，也拟采用闭合水准路线的形式，并至少应构成两个以上闭合环；而基准点与监测点之间的水准联测，拟采用往返附合水准路线的形式，之所以设计这样的水准观测路线，是因为闭合环或附合水准路线，都具有多余观测，有利于检测外业观测中的粗差和错误，提高外业观测数据采集的质量和可靠性，同时还有利于数据的严密平差和提高观测成果精度。3.4 沉降监测的观测精度设计为了能监测各基础较小的沉降量(2mm),并使外业观测达到设计的观测精度，根据下面的理论推导、有关规范规定和以往类似工作的经验，拟在基础沉降观测中采用国家二等水准测量的精度要
11、求和观测方法进行施测，这是因为:国家二等水准测量规范规定：数字水准仪同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差之差的限差，即两次读数所测高差的差应小于=0.7mm，取二倍中误差为容许误差，则基辅分划所测高差之差的中误差为： （3-4-1）而 （3-4-2）对式（3-4-2）运用误差传播定律，得： （3-4-3）由于使用同一台水准仪对水准尺进行观测，所以有： （3-4-4）根据式（3-4-3）和（3-4-4），可得基辅分划所测高差的中误差为： （3-4-5）有了基辅分划所测高差的中误差就可以计算出基辅分划所测高差中数的中误差，亦即每一测站所测高差的中误差： （3-4-6
12、）在该项目的沉降监测中，基准点到最远监测点（即最弱点）的测站数最多不超过n=10个（每站水准路线长度为50米，10个测站水准路线总长约500米），所以最弱监测点的高程中误差为： （3-4-7）由于监测点的相对沉降量为该点两周期观测高程值之差，所以最弱监测点相对沉降量中误差为： （3-4-8） 以上推导说明，按国家二等水准测量的观测精度要求，进行该项目的沉降监测，相对沉降量的测量中误差为0.8mm，取2倍中误差为极限误差，则该方法能监测1.6mm以上的监测点沉降量，这种监测精度显然能满足该项目的沉降监测目的，所以该项目的沉降监测，拟按国家二等水准测量的精度要求进行观测。二等水准测量外业观测中的主
13、要限差为：每测站视线长度小于50m，前后视距差小于1.0m，前后视距累计差小于3.0m；基辅分划读数的差小于0.5mm，基辅分划所测高差之差小于0.7mm；测段往返测高差不符值或闭合水准路线闭合差应小于mm（为测段或闭合路线长度，以km为单位）或小于 mm （为测段或闭合水准路线上的测站数）；由测段往返测高差较差计算的每km 水准测量高差中数的偶然中误差应小于1mm，由闭合环闭合差计算的每km水准测量高差中数的全中误差应小于2mm。3.5 沉降监测的观测周期设计基坑边缘以及周边建筑物沉降点沉降监测的观测周期，应根据基坑施工的进度和沉降量的大小决定。按规定，基坑边缘以及周边建筑的第一次观测应在抗
14、滑桩施工后基坑开挖前及时进行，以作为沉降量计算的相对基准；之后每周观测一次，直到基坑和基础施工结束；若跟踪观测数据证明基坑边缘或周边建筑物沉降已趋于稳定，则可停止观测；否则，应继续监测，直至下沉稳定为止。基准点也应每一周期复测一次，以监视基准点的稳定性。根据以上原则，又因为本项目为深挖基坑，所以基坑边缘以及周边建筑物、构筑物在基坑及都江堰水街基础施工期间(按照3个月计算)，应至少观测十二个周期，每周观测一次。3.6 沉降监测的数据获取与数据处理按照上面设计使用的仪器、观测的方法、精度和周期，定期地对监测点进行观测，以采集沉降监测的外业数据。外业观测时直接采用数字水准仪的内存实时地记录数据，之后在内业处理时通过专用通讯线，把数字水准仪的采集数据传递到台式计算机中，然后进行数据的内业处理。 对外业采集的数据，首先进行数据
