牛犇

一、工程概况

1、工程概况

本项目开挖基坑周长约为 710m，坑深约 13.6～20.7m，东侧紧邻兰州市北滨河路，西侧与兰州市次干路相依，场地南侧为已建成的污水处理厂，北侧为住宅小区，场地周边条件复杂，基坑侧壁安全等级为一级，安全风险高。

2、支护形式

本项目采用：围护桩+预应力锚索+喷锚的基坑支护形式。

二、监测的目的

基坑监测的目的主要是监控基坑开挖过程中造成的基坑支护结构本身变形及对周边重要的地下、地面建（构）筑物、重要管线、地面道路的影响：

（1）将监测数据与预测值相比较判断前一步施工参数是否符合预期要求，同时检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，以确定和优化下一步的施工参数，做到信息化施工。

（2）将监测结果用于反馈优化设计，为改进设计提供依据。基坑工程设计方案的定量化预测计算是否真正反映了工程实际情况，只有在方案实施过程中才能获得最终的答案，其中現场监测是确定上述数据的重要手段。由于各种场地地质条件不同、施工工艺不同和周边环境不同，设计计算中未曾计入的各种复杂因素，都可以通过对现场的监测结果进行分析、研究，加以局部的修改、补充和完善。

（3）为施工开展提供及时的反馈信息。通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，以及临近建筑物的变形情况，提供客观正确的数据，将监测数据与设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值，以确定优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，使得监测数据和成果成为现场施工工程技术人员判断工程是否安全的依据，成为工程决策机构的眼睛。

（4）基坑施工监测还起到检核和指导施工单位的基坑监测数据的作用，保证整个施工过程中的正常工作。

（5）通过对基坑和周边（构）建筑物等的监测，及时了解它们的现状和变形情况，根据现场监测数据与设计值进行比较，当达到或超过警戒变形值时及时报警，必要时采取有力措施确保基坑支护结构和周边重要建筑物的稳定与安全。

（6）积累工程经验、监测数据，为今后类似工程设计与施工提供参考数据，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。

（7）为业主提供及时信息，以便业主对整个项目进行科学化管理。

三、监测项目、频率

依据设计图纸文件见，确定本工程监测的主要项目、数量及监测频率，如下表。施工单位在基坑和使用期内，每天应进行巡视并做好记录，施工单位巡视频率为：基坑开挖至开挖完成后稳定前 1次/2天，基坑开挖完成稳定后至底板完成前 1次/3天。

监测报警值应由监测项目的累计变化量和变化速率共同控制;当监测数据达到报警值或变化速率加快应提高监测频率;当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测;基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。监测期应从基坑施工前开始，直至地下工程完成为止;观测数据出现异常，应及时分析原因，必要时进行重测。进行监测项目数据分析时，应结合其他相关项目的监测数据和自然环境、施工工况等情况，考量其发展趋势，并做出预报。

四、监测项目的实施

1、现场巡视检查

在对基坑支护工程施工实施监测过程中，主要的工作形式有安全监测、巡视、平行检验等，而巡视检查是最基本、最常用也是最为有效的手段之一。巡视就是施工监测人员对正在施工的部位现场巡视，安全检查，对自然条件、支护结构、施工工况、周边环境、监测设施在现场进行的定期或不定期的检查活动并对施工监测起监督检查。巡视检查工作及时、到位、认真，不仅能及时发现和解决问题，而且对安全监测、平行检验等起到重要的补充、完善、辅助作用，在取得第一手资料的同时，为监测数据变化的原因取得重要的依据。

巡视检查内容应包括：

（1）支护结构

1）支护结构成型质量;

2）止水设施有无开裂、渗漏;

3）桩后土体有无沉陷、裂缝及滑移;

4）基坑有无涌土、流砂、管涌。

（2）基坑周边环境

1）地下管道有无破损、泄露情况;

2）周边建筑物有无裂缝出现;

3）周边道路及地面有无裂缝、沉陷;

4）邻近基坑及建筑物的施工情况。

5）基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。

（3）监测设施

1）基准点、测点完好状况;

2）监测元件的完好及保护情况。

（4）其他巡视内容

根据设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容

2、维护桩顶水平位移及竖向位移监测

本项目使用天宝S9 HP全站仪，仪器可自动化监测支护顶垂直与水平位移。后视工作基点计算、坐标平差得出观测基点平面坐标（横纵轴沿基坑方向的相对坐标），用全站仪监测观测点的初始相对坐标（X0，Y0），其中X，Y方向为沿基坑两面增大方向，设为纵横轴。监测时仪器自动照准可减小照准误差。

位移计算：将每次测得的坐标（Xn，Yn）与初始坐标（X0，Y0）相减，既得观测点相对纵横轴的位移变化量，既X= Xn-X0，Y= Yn-Y0，观测点位移仅为面向基坑的一个方向，实际计算时位移值仅为横纵方向的一个变化量。首次初始数测量时应测三遍以上，当读数无明显变化时取其平均数作为初始读数。

3、沉降监测

参照二等水准测量规范要求，用电子水准仪引测基准点，在此基础上建立水准测量控制网，临时水准基点的高程与业主单位提供的绝对水准高程点进行联测，使测量数据具可追溯性，并保持每月进行复核测量。为确保测量的精度，整个沉降复核测量采用二等水准测量。测量时，固定仪器、固定人员、固定线路，按以下操作要求进行测量：

奇数站：后、前、前、后;

偶数站：前、后、后、前。

2、当线路距离过长，应分段进行测量，减少设站次数，保证监测精度，闭合水准测量按《建筑变形测量规范》JGJ 8-2016中二等沉降观测精度要求进行测量，各项技术要求见下表。

4、深层水平位移监测

（1）支护结构内测斜管的埋设步骤如下：

1）测管连接：将2m一节的测斜管用束节逐节连接在一起，接管时除外槽口对齐外，还要检查内槽口是否对齐。管与管连接时先在测斜管外侧涂上PVC胶水，然后将测斜管插入束节，在束节四个方向用自攻螺丝或铝铆钉紧固束节与测斜管。注意胶水不要涂得过多，以免挤入内槽口结硬后影响以后测量。自攻螺丝或铝铆钉位置要避开内槽口且不宜过长。

2）接头防水：在每个束节接头两端用防水胶布包扎，防止水泥浆从接头中渗入测斜管内。

3）内槽检验：在测斜管接长过程中，不断将测斜管穿入制作好的钢筋笼内，待接管结束，测斜管就位放置后，必须检查测斜管一对内槽是否垂直于钢筋笼面，测斜管上下槽口是否扭转。只有在测斜管内槽位置满足要求后方可封住测斜管下口。

4）测管固定：把测斜管绑扎在钢筋笼上。由于泥浆的浮力作用，测斜管的绑扎定位必须牢固可靠，以免浇筑混凝土时，发生上浮或侧向移动。

5）端口保护：在测斜管上端口，外套钢管或硬质PVC管，外套管长度应满足以后浮浆混凝土凿除后管子仍插入混凝土50 cm。

6）吊装下笼：绑扎在钢笼上的测斜管随钢笼一起放入地槽内，待钢笼就位后，在测斜管内注满清水，然后封上测斜管的上口。在钢笼起吊放入地槽过程中要有专人看护，以防测斜管意外受损。如遇钢笼入槽失败，应及时检查测斜管是否破损，必要时须重新安装。

7）冠梁施工：冠梁施工阶段是测斜管最容易受到损坏阶段，如果保护不当将前功尽弃。因此在凿除上部混凝土以及绑扎圈梁钢筋时，必须与施工单位协调好，派专人看护好测斜管，以防被破坏。同时应根据圈梁高度重新调整测斜管管口位置。一般需接长测斜管，此时除外槽对齐外，还要检查内槽是否对齐。

8）最后检验：在冠梁混凝土浇捣前，应对测斜管作一次检验，检验测斜管是否有滑槽和堵管现象，管长是否满足要求。如有堵管现象要做好记录，待冠梁混凝土浇好后及时进行疏通。如有滑槽现象，要判断是否在最后一次接管位置。如果是，要在冠梁混凝土浇捣前及时进行整改。

（2）观测方法

测斜观测分正测和反测，先进行正测，再进行反测。测量时，将测斜仪探头沿测斜管十字定向槽放至测斜管底5～10分钟，待探头接近管内温度后，从底至顶每0.5m测一次数值，得到每0.5m的偏斜量。基坑开挖过程中测量值与初值比较的差值即是每0.5m由于开挖引起的位移量。

测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。

5、锚索轴力监测

（1）使用振弦式传感器，频率仪测定的参数为轴力计的自振频率。锚索轴力计应安装在锚固垫座上，锚索从测力筒中心穿过，轴力计置于钢垫座和工作台之间。

（2）锚索轴力计安装定位后第一时间测量仪器初值根据仪器编号做好记录并存档，严格注意保护好仪器的引出电缆。

（3）由于频率仪在测试时会发出很高的 脈冲电流，所以在测试时操作者必须使测试接头保持干燥，并使接头处的两根导线相互分开，不要有任何接触，不然会影响测试结果。

6、水位监测

（1）水位点布设

水位点采用降水井量取水位。

（2）测量方法

打开降水井顶盖，松开水位计电缆线盘，使传感器和电缆线沿着水位管往下滑至某固定深度，用连接线把水位计电缆线和读数仪连接起来，打开电源，选择水位测量，等读数仪读数稳定后测存读数，以后每次测量时，都把传感器放至该深度。

五、数据整理与分析

监测数据一般是随时间和空间变化的，一般称为时间效应和空间效应。及时地用变化曲线关系图表示出来，使监测成果“形象化”，以便及时发现问题和分析问题。

明挖基坑施工期间一般绘制监测数据随时间变化的规律曲线——时态曲线（或散点图），并在时态曲线图上注明关键施工工序等，以便对工程结构的变形、受力状态进行分析，指导设计和施工。

现场量测过程中按照要求做好巡视记录并及时整理分析量测数据，绘制的时态曲线如下：

（1）绘制监测变量累计值（P）——时间（t）的时态关系曲线;

（2）绘制监测变量变化速度（△P）——时间（t）的时态关系曲线。

六、监测预警管理

为加强施工过程中安全风险的监控、反馈和管理，施工过程中工程风险安全状态的预警分为监测预警、巡视预警和综合预警三类。

1、监测预警

根据设计单位提出的监控量测控制指标，将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级：黄色监测预警、橙色监测预警和红色监测预警。

（1）黄色监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值的70%时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85%时;

（2）橙色监测预警：“双控”指标均超过监控量测控制值的85%时，或双控指标之一超过监控量测控制值时;

（3）红色监测预警：“双控”指标均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长时。

2、巡视预警

施工过程中通过巡视，发现安全隐患或不安全状态而进行的预警。按严重程度由小到大分为三级：黄色巡视预警、橙色巡视预警和红色巡视预警。施工过程中当判断可能出现预警状态时，在信息报送的同时，应及时组织分析，加强监测、巡视，进行先期风险处置。当发生施工突发风险事件时，及时启动相应的应急预案。

3、综合预警

施工过程中根据现场参与各方的监测、巡视信息，并通过核查、综合分析和专家论证等，及时综合判定出工程风险不安全状态而进行的预警。综合预警分级按严重程度由小到大分为三级：黄色综合预警、橙色综合预警和红色综合预警。

七、监测信息反馈

根据监测数据分析成果及时进行监控量测信息反馈，对工程结构、周边环境的安全状态进行合理、科学评价，并提出相应的工程对策与建议。

施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析：

实时分析：每天根据监测数据及时进行分析，发现工程结构、周边环境等变形、受力异常应分析原因并提交《工程险情预警报告》或《工程监控信息卡》;第一时间告知各参建单位相关监测信息，为施工决策和方案优化提供科学依据;

阶段分析：按阶段（本工程按日、周、月计）总结监控量测数据的变化规律，对基坑支护结构状态进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。

监测技术成果报告主要有：工程险情预警报告（含联系单）、日报、周报、月报。各类技术报告的详细情况如下：

1、险情预警报告

反馈时间视工程险情情况。具体内容如下：

（1）现场施工概况;

（2）异常监测值：监测变量的变化速率、累计值、变化趋势等，按照监测管理等级指标进行工程险情预警;

（3）出现异常监测值的原因分析;

（4）主要结论和施工建议等。

2、日报

每日现场监测工作结束后完成当日监测报表的编制、内审工作，并将电子文档报送监理单位审查，第二天上午将纸质文档报送上报监理单位。具体内容如下：

（1）本日现场施工概况及现场巡视记录汇总;

（2）本日各监测项目的量测数据分析成果：监测变量的增量、变化速率、累计值等，并与监测预警指标比对，确定是否有超过监测预警指标的监测点;

（3）对本日各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议。

3、周报

每周将周报提交各有关参建单位。具体内容如下：

（1）本周现场施工概况、本周现场巡视记录汇总;

（2）本周各监测项目的量测数据分析成果：监测变量的增量、变化速率、累计值等，并与监测预警指标比对，确定是否有超过监测预警指标的监测点;

（3）对本周各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议;

（4）根据本周监测成果和现场施工实际情况，作出相应的预测分析。

4、月报

每月定时提交月报给相关参建单位。具体内容如下：

（1）监测项目及测点布置图;

（2）本月现场施工概况;

（3）本月现场巡视记录汇总;

（4）各监测变量的时态曲线（包含速率时态曲线和累计值時态曲线）;

（5）对本月各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议;

（6）根据本月监测成果和现场施工实际情况，作出相应的预测分析。

八、监测技术管理措施和质量控制措施

（1）实行岗位负责制：监测项目组成员服从统一调配，并在日常监测工作中严格按监测方案的要求实施作业，并经常保持与建设单位、监理单位及第三方监测单位的联系，及时了解场地情况，安排与落实监测工作的步骤，配合监测工作的顺利进行。

（2）监测过程的质量控制：作业人员应严格按方案要求及相应规范进行作业，发现超出允许误差时应及时进行复测，超出预警值时及时反馈并加强监测。

（3）文件与资料的管理：监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。