小区挡土墙监测方案.docx
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小区挡土墙监测方案
娄底市房地产管理局洪源经济适用房小区
南侧挡土墙监测方案
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：
湖南省工程勘察院
二0一五年六月
附图
娄底市房地产管理局洪源经济适用房小区南侧挡土墙监测点平面布置图
娄底市房地产管理局洪源经济适用房小区
南侧挡土墙监测方案
1前言
1.1任务由来
娄底市房地产管理局洪源经济适用房小区位于长宁街以北，挡土墙位于小区南门东侧，场地整平开挖至设计地坪标高后，地形上呈台阶状，以桩板墙进行支挡。
现桩板墙外侧土体因城市道路修建需要开挖土体，为了保证小区居民的生命和财产安全，娄底市房产局（以下简称业主）拟对小区内该挡土墙在外侧土体开挖施工期间和竣工后进行变形监测，我院为此制定了洪源经济适用房小区南侧挡土墙变形监测方案。
1.2工程概况
娄底市房地产管理局洪源经济适用房小区竣工于2013年，31#楼和32#楼为桩基础。
南侧挡土墙位于小区31#楼和32#楼南侧，采用双排桩进行支护，监测段桩板墙长度约145m，墙外侧土体开挖至道路设计标高后墙高7～8.8m，现桩板墙悬臂段约3.0～4.0m，支挡结构物距离31#楼和32#楼南侧外墙约7m，挡土墙的稳定影响该两栋建筑物的使用。
根据设计资料显示，桩板墙采用双排桩，纵向桩间距为3.1～4.0m，横向桩间距为3m，桩径为1m，嵌固深度大于10m，其中硬塑粉质粘土大于8m，石灰岩不小于2m。
纵向桩通过冠梁和3道腰梁连接，横向桩通过连梁连接，根据土体开挖进度，现支护桩、冠梁及一道腰梁施工完毕，外侧土体还需开挖约5m，开挖边界紧邻桩板墙。
1.3监测目的和任务
1.3.1监测目的
利用巡视和仪器观测等方法，对拟监测挡土墙位移、倾斜和墙顶建筑物沉降进行观测，通过对监测数据的研究和分析，预测和预报挡土墙的变形状况，及时采取有效的措施，尽量避免和减小灾害损失，保证小区居民的生命和财产安全。
1.3.2监测任务
（1）通过对挡土墙墙顶水平位移和垂直位移及倾斜监测、墙顶建筑物水平位移和垂直位移监测、地面裂缝监测及挡板的巡查将观测数据进行统计分析，掌握挡土墙的实际情况，为判断其安全性提供必要信息；
（2）按《建筑变形监测规程》、《工程测量规范》和《建筑基坑工程监测技术规范》对挡墙的稳定性做出定性和定量分析，并判断其稳定性，以确保挡墙的安全使用；
（3）对挡土墙的监测过程分为两个阶段，第一个阶段为墙外土体开挖阶段，第二个阶段为土体开挖完成后挡墙使用阶段，在监测过程中如发现异常现象，及时向业主和设计单位报告，以便采取有效措施，避免发生安全事故；
（4）为挡土墙外侧土体开挖和挡土墙的维护管理提出相关意见。
1.4编制依据
（1）《工程测量规范》（GB50026-2007）；
（2）《岩土工程监测规范》（YS5229-96）；
（3）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
（4）《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）；
（5）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
（6）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；
（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
（8）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；
（9）业主及设计方提供的相关资料。
2场地工程地质条件
2.1地形地貌
洪源经济适用房小区属剥蚀、溶蚀丘陵地貌单元，原始地形大部分处于山谷。
现挡土墙墙后已回填至标高145.0m。
2.2地层岩性
根据区域地质资料、现场调查及勘察报告等相关资料，挡土墙区域主要分布地层有第四系全新统杂填土层和残坡积粉质粘土层，石炭系石灰岩。
各岩土层特征分述如下：
（1）杂填土（Q4ml）：
黄色，松散，欠固结，土质不均匀，主要为砖块、块石组成，含少量粉质粘土。
挡土墙区均有分布，厚度为5.0～9.7m，为场地回填整平和挡土墙施工开挖堆填而成，由于结构松散有利于地表水的下渗，不利于挡土墙的稳定，同时加快填土的自重固结，引起地面沉降。
（2）粉质粘土（Q4el）：
浅黄色，硬塑状，含黑色铁锰质氧化物及棱角状碎石，粒径2~15mm，中等压缩性，干强度高，韧性中等，切面稍光滑—光滑，层厚3.3～10.5m。
场地均有分布。
（3）粉质粘土（Q4el）：
浅黄色，可—软塑状，含黑色铁锰质氧化物及棱角状碎石，粒径2~15mm，中等压缩性，干强度中，韧性中等，切面稍光滑—光滑，层厚0.6～3.0m。
场地均有分布。
（4）石灰岩（C）：
灰白色，微风化，隐晶质结构，厚层状构造，节理裂隙较发育，多呈闭合状，多被方解石脉充填，呈不规则网状穿插于岩石中，岩芯较完整，局部溶洞发育。
3监测项目及内容
3.1监测项目
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）及业主要求，本次监测主要的监测项目为挡土墙顶水平位移、垂直位移和倾斜、挡土墙后建（构）筑物垂直位移、水平位移和地面裂缝。
3.2监测内容
（1）挡土墙顶水平和垂直位移监测
位移监测点布置在挡土墙顶部或预估挡土墙最大变形处，利用场地稳定区域设置的基准点，采用全站仪和水准仪对监测点进行测量，通过对监测数据进行统计分析，判断挡土墙是否出现变形或变形的发展趋势。
（2）挡土墙倾斜监测
监测点布置在紧邻支护桩的冠梁及腰梁上，上下监测点应在同一竖轴线上，利用场地稳定区域设置的基准点，采用经纬仪投点法对监测点进行测量，通过对监测数据进行统计分析，判断挡土墙是否出现倾斜。
（3）挡土墙后建（构）筑物水平和垂直位移监测
监测点布置在挡墙墙后31#楼和32#楼的墙角和墙面上，利用场地基准点，采用全站仪和水准仪对监测点进行测量，通过对监测数据进行统计分析建筑物的沉降和水平位移，根据监测数据，做到提前预报。
（4）地面裂缝监测
对挡土墙墙后3H（墙高）范围内进行巡视，对已有裂缝采用两侧贴石膏饼、画平行线用游标卡尺直接测量，在监测期间如墙后已有裂缝变形宽度超过预警值或出现新裂缝，立即采取有效的监测措施，以观测裂缝张开或闭合等变化。
4监测精度要求及方法
4.1监测精度要求
4.1.1水平位移监测精度要求
根据挡土墙的现场实际情况，墙顶水平位移监测采用距离视准线法或小角度，监测精度满足《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）及《工程测量规范》（GB50026-2007）二级变形测量的技术要求。
监测精度要求见表4.1-1所示：
监测精度要求 表4.1-1
设计控制值
（mm）
水平位移监测
观测点坐标中误差（mm）
≤30
≤1.5
平面基准点和工作基点应形成统一的平面控制网，监测方法按照二级边角网的技术要求进行。
平面控制网的技术要求见4.1-2所示：
平面控制网技术要求 表4.1-2
平均边长
（m）
角度中误差
（"）
边长中误差
（mm）
最弱边边长
相对中误差
300
±1.5
±3.0
1：
100000
平面控制网拟采用边角网，通过监测所有的边长和水平角度，按照严密平差方法计算各控制点的坐标。
边长监测采用往返监测，每条边监测8个测回，每个测回读四次读数，并进行温度和气压改正。
水平角度监测采用方向法，每个水平角监测9个测回，其精度要求和各项限差见表4.1-3所示：
方向监测法限差（"） 表4.1-3
仪器类型
两次照准目标
读数差
半测回
归零差
一测回内
2C互差
同一方向值
各测回互差
DJ1（TC702）
4
5
9
5
距离测量的技术要求按照4.1-4所示：
全站仪测距离技术要求 表4.1-4
级别
仪器精度等级（mm）
每边监测数
一测回读数间较差限差（mm）
单程测回间较差限差（mm）
气象数据测定的最小读数
往返较差（mm）
往
返
温度
（ºC）
气压
（Pa）
二级
≤5
2
2
5.0
7.0
0.2
50
≤2（a+b×D）
注：
a、b分别为相应等级所使用仪器标称的固定误差和比例误差系数，D为测量斜距（km）。
4.1.2竖向位移监测精度要求
竖向位移监测点的精度要求及监测方法，如表4.1-5所示：
竖向监测点的精度要求表4.1-5
竖向位移报警值（mm）
竖直位移监测
观测点测站高差中误差（mm）
≤20
≤0.3
竖向位移监测的方法按国家二等水准测量要求进行，国家二等水准测量的主要技术要求如表4.1-6所示：
二等水准测量的主要技术要求表4.1-6
等级
视线长度（m）
前后视距差（m）
前后视距累积差（m）
视线离地面最低高度（m）
K+黑-红读数之差（mm）
K+黑-红所测高差较差（mm）
二等
50
1
3
0.50
0.5
0.70
4.1.3支护结构倾斜监测精度要求
根据挡土墙的现场实际情况，支护结构倾斜监测采用经纬仪投点法，监测精度满足《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）及《工程测量规范》（GB50026-2007）二级变形测量的技术要求。
监测精度要求见表4.1-7所示：
倾斜监测精度指标 表4.1-7
测量级别
倾斜监测
观测点的点位中误差（mm）
二级
±3.0
4.1.4裂缝监测精度要求不宜低于0.1mm，长度和深度监测精度要求不宜低于1.0mm。
4.1.5在测量过程中固定观测人员和仪器，测量成果必须严密平差。
4.2监测方法及成果计算
4.2.1水平位移
水平位移测量按小角度法进行观测。
在平行与挡土墙延长线上的平面控制点设工作站，取远方50米外位置稳定、成象清晰的永久性目标作固定后视方向分别测出各监测点相对后视的夹角，每次四测回取平均值A。
光电测距量出测站至监测点边长S。
同一测点相邻两次测角差dA=Ai-Ai-1，从而计算出该测点本次位移量，第一次位移量累加至当次本次位移量即为该测点累计位移量。
计算公式如下：
式中：
dSi——本次位移量（mm）；
dAi——本次角度变化量（°）；
ß——常数ß=206265；
DS——累计位移量（mm）。
4.2.2竖直位移及建筑物沉降
监测点的测量：
边坡顶沉降测量采用精密水准仪，按国家二等水准要求观测。
以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。
同一测点相邻两次标高差即为本次该测点沉降量，第一次沉降量累加至当次本次沉降量即为该测点累计沉降量。
计算公式如下：
式中：
dhi——本次沉降量（mm）；
hi——本次标高（m）；
hi-1——上次标高（m）；
Dh——本次累计沉降量（mm）。
4.2.3巡视检查
在挡土墙墙外侧土体开挖期间，每天均应有专人进行巡视检查。
巡视检查记录应及时整理，并与仪器监测数据综合分析。
5监测基准点和监测点的布设及保护
5.1监测基准点、工作基点的布设
监测控制网主要用于各监测点的水平位移及竖直位移监测、支护结构倾斜和墙顶建筑物沉降方面的监测，采用GPS布设，共分两部分：
（1）平面控制网：
主要用于各水平位移监测项目平面控制基准。
计划布设平面控制基准点1组共2个，编号为G01~G02，控制区域为整个监测区，为使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布，网形为闭合导线网，考虑到施工过程可能影响视线畅通，另布设1组工作基点，共2个，编号J01~J02。
点位设在稳定、安全的地方。
（2）水准控制网：
用于挡墙竖向位移和墙顶建筑物沉降监测项目的高程控制基准。
计划布置水准控制点1组共3个，编号H01~H03，由于场地为建筑区，通视条件较差，因此水准控制点布设呈直线型，可与平面控制点形成闭合环。
5.2监测点的布设
（1）挡墙位移监测点布置
根据业主、设计要求及实地情况，为充分监测挡土墙变形情况，位移监测点拟布置在挡土墙墙顶，监测点间距为15m，共布置监测点11个，编号A1~A11。
（2）建筑物沉降及水平位移监测点布置
根据设计要求及《建筑基坑工程监测技术规范》要求，基坑边缘以外1~3倍基坑开挖深度范围内需要保护的环境应作为监测对象，建筑物四角、沿外墙每10~15m设置一个监测点，主要对临近建筑物31#楼、32#楼四角和外墙进行监测，因此监测点布置于该2栋建筑物四角和外墙处，共布置监测点16个，编号B1~B16。
（3）支护结构倾斜监测点布置
监测点布置在紧邻支护桩的冠梁及腰梁上，上下监测点应在同一竖轴线上，上下两个监测点为一组，按20~30m的间距布设，共布置监测点6组，编号C1~C6。
5.3基准点和监测点的保护
根据相关规范、条文及本工程的各项要求，结合该支护工程的实际情况，测点须设置在醒目位置，附近不得堆载建筑材料，测点设置混凝土墩保护。
对于基准点，随时注意周边动态，对即将破坏的的基准点，在破坏之前将其引测到破坏区之外稳固处，并与原观测坐标系和高程系联测，以保证变形监测点观测的连续性。
5.4基准点及监测点的埋设
5.4.1基准点的埋设
基准点标石埋设采用水泥砂浆现场浇固有“十”字中心的钢筋，岩体或水泥路面上凿孔深度不小于10cm，建筑物顶上凿孔深度不小于5cm，埋好后，标志顶部露出地面或建筑物顶上5cm。
详见图5.4-1。
图5.4-1基准点埋设示意图
5.4.2位移、倾斜监测点的埋设
墙顶位移及支护结构倾斜监测点埋设采用水泥砂浆现场浇固有“十”字中心的钢筋，挡墙墙顶凿孔深度不小于20cm，标志顶部漏出挡墙顶面不小于5cm。
详见图5.4-2。
图5.4-2监测点埋设示意图
5.4.3建筑物沉降监测点埋设
在拟进行观测建筑物外墙拐角点距离室外地坪高0.3m处设置钢钉或钢板标志，钢钉打人墙面深度不小于5cm，标志顶部露出墙面不小于3cm，在观测标志处倒三角形红色油漆标示。
详见图5.4-3。
图5.4-3建筑物沉降观测点埋设示意图
6监测周期及频率
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）、《建筑工程边坡技术规范》（GB50330-2013）及《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定及设计要求，土方开挖期间每天监测一次，浇筑底板后，三天一次，位移趋于稳定后7天监测一次，支护工程竣工后的监测时间不宜少于2年。
预计土方开挖时间为1个月。
正常情况下，按预定频率监测，当本次变化量或累计变化量超过警戒值时，监测频率适当加密。
按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）监测频率见表6-1。
监测频率表6-1
基坑类别
施工进展
基坑设计开挖深度
5~10m
一级
开挖深度（m）
≤5
1次/2天
5~10
1次/1天
底板浇筑后时间（d）
≤7
1次/1天
7~14
1次/2天
14~28
1次/3天
＞28
1次/5天
当出现下列情况之一时，应提高监测频率：
（1）监测数据接近报警值时，观察频率为每天一次；
（2）监测数据变化较大或者速率加快；
（3）挡土墙出现开裂；
（4）周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；
（5）邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；
（6）出现其他影响支护边坡及周边环境安全的异常情况，如连续强降雨及周边大面积开挖或回填施工。
7监测项目报警值
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）规定，支护结构在监测期间累计位移超过控制值的80%，昼夜位移速率超过2~3mm/d及下表所列情况时应及时报警，并采取相应的应急措施。
根据拟监测项目的性质及现状，支护结构监测项目报警值见表7-1，周边环境监测报警值见表7-2。
支护结构监测报警值表7-1
序号
监测
项目
支护结构类型
基坑类别
一级
累计值
变化
速率/mm·d-1
绝对值/mm
相对基坑深度（h）控制值
1
围护墙（边坡）顶部水平位移
灌注桩
25~30
0.2%~0.3%
2~3
2
围护墙（边坡）顶部竖向位移
灌注桩
10~20
0.1%~0.2%
2~3
注：
1.当监测项目的变化速率达到表中规定值或连续3天超过该值的70%，应报警；
2.支护结构倾斜度累计值达到2/1000或倾斜速度连续3d大于0.0001H/d（H为支护结构高度）时应报警。
周边环境监测报警值表7-2
项目
监测对象
累计值/mm
变化速率/mm·d-1
备注
1
邻近建筑位移
10~60
1~3
-
2
裂缝宽度
建筑
1.5~3
持续发展
-
地表
10~15
持续发展
-
8监测数据处理及信息反馈
（1）监测数据外业采集完成后，用计算机按相关规范软件及时进行数据处理。
（2）数据处理完成后，形成监测报表；内容包括对应的施工工况、各监测点的日变形量、累计变形量、变形曲线图等基本要素。
（3）正常情况下当日报表一般在第二天上午提交给委托单位。
出现险情时，及时提供监测速报。
（4）监测阶段性报告根据进度一般每月提交一次。
（5）全部工程结束后，提交监测总结报告。
（6）当日报表内容：
①当日的天气情况和施工现场的工况；
②仪器监测项目各监测点的本次测试值、单次变化值、变化速率以及累计值等；
③对监测项目应有正常或异常的判断性结论；
④对达到或超过监测报警值的监测点应有报警标示，并有分析和建议；
⑤其他相关说明。
（7）阶段性报告内容：
①该监测阶段相应的工程、气象及周边环境概况；
②该监测阶段的监测项目及测点的布置图；
③各项监测数据的整理、统计及监测成果的过程曲线；
④各监测项目监测值的变化分析、评价及发展预测；
⑤相关的设计和施工建议。
（7）监测周期结束后提交本工程监测总结报告，内容如下：
①工程概况；
②监测依据；
③监测项目和要求；
④监测仪器的型号、规格和标定资料；
⑤测点布置图、监测指标时程曲线图；
⑥监测数据整理、分析和监测结果评述。
9监测人员的配备
本工程的监测工作实行专业人员负责制，在监测期间全面负责监测工作，保持与业主紧密联系；对质量进行全过程监控。
测量工作时，定人定仪器进行测量，以减小人为的误差。
监测管理人员结构图
监测管理人员配置详见表9-1。
监测人员配置一览表表9-1
姓名
职称（职务）
本项目拟定职务
备注
肖锋
高级工程师
项目负责
统筹协调
陈永军
高级工程师
注册岩土工程师
技术负责人
技术管理，监测数据审核。
陈建霞
高级工程师
注册岩土工程师
审核
报告审核，监测数据审核。
王雄先
工程师
现场监测
现场测量，监测分析。
黄耀
工程师
现场监测
现场测量，司尺，记录。
陈常飞
工程师
现场监测
现场测量，司尺，记录
10监测仪器设备及检定要求
本次监测拟投入的监测设备间表10-1。
在监测过程中加强对监测仪器设备的维护保养、定期检测以及监测元件的检查；加强对监测仪器的保护，防止损坏。
设备配置一览表表10-1
名称
型号
单位
数量
备注
GPS
南方NetS8+C
台/套
1
完好
自动安平水准仪
DS32
台/套
1
完好
三鼎光电全站仪
STS-752L
台/套
1
完好
经纬仪
EF-02
台/套
1
完好
钢卷尺
/
套
1
完好
游标卡尺
530-335
套
1
完好
11作业安全及其他管理制度
11.1作业安全
（1）在围墙外道路上进行道路和周边建筑物变形监测时必须注意来往车辆；
（2）在墙顶内进行监测时必须带安全帽、系安全带；
（3）墙顶进行监测时，必须有一人在旁进行看护。
11.2质量保证措施
为保证监测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：
（1）进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，让每个监测人员了解项目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按监测施工方案执行；
（2）监测项目组应与业主密切配合工作，及时向业主报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录；
（3）加强测点的保护工作，测点周围设置明显标志并进行编号，严防施工时损坏；
（4）监测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性；
（5）监测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理；
（6）监测设备在使用前均应经过检校，合格后方可使用；
（7）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则；
（8）监测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报；
（9）外业监测资料在内业计算前均要进行检查与复检，在保证采集数据正确的前提下方可进行计算；
（10）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。
11.3注意事项及应急制度
本监测工作中需注意的有关事项
1、除进行常规的监测外，还需进行现场巡视，加强对地面裂缝进行观测等。
2、工程施工过程中，可能出现一些异常情况，应采取相应的应急措施。
（1）雨季：
加强挡土墙监测和巡视，必要时增加监测频率。
（2）地面裂缝：
加强对挡土墙顶部进行巡视，如出现新裂缝，立即上报相关单位，并采取有效措施。
（3）监测数据持续报警：
加强监测频率，出现异常时及时通知相关单位。
12挡土墙变形监测工作费用预算
本次监测产生费用按《工程勘察设计收费标准》（2002版）表4.2-3进行计费，所产生费用见下表：
工程监测项目费用预算表
序号
项目
单位
数量
综合单价（元）
总价
（元）
备注
1
监测基准网垂直位移
点
7
2253
15771
2
监测基准网水平位移
km
1
1386
1386
3
变形监测水平位移
点次
27×135
162
590490
竣工后观测2年
变形监测垂直位移
点次
27×135
62
225990
竣工后观测2年
4
变形倾斜监测
点次
12×54
610
395280
竣工后观测2年（每月1次）
5
巡视检查
天
135
1000
135000
5
基准点埋设标石
点
7
500
3500
6
监测点埋设材料费
点
31
60
1860
7
技术工作费
301240.9
收费比例22%
以上项目合计
1670517.9
工程监测总费用（优惠30%）
1169362.5
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