本科毕业设计：天津奈伦国贸大厦深基坑支护工程变形监测.doc

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天津城市建设学院

本科毕业设计说明书

天津奈伦国贸大厦深基坑支护工程变形监测

方案设计及相关监测问题探讨

DeepExcavationSupportDeformationMonitoringSchemeDesignforTianjinNairnInternationalTradeBuildingandDiscussedtheProblemsrelatedtotheMonitoring

学生姓名：

***

学生学号：

*******

专业名称：

测绘工程

指导教师：

***（副教授）

地质与测绘学院

2012年6月17日

独创性声明

本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。

毕业设计（论文）作者签名：

签字日期：

年月日

毕业设计（论文）版权使用授权书

本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。

同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权天津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。

（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）

毕业设计（论文）作者签名：

指导教师签名：

签字日期：

年月日签字日期：

年月日

摘要

随高层/超高层建（构）筑物、地铁工程、大型管道工程等的出现，工程基坑的开挖深度不断加深、规模也愈来愈大，致使基坑安全问题成为我国工程建设事业当中最值得重视的方面之一。

为保证在整个基坑工程期内所有环境设施的稳定性与安全性，必须在对基坑工程制定详细的监测方案后，进行严格有效的变形监测。

本文内容共分为四章进行阐述，前两章是作为对后文的铺垫，主要是对基坑变形监测的知识要点进行一定概括简述。

第三章为本文重点，以位于天津塘沽响螺湾商务区中南部的奈伦国贸大厦深基坑支护工程为实例，对其制定完整具体的基坑变形监测方案设计，设计监测项目为基坑围护结构及其周围、地下环境设施，以达到及时向设计、施工、建设、监理等单位反馈监测结果，实施信息化施工的目的。

介于目前基坑设计理论还不够全面，再加上现有工程的基坑周边及地下状况的复杂多变，虽然基坑变形监测技术随科技进步已向着自动化方向不断发展，但仍不可避免的存在很多问题，本文最后章节即是对此进行叙述探讨，以达到被社会各界更为广泛关注并重视的目的。

关键词：

深基坑；变形监测；开挖支护；问题

ABSTRACT

Withmanycountlesshigh-rise,super-tallstructuresandbuildingsincontent,thesubwayengineering,largepipelineengineeringarisingatthehistoricmoment.tthesametime,engineeringfoundationpitexcavationdepthmoreanddeep,scalearealsoincreasinglylarge.othesecurityproblemoffoundationpitconstructioninChinawerehasbecomeoneofthemostnotablecareer.Toensurethatthefoundationpitengineeringperiodinallthestabilityoftheenvironmentfacilitiesandsecurity.emustthedetailedworktocompletemonitoringschemeoffoundationpit,afterstrictandeffectivedeformationmonitoring.

Thearticlecontentisdividedintofourchaptersisexpounded,Thefirsttwochaptersarelaterunderpreparation,whichismainlytothefoundationpitdeformationmonitoringknowledgepointsarecertainbrieflysummarized.Chapterthreeisthefocusofthispaper.hispartisfocusedonthecontentoflocatedinthecentralbusinessofTianjinTangguXiangluowandistrictTianjinNairnInternationalTradeBuildingbuildingdeepfoundationpitbracingengineeringcompletespecificdeformationmonitoringschemedesign.tsettocompletetheconcretefoundationpitdeformationmonitoringsolutiondesign.Designmonitoringprojectforpitsupportingstructureanditssurrounding,undergroundenvironmentfacilities,ordertoreachtothedesign,construction,construction,supervisionunitfeedbackmonitoringresults,thepurposeoftheimplementationoftheinformationconstruction.Duetothefoundationpitdesigntheoryisnotcomprehensiveatpresent,andtheexistingprojectsaroundthefoundationpitandundergroundstatustothecomplexandchangeable.Althoughthefoundationpitdeformationmonitoringtechnologywiththeprogressofscienceandtechnologyhastowardthedevelopmentdirectionofautomation,butstillinevitablehasalotofproblems.Inthelastchapterdiscussesthisdescription,inordertoachieveisthesocialfromallwalksoflifemoreattentionandthepurposeofattention.

Keywords：

deepexcavation；deformationmonitoring；excavatesupporting；problem

第一章基坑变形监测概述…………………………………………………………………1

1.1基坑监测的意义及目的………………………………………………………………1

1.1.1基坑监测的意义…………………………………………………………………1

1.1.2基坑监测的目的…………………………………………………………………1

1.2基坑变形监测项目、特点及其基本要求……………………………………………1

1.2.1基坑监测项目……………………………………………………………………1

1.2.2基坑工程监测的特点……………………………………………………………3

1.2.3基坑变形监测的基本要求………………………………………………………4

1.3基坑变形监测常用的仪器元件………………………………………………………5

1.4基坑变形监测的发展现状……………………………………………………………6

第二章基坑变形监测的基本知识…………………………………………………………7

2.1基坑监测的有关规定…………………………………………………………………7

2.2基坑监测中的误差……………………………………………………………………7

2.3基坑监测的方法………………………………………………………………………7

2.4监测点的布设要求……………………………………………………………………9

2.5平面网控制网的技术要求……………………………………………………………9

2.6监测频率……………………………………………………………………………11

2.7基坑报警值…………………………………………………………………………12

2.8数据处理与信息反馈………………………………………………………………13

2.9自动化监测技术简介………………………………………………………………13

第三章深基坑支护工程变形监测方案设计案例…………………………………………15

3.1工程概况及基坑支护主要形式……………………………………………………15

3.1.1工程概况………………………………………………………………………15

3.1.2本基坑支护形式………………………………………………………………16

3.1.3本基坑监测范围………………………………………………………………16

3.1.4本基坑监测重点………………………………………………………………16

3.2建设场地水文地质条件及基坑周边环境情况……………………………………17

3.2.1水文地质条件…………………………………………………………………17

3.2.2基坑周边环境情况……………………………………………………………17

3.3本基坑支护工程变形监测的目的、依据与原则…………………………………18

3.3.1本基坑工程变形监测的目的…………………………………………………18

3.3.2本基坑工程监测依据…………………………………………………………18

3.3.3本基坑监测方案编制原则……………………………………………………18

3.4监测项目及具体内容………………………………………………………………19

3.4.1监测项目………………………………………………………………………19

3.4.2监测的具体内容………………………………………………………………19

3.5基准点、监测点的布设、保护及补救……………………………………………21

3.5.1点的布设………………………………………………………………………21

3.5.2点的保护………………………………………………………………………27

3.6监测仪器、方法及精度要求………………………………………………………28

3.6.1沉降监测………………………………………………………………………28

3.6.2水平位移测量…………………………………………………………………28

3.6.3围护体（土体）测斜监………………………………………………………29

3.6.4坑内外地下水位测试…………………………………………………………31

3.6.5内力测试………………………………………………………………………31

3.6.7裂缝监测………………………………………………………………………32

3.7基坑自动化变形监测………………………………………………………………33

3.8监测期及监测频率…………………………………………………………………34

3.9监测预警值及异常状况处理措施…………………………………………………36

3.9.1本基坑工程监测预警值…………………………………………………………36

3.9.2异常状况处理措施………………………………………………………………37

3.10监测数据分析处理与信息反馈……………………………………………………38

3.11本基坑工程监测人员配备情况……………………………………………………38

3.12本工程监测仪器设备投入与定检…………………………………………………39

3.13监测作业安全及其他管理制度要求………………………………………………39

3.13.1作业安全管理制度要求………………………………………………………39

3.13.2监测质量管理制度要求………………………………………………………40

3.14本基坑工程监测点布设图…………………………………………………………40

第四章深基坑支护工程监测问题探讨……………………………………………………43

4.1深基坑支护工程的有关问题………………………………………………………44

4.1.1深基坑支护工程的特点…………………………………………………………44

4.1.2深基坑支护工程的基本功能……………………………………………………45

4.1.3深基坑支护工程常见问题………………………………………………………45

4.2深基坑工程监测有关问题…………………………………………………………47

4.3尚需研究的基坑监测问题…………………………………………………………48

致谢……………………………………………………………………………………49

参考文献……………………………………………………………………………………50

附录……………………………………………………………………………………52

1.外文资料原件及译文…………………………………………………………………52

（1）外文资料原件………………………………………………………………………52

（2）译文…………………………………………………………………………………61

2.毕业设计任务书与进度计划表………………………………………………………66

（1）毕业设计任务书……………………………………………………………………67

（2）毕业设计进度计划表………………………………………………………………70

第一章基坑变形监测概述

1.1基坑监测的意义及目的

1.1.1基坑监测的意义

二十世纪八十年代以来，伴随着我国城市工程建设事业得以迅猛发展以及人口数量的不断增长，城市土地的使用价格愈来愈高。

故本着提高土地的开发利用率和为城市人口提供足够的居住空间的角度出发，众多无以计数的高层超高层建（构）筑物、地铁工程、大型管道工程等应运而生。

为了保证此类建筑的抗震抗压抗风等的结构要求、确保工程安全，基坑工程由原本的浅基坑向着深基坑逐步演变，甚至于向着超深、超大方向发展。

因基坑设计理论还不够全面、地表地层的变异以及众多不可预计的复杂问题的出现，由深基坑工程所导致人身财产有所损失的事故时有发生，基坑安全问题俨然已成为我国工程建设事业当中最值得重视的方面之一。

有关专家通过对我国大量基坑工程事故的详细统计调查发现，任何一起基坑事故无一例外地与监测不力或险情预报不准确有关。

[1]故此，如若能够在基坑工程施工的各个阶段开展全面系统的监测，及时发现异常情况并采取相应预案措施，即可有效地避免或者降低财产安全等方面的损失。

基坑工程监测有着无可厚非的重要作用，它不仅仅是信息化施工得以实现、避免降低事故发生的有效手段，同时也是使设计理论方法得到完善发展、工程施工水平得到提升的关键途径之一。

1.1.2基坑监测的目的

基坑在开挖的过程当中，通过科学的设备仪器与测量手段对基坑围护、支护、周围环境（诸如毗邻建筑、地下地表设备、道路等）的水平位移、垂直位移、倾斜位移、基地隆起、地下水位变化等各方面进行系统全面的监测后获取相关信息资料并及时地进行数据分析处理，已能够通过监测来判断出基坑工程当前安全状态并作以预测，同时也能够为工程建设施工的顺利展开提供指导与保障，确保施工安全，带来一定的经济效益与社会效益。

1.2基坑变形监测项目、特点及其基本要求

1.2.1基坑监测项目

1）根据《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002按照地基基础设计等级将基坑工程划分为甲、乙两个级别，其所规定的检测项目如后表1-2-1（a）所示。

2）根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99按照基坑遭受损坏的后果程度将基坑工程的侧壁安全等级划分为一、二、三级[2]，其所规定的监测项目如后表1-2-1（b）所示。

3）根据《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97所规定的基坑工程现场监测项目如后表1-2-1（c）所示。

表1-2-1（a）基坑监测项目（GB5007-2002）

基坑监

测项目

基坑

设计等级

地下水位

立柱变形

锚杆拉力

桩墙内力

土压力

孔

隙

水

压

力

基

坑

底

隆

起

土体

侧向

变形

支撑轴力

或变形

支护结构水平位移

土方

分层

开挖

标高

监控范围内建（构）筑物垂直位移及地下管线变形

甲级

★

☆

★

乙级

★

☆

★

☆

★

说明：

★为必测项目；☆宜测项目。

表1-2-1（b）基坑监测项目（JGJ120-99）

基坑侧壁安全等级

基坑监测

项目

地下水位

立柱变形

锚杆拉力

桩墙内力

支撑轴力

支护结构水平位移

土体分层垂直位移

支护结构界面上的

侧向压力

毗邻建（构）筑物及地下管线形变

一级

○

☆

○

二级

○

☆

○

☆

√

○

三级

☆

√

○

√

☆

说明：

○为应测项目；☆宜测项目；√为可测项目。

表1-2-1（c）基坑现场监测项目（YB9258-97）

序

号

基坑工程现场监测项目

基坑工程安全等级

一级

二级

三级

围护结构裂缝形变

★

☆

围护结构水平位移

★

围护结构竖向位移

★

☆

围护结构应力应变

☆

边坡土体顶部水平位移

★

边坡土体顶部竖向位移

★

☆

墙背土体侧向压力

☆

墙背土体孔隙水压力

☆

基坑底部的回弹、隆起

☆

基坑周边地表沉降形变

★

☆

基坑周边地表裂缝形变

★

☆

基坑周边地表超载情况

★

基坑周边建（构）筑物水平位移

☆

基坑周边建（构）筑物竖向位移

★

基坑周边建（构）筑物倾斜位移

★

☆

基坑周边建（构）筑物裂缝形变

★

☆

基坑周边重点设施的破损及形变

★

地下水位

★

☆

基坑漏水、渗水的情况

★

支撑及锚杆的应、轴力

★

☆

外界环境（包括温度、湿度、降水等）

★

说明：

★为必测项目；☆宜测项目；*为选测项目。

1.2.2基坑工程监测的特点

1）时效性[3]

由于自然环境（包括降雨降雪等）情况与工程施工进程对基坑工程监测有着严重的影响，因此明确的时间性是基坑工程监测所必须具备的，换句话也就是说基坑工程需要专业测量人员配合施工技术人员随时随地不断开展监测工作，快速、全天候采集数据资料，同时当天所获取的监测数据资料必须及时进行分析与处理，因为一旦超过一定的时间范围，所得的数据资料也就失去了应有的存在价值，这样不只会会造成不必要的人力资金浪费，更可能会带来工程安全隐患而引发更大的人身财产事故，因此绝对不能在监测工作过程中出现拖延现象。

2）精度要求高

在基坑工程施工的各阶段当中，所要求的变形测量误差通常都是在毫米或是毫米以下小数位，因此基坑监测工作中所使用的常被规定为高精度的仪器设备。

使用这样的仪器能够确保在基坑变形监测的过程当中得到精准的数据资料，同时也在得到基坑及其周围物体环境等产生微小变量的数据报告后，能够清楚地做出正确的工程进度预测，尽早的发现可能发生的危害及影响，调整设计参数等并作出相应的应对措施，使工程施工能够顺利开展。

3）等精度重复观测

基坑施工阶段中变形监测的主要任务是观测围护结构与周围环境的稳定程度，监测时并非要求测得绝对测量值，而仅仅要求测得出相对变化值即可。

基坑施工监测正是由于具备这样的一个特点拥有了自身独特发展规律，基坑工程在监测时一定要由同一测量人员按照同一监测方案在相同的监测点上使用相同的测量仪器设备重复对基坑及其周遭环境的形变进行监测，这样才能保证在整个施工过程中达到等精度要求，以此获得正确的相对变化值。

4）数据严密处理

想要从带有偶然误差的监测值中将微小的形变数据分离出来，就要求必须使用严密的数据处理方法。

由于形变模型提前是不可预知的，因此需要专业人员细心鉴别，仔细筛选出基坑工程所需要的正确模型。

同时，在得到变形数据资料后要分析解译出产生的原因并找出变形量预期产生原因之间的关系，以更方便地为工程施工提供的参考并妥善利用管理这些资料。

5）紧密结合多种学科

一个优秀的基坑工程监测方案的设计离不开测量人员丰富的专业知识和经验，但是仅具备单方面的测量知识经验是远远不够的，还应当与其他它多种学科相互结合，例如需要掌握有关土木工程、建筑工程施工、地球物理学、工程地质学等。

一名成功的工程测量者能够将这些学科融汇贯通，只有这样才能与其他工程技术人员默契配合，提高工程施工效率与质量。

1.2.3基坑变形监测的基本要求

1）为保证基坑工程施工能够有计划、有条理的顺利开展，基坑监测工作在进行前一定要预先制定出完整精细的监测方案。

2）所监测的每一项数据资料必须是真实可靠的原始记录，任何人不得擅自填涂篡改，且当天测得的数据一定要及时分析处理，不得有任何理由延误，否则不利于及时发现工程隐患而造成财产安全事故。

3）在各结构中所埋设的监测元件应避免对基坑及周边结构的受力产生影响，且

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