监测方案
编 制：审 核：批 准：
监测单位 二○一三年二月
基坑监测技术方案
1 工程概况
重庆春益房地产开发有限公司开发建设的“圣悦新都”工程位于重庆市九龙坡区西郊路(毛线沟)，由一栋塔式高层及配套工程组成，二层地下车库，基坑开挖平均深度8米左右。基坑南侧，有城市轨道交通二号线东西向通过，轨道交通设施距离建筑物边缘15m，放坡开挖后柱墩距离基坑边缘处最窄为13m。该基坑属Ⅲ类边坡岩体，岩质坑壁经赤平投影分析为机构没有外倾结构面，岩壁稳定性主要受岩体强度控制，无不利结构面。由于基坑周边有建筑物和轨道交通设施，基坑开挖采用凿岩机、石料切割机和人工凿打相结合的方式进行施工。
为了及时掌握在基坑开挖施工期间，对轨道交通高架桥墩柱的影响情况，在发现基坑异常后，以便及时采取应急处理措施，确保安全，特需对该基坑进行变形监测。基坑周边的轨道交通设施专项监测方案同步实施。
图1.1圣悦新都工程基坑与轻轨墩柱平面示意图
图1.2基坑开挖前现状图
2 监测依据
2.1 “圣悦新都”工程设计施工图、施工方案等； 2.2《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008； 2.3《跨座式单轨交通设计规范》GB50548-2008； 2.4《工程测量规范》GB50026-2007；
2.5《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006； 2.6《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009； 2.7《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002； 2.8《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002； 2.9《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008。
3 监测目的
在基坑开挖施工过程中，及时掌握临轨道交通设施一侧的基坑（A-J-I段）的变形情况，确保周边轨道设施（D213-15左右墩柱、D213-16左右墩柱、D213-17墩柱、D213-18墩柱）的安全。
4 监测范围及监测内容
4.1监测范围
A-J-I段基坑（详见图1.1）； 4.2监测内容
4.1.1基坑坡顶水平位移和垂直沉降监测； 4.1.2振动测试； 4.1.3锚杆内力监测。
5 监测报警值及精度
5.1监测报警值
监测控制标准：边坡顶部水平位移为15mm、边坡顶部垂直沉降为10mm、锚杆内力为50%构件承载力设计值。
当监测数据达到监测控制标准的2/3时，定为报警值，应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工，修正支护参数后方能继续施工。
在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。 5.2监测精度
按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008第18.1.8之规定，以一等变形测量等级进行监测。
6 监测仪器设备
7监测时间及监测频率
7.1监测时间
基坑开挖开始，到地下室侧墙回填完成止；预计施工期2个月。 7.2监测频率
7.2.1变形监测
表7.2.1
水平位移和垂直沉降监测频率要求
一次/每周。 7.2.3振动测试
用切割机对A-J-I段进行完切割开挖后，利用凿岩机和人工凿打相结合的方式对切割开的岩石进行破碎时，进行一次测试；共计三次。
8 监测实施
8.1水平位移监测 8.1.1监测点的布置
基坑顶部的水平位移监测点应沿基坑周边布置，考虑到为掌握对轨道墩柱的影响，布设在A-J-I段基坑顶部分别对应D213-15、D213-16、D213-17墩柱的位置和基坑相应角点上。共计6个变形监测点和3个基准点。 8.1.2监测方法
在基准点上设站，采用极坐标法或前方交会法，按二级变形观测要求建立独立坐标系观测监测点的坐标值。
极坐标法一测站的测量原理：
① 将全站仪照准零方向标，用目镜十字丝对准基准点后置零；
② 顺时针方向旋转照准部后精确照准第一个观测点，测量并记录水平角和距离； ③ 顺时针方向旋转照准部后精确照准第二个观测点，按②条的方法读水平角和距离；顺时针方向旋转照准部依次进行三、四、„„、n方向的观测，最后闭合至零方向；
④ 纵转望远镜逆时针方向旋转照准部后，精确照准平面基准点，按②条的方法读水平角和距离；
⑤ 逆时针旋转照准部，按上半测回观测的相反次序依次观测至零方向； 以上操作为一测回。
当方位数不多于3个时，可不归零。当方位总数超过6个时，可分两组观测。每组至少应该包括两个共同方向（其中一个为共同零方向），其两组共同方位角值之差，不应该大于本等级测角中误差。分组观测最后结果，按等权分组观测进行测站平差。
根据观测的角度和距离，按极坐标法进行坐标计算。 ⑥ 观测限差及技术要求
(a)水平角观测测回数：DJ1仪器，9测回； (b)方向观测法限差
表8.2-1 方向观测法限差 (″)
较，其差值仍按表中规定。
(c)全组合法测角限差
注：1 仪器精度等级系指根据仪器标称精度(abD10)，以相应级别的平均边长D代入计
算的测距中误差划分；
2 一测回是指照准目标一次，读数4次的过程；
3 时段是指侧边的时间段，如上午、下午、和不同的白天。可采用不同时段观测代替往返观测。
8.2垂直沉降监测方法 8.2.1监测点的布置
基坑顶部的垂直沉降监测点和水平位移监测点共用。 8.2.2监测方法
观测方法采用一级变形观测的要求建立独立坐标系进行精密水准测量。基点和监测点组成闭合或附合水准线路，联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制。首次观测应对监测点进行连续两次观测，取平均值作为初始值。 8.3锚杆内力监测方法 8.3.1监测点的布置
监测点位置选择在有代表性的受力点处，为了能够对锚杆的受力进行实时了解，根据该边坡的情况，选择4个监测断面、每个断面4排锚杆监测点对锚杆的受力情况进行监测。共计16个锚杆内力监测点。 8.3.2传感器安装
将钢弦式锚杆测力计安装于锚杆的非锚固段(自由端) 距壁板1.0米左右的位置，与锚杆并联绑扎焊接。安装过程中，锚杆测力计的测试引线外套上PVC钢丝软管加以保护，并固定在钢筋上。锚杆安装过程中注意保护锚杆测力计和电缆引线，避免引线断开，保证锚杆测力计的成活。
图8.3.2-1 锚杆测力计埋设示意图
8.3.3监测方法
在安装前后均采集锚杆测力计读数值；锚杆灌浆料(水泥砂浆)强度达到75%后采集锚杆测力计变化值，作为锚杆测力计应力初始值；边坡切坡前再次采集锚杆测力计读数值，了解边坡切坡后锚杆应力的变化；以后根据施工进度，定期采集锚杆测力计数值，以了解护坡锚杆内的应力变化。 8.4振动测试检测
根据基坑开挖施工的技术特点，在利用凿岩机和人工凿打相结合的方式对切割开的岩石进行破碎时，对轨道交通设施结构振动敏感部位进行振动监测。
（1）传感器安装在D213-15右、D213-16右、D213-17墩柱基座底部。如下图所示。
图8.4：传感器安装示意图
（2）在振动测试前，按预定的位置及要求安装三矢量速度传感器，其中Z方向铅直，X方向指向爆源为水平径向，Y方向为水平切向。对监测点进行编号，测量并记录震源中心及传感器的位置与高程。
（3）在安装完成后，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择合适的开门阀值（宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2cm/s，防止频繁误触发），确认仪器连接、调试完好，使用保护罩盖在仪器和传感器上，加以保护。
（4）凿打产生的振动超过仪器设定的开门阀值，开始记录振动信号。
（5）通过计算机USB接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。使用振动分析软件对波形进行分析处理，分别读取竖向、水平径向和水平切向的振动峰值、峰值主频、主振持续时间等参数。必要时，对三分量振动数据进行矢量和运算，得到合成最大振幅。
（6）根据各监测点的监测对象的性质、龄期，选取相应的振动控制标准，结合实测振动幅值进行评价。
若监测点任一方向的实测最大质点振动速度超过相应的振动控制标准，则凿打位置质点振动速度超限，可能会对所监测的对象造成损伤或破坏，需要立即停止施工、优化施工方案；若监测点所有方向的实测最大质点振动速度均小于相应的控制标准，则表明监测对象不会受到振动损伤，是安全的。
9 监测数据处理
监测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，能及时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm/d)等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写报表，及时反馈。
取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。数据处理方法为：
(1) 数据整理
把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。
(2) 插值法
在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。 (3) 采用统计分析方法对监测结果进行回归分析
寻找一种能够较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测物理量进行预测，防患于未然。
根据我单位施工监测的成功经验，将允许值的三分之二作为报警值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明监测实体是稳定的。
10 监测成果及报告
10.1周报（阶段性报告）
无异常情况下，每周通过电子邮箱发送监测数据。监测过程中若发现监测数据出现异常情况，应立即通知委托单位或相关单位，并提交供相应的阶段性监测报告。
阶段性监测报告提供下列成果 (1)本次或前1～2次观测结果； (2)与前一次观测间的变形量； (3)本次观测后的累计变形量； (4)简要说明及分析、建议。 10.2监测技术总结报告正文
监测工作结束后，进行总结工作，并最终形成总结报告。提供所有的监测数据及必要的技术建议。全部监测活动终止后，1个月内向业主提供最终的监测报告。
监测方案
编 制：审 核：批 准：
监测单位 二○一三年二月
基坑监测技术方案
1 工程概况
重庆春益房地产开发有限公司开发建设的“圣悦新都”工程位于重庆市九龙坡区西郊路(毛线沟)，由一栋塔式高层及配套工程组成，二层地下车库，基坑开挖平均深度8米左右。基坑南侧，有城市轨道交通二号线东西向通过，轨道交通设施距离建筑物边缘15m，放坡开挖后柱墩距离基坑边缘处最窄为13m。该基坑属Ⅲ类边坡岩体，岩质坑壁经赤平投影分析为机构没有外倾结构面，岩壁稳定性主要受岩体强度控制，无不利结构面。由于基坑周边有建筑物和轨道交通设施，基坑开挖采用凿岩机、石料切割机和人工凿打相结合的方式进行施工。
为了及时掌握在基坑开挖施工期间，对轨道交通高架桥墩柱的影响情况，在发现基坑异常后，以便及时采取应急处理措施，确保安全，特需对该基坑进行变形监测。基坑周边的轨道交通设施专项监测方案同步实施。
图1.1圣悦新都工程基坑与轻轨墩柱平面示意图
图1.2基坑开挖前现状图
2 监测依据
2.1 “圣悦新都”工程设计施工图、施工方案等； 2.2《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008； 2.3《跨座式单轨交通设计规范》GB50548-2008； 2.4《工程测量规范》GB50026-2007；
2.5《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006； 2.6《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009； 2.7《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002； 2.8《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002； 2.9《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008。
3 监测目的
在基坑开挖施工过程中，及时掌握临轨道交通设施一侧的基坑（A-J-I段）的变形情况，确保周边轨道设施（D213-15左右墩柱、D213-16左右墩柱、D213-17墩柱、D213-18墩柱）的安全。
4 监测范围及监测内容
4.1监测范围
A-J-I段基坑（详见图1.1）； 4.2监测内容
4.1.1基坑坡顶水平位移和垂直沉降监测； 4.1.2振动测试； 4.1.3锚杆内力监测。
5 监测报警值及精度
5.1监测报警值
监测控制标准：边坡顶部水平位移为15mm、边坡顶部垂直沉降为10mm、锚杆内力为50%构件承载力设计值。
当监测数据达到监测控制标准的2/3时，定为报警值，应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工，修正支护参数后方能继续施工。
在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。 5.2监测精度
按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008第18.1.8之规定，以一等变形测量等级进行监测。
6 监测仪器设备
7监测时间及监测频率
7.1监测时间
基坑开挖开始，到地下室侧墙回填完成止；预计施工期2个月。 7.2监测频率
7.2.1变形监测
表7.2.1
水平位移和垂直沉降监测频率要求
一次/每周。 7.2.3振动测试
用切割机对A-J-I段进行完切割开挖后，利用凿岩机和人工凿打相结合的方式对切割开的岩石进行破碎时，进行一次测试；共计三次。
8 监测实施
8.1水平位移监测 8.1.1监测点的布置
基坑顶部的水平位移监测点应沿基坑周边布置，考虑到为掌握对轨道墩柱的影响，布设在A-J-I段基坑顶部分别对应D213-15、D213-16、D213-17墩柱的位置和基坑相应角点上。共计6个变形监测点和3个基准点。 8.1.2监测方法
在基准点上设站，采用极坐标法或前方交会法，按二级变形观测要求建立独立坐标系观测监测点的坐标值。
极坐标法一测站的测量原理：
① 将全站仪照准零方向标，用目镜十字丝对准基准点后置零；
② 顺时针方向旋转照准部后精确照准第一个观测点，测量并记录水平角和距离； ③ 顺时针方向旋转照准部后精确照准第二个观测点，按②条的方法读水平角和距离；顺时针方向旋转照准部依次进行三、四、„„、n方向的观测，最后闭合至零方向；
④ 纵转望远镜逆时针方向旋转照准部后，精确照准平面基准点，按②条的方法读水平角和距离；
⑤ 逆时针旋转照准部，按上半测回观测的相反次序依次观测至零方向； 以上操作为一测回。
当方位数不多于3个时，可不归零。当方位总数超过6个时，可分两组观测。每组至少应该包括两个共同方向（其中一个为共同零方向），其两组共同方位角值之差，不应该大于本等级测角中误差。分组观测最后结果，按等权分组观测进行测站平差。
根据观测的角度和距离，按极坐标法进行坐标计算。 ⑥ 观测限差及技术要求
(a)水平角观测测回数：DJ1仪器，9测回； (b)方向观测法限差
表8.2-1 方向观测法限差 (″)
较，其差值仍按表中规定。
(c)全组合法测角限差
注：1 仪器精度等级系指根据仪器标称精度(abD10)，以相应级别的平均边长D代入计
算的测距中误差划分；
2 一测回是指照准目标一次，读数4次的过程；
3 时段是指侧边的时间段，如上午、下午、和不同的白天。可采用不同时段观测代替往返观测。
8.2垂直沉降监测方法 8.2.1监测点的布置
基坑顶部的垂直沉降监测点和水平位移监测点共用。 8.2.2监测方法
观测方法采用一级变形观测的要求建立独立坐标系进行精密水准测量。基点和监测点组成闭合或附合水准线路，联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制。首次观测应对监测点进行连续两次观测，取平均值作为初始值。 8.3锚杆内力监测方法 8.3.1监测点的布置
监测点位置选择在有代表性的受力点处，为了能够对锚杆的受力进行实时了解，根据该边坡的情况，选择4个监测断面、每个断面4排锚杆监测点对锚杆的受力情况进行监测。共计16个锚杆内力监测点。 8.3.2传感器安装
将钢弦式锚杆测力计安装于锚杆的非锚固段(自由端) 距壁板1.0米左右的位置，与锚杆并联绑扎焊接。安装过程中，锚杆测力计的测试引线外套上PVC钢丝软管加以保护，并固定在钢筋上。锚杆安装过程中注意保护锚杆测力计和电缆引线，避免引线断开，保证锚杆测力计的成活。
图8.3.2-1 锚杆测力计埋设示意图
8.3.3监测方法
在安装前后均采集锚杆测力计读数值；锚杆灌浆料(水泥砂浆)强度达到75%后采集锚杆测力计变化值，作为锚杆测力计应力初始值；边坡切坡前再次采集锚杆测力计读数值，了解边坡切坡后锚杆应力的变化；以后根据施工进度，定期采集锚杆测力计数值，以了解护坡锚杆内的应力变化。 8.4振动测试检测
根据基坑开挖施工的技术特点，在利用凿岩机和人工凿打相结合的方式对切割开的岩石进行破碎时，对轨道交通设施结构振动敏感部位进行振动监测。
（1）传感器安装在D213-15右、D213-16右、D213-17墩柱基座底部。如下图所示。
图8.4：传感器安装示意图
（2）在振动测试前，按预定的位置及要求安装三矢量速度传感器，其中Z方向铅直，X方向指向爆源为水平径向，Y方向为水平切向。对监测点进行编号，测量并记录震源中心及传感器的位置与高程。
（3）在安装完成后，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择合适的开门阀值（宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2cm/s，防止频繁误触发），确认仪器连接、调试完好，使用保护罩盖在仪器和传感器上，加以保护。
（4）凿打产生的振动超过仪器设定的开门阀值，开始记录振动信号。
（5）通过计算机USB接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。使用振动分析软件对波形进行分析处理，分别读取竖向、水平径向和水平切向的振动峰值、峰值主频、主振持续时间等参数。必要时，对三分量振动数据进行矢量和运算，得到合成最大振幅。
（6）根据各监测点的监测对象的性质、龄期，选取相应的振动控制标准，结合实测振动幅值进行评价。
若监测点任一方向的实测最大质点振动速度超过相应的振动控制标准，则凿打位置质点振动速度超限，可能会对所监测的对象造成损伤或破坏，需要立即停止施工、优化施工方案；若监测点所有方向的实测最大质点振动速度均小于相应的控制标准，则表明监测对象不会受到振动损伤，是安全的。
9 监测数据处理
监测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，能及时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm/d)等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写报表，及时反馈。
取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。数据处理方法为：
(1) 数据整理
把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。
(2) 插值法
在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。 (3) 采用统计分析方法对监测结果进行回归分析
寻找一种能够较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测物理量进行预测，防患于未然。
根据我单位施工监测的成功经验，将允许值的三分之二作为报警值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明监测实体是稳定的。
10 监测成果及报告
10.1周报（阶段性报告）
无异常情况下，每周通过电子邮箱发送监测数据。监测过程中若发现监测数据出现异常情况，应立即通知委托单位或相关单位，并提交供相应的阶段性监测报告。
阶段性监测报告提供下列成果 (1)本次或前1～2次观测结果； (2)与前一次观测间的变形量； (3)本次观测后的累计变形量； (4)简要说明及分析、建议。 10.2监测技术总结报告正文
监测工作结束后，进行总结工作，并最终形成总结报告。提供所有的监测数据及必要的技术建议。全部监测活动终止后，1个月内向业主提供最终的监测报告。