建筑基坑工程监测课件.pptx
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- 建筑 基坑 工程 监测 课件
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1、1一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果 上一世纪上一世纪9090年代年代 在国家自然科学基金委等部委组织下,在国家自然科学基金委等部委组织下,进行了我国结构工程学科的发展战略多次专家进行了我国结构工程学科的发展战略多次专家研讨会,研讨会,并于并于19911991年公布了年公布了“结构工程学科发展战略研结构工程学科发展战略研究报告究报告”。第1页/共73页2一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果“结构工程学科发展战略研究报告结构工程学科发展战略研究报告”指出:指出:目前工程结构学科的发展已全面突破了传统的格式。目前工程结构学科的发展已全面突破
2、了传统的格式。在空间域,由单一构件的分析理论扩展到整个结构及在空间域,由单一构件的分析理论扩展到整个结构及其耦联系统的分析与综合;其耦联系统的分析与综合;在时间域,由单纯重视使用阶段延伸到在时间域,由单纯重视使用阶段延伸到考虑建造、使考虑建造、使用和老化阶段全用和老化阶段全“生命周期生命周期”;整个学科的基础已从单一依靠工程力学发展到依靠多整个学科的基础已从单一依靠工程力学发展到依靠多学科的交叉。学科的交叉。第2页/共73页3一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果20002000年完成的国家攀登计划年完成的国家攀登计划“大土木及水利工程安全性与耐久性的基础研究大土木及
3、水利工程安全性与耐久性的基础研究”。主要内容有:主要内容有:几种典型重大结构物(大型隧道边坡,大跨桥梁和几种典型重大结构物(大型隧道边坡,大跨桥梁和高层建筑)为依托,高层建筑)为依托,以结构以结构“生命周期生命周期”中中施工、使用和老化三阶段施工、使用和老化三阶段为为主线,系统地进行有关结构安全性和耐久性的基础研究。主线,系统地进行有关结构安全性和耐久性的基础研究。第3页/共73页4一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果 该研究获得了许多成果,整体水平达到了国际该研究获得了许多成果,整体水平达到了国际先进水平,个别课题的工作达到了国际领先水平。先进水平,个别课题的工作
4、达到了国际领先水平。其中不少己用于三峡等世界一流的水电工程、其中不少己用于三峡等世界一流的水电工程、以及国内各种知名的桥梁、高层建筑上,有的监测以及国内各种知名的桥梁、高层建筑上,有的监测系统甚至直接服务重大工程。系统甚至直接服务重大工程。第4页/共73页5一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果主要研究成果有:主要研究成果有:大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法;大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法;高层建筑施工过程安全分析与控制;高层建筑施工过程安全分析与控制;预应力混凝土斜拉桥拉索式长挂篮悬臂施工控制;预应力混凝土斜拉桥拉索式长挂篮悬臂施工控制;大型桥梁模
5、态与损伤识别技术;大型桥梁模态与损伤识别技术;钢筋混凝土结构剩余寿命评估的基础研究。钢筋混凝土结构剩余寿命评估的基础研究。第5页/共73页6一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果科学理论和关键技术的重大进展科学理论和关键技术的重大进展1.1.大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法;大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法;2.2.高层建筑施工过程安全分析与控制;高层建筑施工过程安全分析与控制;3.3.高层建筑安全性监测与检测集成系统;高层建筑安全性监测与检测集成系统;4.4.预应力混凝土斜拉桥拉索式长挂篮悬臂施工控制;预应力混凝土斜拉桥拉索式长挂篮悬臂施工控制;5.
6、5.大型桥梁模态与损伤识别技术;大型桥梁模态与损伤识别技术;6.6.钢筋混凝土结构剩余寿命评估钢筋混凝土结构剩余寿命评估 第6页/共73页7一、我国结构工程重大理论研究成果一、我国结构工程重大理论研究成果大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法大型隧道、边坡施工的监测与快速反分析方法 发展了一套用于指导隧道施工快速监测发展了一套用于指导隧道施工快速监测-安全分析安全分析-施施工控制的方法。工控制的方法。使用者可以即时获得各断面测点累积位移、位移速率、使用者可以即时获得各断面测点累积位移、位移速率、断面位移趋势图等信息分析资料,用于分析施工安全状况断面位移趋势图等信息分析资料,用于分析施工安全状
7、况和指导下一步施工安排。和指导下一步施工安排。发展了隧道、边坡位移反分析方法,提出了一种弹性发展了隧道、边坡位移反分析方法,提出了一种弹性模量和初始地应力位移反分析模型和一种反分析优化算法。模量和初始地应力位移反分析模型和一种反分析优化算法。编制了相应的计算机软件。编制了相应的计算机软件。第7页/共73页8二、建筑基坑工程监测的意义二、建筑基坑工程监测的意义土木工程结构的发展:跨度、高度、深度不断突破基于:结构计算理论和计算技术的发展;高强度、高性能材料的发展;施工技术的发展;监测与检测技术的发展。第8页/共73页9基坑工程监测的重要性 地下工程不可预见因素多;周边环境保护要求高;地质条件复杂
8、;施工工况变化多;设计理论与实际差异较大。基坑监测与工程的设计、施工同被列为基坑工程质量保证的三大基本要素。第9页/共73页10三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制1.几个概念支护结构、围护墙、支撑(锚杆)、冠梁监测点 直接或间接设置在监测对象上并能反映其 变化特征的观测点。监测频率单位时间内的监测次数。监测报警值为保证基坑及周边环境安全,对监测对象 可能出现异常、危险所设定的警戒值。第10页/共73页11三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制 开挖深度大于等于5m、或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程
9、监测。2.建筑基坑工程监测建筑基坑工程监测第11页/共73页12三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制 建筑基坑工程监测应综合考虑基坑工程设计方案、建设场地的岩土工程条件、周边环境条件、施工方案等因素,制定合理的监测方案,精心组织和实施监测。2.建筑基坑工程监测建筑基坑工程监测第12页/共73页13三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制基坑工程设计单位 提出的对基坑工程监测的技术要求应包括监测项目、监测频率和监测报警值等。监测单位 编制监测方案,监测方案,经建设方、设计方、监理等认可,必要时需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施。2.建筑基坑工程监测建
10、筑基坑工程监测第13页/共73页14三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制监测工作步骤:1 接受委托;2 现场踏勘,收集资料;3 制定监测方案;4 监测点设置与验收,设备、仪器校验和元器件标定;5 现场监测;6 监测数据的处理、分析及信息反馈;7 提交阶段性监测结果和报告;8 现场监测工作结束后,提交完整的监测资料。第14页/共73页15三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制监测方案应包括下列内容:1 工程概况;2 建设场地岩土工程条件及基坑周边环境状况;3 监测目的和依据;4 监测内容及项目;5 基准点、监测点的布设与保护;6 监测方法及精度;7 监测期和监测频率
11、;8 监测报警及异常情况下的监测措施;9 监测数据处理与信息反馈;10 监测人员的配备;11 监测仪器设备及检定要求;12 作业安全及其他管理制度。第15页/共73页16三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制特殊基坑工程的监测方案应进行专门论证:1 地质和环境条件复杂的基坑工程;2邻近重要建筑和管线,以及历史文物、优秀近现代建 筑、地铁、隧道等破坏后果很严重的基坑工程;3 已发生严重事故,重新组织施工的基坑工程;4 采用新技术、新工艺、新材料、新设备的一、二级基坑工程;5 其他需要论证的基坑工程。第16页/共73页17三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制仪器监测和
12、巡视检查 采用仪器监测与巡视检查相结合的方法,多种观测方法互为补充、相互验证。仪器监测可以取得定量的数据,进行定量分析;以目测为主的巡视检查更加及时,可以起到定性、补充的作用,从而避免片面地分析和处理问题。3.监测项目监测项目第17页/共73页18三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制基坑工程现场监测的对象七大类:1 支护结构;2 地下水状况;3 基坑底部及周边土体;4 周边建筑;5 周边管线及设施;6 周边重要的道路;7 其他应监测的对象。3.监测项目监测项目第18页/共73页19三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制表 建筑基坑工程仪器监测项目表基坑类别监测项目
13、一级二级三级围护墙(边坡)顶部水平位移应测应测应测围护墙(边坡)顶部竖向位移应测应测应测深层水平位移应测应测宜测立柱竖向位移应测宜测宜测围护墙内力宜测可测可测支撑内力应测宜测可测立柱内力可测可测可测锚杆内力应测宜测可测土钉内力宜测可测可测坑底隆起(回弹)宜测可测可测围护墙侧向土压力宜测可测可测当基坑周边有地铁、隧道或其它对位移有特殊要求的建筑及设施时,监测项目应与有关管理部门或单位协商确定。第19页/共73页20三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制表 建筑基坑工程仪器监测项目表基坑类别监测项目一级二级三级孔隙水压力宜测可测可测地下水位应测应测应测 土体分层竖向位移宜测可测可测周
14、边地表竖向位移应测应测宜测周边建筑竖向位移应测应测应测倾斜应测宜测可测水平位移应测宜测可测周边建筑、地表裂缝应测应测应测周边管线变形应测应测应测当基坑周边有地铁、隧道或其它对位移有特殊要求的建筑及设施时,监测项目应与有关管理部门或单位协商确定。第20页/共73页21三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002等级分类标准一级与开挖深度大于10m;临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需 严加保护的基坑。二级 除一级和三级外的基坑属二级基坑;三级 开挖深度小于7m,且周围环境无
15、特别要求时的基坑。表1 基坑工程等级第21页/共73页22三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制巡视检查 基坑工程施工期间的各种变化具有时效性和突发性,加强巡视检查是预防基坑工程事故非常简便、经济而又有效的方法。3.监测项目监测项目第22页/共73页23三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制巡视检查内容:a.支护结构b.施工工况c.周边环境d.监测设施e.根据设计要求或当地经验确定的其他 巡视检查内容。第23页/共73页24三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制a.支护结构a)支护结构成型质量;b)冠梁、围檩、支撑有无裂缝出现;c)支撑、立柱有无较大变
16、形;d)止水帷幕有无开裂、渗漏;e)墙后土体有无裂缝、沉陷及滑移;f)基坑有无涌土、流砂、管涌。第24页/共73页25三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制b.施工工况a)开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异;b)基坑开挖分段长度、分层厚度及支锚设置是否与设计 要求一致;c)场地地表水、地下水排放状况是否正常,基坑降水、回灌设施是否运转正常;d)基坑周边地面有无超载。第25页/共73页26三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制c.周边环境a)周边管道有无破损、泄漏情况;b)周边建筑有无新增裂缝出现;c)周边道路(地面)有无裂缝、沉陷;d)邻近基坑及建筑的施工变
17、化情况。第26页/共73页27三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制d.监测设施a)基准点、监测点完好状况;b)监测元件的完好及保护情况;c)有无影响观测工作的障碍物。第27页/共73页28三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制4.4.监测点布置监测点布置基坑工程监测点的布置 应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势,监测点应布置在内力及变形关键特征点上,并应满足监控要求。第28页/共73页29三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制(1)基坑及支护结构测点布置 a.围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点b.围护墙或土体深层水平位移监测孔c.围护墙内力
18、监测点:d.支撑内力监测点:e.立柱的竖向位移监测点:f.锚杆的内力监测点:g.土钉的内力监测点:h.坑底隆起(回弹)监测点应符合下列要求:i.围护墙侧向土压力监测点:j.孔隙水压力监测点:k.地下水位监测点:基坑内、基坑外。第29页/共73页30三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制a.围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点 间距不大于20m,每边监测点数目不少于3个。水平和 竖向位移监测点宜为共用点。围护墙或土体深层水平位移监测孔 间距2050m,每边监测点数目不应少于1个。b.围护墙或土体深层水平位移监测孔 间距2050m,每边监测点数目不应少于1个。第30页/共73页
19、31三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制c.围护墙内力监测点 布置在受力、变形较大且有代表性的部位,竖向间距 24m。d.支撑内力监测点 设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用 的杆件上;每层支撑不少于3个;第31页/共73页32三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制e.立柱的竖向位移监测点 布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处 的立柱上。监测点不少于立柱总根数的5%,逆作法施工的基坑不 少于10%,并均不少于3根。第32页/共73页33三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制f.锚杆的内力监测点 应选择在受力较大且有代表性的位置,基
20、坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。数量应为该层锚杆总数的1%3%,并不应少于3根。g.土钉的内力监测点 应选择在受力较大且有代表性的位置,基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。第33页/共73页34三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制h.坑底隆起(回弹)监测点 按纵向或横向剖面布置,剖面宜选择在基坑的中央及其他能反映变形特征的位置,剖面数量不少于2个;同一剖面上监测点横向间距1030m,数量不少于3个。第34页/共73页35三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制i.围护墙侧向土压力监测点 布置在受力、土质条件变化较大或其他有代表性
21、的部位。平面每边不少于2个监测点;竖向间距为25m。第35页/共73页36三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制j.孔隙水压力监测点 布置在基坑受力、变形较大或有代表性的部位。竖向布置在水压力变化影响深度范围内按土层分布情况布设,竖向间距25m,数量不少于3个。第36页/共73页37三、建筑基坑工程监测与控制三、建筑基坑工程监测与控制k.地下水位监测点基坑内当采用深井降水布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位;采用轻型井点、喷射井点降水水布置在基坑中央和周边拐角处。基坑外沿基坑、被保护对象的周边或两者之间布置,间距2050m。如有止水帷幕,布置在止水帷幕的外侧约2m处。第37页/
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