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1、本 科 毕 业 设 计 (论 文) 合肥站前广场基坑监测方案设计The Design of Hefei Square Foundation Pit Monitoring Program学 院： 测绘工程学院 专业班级： 测绘工程 测绘121 学生姓名： 学 号： 指导教师： (教授) 2016年6月xx工学院本科生毕业设计(论文)诚信承诺书1.本人郑重承诺所呈交的毕业设计(论文)是我个人在导师的指导下完成并取得的成果，同时严格遵守校、院毕业设计(论文)的规章制度。2.本人在毕业设计(论文)中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3.本人承诺在毕业设计(论文)选题和研究过程中没有抄袭他人成果
2、和伪造相关数据等行为。4.在毕业设计(论文)中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业设计(论文)作者签名： 年 月 日 毕业设计(论文)中文摘要合肥站前广场基坑监测方案设计摘 要：本课题主要结合合肥火车站站前广场改造工程的地质条件及其周边环境进行设计。设计首先根据已知的资料和信息进行了平面位移和竖直位移控制网的设计和精度分析，并且平面位移和水平位移各设计了两套方案，系统阐述了平面位移、竖直位移倾斜等有关检测方法，对两套方案进行多方面的分析，从中选择更好的方案，同时对桩体水平位移监测和坑外地下水位的监测做了系统性的设计。最后不仅对监测的结果作出分析和研究。而且还详细研究了
3、监测的频率和周期。并且对在检测的过程中可能出现的一些问题进行了较为深入地分析和研究。 关键词：合肥站；广场；基坑；监测；设计毕业设计(论文)外文摘要The Design of Hefei Square Foundation PitMonitoring ProgramAbstract: This topic mainly combined with the Hefei railway station square renovation project of the geological conditions and the surrounding environment made the des
4、ign. Design, first of all, according to the known data and information for the horizontal displacement and vertical displacement of control network design and accuracy analysis, and plane displacement and horizontal displacement of each design two sets of scheme, system elaborated the horizontal dis
5、placement, vertical displacement tilt and related testing methods, analysis of two schemes are various, choose a better solution, at the same time the pile horizontal displacement monitoring and pit field systematic design has been done for the water level monitoring. The last not only analyze the r
6、esults of monitoring and research. But also detailed study the monitoring frequency and cycle. in the process of test, some problems may arise are discussed analysis and research in depth .Keywords: Hefei station;square; foundation pit; monitoring; design目 录1 工程概况12 测量现场工程条件12.1 工程地质条件22.2 水文地质条件22.
7、3 基坑周边环境情况23 监测目的及依据33.1 监测目的33.2 监测依据44 仪器设备45 监测内容551 围护结构体系监测552 周边环境监测553 安全巡视56 基准网的选取与布设56.1 坐标系的选取与论证66.2 基准网的选取76.3 平面位移监测控制网86.4 沉降监测控制网的设计136.5 桩顶水平位移监测146.6 桩体水平位移监测156.7 建筑物的沉降、倾斜监测177 监测频率和监测点数量198 现场监测人员配置及工作内容209 监测工作流程2110 监测数据处理及结果分析2210.1 监测数据数据处理及反馈流程2210.2 水平位移监测数据分析及处理2310.3 桩体水
8、平位移监测数据处理2411 监测成果体现形式及报送2411.1 监测成果体现形式2411.2 监测成果反馈流程2512 质量、进度及安全保证措施2612.1 质量保证体系2612.2 监测工作服务的目标2712.3 保证监测精度的技术措施2812.4 监测进度计划及保证监测进度措施2812.5 监测工作质量与服务保证措施2812.6 安全生产管理措施2913 监测应急预案3013.1 恶劣气候条件下加强监测及信息反馈预案3013.2 特殊情况下信息反馈预案30结 论31致 谢32参考文献33第 33 页 共 33 页xxx工学院二一六届本科毕业设计（论文)1 工程概况合肥火车站站前广场改造工程
9、位于合肥市瑶海区火车站站前广场，站前路与胜利路交口处。拟建交通枢纽及站前广场改造工程为全地下结构，共两层，西侧部为地下一层，总长约292m，总宽约175m。站前路方向为合肥地铁三号线，胜利路方向为合肥地铁一号线。枢纽场地南侧地下建设一三号线地铁换乘站-合肥站。站前广场综合改造结构施工时地铁合肥站主体及附属结构已完成施工。基坑最浅处约9.2m，最深处约14.0m。根据上海铁路局对合肥火车站的要求：在枢纽施工期间火车站还需保证运营。现整个枢纽分二期施工，实施交通导改满足运营要求。地下室底板坐落在4层粘土上。本工程标高体系同主体结构，在0.000相当于绝对标高30.400(吴淞高程系)；未注明标高为
10、相对标高。本工程基坑安全等级为一级，环境保护等级为二级。基坑围护体系采用直径800的钻孔灌注桩+锚索+混凝土支撑及放坡围护体系，基坑临近地铁结构处的阴角位置采用混凝土支撑，基坑内各开挖的不同区域(区、区)之间采用放坡施工作为围护体系，基坑开挖自上而下分层分段进行。图1 合肥火车站站前广场改造工程基坑平面图2 测量现场工程条件2.1 工程地质条件(1)层杂填土层厚0.806.10m，层底标高23.8628.74m。杂色，湿，松散密实状态，上部为混凝土地面和沥青路面，含砖、碎石等建筑垃圾等，下部为粘性土回填。局部地段底部夹有淤泥、淤泥质土，含有机质、腐殖质等。此层土属于欠固结高压缩性土。(2)层粉
11、质粘土层厚0.503.70m，底层标高21.6326.46m。灰褐、褐、褐黄色，湿，可塑状态，含少量铁锰氧化铁等，摇振无反应，切面稍粗糙，干强度中等，韧性中等。其静探比贯入阻力Ps值一般为1.601.94MPa，平均为1.78MPa。实测标准贯入试验锤击数一般为57击/30cm，平均为5.9击/30cm。此层土属于中等偏高压缩性土。(3)层粘土层厚0.705.20m，层底标高20.7225.84m。灰黄、黄褐色，稍湿，硬塑状态，含大量深褐色铁锰氧化物及青灰色高岭土团块，柱状裂隙较发育。摇震无反应，切面光滑，干强度高，韧性高。其静探比贯入阻力Ps值一般为2.673.71MPa，平均为3.18MP
12、a。实测标准贯入试验锤击数一般为1012击/30cm，平均为10.7击/30cm。此层土属于中等压缩性土。(4)层粘土层厚15.9027.60m，层底标高-4.555.65m。黄褐色，红褐色，湿，硬塑坚硬状态，含大量深褐色铁锰氧化物及青灰色高岭土团块，柱状裂隙较发育。底部夹有少量粉质粘土，含少量灰白色钙质结核等。摇震无反应，切面光滑，干强度高，韧性高。其静探比贯入阻力Ps值一般为6.217.07MPa，平均为6.65MPa。实测标准贯入试验锤击数一般为1324击/30cm，平均为18.3击/30cm。此层土属于中等压缩性土。(5)层粉质粘土层厚0.809.90m，层底标高-9.342.43m。
13、褐黄、灰黄色，湿、硬塑状态，以粉质粘土为主，底部粉质含量较高，夹少量粉土、粉砂，含云母碎片等。摇震无反应，切面粗糙，干强度高，韧性高。实测标准贯入试验锤击数一般为1522击/30cm，平均为17.3击/30cm。此层土属于中等压缩性土。2.2 水文地质条件施工现场水文地质条件一般，地下水类型主要可分为二层：一层包括层杂填土中的上层滞水；层粉质粘土中的少量孔隙水；层粘土属相对隔水层。该层地下水水量与地势高低及填土厚度有较大关系，主要由大气降水。地表水渗入补给，受大气降水、季节、气候以及地形的变化较大，无稳定地下水位且分布不连续；二层包括粉细砂中的孔隙水；层强风化泥质粉砂岩中的裂隙水，为弱承压水。
14、该地下水主要由地下径流补给。2.3 基坑周边环境情况场地现状为合肥火车站的站前广场，东侧为时代商城，商城最西侧距离枢纽结构边约15m，为多层结构形式有一层地下室，基础形式采用独立基础+防水板，基础底板埋深约为-4m。场地南侧为在建的一三号线地铁换乘站-合肥站。场地西侧为白马商城，商城最东侧距离枢纽结构边约25m。场地北侧为合肥火车站，合肥火车站最南侧新做门头部分，距离枢纽结构边约为15m，门头柱距7.2m，桩底标高为-5.5m。根据设计施工图纸，结合现场踏勘情况，对本基坑周边风险对象进行了梳理统计，如下表2-1所示。表2-1 基坑周边风险源统计表序号风险源名称位置风险源现状描述1周边环境安全风
15、险基坑北侧合肥火车站距离基坑约21m，框架结构；2基坑北侧给水管线、污水管线给水管线(PVC材质DN200)距离主体基坑约10.8m；污水管线(钢质材质DN200)距离主体基坑约12.0m；3基坑东侧燃气管线、污水管线燃气管线距离基坑约20.0m；污水管线距离基坑约19.0m；4基坑东侧美家快捷酒店距离基坑约26.7m，框架结构；5基坑西侧污水管线距离基坑约13.2m，框架结构；6基坑西侧白马服装城距离基坑约25.8m，框架结构；3 监测目的及依据3.1 监测目的基坑监测工程在施工的过程中，它的许多方面都是在随时变化着的。所以，在开挖到结束的这段时间，必须对施工地周围环境来一个全方位的监测。一
16、方面，为工程的质量管理给予定量性的分析及依据，换句话说就是帮助我们保证施工的质量；另一方面，有助于帮助我们利用监测数据调整施工进度及接下来的施工方向，这样可以避免施工人员因某些意外而带来的影响施工进度的因素。因此，我公司进行施工监测主要目的如下：(1)监控围护结构、构筑物等周围环境的变形、沉降，凭借这些数据分析所得的监测结果，就像天气预报一样，向我们提供可能发生的、事与愿违的坏情况的预测。如果真的发生了这些坏情况，我们就能够提前想好应对方法及能够减少损失的措施，防止施工进度遭到被迫停止或迟缓和周围居民及来往人们的生命和财产安全；(2)根据基坑监测数据分析来指导和帮助现场施工人员，确定合理施工的
17、正确方向，以减少基坑施工工程的开销；建立严格的监测网络，进行信息化施工；(3)将测得的数据和预测值相比较，以精减因错误施工带来的麻烦。3.2 监测依据(1)建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009；(2)建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012；(3)基坑工程施工监测规程DG/TJ 08-2001-2006；(4)建筑基坑支护技术规程DB 11/489-2007；(5)建筑变形测量规范JGJ 8-2007；(6)工程测量规范GB 50026-2007；(7)招标文件中规定的监测有关内容等；(8)施工图设计文件等。4 仪器设备为顺利完成合肥火车站站前广场综合改造工程基坑第三方监测项
18、目工作，我院将投入足够的人员及仪器设备，以满足工程的需要。拟投入仪器设备见下表所示。所有仪器均经过检核，在使用过程中做好仪器的保养、维护和管理。并根据工程需要增加和补充相关设备。表4-1 仪器设备一览表序号仪器设施名称型号规格数量用途备注1 全站仪Leica TS111、1mm+1.5ppm1台桩顶水平位移、建筑物倾斜监测2水准仪及其配套铟瓦水准尺Trimble DiNi030.3mm/km1台竖向位移监测3测斜仪武汉基深CX-3C1mm/50cm1台桩(土)体水平位移监测4钢尺水位计SWJ-901.0mm1台地下水位监测5游标卡尺日本三丰500系列0.01mm1台裂缝监测5 监测内容监测内容
19、为基坑施工期间全过程监测，以及参数收集、测试、数据对比、分析并提出相应建议，定期提供相应的第三方监测报告以及最终的完整第三方监测报告。这次的监测范围是基坑及其周围大约2倍基坑大小的周围建筑物及地下管线等作为监测目标。51 围护结构体系监测围护结构桩顶水平位移；围护结构桩体及土体水平位移；基坑外地表沉降；坑外地下水位观测；锚索拉力及应力监测；立柱竖向位移。52 周边环境监测周边建(构)筑物竖向位移、倾斜等；周围地下管线变形； 裂缝观测。53 安全巡视在基坑工程施工阶段应进行日常安全巡视与检查，主要巡视内容包括以下几个方面：(1)工程主体对基坑开挖阶段本设计主要巡视以下内容：基坑施工处及其周围土地
20、或路面的土的属性，主要指其承受重量的能力和是否易受外界因素的影响，包括：土地的性质和改变雨而出现坍塌现象等；降水效果，包括：四周环境遇大雨天气时的排水效果、土质是否因下大雨而改变。对施工周围的巡视：在基坑的四周停放大型的，比如挖掘机、吊机等相重的设备；基坑周围排水系统相对较差，遇到大雨天气，水流不能及时地排除。(2)周边环境对周边环境的巡视内容：地面出现裂痕；地面出现塌陷或隆起。6 基准网的选取与布设6.1 坐标系的选取与论证本次设计测区合肥站位于东经1173111732，北纬31883489之间。综合测区概况和投影变形差异，进行长度变形分析，本次采用高斯3带投影，带号39，中央经线117长度
21、变形公式为： (6-1) (6-2)式中：H为观测长度所在高程面相对该椭球面的高差；为观测长度所在的法截面上的查考椭球的曲率半径；为实际观测值化成平距后的长度；为观测长度两端点横坐标的平均值；R为观测区处的参考椭球平均曲率半径；S为投影到参考椭球面上的边长值。将式(3-1)(3-2)相加，并令=R=6371km，S=，即可计算长度投影变形比m，即： (6-3)式中：、应以公里为单位。在测区地势平坦，地区平均高程约31.145m。测区经纬度：东经 1173111732北纬 34883489 最大变形处 L =11732 B=(3188+3189)/2=3188.5 14=21.888将上面结果代
22、入长度投影变形公式得： (6-4)利用测区范围内的经纬度进行投影变形考虑，根据计算得到在变形范围内。因此可以选择建立独立坐标系。6.2 基准网的选取水平位移监测控制网由基准点和工作基点组成。由于水平位移监测每次至少要同时使用两个基准点，所以必须保证每次使用的两个基准点相对位置及设站控制点的绝对位置固定。水平位移监测基准点和工作基点在有条件的情况下采用强制对中设备(如图6-1所示)，以减少对中误差对监测工作的影响。图6-1 强制对中装置沉降监测控制网由基准点和工作基点组成。基准点、工作基点应布设在远离基坑影响范围之外的地方，以便于重复测量，而且该工作基点所在的位置不能受到外界因素的影响，不容易被
23、破坏。基准点和工作基点不能够损坏，要用明显的标志提醒人们注意。基准点的埋设如图下图所示，本项目已有已知控制点情况如表6-1所示。图6-2 沉降基准点埋设示意图沉降和水平位移基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外不受施工影响的稳定区域或利用已有稳定的施工控制点，且不少于3个。基坑开挖施工前，应对沉降监测及水平位移监测控制网测量3次，取其平均值作为初始值。监测期间，应定期(一般每一个月)检查基准点和工作基点的稳定性。当遇到特殊情况时，应及时对基准点和工作基点进行复核。6.3 平面位移监测控制网的设计6.3.1 平面位移监测控制网的技术要求进行基坑监测的目的就是为了监视建筑物的位置在工程动工的过程中
24、是否会发生变化，更为重要的是为了研究这种变形的过程和导致这种变形发生的原因，这些都对平面控制网的布设有着严格的要求。 平面控制网按II等要求进行，主要技术要求见下表所示。表6-1 平面控制网监测的技术要求等级相邻基准点点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差()最弱边相对中误差全站仪标称精度水平角观测测回数距离观测测回数往测返测3.01501.81/700001.01.0mm+1 ppm6336.3.2 平面位移监测控制网的布设 本项目选取基坑周边已有的平面位移监测基准点进行监测，后根据现场情况选取适当的工作基点进行测量，建立独立坐标系。表6-2 已有基准点情况点名X坐标Y坐标 高程JZ01
25、10448971.5673552960.066 30.669JZ0210449062.9403553071.701 31.078方案一：由于工程所在地面积相对较小，测区范围不大。因此，在地图中选定四个工作基点，选点要求视野开阔、地质条件良好、点位稳定、易于保存。采用GPS静态测量，与基准点联测得出工作基点坐标。图6-3平面位移监测控制网方案一根据测得的数据，再通过COSAWI软件分析结果如下近似坐标NJZ01mGJ03 X(m) Y(m)-JZ01 10449015.298 3552718.228JZ02 10449193.898 3552796.700GJ01 10449070.160 35
26、52911.423GJ02 10449048.252 3553005.249GJ03 10448987.696 3552903.445GJ04 10448997.647 3552801.010- 方向平差结果 GJ04ROM TO TYPGJ03 VJZ01LUGJ03(GJ02ms) M(sGJ03GJ01) V(sGJ03GJ01) RGJ03SULT(GJ02ms) Ri JZ01 JZ02 L 0.000000 10.00 -2.92 -0.000292 0.24 JZ01 GJ04 L 78.190224 10.00 2.92 78.190516 0.24JZ02 GJ01 L 0.
27、000000 10.00 -0.19 -0.000019 0.26 JZ02 JZ01 L 66.331579 10.00 0.19 66.331598 0.26 GJ01 JZ02 L 0.000000 10.00 -2.25 -0.000225 0.11 GJ01 GJ02 L 145.584028 10.00 2.25 145.584253 0.11 GJ02 GJ01 L 0.000000 10.00 -4.56 -0.000456 0.26 GJ02 GJ03 L 316.064047 10.00 4.56 316.064503 0.26 GJ03 GJ02 L 0.000000 1
28、0.00 -1.71 -0.000171 0.13 GJ03 GJ04 L 216.165634 10.00 1.71 216.165805 0.13 GJ04 GJ03 L 0.000000 10.00 0.87 0.000087 0.13 GJ04 JZ01 L 186.295187 10.00 -0.87 186.295100 0.13 方向最小多余观测分量:0.11( GJ01- GJ02) 方向最大多余观测分量:0.26( GJ02- GJ03) 方向平均多余观测分量:0.19 方向多余观测数总和: 2.25 距离平差结果GJ04ROM TO TYPGJ03 VJZ01LUGJ03(
29、m) M(GJ01m) V(GJ01m) RGJ03SULT(m) RiJZ01 JZ02 S 195.0768 0.72 0.22 195.0790 1.00JZ01 GJ04 S 164.5391 0.71 0.10 164.6391 0.14JZ02 GJ01 S 168.7423 0.72 -0.23 168.7401 0.16GJ01 GJ02 S 196.3390 0.71 -0.10 196.3380 0.15GJ02 GJ03 S 178.4412 0.71 -0.10 178.4402 0.16GJ03 GJ04 S 172.9169 0.71 0.07 172.9176 0
30、.15 边长最小多余观测分量:0.14( JZ01- GJ04) 边长最大多余观测分量:1.00( JZ01- JZ02) 边长平均多余观测分量:0.29 边长多余观测数总和: 1.76 平差坐标及其精度NJZ01mGJ03 X(m) Y(m) MX(GJ01m) MY(GJ01m) MP(GJ01m) GJ03(GJ01m) GJ04(GJ01m) T(GJ02ms) JZ01 10449015.2980 3552718.2280 JZ02 10449193.8980 3552796.7000 GJ01 10449070.1587 3552911.4248 0.77 0.71 0.84 0.
31、82 0.65 34.4856 GJ02 10449048.2515 3553005.2389 1.24 0.82 0.45 1.25 0.79 12.2212 GJ03 10448987.7076 3552903.4424 0.78 0.88 0.57 0.95 0.69 55.5618 GJ04 10448997.6452 3552801.0057 0.41 0.66 0.78 0.66 0.41 94.0755- Mx均值: 0.80 My均值: 0.77 Mp均值: 1.12 网点间边长、方位角及其相对精度GJ04ROM TO JZ01(GJ02ms) MJZ01(sGJ03GJ01)
32、 S(m) MS(GJ01m) S/MS GJ03(GJ01m) GJ04(GJ01m) T(GJ02ms) -JZ01 GJ04 102.021786 10.20 84.6391 0.66 83000 0.66 0.41 94.0755JZ02 GJ01 137.095361 9.89 168.7401 0.66 96000 0.82 0.65 34.4856GJ01 JZ02 317.095361 9.89 168.7401 0.66 96000 0.82 0.65 34.4856GJ01 GJ02 103.083838 14.01 96.3380 0.66 95000 0.73 0.57
33、 147.4357GJ02 GJ01 283.083838 14.01 96.3380 0.66 95000 0.73 0.57 147.4357GJ02 GJ03 239.152797 13.14 118.4402 0.65 98000 0.76 0.65 162.5822GJ03 GJ02 59.152797 13.14 118.4402 0.65 98000 0.76 0.65 162.5822GJ03 GJ04 275.322773 11.42 102.9176 0.66 96000 0.68 0.54 68.3843GJ04 GJ03 95.322773 11.42 102.9176
34、 0.66 96000 0.68 0.54 68.3843GJ04 JZ01 282.021786 10.20 84.6391 0.66 93000 0.66 0.41 94.0755 单位权中误差和改正数带权平方和 先验单位权中误差:10.00 后验单位权中误差:5.05 多余观测值总数:4 平均多余观测值数:0.22 PVV1 = 101.93 PVV2 = 101.93- 方案1 测角网控制网总体信息 已知点数: 2 未知点数: 4 方向角数: 0 固定边数: 0 方向观测值数: 12 边长观测值数: 6表6-3 已知基准点坐标和测得的工作基点的坐标点名X坐标(m)Y坐标(m)基准点JZ
35、0110449015.2983552718.228JZ0210449193.8983552796.700工作基点GJ0110449070.1643552911.430GJ0210449048.2623553005.229GJ0310448987.7183552903.452GJ0410448997.6523552801.006表6-4 最弱点及其精度Name X(m) Y(m) MP(cm)GJ02 10449048.2515 3553005.2389 0.45表6-5 测量最弱边及其精度FROM TO A(dms) MA(sec) S(m) MS(cm) S/MS JZ01 GJ04 102
36、.021786 10.20 164.6391 006 83000最弱点精度为0.45cm，满足精度要求，最弱边精度为1/83000满足精度要求。方案二：通过全站仪前方交会的方法测出工作基点的坐标。图6-4平面位移监测控制网方案二测量采用高全站仪,可按下式估算工作基点的相对点位中误差： (6-5) (6-6)其中，S为平均边长，为测角中误差()，为测距相对中误差(mm)。 (6-7)方案一各工作基点的相对点位中误差：表6-6 工作基点的精度分析观测平均边长(m)相对点位中误差(mm)GJ011981.82GJ021771.67GJ032302.35GJ042172.00最弱点为GJ03，其相对点
37、位中误差2.35mm，满足精度要求。 方案比较：精度方面，方案一和方案二都满足要求；效率方面，方案一是GPS静态测量，方案二为全站仪测量，所以方案二用时更短；经费方面，方案一需要多台GPS共同操作，方案二只需要一台全站仪即可。因此综合考虑之下，选择6.4 沉降监测控制网的设计6.4.1 沉降监测点的布施要求 在进行沉降观测点的布施时，要考虑该沉降基准点是否稳定、在测量的过程中是否会因为某些原因导致该点无法正常测量及该点是否容易立尺等因素。因此，提出如下要求： (1)为了避免因人为因素或其它外在因素导致某个基准点被破坏，应该布设至少三个基准点。这样当某一个基准点被破坏时，不至于影响监测进行。 (
38、2)基准点的埋设应该尽量避免土质松软或容易被破坏的地方，最好是人流量较少的地方。 (3)基准点距离测量点之间的距离应尽量小，其目的是为了观测和提高精度。6.4.2 沉降监测控制网主要技术要求沉降监测控制网采用电子水准仪按II等水准测量的要求进行，具体技术要求如下：表6-7 沉降监测控制网的主要技术要求等级仪器型号水准尺视线长度(m)前后视距差(m)前后视距差累计差(m)视线离地面最低高度(m)基、辅分划读数较差(mm)基、辅分划读数所测高差较差(mm)Trimble DiNi03铟瓦尺300.51.50.30.30.4表6-8 沉降监测控制网的主要技术要求等级每公里高差中误差相邻基准点高差中误差(mm)往返较差，附合或环线闭合差(mm)检测已测高差之较差(mm)1.00.500.30.4注：n为测站数。6.4.3 沉降监测网的