鋼板樁圍堰監(jiān)測方案

1、一、工程概況11.1總體概況11.2中引橋基礎概況21.3鋼板樁圍堰3二、施工監(jiān)測頻率及依據(jù)72.1監(jiān)測頻次72.2監(jiān)測依據(jù)7三、監(jiān)測目的及測點布設原則83.1施工監(jiān)測目的83.2測點布設原則8四、鋼板樁及圈梁施工監(jiān)測94.1中引橋鋼板樁應力監(jiān)測94.2中引橋圈梁應力監(jiān)測94.3測點統(tǒng)計114.4測試儀器及傳感器型號114.5元件的安裝與測試12五、鋼板樁及圈梁施工變形監(jiān)測145. 1水位觀測145.2圍堰頂口位移沉降監(jiān)測145. 3周邊海床面沖刷監(jiān)測16六、監(jiān)測報警及數(shù)據(jù)處理176.1監(jiān)測報警機制176.2監(jiān)測報警指標176. 3數(shù)據(jù)處理及信息反饋18七、組織機構(gòu)和監(jiān)測人員配備207.1監(jiān)測

2、工作組織機構(gòu)20八、監(jiān)測工作的管理、質(zhì)量、安全和環(huán)保措施218.1監(jiān)測的管理保證措施218.2質(zhì)量目標及保證措施218.3安全目標及控制措施22一、工程概況XX海大橋是港珠澳大橋西拓通道的重要組成，形成連通粵西地區(qū)的重要通道。項目起點與鶴港高速順接，終點與西部沿海高速相交，全長31km。釆用雙向六車道高速公路設計，跨越xx海海域釆用橋梁結(jié)構(gòu)形式，長約14km。橋梁沿線路走向依次為：東引橋、高欄港大橋、中引橋、xx海大橋、西引橋。圖1. 1-1 xx?？绾Ｍǖ榔矫媸疽鈭D圖1.1-2項目橋型布置圖T4標施工內(nèi)容主要包含高欄港大橋西塔、西輔助墩與西過渡墩，高欄港大橋西側(cè)鋼箱梁及中跨合龍段吊裝，xx海

3、大橋東塔、東輔助墩及東過渡墩，xx海大橋東側(cè)鋼箱梁架設等施工，中引橋下部及上部結(jié)構(gòu)施工。XX海大橋釆用獨柱塔雙索面三塔分離式鋼箱梁斜拉橋布置，橋跨布置為100+280+720+720+280+100=2200m。釆用全漂浮約束體系，邊塔釆用縱向阻尼+橫向抗風支座，中塔釆用縱向彈性索體系+橫向抗風支座，輔助墩和過渡墩釆用豎向支座+橫向抗風支座。圖1.1-3xx海大橋橋型布置圖（單位：cm）高欄港大橋釆用獨柱塔雙索面雙塔分離式鋼箱梁斜拉橋，主要跨越東東航道，孔跨布置：110+248+700+248+110=1416m主橋釆用全漂浮約束體系,主塔釆用縱向阻尼+橫向抗風支座，輔助墩和過渡墩設置豎向支座

4、。圖1.1-4高欄港大橋橋型布置圖（單位：cm）1.2中引橋基礎概況中引橋兩側(cè)分別連接高欄港大橋和xx海大橋，上部結(jié)構(gòu)為（6+5+5）X100=1600m連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，左右幅分離，間距11m,每隔20m設置一道橫系梁。所有中間墩支座設置為縱向固定橫向滑動支座，過渡墩雙向滑動支座，所有墩頂在橫系梁底下設置橫向限位支座。單孔鋼梁長100m、寬47.5m、梁高4m。首孔梁長123.5m,末孔梁長76.5m,其他梁長均為100m,單幅最大重量約1517to下部結(jié)構(gòu)采用群樁基礎，每墩釆用6根直徑2.2m的鉆孔灌注樁，按照嵌巖樁設計，樁長32.5579.85m；承臺尺寸為17.2X10.6X4.5m；墩

5、身釆用整幅式TY型復合墩，橋墩墩身釆用變截面的圓端矩形，墩頂釆用帶懸臂的三角形剛架，高度11.5m,截面同主橋過渡墩、輔助墩。圖1.3-1中引橋橋型布置圖表1.3-1承臺參數(shù)統(tǒng)計表墩號海床標高(m)承臺底標高(m)承臺頂標高(m)基坑底標高(m)開挖深度(m)開挖數(shù)量(n?)備注1-3.75-8.5-4-11.57.752086.922-3.96-9.1-4.6-12.18.142191.943-4.524-9.5-5-12.57.982147.784-4.792-9.6-5.1-12.67.812102.545-5.21-10-5.5-137.792097.696-4.67-10.3-5.8

6、-13.38.632323.897-5.02-10.3-5.8-13.38.282229.648-5.27-10.2-5.7-13.27.932135.399-5.19-10.2-5.7-13.28.012156.9310-4.59-10.1-5.6-13.18.512291.5711-4.84-10-5.5-138.162197.3212-4.59-9.9-5.4-12.98.312237.7213-4.964-9.8-5.3-12.87.842110.0814-4.738-9.4-4.9-12.47.662063.2215-4.518-9.4-4.9-12.48.042165.011.3鋼

7、板樁圍堰中引橋承臺釆用拉森VI型鋼板樁圍堰施工，圍堰呈矩形布置。鋼板樁長30m,釆用18m和12m兩種鋼板樁現(xiàn)場焊接。圍堰采用三層圈梁。在樁基施工完成后，拆除鉆孔平臺，首先開始安裝上層圈梁及支撐作為導向架，插打鋼板樁。其他兩層內(nèi)圈梁及支撐待封底混凝土澆筑完成后，抽水過程中安裝。圍堰釆用水下混凝土封底，封底混凝土厚度3.0m（視透水性試驗確定）。抽水完成后，割護筒、樁頭環(huán)切進行承臺施工。承臺施工完成后，基坑內(nèi)回填海砂至承臺頂標高，拆除下層圈梁及支撐。墩身施工岀水后，注水至中層圈梁底部拆除內(nèi)圈梁與支撐，再次注水至內(nèi)外水位平衡后拆除上層圈梁和支撐，最后拔除鋼板樁。以6#墩承臺為例（標高最低），在標高

8、+1.8m位置設置上層圈梁，在標高-1.6m位置設置中層內(nèi)圈梁，在標高-4.6n）位置設置下層內(nèi)圈梁，上層內(nèi)圈梁為2HN800X300型鋼，中、下層內(nèi)圈梁為3HN800X300型鋼，上層外圈梁為雙拼32b；在上、中兩層內(nèi)圈梁上設置兩根4）820X10mm鋼管內(nèi)支撐（墩身施工時上中兩層改為6820X10mm補強斜鋼撐）；在下層內(nèi)圈梁上設置兩根。820X10min鋼管內(nèi)支撐（承臺施工前拆除對撐改為異性支撐桿）；每層內(nèi)圈梁均設置角撐；各層內(nèi)圈梁釆用4）426X8mm聯(lián)結(jié)系連接成整體。-X600(tfR)12U(Zt年&624係枇EESejooisg)圖1.3-16#墩承臺鋼板樁圍堰立面圖（單

9、位：mm）（E泥、承臺MW旦W伽）償身II時）圖1.3-2鋼板樁圍堰上層圈梁及支撐平面圖（單位：mm）&° （中層內(nèi)支*）（國岫6、Q 仲層內(nèi)文割 （身 MW圖1.3-3鋼板樁圍堰中層圈梁及支撐平面圖（單位：mm）塁蠢是鍬）（飄吸泥時）（下層內(nèi)支捎 你臺、身施工時）I圖1.3-4鋼板樁圍堰下層圈梁及支撐平面圖（單位：mm）二、施工監(jiān)測頻率及依據(jù)2.1監(jiān)測頻次嚴格按建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范(GB50497-2019)規(guī)定的頻次進行圍堰監(jiān)測，同時應滿足設計業(yè)主、監(jiān)理及施工單位的要求。在鋼板樁插打、抽水、拆除底層支撐以及承臺施工等過程中，應對鋼板樁和圈梁進行實時監(jiān)測。在鋼板樁圍堰施

10、工期間，保證每周監(jiān)測頻次很多于2次，在抽水、拆除支撐等關鍵工序時，保證每天監(jiān)測1次。2.2監(jiān)測依據(jù)(1) xx?？绾Ｍǖ拦こ蘐4標基礎設計圖紙；(2) 建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范(GB50497.2019)；(3) 建筑地基與基礎施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50202.2002)；(4) 公路橋梁施工技術規(guī)范(JTG/TF50-2011)；(5) 公路工程質(zhì)量檢驗評定標準(JTGF80/1-2017)；(6) 城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范(CJJ.2008)；(7) 其它有關工程監(jiān)測的法律、法規(guī)，技術規(guī)范、規(guī)程等。三、監(jiān)測目的及測點布設原則3.1施工監(jiān)測目的鋼板樁及圈梁施工監(jiān)測的主要目的是獲得圍堰的

11、整體受力狀態(tài)，為圍堰施工提供技術保障，以保證施工安全。3.2測點布設原則（1）觀測點類型和數(shù)量的確定應結(jié)合工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、設計要求、施工特點等因素綜合考慮。（2）為驗證設計數(shù)據(jù)而設的測點應布設在設計中最不利位置和斷面上,為結(jié)合施工而設的測點要布設在相同工況下最先施工的部位，其目的是及時反饋信息、指導施工。（3）變形測點的位置既要反映監(jiān)測對象的變形特征，又要便于應用儀器進行觀測，還要有利于測點的保護。（4）各類測點的布置在時間和空間上應有機結(jié)合，力求使同一監(jiān)測部位能同時反映不同的物理變化量，找出其內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。四、鋼板樁及圈梁施工監(jiān)測4.1中引橋鋼板樁應力監(jiān)測在中引橋任一圍堰鋼板樁布

12、置測點，以獲得不同工況時鋼板樁的應力，共監(jiān)測4根鋼板樁，每根鋼板樁布置6個測點。布置圖如圖4.2.1圖4.2-2所示。圖4.1-1中引橋圍堰鋼板樁應力測點布置圖4.2中引橋圈梁應力監(jiān)測在圍堰內(nèi)部圈梁上焊接鋼結(jié)構(gòu)應力計，監(jiān)測施工過程中圈梁的應力。測點布置圖如圖4.2-1所示。+3.600圖4.1-2中引橋圍堰單根鋼板樁應變計布置圖MH一卅閂一FHT+lN一勸1Iffl4.2-1中引橋圍堰圈梁應力計布置平面圖表4.3-1中引橋圍堰施工監(jiān)測測點統(tǒng)計表序號監(jiān)測項目測點數(shù)量測點類別1鋼板樁應力監(jiān)測6X4=24鋼結(jié)構(gòu)應力計2圈梁應力監(jiān)測9X1=9鋼結(jié)構(gòu)應力計合計334.4測試儀器及傳感器型號本次監(jiān)測釆用V

13、1000系列振弦式表面應力計，主要技術指標參見表4.4-1所示。表4.4-1振弦式表面應力計技術參數(shù)規(guī)格VI600VI000測量范圍最大壓應力：100MPa160MPa最大拉應力：200MPa250MPa分辨力WO.05%FS綜合誤差W1.5%FS工作溫度-25°C>60°C數(shù)據(jù)釆集儀采用V10A型讀數(shù)儀，是專門為振弦式傳感器設計的數(shù)據(jù)顯示儀器，同時還可測量振弦式傳感器內(nèi)部溫度（內(nèi)置溫度傳感器）。本讀數(shù)儀在技術上釆用了掃頻激勵模式，顯示釆用液晶顯示，操作界面具有良好的人機對話功能，操作簡單，使用方便。主要技術指標參見表4.4.2所示。表4.4-2讀數(shù)儀技術參數(shù)掃頻激勵

14、范圍4006000HZ測頻率分辨率0.1Hz測模數(shù)分辨率0.IF測溫范圍30+80C測溫精度±0.5°C測溫分辨率o.rc顯示屏128X64圖形點陣屏電池5節(jié)AA電池（5號電池）工作電流<30mA尺寸204X103X35mm（長X寬X高）工作溫度-10oC>50°C因為鋼板樁插打力較大，布置在鋼板樁上的表面應力計要妥善保護。我們釆用在應力計外焊接角鋼來保護，同時儀器導線也釆用焊接角鋼進行保護。圖4. 5-1振弦式表面應力計圖4. 5-2振弦式應力計讀數(shù)儀圖4. 5-3振弦式表面應力計安裝圖4.5-4振弦式表面應力計保護圖4. 5-5振弦式表面應力計導線

15、保護圖4. 5-6應力測試五、鋼板樁及圈梁施工變形監(jiān)測針對中引橋圍堰工程實際情況，圍堰施工監(jiān)測主要包括水位觀測、圍堰頂口位移沉降監(jiān)測、周邊海床面沖刷監(jiān)測等。5.1水位觀測水位觀測點的布設需遵循“牢固適用，便于觀察”的原則，監(jiān)測點可釆用在圍堰側(cè)壁合適位置安裝水標尺的方式，測量組需用水準儀測出實時監(jiān)測點水位的標高，再對照刻度安裝水標尺，標尺刻度應精確到毫米，并牢固耐用，監(jiān)測點平面位置應布置合理。圖5.1-1水標尺5.2圍堰頂口位移沉降監(jiān)測鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測包括水平位移量測和沉降量測，鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測包括圍堰內(nèi)土體沉降量測、兩側(cè)鋼板樁樁頂沉降量測、圍堰區(qū)域鋼板樁插入深度一倍距離內(nèi)地面隆起量

16、測，變形監(jiān)測所得的位移量是兩期觀測值（坐標、高程）的變化量，所以只要控制點是穩(wěn)定的，控制點的誤差對監(jiān)測點位移量的大小的影響很小，所以，四等網(wǎng)的精度滿足施工變形監(jiān)測基準點、工作基點的精度要求。5.2.1水平位移量測中引橋附近有施工加密控制點，水平位移監(jiān)測可釆用全站儀極坐標法、三維坐標法等方法觀測。監(jiān)測點釆用高精度對中裝置，以利提高精度。變形點相對于工作點的點位誤差控制在W±2.0mm,各監(jiān)測點的水平位移量以兩次測量的數(shù)據(jù)差計算并得出，水平位移量計算至mm,將測量數(shù)據(jù)做記錄。5.2.2沉降測量中引橋位于海上，釆用全站儀三角高程法測量。各監(jiān)測點的沉降量是以兩次測得各監(jiān)測點的高程差計算得出，

17、沉降量計算至mm,將測量數(shù)據(jù)做記錄。5.2.3鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測根據(jù)鋼板樁圍堰總長度和圖紙要求的監(jiān)測點不大于30m的要求來布設。 圍堰內(nèi)沉降監(jiān)測點，可直接將預制好的鋼筋等標記點焊接在鋼板樁樁身上，露出觀測標，并作出顯要尋找標記。 鋼板樁樁頂沉降量監(jiān)測點每隔30m在同一里程處迎水面鋼板樁做記號的方式進行，記號從監(jiān)測點向下劃線，劃線長50cm,寬1cm,并標寫同一體系編號。（2）圍堰內(nèi)土方沉降量測使用圍堰內(nèi)土體埋設好的監(jiān)測點來進行土方沉降量的測量，使用電子精密水準儀，并做好數(shù)據(jù)的記錄。（3）兩側(cè)鋼板樁樁頂沉降量測利用鋼板樁樁頂做記號處監(jiān)測點來進行鋼板樁沉降量的測量，并做好數(shù)據(jù)記錄。鋼板樁圍堰變

18、形測點如圖5.2-1所示。圖5.2-1中引橋圍堰鋼板樁變形觀測點5.3周邊海床面沖刷監(jiān)測沖刷是水流對海床的沖蝕淘刷過程，是組成海床的泥沙顆粒被水流沖走,致使海底高程降低或海岸后退的過程。沖刷是導致圍堰受力及變形不均勻的一個重要原因。通過監(jiān)測圍堰四周外側(cè)的的海床面標高監(jiān)測還床沖刷情況，每隔5m設置一個監(jiān)測點，釆用重力式測繩測量，在棧橋面或者平臺面標高反算海床面標高，在鋼圍堰合攏后測海床面標高原始數(shù)據(jù)，施工期間每隔7天在相同位置測量海床面標高，與原始數(shù)據(jù)作比較，當累計沖刷厚度到達2m時，釆取回填袋裝砂的方式處理。六、監(jiān)測報警及數(shù)據(jù)處理6.1監(jiān)測報警機制監(jiān)測報警機制的建立和擬定合理的預警控制值是進行

19、基坑安全性判別與控制的重要步驟，但是因為基坑形式、地質(zhì)與周邊環(huán)境的多樣性、隨機性，當前規(guī)范上對很多監(jiān)測項目的報警數(shù)值還沒有明確的標準，往往是給出一些擬定預警值的原則與方法。從總體上而言，當前擬定監(jiān)測預警值的原則主要有：(1)滿足現(xiàn)行的相關規(guī)范、規(guī)程的要求，大多是位移或變形控制值；(2)對于鋼板樁和支撐內(nèi)力，不超過設計預估值；(3)在滿足監(jiān)控和環(huán)境安全前提下，綜合考慮工程質(zhì)量、施工進度、技術措施等因素；(4)各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的允許最大變化量由設計方會同建設方、監(jiān)理方等有關單位根據(jù)設計中考慮的安全儲備度、工程重要性、周邊環(huán)境保護等級等因素綜合確定。本方案根據(jù)建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范(GB50497.2

20、019),因基坑開挖以及抽水引起的基坑內(nèi)外地層位移應按下列條件控制：(1) 不得導致基坑的失穩(wěn)；(2) 不得影響地下結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和地下工程的正常施工；(3) 對周邊已有結(jié)構(gòu)引起的變形不得超過相關技術規(guī)范的要求或影響其正常使用；基坑工程監(jiān)測報警值應以監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值兩個值控制。基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測報警值應根據(jù)土質(zhì)特征、設計結(jié)果及當?shù)亟?jīng)驗等因素確定，當無具體規(guī)定時，按建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范XGB50497-2019)及相關規(guī)定執(zhí)行。6.2監(jiān)測報警指標監(jiān)測報警值指標一般由累計變化量和變化速率兩個量控制，累計變化量的報警指標不應超過設計限值。周邊環(huán)境監(jiān)測報警值應根據(jù)主管部門和設計的

21、要求確定。監(jiān)測報警應該按照實測各項目內(nèi)容，綜合判斷并給出預警，不宜單純單一按某一項數(shù)據(jù)，應綜合分析原因；鋼板樁及其支撐結(jié)構(gòu)的位移數(shù)據(jù)也作為重點注重。當出現(xiàn)下列情況之一時，必須立即進行危險報警，并對保護對象釆取應急措施。（1）當監(jiān)測數(shù)據(jù)接近或達到監(jiān)測報警值；（2）基坑周邊土體的位移突然明顯增長等；（3）基坑圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形且持續(xù)增長不收斂；（4）根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗判斷，出現(xiàn)其他必須進行危險報警的情況。中引橋鋼板樁圍堰計算最大應力值為152.2MPa。當監(jiān)測應力值達到計算最大應力值的80%即進行預警，達到計算最大應力值即進行報警，同時對變形數(shù)據(jù)進行分析，會同施工單位確認圍堰結(jié)構(gòu)的安全性。中引橋鋼

22、板樁頂部水平位移累計值達到2030mm、相對變形值達到0.2%H0.3%H（H為圍堰鋼板樁設計深度）、位移變化速率達到23mm/d時，進行預警，會同施工單位確認圍堰結(jié)構(gòu)的安全性。中引橋鋼板樁頂部豎向位移累計值達到1020mm、相對變形值達到0.1%H0.2%H（H為圍堰鋼板樁設計深度）、位移變化速率達到23mm/d時，進行預警，會同施工單位確認圍堰結(jié)構(gòu)的安全性。6.3數(shù)據(jù)處理及信息反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預警值僅僅代表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的苗頭或趨勢，并不代表結(jié)構(gòu)不安全，需要釆取相對應的工程措施。為了明確結(jié)構(gòu)是否安全，分析造成不安全趨勢的原因，擬定保證工程安全的施工措施，需要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行進一步的進行分析，

23、預測結(jié)構(gòu)下一個施工階段的變形與內(nèi)力變化情況，判斷結(jié)構(gòu)是否安全，對改變施工工藝與流程后的結(jié)構(gòu)響應進行反饋。從而需要監(jiān)測人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理。監(jiān)測分析人員應具有巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、工程測量的綜合知識和工程實踐經(jīng)驗，具有較強的綜合分析能力，能及時提供可靠的綜合分析報告?，F(xiàn)場測試人員應對監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性負責，監(jiān)測分析人員應對監(jiān)測報告的可靠性負責，監(jiān)測單位應對整個項目監(jiān)測質(zhì)量負責。監(jiān)測記錄和監(jiān)測技術成果均應有有關責任人簽字，監(jiān)測技術成果應加蓋成果章?，F(xiàn)場的監(jiān)測資料應符合下列要求：（1）使用正式的監(jiān)測記錄表格；（2）監(jiān)測記錄應有相對應的工況描述；（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)應整理及時。繪制位移或應力的時態(tài)變化曲線

24、圖，即時態(tài)散點圖；（4）對監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化及發(fā)展情況應及時分析和評述。觀測數(shù)據(jù)岀現(xiàn)異常時，應分析原因，必要時應進行重測。技術成果主要包括應力監(jiān)測總結(jié)報告。技術成果提供的內(nèi)容應真實、準確、完整，并宜用文字闡述與繪制變化曲線或圖形相結(jié)合的形式反映。技術成果應按時報送。七、組織機構(gòu)和監(jiān)測人員配備7.1監(jiān)測工作組織機構(gòu)針對本工程監(jiān)測項目的特點成立監(jiān)測管理小組和現(xiàn)場監(jiān)測組，監(jiān)測管理小組由具有相對應資質(zhì)并有類似工程經(jīng)驗的高級工程師承擔，并由有豐富施工經(jīng)驗，具有較高結(jié)構(gòu)分析和計算能力的人員進行數(shù)據(jù)分析?，F(xiàn)場監(jiān)測組在監(jiān)測管理組的領導下負責日常監(jiān)測工作及資料整理工作，并建立與設計、監(jiān)理及業(yè)主的協(xié)調(diào)與聯(lián)系，作到監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時上報，確保施工安全。監(jiān)控監(jiān)測單位意見饋通報監(jiān)理單位監(jiān)控控督制制執(zhí)指反行令饋施工單位設計單位監(jiān)控組織體系圖7.1-1八、監(jiān)測工作的管理、質(zhì)量、安全和環(huán)保措施8.1監(jiān)測的管理保證措施（1）監(jiān)測組與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時向監(jiān)理工程師報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數(shù)據(jù)。（2）制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相對應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃中。（3）量測項目人員相對固定，保證數(shù)