润扬长江大桥基坑监测报告

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润扬长江公路大桥

南汊悬索桥北锚碇基础工程

围护结构监测总结报告

上海岩土工程勘察设计研究院

2002年 12月

润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程

围护结构监测总结报告

工程编号: 2001-J-031

工程地点:江苏省镇江市世业洲岛

总工程师: 顾 国 荣

审 定: 侯 瑜 玉

审 核: 黄 永 进

工程负责: 杨 玉 泉

朱 建

上海岩土工程勘察设计研究院

2002年12月 润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程围护结构监测总结报告

目 录

第一部分 工程概况

一、 工程概述

二、 项目参建单位

三、 岩土工程地质条件

四、 监测的目的与意义

五、 监测方案制订及审查过程

六、 监测方案的设计和变更依据

第二部分 监测内容及历程

一、 支护结构概况

二、 基坑土方开挖及支撑浇注

三、 基坑降水

四、 监测内容

五、 主要施工节点及监测进程

第三部分 监测方法原理

一、 监测点垂直沉降测量

二、 监测点平面位移测量

三、 围护墙侧向变位监测

四、 墙体钢筋应力、立柱底部应力监测

五、 支撑轴力监测

六、 围檩应力监测

七、 坑外孔隙水压力监测 八、 地下水位监测

九、 坑外土压力监测

十、 温度监测

第四部分 监测点布置及实施

一、 监测点的布置

1、 围檩顶面垂直及水平位移

2、 围护墙体侧向变位监测

3、 连续墙钢筋应力监测

4、 支撑轴力监测

5、 围檩内力监测

6、 立柱内力监测

7、 坑外孔隙水压力监测

8、 坑外土压力监测

9、 坑内、外地下水位监测

10、 立柱沉降监测

11、 地基土垂直、水平位移监测

12、 温度监测

二、 监测方案实施细节和时间节点

1、 地下连续墙内各监测元件的埋设

2、 基坑外侧周边环境监测点的埋设

3、 立柱桩内监测元件的埋设

4、 支撑及围檩内监测元件的埋设

三、 监测点实际布设数量及成活情况

1、 监测点数量

2、 监测元件成活情况

第五部分 监测频率及报告的提交

1、 监测频率

2、 监测报告的提供

第六部分 测试主要仪器设备

第七部分 监测人员的配备

第八部分 监测成果分析

一、 地下连续墙监测

1、 地下连续墙侧向变形监测

2、 地下连续墙受力状况

二、基坑构件温度变化情况

三、支撑系统监测

1、 围檩变形监测

2、 围檩受力状况

3、 支撑受力状况

4、 立柱垂直沉降监测

5、 立柱受力状况

四、土压力监测

五、水工监测 1、 坑外水位变化情况

2、 坑外孔隙水压力变化情况

六、基坑周边环境监测

1、 测量精度分析

2、 坑外土体沉降变化情况

3、 长江内大堤沉降情况

七、围护结构及周边环境的巡检

第九部分 结论和建议

第十部分 监测设计、施工图纸目录

第十一部分 监测数据图表目录 润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程围护结构监测总结报告

- 1 - 第一部分 工程概况

一、 工程概述

润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”公路主骨干架和五处跨江公路通道规划中

的项目,北联同江至三亚国道主干线,南接上海至成都国道主干线,是江苏省高速公路网建设

的重要组成部分。其南汊悬索桥主跨1490米,为目前中国第一、世界第三长的公路大桥。设

计等级是双向6车道,设计车速是100公里每小时,设计荷载等级是汽车超20级、挂车120,

设计通航净高50米,其中南北主塔高219米,北锚碇深50米,南锚碇深30米,其模型图

见图一。

北锚碇基础工程是全桥难度最高的施工项目,是全桥工程的关键。它位于长江之中,基

坑平面为长69米、宽50米的矩形结构,开挖深度50米。规模庞大,属国内第一、世界罕见。

围护结构采用厚1.2米的嵌岩地下连续墙,内设十一道钢筋混凝土支撑,并布设直径为0.6米

和1.5米两种桩长的46.5米~62.4米的混凝土钢管桩各16根作为立柱桩。

图一 润扬长江公路大桥模型

二、 项目参建单位

本工程采用BOT方式管理,总体承包单位为中港集团第二航务工程局,我院作为总体承

包单位下的一成员负责本工程监测部分工作,于2001年5月开始进驻现场实施监测工作。以下为参加建设的各成员单位:

总体设计单位: 江苏省交通规划设计院

监 理 单 位: 大桥工程建设监理公司

总体承包单位: 中港集团第二航务工程局

成 员 单 位 如 下 :

围护结构设计单位 : 上海同济大学建筑设计研究院

围护封水设计单位 : 长江勘测规划设计研究院

地连墙施工分包单位: 中国水利水电基础工程局

围护结构监测单位 : 上海岩土工程勘察设计研究院

地质勘察单位 : 江苏省交通规划设计院

铁道部大桥工程局勘测设计院

科研单位 : 同济大学土木工程学院

清华大学土木工程学院

三、 岩土工程地质条件

本工程位于长江主干道内的世业洲岛内。场区内地质条件复杂,上部为第四系覆盖层,

总厚达45.7m~48.8m。其下伏基岩属燕山晚期侵入岩,岩性主要为花岗闪长岩和后期侵入

的岩脉。由于岩脉的穿插,使基岩裂隙发育,且有蚀变、破碎和断裂。土性自上而下分别为: 表1 工程地质情况 土层号 土层名称 层底埋深(m) 颜色 状态 1 亚粘土 1.10~3.70 灰黄~褐黄色 软塑 2-1 淤泥质亚粘土 6.00~11.80 灰色 流塑 2-2 亚粘土夹粉细砂 14.00~18.80 灰色 软塑~流塑 3-1 粉细砂 34.50~36.0 灰色、青灰色 稍密~中密 4a 含砾中粗砂 36.10~40.10 灰色、青灰色 中密 4 粉细砂 40.25~47.20 灰色、青灰色 中密~密实 4b 含砾中细砂~中粗砂 45.50~48.8 灰色、青灰色 中密~密实 9-1 强风化花岗闪长岩 46.30~51.70 灰绿色间肉红色 9-2 弱风化花岗闪长岩 48.80~56.80 肉红色间灰绿色 9-3 微风化花岗闪长岩 50.50~59.7 肉红色、灰绿色 润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程围护结构监测总结报告

- 2 - 表2 地质及结构材料力学参数 参数 材料 容重gs kN/m3 粘聚力 C(kpa) 内摩擦角 f(o) 渗透系数 Ki/10-5(cm/S) 第一层土 18.4 7 15 1.8 第二层土 18.1 10 18 0.18 第三层土 20.0 5 25 2300 第四层土 19.8 2 30 5600 基 岩 24 2000 45 15 水文地质特征为16~17米以浅的软粘土,其透水性较差,为下伏微承压含水层的顶板;

以下至风化基岩顶板厚度约32米的砂岩构成第四系微承压水的主要含水层。由于场区距长江

干流不及200米,水力联系密切,相互渗透,补给水源丰富,致场区地下水呈饱和状态,基

坑封水风险较大。

四、 监测的目的与意义

在岩土工程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂

影响,造成目前人们在岩土工程的认识上还有一定的局限性,针对具体的工程,就很难单纯从

理论上预测工程中可能遇到的情况和问题,所以,在现有理论指导下有计划地进行现场工程监

测十分必要。

由于润扬长江公路大桥北锚碇所处位置岩土条件复杂,开挖深,支撑道数多、施工难度

大,且没有前期经验可供参考,故必须在施工组织设计中制定、在实际施工中实施严密的监测

控制系统,以确保基础工程在施工、运行中的安全,为优化设计、科学决策提供准确和可靠的

依据。

工程监测的目的主要有: 1、 监测数据进行归纳整理,以期能及时发现施工过程中的不稳定因素,及时采取补救措施,确保基坑稳定安全,减少和避免损失; 2、 将现场监测结果用于优化设计,使设计达到优质安全,经济合理、施工快捷的目的; 3、 将现场监测的结果与理论预测值相比较,用反分析法推导出更为接近实际的理论公式,用以指导其它工程。 五、 监测方案制订及审查过程

受中港集团第二航务工程局委托以及指挥部的慎重研究,我院对监测方案几度修

改、优化及细化,先后共编制了四套版本的监测方案,于2001年8月份经指挥部专家

审查会确定按第四版监测方案实施。以下为方案审查过程:

2001年2月 初步监测方案确定(第一版),根据工程勘察报告,初步设计方案,周边环

境的情况编制;

2001年3月 初审监测方案(第二版) ,根据初审设计、施工方案及施工

工艺编制;

2001年7月 复审监测方案(第三版),根据初审专家组意见和定稿的设计方案以及施工

方案的实施情况在初审方案的基础上进行修订;

2001年8月 定稿监测方案(第四版),根据复审专家组意见以及为《北锚碇关键技术课

题研究》提供无缝隙式服务的要求进行修订;

2002年3月 补充监测方案,根据《同济大学科研组,清华大学科研组,

中港二航局润扬大桥项目部关于更改支撑轴力监测方案的建

议》在第四版监测方案基础上进行了补充。

六、 监测方案的设计和变更依据

1、 上海市标准《基坑工程设计规范》(DBJ08-61-97)

2、 上海市标准《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)

3、 上海市标准《岩土工程勘察设计规范》(DGJ08-37-94)

4、 《城市测量规范》(CJJ8-99)

5、 《精密水准测量规范》(GB/T15314-940)

6、 《工程测量规范》(GB 50026-93)

7、 《孔隙水压力测试规程》(CECS 55:93)

8、 《润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程施工图设计文件》(2001.4) 《润扬长江公路大桥悬索桥北锚碇基础工程设计计算书》(2001.3) 上海同济规划建筑设计研究总院