基坑工程監(jiān)測

1、第六章第六章 基坑工程監(jiān)測基坑工程監(jiān)測本本章章內(nèi)內(nèi)容容概述土壓力和孔隙水壓力監(jiān)測監(jiān)測警戒值與報警監(jiān)測報表與監(jiān)測報告監(jiān)測期限與頻率變形監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力檢測6.1 概述基坑工程監(jiān)測原因 基坑工程設(shè)計中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算以及結(jié)構(gòu)和土體變 形的預(yù)估與工程實際情況存在較大差異，基坑工程 設(shè)計在相當(dāng)程度上依靠經(jīng)驗。 基坑開挖施工過程中，基坑內(nèi)外土體應(yīng)力狀態(tài)的改 變導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)和土體的變形，基坑的穩(wěn)定性遭到 破壞，周圍環(huán)境受到不利影響。因此，基坑施工過程中，在理論分析的指導(dǎo)下，對基坑支護結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體進行相鄰的建（構(gòu)）筑物進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測十分必要，能及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時調(diào)整設(shè)計和施工方案，確?；庸こ淌?/p>

2、工的順利進行。6.1.1 基坑工程監(jiān)測的目的和內(nèi)容基坑工程監(jiān)測的目的和內(nèi)容監(jiān)監(jiān)測測目目的的確保支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，確保基坑周圍建筑物、構(gòu)筑物、道路及地下管線的安全與使用。指導(dǎo)基坑工程的施工。驗證基坑設(shè)計方法，完善基坑設(shè)計理論?，F(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測周圍環(huán)境監(jiān)測包括圍護樁墻、支撐、圍檁和圈梁、立柱、地下水位等項目包括道路、地下管線、臨近建筑物、地下水位等項目基坑現(xiàn)場監(jiān)測主要項目6.1.2 基坑監(jiān)測的基本要求基坑監(jiān)測的基本要求（1）根據(jù)設(shè)計要求和基坑周圍環(huán)境編制詳細的監(jiān)測方案，對基坑的施工過程開展有計劃的監(jiān)測工作；（2）保證數(shù)據(jù)的可靠性和真實性；（3）確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時性；（4）確

3、定警戒值，隨時掌握基坑工作現(xiàn)狀；（5）基坑監(jiān)測資料要保持完整性，基坑監(jiān)測應(yīng)該有完整的監(jiān)測記錄。6.2 6.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測 變形監(jiān)測原因：變形監(jiān)測原因：基坑開挖導(dǎo)致土中應(yīng)力釋放，必定 會引起鄰近基坑周圍土體的變形，過量的變形將影響鄰近建筑物的和地下管線的正常使用，甚至破壞。因此，必須在基坑施工期間對支護結(jié)構(gòu)、土體、鄰近建筑物和地下管線的變形進行監(jiān)測。 基坑工程施工場地變形觀測目的：基坑工程施工場地變形觀測目的：通過對設(shè)置在場 地內(nèi)的觀測點進行周期性的測量，求得各觀測坐標(biāo)和高程的變化量，為支護結(jié)構(gòu)和地基土的穩(wěn)定性評價提供技術(shù)數(shù)據(jù)。變形監(jiān)測包括：變形監(jiān)測包括：地面、鄰近建筑物、地下管線和深層土

4、體沉降監(jiān)測；支護結(jié)構(gòu)、土體、地下管線水平位移監(jiān)測。 具體形式可分為變形監(jiān)測的要求：變形監(jiān)測的要求：觀測周期應(yīng)根據(jù)變形速率、觀測精度要求、不同施工階段和工程地質(zhì)條件綜合考慮；監(jiān)測初始值應(yīng)具有可靠的精度；檢測前，儀器需校驗，檢測人員相對固定，并使用同一儀器和設(shè)備；監(jiān)測過程中采用相同路線和方法。沉降監(jiān)測水平位移監(jiān)測6.2.1 沉降監(jiān)測沉降監(jiān)測1.儀器與范圍：儀器與范圍：沉降監(jiān)測主要采用精密水準(zhǔn)測量，監(jiān)測的范圍宜從基坑邊線起到開挖深度約23倍的距離。水準(zhǔn)儀可用N3精密水準(zhǔn)儀或S1精密水準(zhǔn)儀。N3精密水準(zhǔn)儀S1精密水準(zhǔn)儀2.基準(zhǔn)點設(shè)置基準(zhǔn)點設(shè)置 基準(zhǔn)點設(shè)置以保證其穩(wěn)定可靠性為原則，在監(jiān)測基坑的四周適當(dāng)位

5、置必須設(shè)置3個沉降監(jiān)測基準(zhǔn)點?；鶞?zhǔn)點必須設(shè)置在基坑開挖影響范圍之外（至少5倍基坑開挖深度），根據(jù)土體狀況分為巖石基準(zhǔn)點、混凝土基準(zhǔn)點和深埋鋼管基準(zhǔn)點3.沉降監(jiān)測沉降監(jiān)測3.1 鄰近建筑物沉降鄰近建筑物沉降 監(jiān)測要求：監(jiān)測要求：監(jiān)測頻數(shù)通常為每天1次，監(jiān)測期通常為一個月，監(jiān)測精度比永久觀測低：監(jiān)測點數(shù)量和位置應(yīng)根據(jù)建筑物的體形、結(jié)構(gòu)形式、工程地質(zhì)條件等確定，具有代表性，便于監(jiān)測，不易遭到破壞。 監(jiān)測點設(shè)置處：監(jiān)測點設(shè)置處： （1）建筑物的角點、中線及沿周邊每隔 612m設(shè)一側(cè)點； （2）基礎(chǔ)類型、埋深和荷載明顯不同處，沉降縫處，新老建筑物連接處兩側(cè)，伸縮縫任一側(cè)； （3）工業(yè)廠房各軸線的獨立柱基

6、上； （4）箱形基礎(chǔ)底板除四角外宜在中部設(shè)點； （5）基礎(chǔ)下有暗浜或地基局部加固處； （6）重型設(shè)備基礎(chǔ)和動力基礎(chǔ)的四角。建筑物監(jiān)測標(biāo)志構(gòu)造形式：建筑物監(jiān)測標(biāo)志構(gòu)造形式： （1）設(shè)備基礎(chǔ)監(jiān)測點：一般用 鋼筋制作，有墊板式、彎 鉤式、燕尾式、U字式等 （2）柱基礎(chǔ)監(jiān)測點：對鋼混柱 在標(biāo)高0.000以上1015 cm處鑿洞，將彎鉤形監(jiān)測 標(biāo)志水平向插入，或用角 鐵60角插入，以1:2水 泥砂漿填充。 （3）鋼柱監(jiān)測標(biāo)志：用鉚釘或 鋼筋焊在鋼柱上。3.2 地表沉降監(jiān)測地表沉降監(jiān)測 地面沉降監(jiān)測方法主要采用精密水準(zhǔn)測量，不宜采用精度 較低的三角測量。在一個區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置3個以上基準(zhǔn)點，基 準(zhǔn)點要設(shè)置在距

7、離基坑開挖深度的5倍以外的穩(wěn)定地方。在 基坑開挖前可采用直徑15mm左右，長約11.5m的鋼筋打 入地下，地面用混凝土加固，作為基準(zhǔn)點；亦可將基準(zhǔn)點 設(shè)置在年代較老且堅固的的建筑物墻體上。水準(zhǔn)儀可采用 （WILD）N3精密水準(zhǔn)儀或S1精密水準(zhǔn)儀，并配用銦鋼水準(zhǔn) 尺。水準(zhǔn)儀定期檢查。3.3 地下管線沉降測量地下管線沉降測量 在收集基坑周圍管線圖，調(diào)查管線走向、管線類型、管線埋深、管線材料、管線直徑、管壁厚度、管道接頭形式和受力等條件基礎(chǔ)上，查明管線距基坑的距離，合理設(shè)置監(jiān)測點。 一般情況下上水管承接式接頭應(yīng)按23個節(jié)段設(shè)置1個監(jiān)測點，管線越長測點間距可適當(dāng)增大，彎頭和十字接頭處對變形敏感，測點適

8、當(dāng)加密。 管線監(jiān)測點可用抱箍直接固定在管道上，標(biāo)志外可砌窨井。在不宜開挖的地方，可用鋼筋直接打入地下，深度與管底深度一致，作為監(jiān)測點。 監(jiān)測點設(shè)置之前，要收集基坑周圍地下管線和建筑物的位置情況。3.4 土體分層沉降監(jiān)測土體分層沉降監(jiān)測 土體分層沉降監(jiān)測是指離地面不同深度處土層內(nèi)點的沉降或隆起，通常用磁性分層沉降儀量測。通過在鉆孔中埋設(shè)一根硬塑料管作為引導(dǎo)管，再根據(jù)需要分層埋入磁性沉降環(huán)，用測頭測出各磁性沉降環(huán)的初始位置。在施工過程中分別測出沉降環(huán)的位置，便可以算出各測點的沉降值。 （1）監(jiān)測設(shè)備：）監(jiān)測設(shè)備： 磁性分層沉降儀由沉降管、磁性沉降環(huán)、測頭、測尺、和輸出訊號指示器組成 1測尺 2基點

9、 3導(dǎo)線 4指示器 5磁性沉降環(huán) 6測頭 7沉降管 8彈性抓 9鉆孔 10回填土球 （2）基本原理：）基本原理： 埋設(shè)于土中的磁性沉降環(huán)會隨土層沉降而同步下降。當(dāng)探頭從導(dǎo)管中緩慢下放到預(yù)埋的磁性沉降環(huán)時，干簧管的接觸點便在沉降環(huán)的磁場力作用下吸合，接通指示器電路，電感探測裝置上的蜂鳴器就會發(fā)出叫聲，這時根據(jù)測量導(dǎo)線上標(biāo)尺在孔口的刻度以及孔口的標(biāo)高，就可以計算出沉降環(huán)所在位置的標(biāo)高。沉降環(huán)所在位置標(biāo)高計算式： H = Hj L H：沉降環(huán)標(biāo)高 Hj：基準(zhǔn)點標(biāo)高，可將沉降管頂點作為基準(zhǔn)點 L：測頭至基準(zhǔn)點的距離 各土層在施工前后的沉降或隆起由下式計算出： H = H0 Ht H ：某高程處的沉降

10、H0：基坑開挖前的沉降環(huán)標(biāo)高 Ht ：基坑開挖后沉降環(huán)標(biāo)高 上式可測量某一高程處土的沉降值，但由于基準(zhǔn)點水準(zhǔn)測量的誤差，可導(dǎo)致沉降環(huán)的高程誤差。也可只測土層變形量，假定埋置較深處的沉降環(huán)為不動的基點，用沉降儀測出各沉降環(huán)的深度，即可求得各土層的變形量。（3）沉降管和沉降環(huán)的埋設(shè)：）沉降管和沉降環(huán)的埋設(shè)： 用鉆機在預(yù)定位置鉆孔，孔底標(biāo)高略低于欲測量土層的標(biāo)高，取出的土分層堆放。提起管套3040cm，將導(dǎo)管插入鉆孔中，引導(dǎo)管可逐節(jié)連接至略深于預(yù)定的最深監(jiān)測點深度，然后，在引導(dǎo)管與孔壁間用膨脹黏土球填充并搗實至最低的沉降環(huán)位置，另用一只鋁制開口送筒裝上沉降環(huán)，套在導(dǎo)管上，沿導(dǎo)管送至預(yù)埋位置，再用直徑

11、50mm的硬質(zhì)塑料管將沉降環(huán)推出并輕輕壓入土中，使沉降環(huán)的彈性爪牢固嵌入土中，提起套管至待埋沉降環(huán)以上3040厘米，往鉆孔內(nèi)回填該層土做的土球（直徑不大于3cm）至另一沉降環(huán)埋設(shè)標(biāo)高處，重復(fù)以上步驟埋設(shè)。埋設(shè)完成后，固定孔口，做好孔口的保護裝置，并測量孔口標(biāo)高和磁性沉降環(huán)的初始標(biāo)高。 3.5 基坑回彈監(jiān)測：基坑回彈監(jiān)測： 基坑回彈監(jiān)測是基坑開挖對坑底土層卸荷引起基坑底面及坑外一定范圍內(nèi)土體的回彈變形或隆起。深大基坑的回彈量對基坑本身和鄰近建筑物都有較大影響，因此需做基坑回彈監(jiān)測?；踊貜棻O(jiān)測可采用回彈監(jiān)測標(biāo)和深層沉降標(biāo)兩種，當(dāng)分層沉降環(huán)埋設(shè)于基坑開挖面以下時所監(jiān)測的土層隆起也就是土層回彈量?；?/p>

12、回彈彈監(jiān)監(jiān)測測回彈標(biāo)深層沉降標(biāo)回彈標(biāo)及深層沉降標(biāo)組成部分及埋設(shè)方法見書157頁。（1）（2）監(jiān)測點設(shè)置：）監(jiān)測點設(shè)置： 監(jiān)測點的平面布置應(yīng)以最少的點數(shù)能測量所需的基坑縱橫斷面的回彈量為原則。因此，一般在基坑平面的中心及通過中心的縱橫軸線上布置監(jiān)測點。基坑不大時，縱橫斷面各布置一條測線；基坑較大時，可布置35條測線，各斷面線上的監(jiān)測點必要時應(yīng)延伸到坑外一定范圍內(nèi)。（3）基坑回彈監(jiān)測方法：）基坑回彈監(jiān)測方法： 基坑回彈監(jiān)測，通常采用精密水準(zhǔn)儀測出監(jiān)測點的高程變化，基坑開挖前后監(jiān)測點高程差作為基坑的回彈量。 基坑回彈量隨基坑開挖的深度而變化，監(jiān)測工作應(yīng)隨基坑開挖深度的進展而隨時監(jiān)測，這樣可得出基坑回

13、彈量隨開挖深度的變化曲線。但由于開挖現(xiàn)場施工條件限制，開挖中途進行測量很困難，因此每個基坑一般不得少于三次監(jiān)測。第一次在基坑開挖前，即監(jiān)測點埋置之后；第二次在基坑開完到設(shè)計標(biāo)高立即進行監(jiān)測；第三次在打基礎(chǔ)墊層或澆灌混凝土基礎(chǔ)之前。對于分階段開挖的深基坑，可在中間增加監(jiān)測次數(shù)。6.2.2 水平位移監(jiān)測水平位移監(jiān)測水水平平位位移移監(jiān)監(jiān)測測地表水平位移監(jiān)測深層水平位移監(jiān)測強頂面水平位移監(jiān)測地表水平位移監(jiān)測地下管線水平位移監(jiān)測等監(jiān)測方法視準(zhǔn)線法小角度法前方交匯法三角測量法等土體深層水平位移監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測監(jiān)測方法鉆孔測斜儀法1.地表水平位移監(jiān)測：地表水平位移監(jiān)測： 1.1 視準(zhǔn)線法：視準(zhǔn)線

14、法： 視準(zhǔn)線法是沿基坑設(shè)置一條 視準(zhǔn)線，并在視準(zhǔn)線的兩端里 埋設(shè)兩個永久工作基點A、B， 如圖。沿基坑邊線按照需要設(shè) 置若干測點，定期觀測這排點 偏離固定方向的距離，并加以 比較，即可求出這些測點的水平位移量。 具體內(nèi)容分為：基點及測點的布置及埋設(shè)、觀測方法。 （1）基點及測點的布置及埋設(shè)方法：）基點及測點的布置及埋設(shè)方法： 首先在基坑兩端不動位置處構(gòu)筑觀測墩，設(shè)置基點A、B，并經(jīng)常檢查是否有移動。 在基坑邊AB方向上有代表性的的位置設(shè)置測點。測點也可布置在支護結(jié)構(gòu)混凝土圈梁上，用鋁釘或膨脹螺釘做標(biāo)記。測點間距815m，根據(jù)具體情況確定是等距或非等距。 對于有支撐的地下連續(xù)墻或大直徑灌注樁類的

15、維護結(jié)構(gòu)，通?；咏屈c的水平位移較小，這時可在基坑角點部設(shè)置臨時基點C、D，在每個工況內(nèi)可以用臨時基點監(jiān)測，變換工況時用基點A、B測量臨時基點C、D的水平位移，再用此結(jié)果對各測點的水平位移值進行校正。（2）觀測方法：）觀測方法： 用視準(zhǔn)線觀測水平位移時，活動覘標(biāo)是在一個端點A上安置經(jīng)緯儀，在另一個端點B上設(shè)置固定覘標(biāo)，并在每一測點上安置活動覘標(biāo)。觀測時，經(jīng)緯儀先后視固定覘標(biāo)進行定向，然后再觀測基坑邊各測點上的活動覘標(biāo)。在活動覘標(biāo)的讀書設(shè)備上讀取數(shù)據(jù)，即可得到該店相對固定方向的偏離值。比較歷次觀測所得的數(shù)值，即可求得該點水平位移量。 每個觀測點應(yīng)照準(zhǔn)三次，觀測的順序是由近到遠再由遠到近。測點觀測

16、結(jié)束后，再應(yīng)對準(zhǔn)另一端點B，檢查在觀測過程中儀器是否有移動，如果有移動，重新觀測。在A端點上觀測結(jié)束后，應(yīng)將儀器移至B點，重新進行以上步驟。 第一次與以后觀測的得數(shù)之差即為該點的水平位移值。 （2）小角度法：）小角度法： 該方法適用于觀測點凌亂，并且不在同一條直線上的情況下，如圖。在基坑兩倍開挖深度距離的地方，選設(shè)測站點A，若測站至觀測點T的距離為S則在不小于2S范圍之外選設(shè)后視方向A。一般可選用建筑物的棱邊或避雷針等作為固定目標(biāo)A。用J2級經(jīng)緯儀測定角，角度測量的回數(shù)一般24回，并測量A至測點T的距離。其后根據(jù)每次測量角的變動計算T點的位移量：基坑ATSASTST 式中：角的變動量（） 換算

17、常數(shù)，等于206265 S 測站至觀測點的距離（mm） 如果角測定中誤差為2“，S為100mm代入式中，則 位移值的中誤差約為1mm。2. 深層水平位移監(jiān)測：深層水平位移監(jiān)測： 土體和圍護結(jié)構(gòu)的深層水平位移通常采用鉆孔測斜儀測 定，當(dāng)被測土體產(chǎn)生變形時，測斜管軸線產(chǎn)生撓度，用測斜儀測量測斜管與鉛垂線之間夾角的變化量，從而獲得土體內(nèi)各點水平位移。 （1）監(jiān)測設(shè)備：）監(jiān)測設(shè)備： 監(jiān)測設(shè)備為測斜儀，分為固定式和活動式，目前主要采用活動式。測斜儀組成： 測頭 測讀儀 電纜 測斜管（2）測斜儀基本原理）測斜儀基本原理（詳見書161頁）（3）測斜管的埋設(shè)：）測斜管的埋設(shè)： 測斜管埋設(shè)方式：綁扎預(yù)埋式，鉆孔后埋式 埋設(shè)注意問題： 首先采用鉆探工具形成合適口徑的孔，然后將測 斜管放入孔內(nèi)。測斜管連接部分應(yīng)防止污泥進入， 測斜管與鉆孔壁之間用砂填密實。 測斜管連接采用連接管，為了避免測斜管的縱向 旋轉(zhuǎn)，采用凹凸式插入法，在管節(jié)連接時必須將上 下管節(jié)的滑槽嚴格對準(zhǔn)，并用自功螺釘固定使縱向 的扭曲減小到最小程度。放入測斜管時，應(yīng)注意十 字形槽口應(yīng)對準(zhǔn)所測的水平位