深基坑監(jiān)測的方法和技術

1、深基坑監(jiān)測的方法和技術作者：發(fā)布時間：2011-06-21點擊率：11水平位移監(jiān)測圍護墻（坡）頂水平位移的監(jiān)測，是超大超深基坑工程監(jiān)測的一項基本內容。通過對圍護墻（坡）頂水平位移監(jiān)測，可以掌握圍護墻（坡）體在基坑施工過程中的平面形變情況，用來同設計比較，分析對周圍環(huán)境的影響。另外，圍護墻（坡）頂的水平位移數值可以作為墻體深層水平位移的基準值。圍護墻（坡）項水平位移一般可采用精密經緯儀或全站儀進行測量，監(jiān)測方法可采用準直線法、控制線偏離法、小角度法及前方交會法等。通過監(jiān)測數據，可以繪制出圍護墻（坡）頂水平位移實測曲線和某測點水平位移變化速率曲線，從而對基坑安全性進行分析。測定監(jiān)測點任意方向的水平

2、位移時可視監(jiān)測點的分布情況，采用前方交會法、自由設站法、極坐標法等；當基準點距基坑較遠時，可采用GPS測量法或三角、三邊、邊角測量與基準線法相結合的綜合測量方法。2圍護墻（坡）頂垂直位移監(jiān)測垂直位移監(jiān)測一般采用幾何水準或液體靜力水準等方法。圍護墻（坡）頂垂直位移一般使用精密水準儀進行量測。此方法是事先布設相對固定的水準網，定期聯測水準網，解算各水準點的高程，再由這些高程點來控制豎向位移監(jiān)測點的高程，通過將各點的歷次高程值進行比較，即可計算豎向位移監(jiān)測點的位移量?？拥茁∑穑ɑ貜棧┮送ㄟ^設置回彈監(jiān)測標，采用幾何水準并配合傳遞高程的輔助設備進行監(jiān)測，傳遞高程的金屬桿或鋼尺等應進行溫度、尺長和拉力等項

3、修正?；訃o墻（坡）頂、墻后地表與立柱的垂直位移監(jiān)測精度應根據垂直位移報警值按表3.1確定。表3.1基坑圍護墻（坡）頂、墻后地表及立柱的豎向位移監(jiān)測精度（mm豎向位移報警值<20(35)20-40(35-60)>40(60)監(jiān)測點測站局差中誤差<0.3<0.5<1.5注：1.監(jiān)測點測站高差中誤差系指相應精度與視距的幾何水準測量單程一測站的高差中誤差；2.括號內數值對應于墻后地表及立柱的豎向位移報警值。地下管線的豎向位移監(jiān)測精度宜不低于0.5mm。其他基坑周邊環(huán)境（如地下設施、道路等）的豎向位移監(jiān)測精度應符合相關規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。坑底隆起（回彈）監(jiān)測精度不宜低于1

4、mm。各等級幾何水準法觀測時的技術要求應符合表3.2的要求。各監(jiān)測點與水準基準點或工作基點應組成閉合環(huán)路或附合水準路線。3圍護墻體深層側向變形監(jiān)測表3.2幾何水準觀測的技術要求基坑類別使用儀器、觀測方法及要求一級基坑DS°5級別水準儀，因瓦合金標尺，按光學測微法觀測，宜按國家二等水準測量的技術要求施測二級基坑DSi級別及以上水準儀，因瓦合金標尺，按光學測微法觀測，宜按國家二等水準測量的技術要求施測三級基坑DS3或更高級別及以上的水準儀，宜按國家二等水準測量的技術要求施測支護結構在基坑挖土后，基坑內外的水土壓力平衡要依靠圍護墻體和支撐系統(tǒng)。圍護墻體在基坑外側水土壓力作用下，會發(fā)生變形。

5、要掌握圍護墻體的側向變形，即在不同深度上各點的水平位移，可通過對圍護墻體的測斜監(jiān)測來實現（圖2.1）。測斜儀分活動式和固定式兩種，在基坑開挖支護監(jiān)測中一般使用活動式測斜儀進行監(jiān)測。在需要進行深層水平位移監(jiān)測的部位埋設與活動式測斜儀配套的測斜管。測量時把測斜儀的一組導向輪沿測斜管導向滑槽放入管中，一直滑到管底，每隔一定距離向上拉線讀數，測定測斜儀與垂直線之間的傾角變化，即可得出不同深度部位的水平位移。測斜儀的精度要求不宜小于表2.3的規(guī)定。表2.3測斜儀精度基坑類別一級二級和三級系統(tǒng)精度mm/m0.100.25分辨率mm/500mm0.020.02測斜儀原理：設測斜管的傾角變化為爪1，而該段測管

6、相應的位移增量嶼為g=小$1nM（2.1）式中4為各段點之間的長度。當測量斜管埋設得足夠深的時候，管底可以認為是位移不動點，管口的水平位移值%,并向下推算各分段位移增量的總和：八二工4X沏出u(2.2)圖2.1測斜儀原理圖并注意保證管口的封蓋；測斜管長度應與圍護墻深度一致或不小于所監(jiān)測土層的深度；當以下部管端作為位移基準點時，應保證測斜管進入穩(wěn)定土層23m；測斜管與鉆孔之間孔隙應填充密實；埋設時測斜管應保持豎直無扭轉，其中一組導槽方向應與所需測量的方向一致。測斜儀應下入測斜管底510min,待探頭接近管內溫度后再量測，每個監(jiān)測方向均應進行正、反兩次量測。當以上部管口作為深層水平位移相對基準點時

7、，每次監(jiān)測均應測定孔口坐標的變化。4土壓力和孔隙水壓力監(jiān)測1)觀測儀器和壓力傳感器國內目前常用的壓力傳感器根據其工作原理分為鋼弦式、差動電阻式、電阻應變片式和電感調頻式等。其中鋼弦式壓力傳感器長期穩(wěn)定性高，對絕緣性要求低，適用于作土壓力和孔隙水壓力的長期觀測。鋼弦式壓力計工作原理如圖2.2所示：（a）（b）圖2.2鋼弦式傳感器示意圖2）壓力測試值（1） 土壓力超大超深基坑在開挖施工中，由于坑體內土體卸載，導致周圍圍護結構內外土壓力失衡。堆土壓力的變化監(jiān)測可以達到有依據的控制開挖速率，已達到施工效率與施工安全的平衡。計算公式：（小?。?.3）式中：P本次土壓力（kPa）（計算結果精確到1kPa）

8、；工一一壓力傳感器的本次讀數（Hz）；壓力傳感器的初始讀數（Hz）；K壓力傳感器的標定系數（kPa汨d）。5孔隙水壓力在基坑開挖施工中，要進行降水以保持基坑內土體的干燥，若維護結構防水性能不好，會造成基坑外水位下降，水壓減小。對孔隙水壓力的變化監(jiān)測，可以有依據的控制降水的速率，以減少降水的影響范圍，以達到安全施工的目的。求孔隙水壓力值計算公式：（2.（4）式中：P孔隙水壓力（kPa）（計算結果精確到1kPa）；Ji壓力傳感器的本次讀數（Hz）;£壓力傳感器的初始讀數（Hz）;K壓力傳感器的標定系數（kPa/席）。3.4.5維護結構內應力的監(jiān)測支護結構內力監(jiān)測一般是將鋼筋應力計布設在有

9、代表性位置的鋼筋混凝土支護樁和地下連續(xù)墻的主受力鋼筋上。以用來監(jiān)測支護結構在基坑開挖過程中的應力變化。一般采用振弦式鋼筋應力計。測試時，按照預先標定的率定曲線，可推算出墻體所受的內應力。計算公式：5=八闔AS（2.5）式中：K率定系數（kN/虛）；%應力計初始頻率（Hz）;可應力計測試頻率（Hz）;4實測鋼筋計的應力（MPa）;S應力計截面積（那次）。6傾斜監(jiān)測建筑物傾斜監(jiān)測應測定監(jiān)測對象頂部相對于底部的水平位移與高差，分別記錄并計算監(jiān)測對象的傾斜度、傾斜方向和傾斜速率。根據不同的現場、觀測條件和要求，選用合適的監(jiān)測方法（投點法、水平角法、前方交會法、正垂線法、差異沉降法等）。7裂縫監(jiān)測裂縫監(jiān)

10、測應包括裂縫的位置、走向、長度、寬度及變化程度，需要時還包括深度。裂縫監(jiān)測數量根據需要確定，應對主要或變化較大的裂縫應進行監(jiān)測。應在基坑開挖前記錄監(jiān)測對象已有裂縫的分布位置和數量，測定其走向、長度、寬度和深度等情況。裂縫監(jiān)測可采用以下方法：（1）對裂縫寬度監(jiān)測，可在裂縫兩側貼石膏餅、劃平行線或貼埋金屬標志等，采用千分尺或游標卡尺等直接量測的方法；也可采用裂縫計、粘貼安裝千分表法、攝影量測等方法。（2）對裂縫深度量測，當裂縫深度較小時宜采用鑿出法和單面接觸超聲波法監(jiān)測；深度較大裂縫宜采用超聲波法監(jiān)測。表3,4裂縫寬度監(jiān)測精度深度寬度長度<0.mmMlm俄8地下水位監(jiān)測地下水位監(jiān)測通過在孔內設置水位管，采用水位計測量。進行地下水位監(jiān)測，應根據地質資料和工程需要確定水位管的埋設深度和透水頭部位，埋設好水位管后用電測水位儀進行水位量測，然后根據每次測試的地下水位高程制作本次和累計變化量成果表及繪制地下水位變化量曲線圖。檢驗降水效果的水位觀測井宜布置在降水區(qū)內，采用輕型井點管降水時可布置在總管的兩側，采用深井降水時應布置在兩孔深井之間。潛水水位管應在基坑施工前埋設，濾管長度應滿足測量要求；承壓水位