深基坑監(jiān)測內容與方案設計

1、深基坑監(jiān)測深基坑監(jiān)測3 監(jiān)測方案設計 1 概述2 監(jiān)測內容和方法4 監(jiān)測報告 一、概述1. 基坑監(jiān)測必要性2. 基坑監(jiān)測目的3. 基坑監(jiān)測基本要求 在現(xiàn)代城市建設工程中，隨著高層建筑的大量建造和大規(guī)模地下空間的開發(fā)利用，施工中碰到的基坑面積越來越大，深度越來越深（已達20多米），同時人們又要求基坑施工過程中對周圍環(huán)境的影響要小。 基坑工程一旦出現(xiàn)問題，往往會危及人的生命，造成巨大經濟損失，產生不良的社會影響，所以基坑工程的重要性逐漸被人們所認識?；庸こ痰脑O計、施工及監(jiān)測技術也隨之而發(fā)展提高，并形成一個相對獨立的專業(yè)工程。 1.基坑監(jiān)測必要性 在基坑工程實踐中常常發(fā)現(xiàn)，與設計預估值相比，實際工

2、程的工作狀態(tài)往往存在一定的差異性，有時差異的程度還相當大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1）地層性質存在著相當?shù)淖儺愋院碗x散性，地質勘察所獲得的數(shù)據(jù)還很難準確代表土層的全面總體情況。 （2）對基坑支護結構進行設計和變形預估時，對土層和支護結構本身所作的本構模型、計算假定，以及參數(shù)選用等，與實際狀況相比存在著一定的近似性和相對誤差。 （3）基坑開挖和施筑過程中，隨著土層開挖標高變化和支撐體系的設置與拆除，支護結構的受力處于經常性的動態(tài)變化狀況，諸如地面荷載突變、超深超長開挖等偶然隨機因素的發(fā)生，使得結構荷載作用時間和影響范圍難以預料。 2. 監(jiān)測的重要性 基坑的開挖必然引起土體的變形，當土體變形過

3、大時，會造成鄰近結構和設施的失效或破壞。因此，在深基坑深度（ ）施工過程中，只有進行全面系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進行。通過監(jiān)測，在出現(xiàn)異常情況時及時反饋，并采取必要的工程應急措施，甚至調整施工工藝或修正設計參數(shù)。 經過多年的實踐，實施基坑工程監(jiān)測不僅已經成為市政建設管理部門強制性指令措施，同時也已被業(yè)主、監(jiān)理、設計和施工等單位自覺執(zhí)行。第一節(jié) 概述 2、基坑監(jiān)測的目的（1）檢驗設計所采取的各種假設和參數(shù)的正確性，指導基坑開挖和支護結構的施工；（2）確保基坑支護結構和相鄰建筑物的安全；（3）積累工程經驗，為提高基坑工程的設計和施工的整

4、體水平提供依據(jù)。第一節(jié) 概述 3.基坑監(jiān)測要求 （1）監(jiān)測工作必須是有計劃的，應根據(jù)設計提出的監(jiān)測要求和業(yè)主下達的監(jiān)測任務書預先制訂詳細的基坑監(jiān)測方案； （2）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須可靠真實； （3）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是及時的，監(jiān)測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時計算處理，計算有問題可及時復測，盡量做到當天報表當天出； （4）埋設于結構中的監(jiān)測元件應盡量減少對結構的正常受力的影響，并注意埋設監(jiān)測元件的回填土與巖土介質的匹配； （5）應采納多種方法、施行多項內容的監(jiān)測方案，以便監(jiān)測結果可以互相印證、互相檢驗； （6）對重要的監(jiān)測項目，應按照工程具體要求預先設定預警值和報警制度，預警值應包括變形或內力量值及其變化速率。2、基坑監(jiān)

5、測的目的（1）檢驗設計所采取的各種假設和參數(shù)的正確性，指導基坑開挖和支護結構的施工；（2）確?；又ёo結構和相鄰建筑物的安全；（3）積累工程經驗，為提高基坑工程的設計和施工的整體水平提供依據(jù)。二、基坑監(jiān)測內容及方法1. 基坑監(jiān)測內容 深基坑工程施工現(xiàn)場監(jiān)測的內容分為圍護結構本身和相鄰環(huán)境兩大部分：基坑監(jiān)測圍護結構相鄰環(huán)境圍護樁、墻：樁、墻頂水平位移沉降，深層撓曲相鄰土層：分層沉降和水平位移相鄰房屋：垂直沉降和傾斜裂縫地下管線：垂直沉降和水平位移圍檁、梁：內力和水平位移支撐結構：支撐軸力立 柱：垂直沉降坑 內 土：體垂直隆起 （1） 儀器精度要求 ： 基坑各監(jiān)測項目采用的監(jiān)測儀器的精度、分辨率及

6、測量精度應能反映監(jiān)測對象的實際狀況，并應滿足基坑監(jiān)控的要求。各監(jiān)測項目應在基坑開挖前或測點安裝后測得穩(wěn)定的初始值，且次數(shù)不應少于兩次。（2）監(jiān)測頻次： 支護結構頂部水平位移的監(jiān)測頻次應符合下列要求：1）基坑向下開挖期間，監(jiān)測不應少于每天一次，直至開挖停止后連續(xù)三天的監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定2. 檢測及預警深基坑監(jiān)測深基坑監(jiān)測2）當?shù)孛?、支護結構或周邊建筑物出現(xiàn)裂縫、沉降，遇到降雨、降雪、氣溫驟變，基坑出現(xiàn)異常的滲水或漏水，坑外地面荷載增加等各種環(huán)境條件變化或異常情況時，應立即進行連續(xù)監(jiān)測，直至連續(xù)三天的監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定3）當位移速率大于或等于前次監(jiān)測的位移速率時，則應進行連續(xù)監(jiān)測4）在監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定期間，尚應根

7、據(jù)水平位移穩(wěn)定值的大小及工程實際情況定期進行監(jiān)測 支護結構頂部水平位移之外的其他監(jiān)測項目，除應根據(jù)支護結構施工和基坑開挖情況進行定期監(jiān)測外，尚應在出現(xiàn)下列情況時進行監(jiān)測，直至連續(xù)三天的監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定。1）出現(xiàn)支護結構頂部水平位移的監(jiān)測頻次2）、3）的情況時，2）錨桿、土釘或擋土構件施工時，或降水井抽水等引起地下水位下降時，應進行相鄰建筑物、地下管線、道路的沉降觀測。 深基坑監(jiān)測深基坑監(jiān)測在支護結構施工、基坑開挖期間以及支護結構使用期內，應對支護結構和周邊環(huán)境的狀況隨時進行巡查，現(xiàn)場巡查時應檢查有無下列現(xiàn)象及其發(fā)展情況：1）基坑外地面和道路開裂、沉陷2）基坑周邊建筑物開裂、傾斜3）基坑周邊水管漏水

8、、破裂，燃氣管漏氣4）擋土構件表面開裂5）錨桿錨頭松動，錨桿桿體滑動，腰梁和錨桿支座變形，連接破損等6）支撐構件變形、開裂7）土釘墻土釘滑脫，土釘墻面層開裂和錯動8）基坑側壁和截水帷幕滲水、漏水、流砂等9）降水井抽水不正常基坑排水不通暢。 深基坑監(jiān)測深基坑監(jiān)測 當出現(xiàn)下列危險征兆時應立即報警： 1）支護結構位移達到設計規(guī)定的位移限值，且有繼續(xù)增長的趨勢 2）支護結構位移速率增長且不收斂 3）支護結構構件的內力超過其設計值 4）基坑周邊建筑物、道路、地面的沉降達到設計規(guī)定的沉降限值且有繼續(xù)增長的趨勢，基坑周邊建筑物、道路、地面出現(xiàn)裂縫，或其沉降、傾斜達到相關規(guī)范的變形允許值 5）支護結構構件出現(xiàn)

9、影響整體結構安全性的損壞 6）基坑出現(xiàn)局部坍塌、流土、管涌現(xiàn)象 7）開挖面出現(xiàn)隆起現(xiàn)象（3） 基坑支護預警 在工程監(jiān)測中，每一測試項目都應根據(jù)實際情況的客觀環(huán)境和設計計算書，事先確定相應的安全警戒值，以判斷位移或受力狀況是否會超過允許的范圍，判斷工程施工是否安全可靠，是否需調整施工步驟或優(yōu)化原設計方案。 1.肉眼觀察 （1）主要觀察圍護結構和支撐體系的施工質量、圍護體系是否有滲漏水、滲漏水的位置和多少、施工條件的改變情況、坑邊堆載的變化、管道滲漏和施工用水的不適當排放，以及降雨等氣候條件的變化等對基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關系密切的信息。 （2）要密切注意基坑周圍的地面裂縫、圍護結構和支撐體系的工作

10、失常情況，鄰近建筑物和構筑物的裂縫等工程隱患，以便及時發(fā)現(xiàn)隱患苗頭，及時處理，盡量減少工程事故的發(fā)生。3. 監(jiān)測的方法 2、圍護墻頂水平位移和沉降監(jiān)測（1）沉降監(jiān)測儀器：主要采用精密水準測量儀。（2）沉降監(jiān)測基準點：在一個測區(qū)內，應設3個以上，位置距基坑開挖深度5倍距離以外的穩(wěn)定地方。（3）水平位移監(jiān)測方法 采用視準線法（軸線法）：沿欲測量的基坑邊線設置一條視準線，在該線的兩端設置工作基點A、B，測量觀測點到視準線間的距離，從而確定偏離值的方法。3、深層水平位移測量1）定義 深層水平位移測量就是測量圍護樁墻和土體在不同深度上的點的水平位移（也就是測量基坑不同深度處的變形）。2）測試儀器 采用測

11、斜儀，它是一種可以精確地測量沿鉛垂方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器，一般由測頭、測斜管、測讀設備等組成。土石壩、巖土邊坡、建筑基坑、堤防、地下建筑工程、港務工程XB338-2滑動式測斜儀(自動記錄)測斜儀鉆孔測斜儀 （1）測斜管：內有四條十字型對稱分布的凹型導槽，作為測頭滑輪上下滑行的軌道。測斜管在基坑開挖前埋設于圍護墻和土體內。 （2）測頭：由彈簧滾輪、重力擺錘、彈簧銅片（內側貼應變片）、電纜線組成。 （3）工作原理：利用重力擺錘始終保持鉛直方向的特性。彈簧銅片上端固定，下端掛擺錘，當測斜儀傾斜時，擺線在擺錘的重力作用下保持鉛直，壓迫簧片下端，使簧片發(fā)生彎曲，粘貼在簧片上的電阻應

12、變片測出簧片的彎曲變形，并由導線將測斜管的傾斜角顯示在測讀儀上，進而計算垂直位置各點的水平位移。電阻片式測斜儀結構 及量測原理示意圖分層沉降儀 4.土體分層沉降測試 1）定義 土體分層沉降是指離地面不同深度處土層內的點的沉降或隆起。 2）測試儀器及組成 通常采用磁性分層沉降儀測量。 組成：探頭、分層沉降管和鋼環(huán)（埋設于土層中）、 帶刻度標尺的導線及電感探測裝置。 3）測試原理： 分層沉降管由波紋狀柔性塑料管制成，管外每隔一定距離安放一個鋼環(huán)，地層沉降時帶動鋼環(huán)同步下沉；當探頭從鉆孔中緩慢下放遇到預埋在鉆孔中的鋼環(huán)時，電感探測裝置上的蜂鳴器就發(fā)出叫聲，這時根據(jù)測量導線上標尺在孔口的刻度，以及孔口

13、的標高，就可計算鋼環(huán)所在位置的標高，其測量精度可達1mm。 在基坑開挖前預埋分層沉降管和鋼環(huán)，并測讀各鋼環(huán)的起始標高，與其在基坑施工開挖過程中測得的標高的差值，即為各土層在施工過程中的沉降或隆起。5、基坑回彈監(jiān)測1）基坑回彈：是指由于基坑開挖對坑底土層的卸荷過程引起基坑底面及境外一定范圍內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，因此需作基坑回彈監(jiān)測。2）監(jiān)測儀器（1）回彈監(jiān)測標（2）深層沉降標6、土壓力與孔隙水壓力監(jiān)測1）土壓力：是指基坑周圍的土體傳遞給擋土構筑物的壓力，也叫支護結構與土體的接觸壓力，或由自重及基坑開挖后土體中應力重分布引起的土體內部的應力。

14、 通常采用土壓力盒監(jiān)測，比如鋼弦式土壓力盒或電阻式土壓力盒等。2）孔隙水壓力測試（1）測試目的：孔隙水壓力量測結果可用于固結計算及有限應力法的穩(wěn)定性分析，在打樁、堆載預壓法地基加固的施工速度控制、基坑開挖、沉井。 下沉和降水等引起的地表沉降的控制中具有十分重要的作用。其原因在于飽和軟粘土受荷后，首先產生的是孔隙水壓力的增高或降低，隨后才是土顆粒的固結變形。孔隙水壓力的變化是土層運動的前兆，掌握這一規(guī)律，就能及時采取措施，避免不必要的損失。（2）測試儀器：采用孔隙水壓力計，分為鋼弦式、電阻式、氣動式三種類型。 其組成：由金屬殼體和透水石組成。3、工作原理 孔隙水壓力計的工作原理是把多孔元件（如透

15、水石）放置在土中，使土中水連續(xù)通過元件的孔隙（透水后），把土體顆粒隔離在元件外面而只讓水進入有感應膜的容器內，再測量容器中的水壓力，即可測出孔隙壓力。4、埋設 孔隙水壓力計的安裝與埋設應在水中進行，濾水石不得與大氣接觸，一旦與大氣接觸，濾水石應重新排氣。 埋設方法：壓入法和鉆孔法。7、支擋結構內力監(jiān)測1）測試儀器 采用鋼筋混凝土材料制作的圍護支擋構件，其內力或軸力的測試通常采用鋼筋計。通過測定構件受力鋼筋的應力或應變，然后根據(jù)鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調條件計算而得到其內力。 2）分類 鋼筋計分為：鋼弦式和電阻應變式兩種。（1）鋼弦式鋼筋計的安裝：與結構主筋軸心對焊，是與主筋串聯(lián)連接的。由鋼

16、弦振動頻率的變化而計算得到鋼筋的應力值。 鋼弦式鋼筋計（2）電阻應變式鋼筋計 它是與主筋平行綁扎或點焊在箍筋上，應變儀測得的是混凝土內部該點的應變。3、量測內容 通過埋設在鋼筋混凝土結構中的鋼筋計，可得： （1）圍護結構沿深度方向的彎矩； （2）基坑支撐結構的軸力和彎矩； （3）圈梁或圍檁的平面彎矩； （4）結構底板所受的彎矩。8、土層錨桿試驗和監(jiān)測1）錨桿試驗 土層錨桿試驗分為：基本實驗、驗收試驗和蠕變實驗三種。新型錨桿或已有錨桿用于未曾應用過的土層都需做至少3個錨桿基本實驗；對于塑性指數(shù)大于17的淤泥及淤泥質土層中的錨桿應進行至少8組蠕變試驗，錨桿施工好后需抽取5%并至少3根錨桿進行驗收試

17、驗；用于試驗的錨桿其錨桿參數(shù)、材料和施工工藝必須與工程錨桿相同。 2、錨桿監(jiān)測 在基坑開挖過程中，錨桿要在受力狀態(tài)下工作數(shù)月，為了檢查錨桿在整個施工期間是否按設計預定的方式起作用，有必要選擇一定數(shù)量的錨桿作長期監(jiān)測。 錨桿監(jiān)測采用錨桿軸力計。9、地下水位監(jiān)測1）監(jiān)測儀器：采用鋼尺或鋼尺水位計。（1）鋼尺水位計：其工作原理是在已埋設好的水管中放入水位計測頭，當測頭接觸到水位時，啟動訊響器，此時，讀取測量鋼尺與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計算地下水位的高程。（2）鋼尺：對于地下水位比較高的水位觀測井，也可采用干的鋼尺直接插入水位觀測井，記錄濕跡與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計算地下水位的高程。SW

18、J-90型鋼尺水位計 2、地下水位觀測井的埋設方法 用鉆機鉆孔到要求的深度后，在孔內埋入濾水塑料套管，管徑約90mm。套管與孔壁間用干凈細砂填實，然后用清水沖洗孔底，以防泥漿堵塞測孔，保證水路暢通，測管高出地面約200mm，上面加蓋，不讓雨水進入，并做好觀測井的保護裝置。10、相鄰環(huán)境監(jiān)測1、監(jiān)測原因 基坑開挖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和市政管線的正常使用，甚至導致破壞，因此，必須在基坑施工期間對它們的變形進行監(jiān)測。2、監(jiān)測目的（1）根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調整開挖速度和支護措施，以保護鄰近建筑物和管線不因過量變形而影響它們的正常使用功能或破壞。（2）對鄰近建筑物和管

19、線的實際變形提供實測數(shù)據(jù)，以對鄰近建筑物的安全作出評價，使基坑開挖順利進行。3、監(jiān)測范圍及周期 相鄰環(huán)境監(jiān)測的范圍宜從基坑邊線起到開挖深度約23倍的距離； 監(jiān)測周期應從基坑開挖開始至地下室施工結束為止。4、建筑物變形監(jiān)測（1）監(jiān)測項目：沉降監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、水平位移監(jiān)測、裂縫監(jiān)測。（2）監(jiān)測前必須收集的資料 1）建筑物結構和基礎設計圖紙，建筑物平面布置及其與基坑圍護工程的相對位置等； 2）工程地質勘查資料，地基處理資料； 3）基坑工程圍護方案、施工組織設計等。（3）監(jiān)測點布設 1）鄰近建筑物變形監(jiān)測點布設的位置和數(shù)量應根據(jù)基坑開挖有可能影響到的范圍和程度，同時考慮建筑物本身的結構特點和重要性確定

20、。通常每天監(jiān)測1次，監(jiān)測總周期一般為數(shù)月。（3）監(jiān)測點布設 2）沉降監(jiān)測的基準點必須設置在基坑開挖影響范圍之外（至少大于5倍基坑開挖深度），同時也需要考慮到重復量測通視等便利，避免轉戰(zhàn)引點導致的誤差。（4）建筑物現(xiàn)狀調查 在基坑工程施工前，必須對建筑物的現(xiàn)狀進行詳細的調查，調查的內容包括：建筑物沉降資料，開挖前基準點和各監(jiān)測點的高程，建筑物裂縫的寬度、長度和走向等，并做好素描和拍照等記錄工作。將調查結果整理成正式文件，請業(yè)主及施工、建設、監(jiān)理、監(jiān)測等有關各方簽字或蓋章認定，作為以后發(fā)生糾紛時仲裁的依據(jù)。5、相鄰地下管線監(jiān)測（1）地下管線監(jiān)測的重要性 地下管線是城市生活的命脈，地下管線的安全與人

21、民生活和國民經濟緊密相連，施工破壞地下管線造成的停水、停電、停氣以及通信中斷事故頻發(fā)，因此，必須進行地下管線監(jiān)測。（2）監(jiān)測內容 相鄰地下管線的監(jiān)測內容包括垂直沉降和水平位移兩部分。其測點位置和監(jiān)測頻率應在對管線狀況進行充分調查后確定，并與有關管線單位協(xié)調認可后實施。（3）地下管線調查內容 1）管線埋置深度、管線走向、管線及其接頭的型式、管線與基坑的相對位置等?？筛鶕?jù)城市測繪部門提供的綜合管線圖，并結合現(xiàn)場踏勘確定； 2）管線的基礎型式、地基處理情況、管線所處場地的工程地質情況； 3）管線所在道路的地面人流與交通狀況，以便制定適合的測點埋設和監(jiān)測方案。三、監(jiān)測方案設計1、監(jiān)測方案設計前提 必須

22、建立在對工程場地地質條件、基坑圍護設計和施工方案、以及基坑工程相鄰環(huán)境詳盡的調查基礎之上； 同時還需要與工程建設單位、施工單位、監(jiān)理單位、設計單位、以及管線主管單位和道路監(jiān)察部門充分地協(xié)商。2、監(jiān)測方案制定的主要步驟（1）收集有關資料：包括工程地質勘察報告、圍護結構和建筑工程主體結構的設計圖紙及其施工組織設計、平面布置圖、綜合管線圖等；（2）現(xiàn)場踏勘：重點掌握地下管線走向、相鄰構筑物狀況，以及它們與圍護結構的相互關系；（3）提交監(jiān)測方案初稿：擬定監(jiān)測方案初稿，提交委托單位審閱，同意后由建設單位主持有市政道路監(jiān)察部門、鄰近建筑物業(yè)主、有關地下管線單位參加的協(xié)調會議，形成會議紀要。（4）根據(jù)會議紀

23、要精神，對監(jiān)測方案初稿進行修改，形成正式監(jiān)測方案。3、監(jiān)測方案設計的主要內容（1）確定監(jiān)測內容；（2）確定監(jiān)測方法、監(jiān)測儀器、監(jiān)測元件量程、監(jiān)測精度；（3）確定施測部位和測點布置；（4）制定監(jiān)測周期、預警值及報警制度。（5）明確敘述工程場地地質條件、基坑圍護設計和施工方案、基坑工程相鄰環(huán)境等內容。4、監(jiān)測內容確定原則（1）監(jiān)測簡單易行、結果可靠、成本低、便于實施（2）監(jiān)測元件要盡量靠近工作面安設；（3）所選擇的被測物理量要概念明確，量值顯著，數(shù)據(jù)易于分析，易于實現(xiàn)反饋；（4）位移監(jiān)測是最直接易行的，因而應作為施工監(jiān)測的重要項目，同時支撐的內力和錨桿的拉力也是施工監(jiān)測的重要項目。5、監(jiān)測方案應滿足的要求（1）能確?；庸こ痰陌踩唾|量；（2）能對基坑周圍的環(huán)境進行有效的保護；（3）能檢驗設計所采取的各種假設和參數(shù)的正確性，