深基坑工程施工監(jiān)測課件

5.1概述1一、基坑的用途高層建筑基礎(chǔ)；城市地鐵車站和區(qū)間隧道明挖；過江隧道；合流污水處理系統(tǒng)；過街通道和地下立交；5.1概述2二、基坑監(jiān)測的目的檢驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算理論、模型和參數(shù)的正確性；及時(shí)反饋，指導(dǎo)基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工；確?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全；為提高基坑工程設(shè)計(jì)和施工水平積累工程經(jīng)驗(yàn)。5.1概述三、基坑工程的施工過程35.2

監(jiān)測儀器和方法4基坑工程施工現(xiàn)場監(jiān)測的內(nèi)容圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身圍護(hù)樁墻支撐圍檁和圈梁立柱坑內(nèi)土層相鄰環(huán)境相鄰?fù)翆拥叵鹿芫€相鄰房屋5.2

監(jiān)測儀器和方法55.2

監(jiān)測儀器和方法65.2

監(jiān)測儀器和方法75.2

監(jiān)測儀器和方法8一、觀察和描述的內(nèi)容圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的施工質(zhì)量；圍護(hù)體系是否有滲漏水及其滲漏水的位置和多少；施工條件的改變情況；坑邊和支撐上的堆載的變化；地表降水、施工用水的排放情況；基坑周圍的地面裂縫；圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的工作失常情況；鄰近建筑物和構(gòu)筑物的裂縫；流土或局部管涌現(xiàn)象等；施工進(jìn)度與施工工況。5.2

監(jiān)測儀器和方法二、圍護(hù)墻頂沉降監(jiān)測儀器：水準(zhǔn)儀方法：高程測量要求：在一個(gè)測區(qū)內(nèi)，應(yīng)設(shè)3個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)；基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在距基坑開挖深度5倍以外的穩(wěn)定地方。測點(diǎn)設(shè)置：用鉚釘槍打入鋁釘；鉆孔埋設(shè)膨脹螺絲；涂紅漆標(biāo)記。95.2

監(jiān)測儀器和方法三、圍護(hù)墻頂水平位移監(jiān)測儀器：經(jīng)緯儀方法：軸線法或視準(zhǔn)線法沿基坑邊線或其延長線上的兩端設(shè)置工作基點(diǎn)A、B，A、B兩點(diǎn)形成的直線即為視準(zhǔn)線，在視準(zhǔn)線上沿基坑邊線按照需要設(shè)置若干測點(diǎn)。105.2

監(jiān)測儀器和方法測量基點(diǎn)A、B的設(shè)置：距基坑一定距離的穩(wěn)定地段；有支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可在基坑角點(diǎn)設(shè)臨時(shí)基點(diǎn)C、D，變換工況時(shí)用基點(diǎn)A、B測量臨時(shí)基點(diǎn)C、D水平位移，再用此結(jié)果對各測點(diǎn)的水平位移值作校正。其它測點(diǎn)的設(shè)置：最好設(shè)在基坑圈梁、壓頂?shù)容^易固定的地方；基坑有支撐時(shí)，測點(diǎn)宜設(shè)在兩根支撐的跨中。適用條件：場地條件好的淺基坑。115.2

監(jiān)測儀器和方法12方法：前方交會法前方交會法是在距基坑一定距離的穩(wěn)定地段設(shè)置一條交會基線，或者設(shè)兩個(gè)或多個(gè)工作基點(diǎn)，以此為基準(zhǔn)，用交會方法測出各測點(diǎn)的位移量。適用條件：工程場地小，施工障礙物多，基坑邊線不都是直線的深基坑。5.2

監(jiān)測儀器和方法四、深層水平位移測量深層水平位移就是測量圍護(hù)樁墻和土體在不同深度上的點(diǎn)的水平位移。儀器組成測斜管測斜探頭數(shù)字式測讀儀電纜135.2

監(jiān)測儀器和方法145.2

監(jiān)測儀器和方法測量原理155.2

監(jiān)測儀器和方法當(dāng)土體內(nèi)發(fā)生位移時(shí)，埋入土體中的測斜管隨土體同步位移，通過逐點(diǎn)測量測斜管內(nèi)測斜探頭軸線與鉛垂線之間傾角φ，可計(jì)算各點(diǎn)偏離垂線的水平偏差：16Li為第i量測段的長度，通常取為0.5m、1.0m等整數(shù)，單位mm；φi為第i量測段的傾角值，單位度。以管口為參照點(diǎn)，并從管口向下第n個(gè)測點(diǎn)的水平偏差值為：δ0為管口的水平位移值，單位mm。5.2

監(jiān)測儀器和方法即：本次測得的水平偏差減去測斜管的初始水平偏差。式中：δ0n從管口下數(shù)第n個(gè)測點(diǎn)處的水平偏差初始值；φ0i從管口下數(shù)第n個(gè)測點(diǎn)處的傾角初始值；Δ0

是實(shí)測的管口水平位移。說明：埋設(shè)好測斜管時(shí)不可能是鉛垂線，故必有初始水平偏差值；當(dāng)管底不動時(shí)，則以管底為參照點(diǎn)，從下往上計(jì)算各測點(diǎn)的水平偏差；可以依次測兩個(gè)相互垂直方向的位移，并求得位移總量和方向。按一定比例繪制出水平位移隨深度變化的曲線，即圍護(hù)樁墻深層繞曲線。17第n個(gè)測點(diǎn)的水平位移Δn：5.2

監(jiān)測儀器和方法18埋設(shè)綁扎埋設(shè)測斜管綁扎于樁墻鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起下到孔槽內(nèi)；鉆孔埋設(shè)鉆孔--放測斜管--回填空隙。注意事項(xiàng)：在管節(jié)連接時(shí)必須將上、下管節(jié)的滑槽嚴(yán)格對準(zhǔn)；避免管子的縱向旋轉(zhuǎn)；測斜管的一對凹槽與欲測量的位移方向一致（垂直基坑邊線方向）；用清水將測斜管內(nèi)沖洗干凈；可先用模型探頭檢查測斜管導(dǎo)槽是否正?？捎?；需測量測斜管導(dǎo)槽的方位、管口坐標(biāo)及高程；

在測斜管外部設(shè)置金屬套管或砌筑窨井并加蓋；5.2

監(jiān)測儀器和方法19量測(1)將儀器預(yù)熱半小時(shí)，在測斜管中放置15分鐘；

(2)將測頭緩慢下至孔底，自下而上將測頭穩(wěn)定在測點(diǎn)位置上測讀；將測頭旋轉(zhuǎn)180度插入同一對導(dǎo)槽，按以上方法在同一位置上重復(fù)測量；深層水平位移的初始值應(yīng)是基坑開挖之前連續(xù)三次測量無明顯差異讀數(shù)的平均值；測斜管孔口需布設(shè)地表水平位移測點(diǎn)，以便對深層水平位移量進(jìn)行校正。5.2

監(jiān)測儀器和方法五、土體分層沉降測試分層沉降是土層內(nèi)離地表不同深度處的沉降或隆起，通常用磁性分層沉降儀量測。儀器和測量原理測量儀器：磁性分層沉降儀。組成：探頭、分層沉降管、鋼環(huán)、帶刻度的導(dǎo)線、電感探測裝置。205.2

監(jiān)測儀器和方法測量原理：埋入土體內(nèi)的鋼環(huán)與土體同步

位移，用探頭在分層沉降管探

測鋼環(huán)的位置，鋼環(huán)位置的變

化即為該深度處的沉降或隆起。215.2

監(jiān)測儀器和方法22六、基坑回彈監(jiān)測基坑回彈是開挖土體的卸荷過程引起的基坑底面的隆起。儀器和原理儀器：回彈標(biāo)或深層沉降標(biāo)、精密水準(zhǔn)儀原理：高程測量。即埋設(shè)于基坑開挖面以下的分層沉降環(huán)監(jiān)測到的土層隆起就是土層回彈量。埋設(shè)回彈標(biāo)深層沉降標(biāo)5.2

監(jiān)測儀器和方法235.2

監(jiān)測儀器和方法七、土壓力監(jiān)測245.2

監(jiān)測儀器和方法；埋設(shè)方法1、預(yù)先安裝法適用于鋼板樁或鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件2、掛布法適用于地下連續(xù)墻；255.2

監(jiān)測儀器和方法；；埋設(shè)方法3、彈入法適用于地下連續(xù)墻4、活塞壓入法適用于地下連續(xù)墻5、鉆孔法適用于土層中。265.2

監(jiān)測儀器和方法275.2

監(jiān)測儀器和方法八、孔隙水壓力監(jiān)測儀器孔隙水壓力傳感器（孔隙水壓力計(jì)）和頻率儀285.2

監(jiān)測儀器和方法29原理探頭由金屬殼體和透水石組成?？紫端畨毫τ?jì)的工

作原理是把多孔元件（如透水石）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(jìn)入有感應(yīng)膜的容器內(nèi)，再測量容器中的水壓力，即可測出孔隙壓力?？紫端畨毫τ?jì)的埋設(shè)壓入法：直接將孔隙水壓力計(jì)壓到埋設(shè)深度，或先鉆孔至埋設(shè)深度以上1m處，再將孔隙水壓力計(jì)壓至埋設(shè)深度，用粘土球封孔至孔口。適用于較軟土質(zhì)。鉆孔法適用于土層中，原則上一個(gè)鉆孔只能埋設(shè)一個(gè)探頭。5.2

監(jiān)測儀器和方法305.2

監(jiān)測儀器和方法fh、支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測儀器鋼筋應(yīng)力計(jì)和頻率儀或電阻應(yīng)變儀；鋼筋應(yīng)變計(jì)和頻率儀或電阻應(yīng)變儀。鋼筋應(yīng)力計(jì)的量程根據(jù)鋼筋的直徑和等級。315.2

監(jiān)測儀器和方法原理說明：結(jié)構(gòu)澆筑初期應(yīng)考慮混凝土齡期對彈性模量的影響；溫度變化大時(shí)，還需注意溫差對監(jiān)測結(jié)果的影響。325.2

監(jiān)測儀器和方法埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計(jì)：割斷主筋，與結(jié)構(gòu)主筋串聯(lián)焊接鋼筋應(yīng)變計(jì)：并在結(jié)構(gòu)主筋附近（與主筋并聯(lián)）335.2

監(jiān)測儀器和方法說明：鋼筋計(jì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)相對的鋼筋層上對稱布置矩形斷面可以布置在4個(gè)角點(diǎn)處。345.2

監(jiān)測儀器和方法35鋼支撐軸力的監(jiān)測在鋼支撐端頭安裝軸力計(jì)（串聯(lián)），直接測得軸力；在鋼支撐表面焊接鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)，用頻率計(jì)或應(yīng)變儀測讀；在鋼支撐表面粘貼電阻應(yīng)變片，用應(yīng)變儀測讀；在鋼支撐上安裝位移計(jì)或千分表，測得鋼支撐變形。 對于b.、c.、d.三種監(jiān)測方法:每個(gè)截面上均勻布置3個(gè)或4個(gè)監(jiān)測元件；根據(jù)鋼支撐截面積和平均應(yīng)變，可以計(jì)算其軸力。5.2

監(jiān)測儀器和方法36十、土層錨桿拉力監(jiān)測儀器和原理錨桿拉力計(jì)、頻率儀或電阻應(yīng)變儀，直接測得錨桿拉力；埋設(shè)錨桿拉力計(jì)安裝在承壓板與錨頭之間。5.2

監(jiān)測儀器和方法37十一、地下水位監(jiān)測儀器水位管：鉆有小孔的塑料管，外包細(xì)紗布擋泥土。鋼尺，或鋼尺水位計(jì)和水位探測儀。埋設(shè)--鉆孔埋設(shè)注意事項(xiàng)：清水沖孔后放入水位管；在水位管與孔壁間用干凈細(xì)砂填實(shí)，上面2米用粘土球封孔；水位管應(yīng)高出地面約200mm，上面加蓋；做好水位觀測井的保護(hù)裝置。5.2

監(jiān)測儀器和方法38十二、鄰近建筑物變形監(jiān)測鄰近建筑物資料收集和調(diào)查建筑物平面位置圖等;建筑物基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙；建筑物基坑工程圍護(hù)方案；建筑物既有的測點(diǎn)布設(shè)圖和監(jiān)測資料；建筑物已有裂縫的寬度、長度和走向等。監(jiān)測內(nèi)容沉降水平位移傾斜裂縫5.2

監(jiān)測儀器和方法39十三、相鄰地下管線監(jiān)測相鄰地下管線資料收集和調(diào)查市政綜合管線圖;管線埋置深度和走向、管材和接頭的型式;管線的基礎(chǔ)型式、地基處理情況等；管線地面道路人流與交通狀況。監(jiān)測內(nèi)容沉降水平位移5.2

監(jiān)測儀器和方法測點(diǎn)布設(shè)間接測點(diǎn)設(shè)在管線的窨井蓋上；將鋼筋打入至管底深度。直接測點(diǎn)抱箍式套筒式405.3

監(jiān)測方案設(shè)計(jì)41監(jiān)測方案制定步驟：收集和閱讀有關(guān)資料綜合平面圖工程地質(zhì)勘察報(bào)告圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)(0.00以下部分)的設(shè)計(jì)圖紙圍護(hù)施工組織設(shè)計(jì)綜合管線圖等相鄰建筑物基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙現(xiàn)場踏勘擬定監(jiān)測方案初稿，提交協(xié)調(diào)會議討論，形成會議紀(jì)要根據(jù)會議紀(jì)對監(jiān)測方案初稿進(jìn)行修改，形成正式監(jiān)測方案5.3

監(jiān)測方案設(shè)計(jì)42基坑工程監(jiān)測方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容監(jiān)測內(nèi)容--測什么；監(jiān)測方法和儀器--怎么測；施測部位和測點(diǎn)布置--測哪里；監(jiān)測期限和頻度--何時(shí)測；預(yù)警值及報(bào)警制度等實(shí)施計(jì)劃--怎么辦。根據(jù)規(guī)范確定:上海市《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DGJ08-11-1999)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程序號監(jiān)測項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工基坑開挖水泥土圍護(hù)墻板式支護(hù)體系放坡開挖1圍護(hù)墻(邊坡)頂水平位移-○○○2圍護(hù)墻(邊坡)頂沉降-○○○3立柱沉降--○-4圍護(hù)墻側(cè)向位移-*○-5土體深層側(cè)向位移-***6支撐或錨桿軸力--○-7基坑內(nèi)外地下水位-○○○8孔隙水壓力-**-9圍護(hù)墻體土壓力--*-10坑底隆起（回彈）--*-11裂縫監(jiān)測鄰近建筑物**○*12鄰近地面****13鄰近建筑物沉降○○○○14鄰近地下管線水平、豎向位移○○○○43基坑工程的施工監(jiān)測項(xiàng)目表據(jù)DGJ08-11-1999注：○必須監(jiān)測；*選擇監(jiān)測；-不用監(jiān)測基坑工程等級劃分及變形監(jiān)控允許值44安全等級一級二級三級破壞后果很嚴(yán)重一般不嚴(yán)重重要性系數(shù)γ01.101.000.90監(jiān)測項(xiàng)目支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移○○○周圍建筑物、地下管線變形○○*地下水位○○△樁、墻內(nèi)力○*△錨桿拉力○*△支撐軸力○*△立柱變形○*△土體分層豎向位移○*△支護(hù)結(jié)構(gòu)界面上側(cè)向壓力*△△應(yīng)測；*宜測；△可測?；炷凉嘧稒z測45一、關(guān)于灌注樁完整性的概念樁是構(gòu)筑物基礎(chǔ)中的柱狀構(gòu)件。它的作用在于穿過軟弱的可壓縮性土層，把來自上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到更密實(shí)、更堅(jiān)硬、可壓縮性較小的土壤或巖石上。樁在工作時(shí)要承受復(fù)雜的荷載，樁的質(zhì)量將對整個(gè)結(jié)構(gòu)物的安全起決定性作用。樁的種類很多，混凝土灌注樁是常用的基樁型式之一。灌注樁在工地條件下，現(xiàn)場灌注成樁，施工工藝較為復(fù)雜，影響灌注質(zhì)量的因素較多，極易形成各種缺陷而影響樁身的完整性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場灌注樁施工中樁身混凝土出現(xiàn)缺陷的概率約為15%—20%?；炷凉嘧稒z測46灌注樁的綜合質(zhì)量體現(xiàn)在以下三方面樁的承載力樁的完整性樁的耐久性其中承載力可通過靜載和動載試驗(yàn)測量，而當(dāng)?shù)叵聼o明顯腐蝕性介質(zhì)而且樁身完整時(shí)也未見有因耐久性破壞的報(bào)導(dǎo)。所以，承載力和完整性是混凝土灌注樁質(zhì)量的主要指標(biāo)?；炷凉嘧鹅o載試驗(yàn)47概念采用接近于豎向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁豎向抗壓極限承載力?；驹順兜某休d力是樁土的摩擦力和樁尖的抵抗力組成。在這兩部分力的組合尚未充分發(fā)揮的，樁的下沉量與樁頂承受的力是成正比的。當(dāng)樁頂荷載達(dá)到破壞荷載時(shí)，樁的下沉量會突然增加或不停地變化，此時(shí)的前一級荷載則為極限荷載?；炷凉嘧鹅o載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)加載裝置錨樁橫梁反力裝置48混凝土灌注樁靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)加載裝置壓重平臺反力裝置49混凝土灌注樁靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)加載裝置錨樁壓重聯(lián)合反力裝置橫梁上堆重橫梁下掛重50混凝土灌注樁靜載試驗(yàn)51單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)試驗(yàn)方法試樁的要求試樁與工程樁條件保持一致頂部加強(qiáng)，不能影響承載力試驗(yàn)期間不能改變樁工作的環(huán)境加載要求加載總量滿足設(shè)計(jì)要求，安全系數(shù)儲備加載方式慢速法快速法等貫入速率法循環(huán)加載卸載試驗(yàn)法混凝土灌注樁完整性檢測52灌注樁的完整性所謂灌注樁的完整性是指樁身混凝土質(zhì)量均勻，無全斷面斷裂及影響斷面承載面積或?qū)е落摻钔饴兜拿黠@缺陷。據(jù)研究，混凝土灌注樁完整性不合格的概率高于承載力不合格的概率。換而言之，在設(shè)計(jì)無誤的前提下，完整性合格的樁，承載力一般都能滿足要求。而承載力合格的樁，完整性不一定能滿足要求，其耐久性也不一定能滿足要求?；炷凉嘧锻暾詸z測53按承載方式，灌注樁可分為端承樁摩擦樁按混凝土的灌注方式而言，灌注樁可分為水下灌注干孔灌注樁身混凝土中的缺陷與施工方法密切相關(guān)。不同施工方法出現(xiàn)缺陷的類型以及不同類型的缺陷出現(xiàn)的幾率都不一樣?；炷凉嘧锻暾詸z測水下灌注樁的常見缺陷斷樁局部截面夾泥或頸縮分散性泥團(tuán)及“蜂窩”狀缺陷集中性氣孔樁底沉渣樁頭混凝土低強(qiáng)區(qū)54混凝土灌注樁完整性檢測干孔灌注樁的常見缺陷混凝土層狀離析或斷樁局部夾泥或“蜂窩”狀缺陷局部嚴(yán)重離析樁底沉渣55混凝土灌注樁完整性檢測56檢測樁基完整性的主要方法鉆芯法超聲脈沖法低應(yīng)變動力法的反射波法?；炷凉嘧锻暾詸z測57檢測樁基完整性的主要方法鉆芯法鉆芯法是利用工程地質(zhì)鉆機(jī)在樁身混凝土中鉆一豎向勘探孔，可取出芯樣觀察和檢測不同高程混凝土的質(zhì)量狀況，也可依靠仔細(xì)地監(jiān)視鉆進(jìn)速率和水中帶出的鉆渣的顏色和成分來判別混凝土質(zhì)量。鉆芯法雖然直觀可靠，但價(jià)格昂貴、工程量大，一般不使用?；炷凉嘧锻暾詸z測58檢測樁基完整性的主要方法低應(yīng)變動力法的反射波法反射波法是根據(jù)樁頭受到一次豎向沖擊后，沖擊波在樁身混凝土中向下傳播時(shí)，遇到缺陷內(nèi)界面或樁的底面發(fā)生反射而返回樁頂?shù)臅r(shí)間、相位、幅值、頻率等來判斷缺陷的類型、位置的一種方法。該法也可對樁長進(jìn)行核對，根