第七章 基坑工程施工監(jiān)測(cè)

第七章基坑工程施工監(jiān)測(cè)安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用安全檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用第一節(jié)概述在現(xiàn)代城市建設(shè)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(lái)越大，深度越來(lái)越深（已達(dá)20多米），同時(shí)人們又要求基坑施工過程中對(duì)周圍環(huán)境的影響要小。基坑工程一旦出現(xiàn)問題，往往會(huì)危及人的生命，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生不良的社會(huì)影響，所以基坑工程的重要性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)?；庸こ痰脑O(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)技術(shù)也隨之而發(fā)展提高，并形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的專業(yè)工程。第七章基坑工程施工監(jiān)測(cè)一、基坑監(jiān)測(cè)的重要性和目的1、監(jiān)測(cè)的重要性基坑的開挖必然引起土體的變形，當(dāng)土體變形過大時(shí)，會(huì)造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。因此，在深基坑（）施工過程中，只有進(jìn)行全面系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，才能對(duì)基坑工程的安全性和對(duì)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(jìn)行。通過監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反饋，并采取必要的工程應(yīng)急措施，甚至調(diào)整施工工藝或修正設(shè)計(jì)參數(shù)。經(jīng)過多年的實(shí)踐，實(shí)施基坑工程監(jiān)測(cè)不僅已經(jīng)成為市政建設(shè)管理部門強(qiáng)制性指令措施，同時(shí)也已被業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和施工等單位自覺執(zhí)行。第一節(jié)概述2、基坑監(jiān)測(cè)的目的（1）檢驗(yàn)設(shè)計(jì)所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，指導(dǎo)基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工；（2）確?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全；（3）積累工程經(jīng)驗(yàn)，為提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的整體水平提供依據(jù)。第一節(jié)概述二、基坑監(jiān)測(cè)的基本要求1、要有計(jì)劃：主要根據(jù)監(jiān)測(cè)要求和業(yè)主下達(dá)的監(jiān)測(cè)任務(wù)，做好詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案；2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須真實(shí)可靠；3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是及時(shí)的，盡量做到當(dāng)天報(bào)表當(dāng)天出4、埋設(shè)于結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測(cè)元件應(yīng)盡量減少對(duì)結(jié)構(gòu)的正常受力的影響；5、采取多種方法，實(shí)行多項(xiàng)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)方案；6、對(duì)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)按照工程具體情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值和報(bào)警制度；7、應(yīng)作好監(jiān)測(cè)記錄表、數(shù)據(jù)報(bào)表、圖表和曲線及報(bào)告第一節(jié)概述

監(jiān)測(cè)內(nèi)容：一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身的監(jiān)測(cè)，包括圍護(hù)樁墻、支撐、圍檁、圈梁、立柱、坑內(nèi)土層；二是相鄰環(huán)境的監(jiān)測(cè)，包括相鄰?fù)翆印⒌叵鹿芫€、相鄰房屋等，具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容見表3-1（P-147）。一、肉眼觀察（1）主要觀察圍護(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、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(dāng)排放，以及降雨等氣候條件的變化等對(duì)基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關(guān)系密切的信息。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法（2）要密切注意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)筑物的裂縫等工程隱患，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患苗頭，及時(shí)處理，盡量減少工程事故的發(fā)生。二、圍護(hù)墻頂水平位移和沉降監(jiān)測(cè)（1）沉降監(jiān)測(cè)儀器：主要采用精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x。（2）沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)：在一個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)，應(yīng)設(shè)3個(gè)以上，位置距基坑開挖深度5倍距離以外的穩(wěn)定地方。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法（3）水平位移監(jiān)測(cè)方法采用視準(zhǔn)線法（軸線法）：沿欲測(cè)量的基坑邊線設(shè)置一條視準(zhǔn)線，在該線的兩端設(shè)置工作基點(diǎn)A、B，測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)到視準(zhǔn)線間的距離，從而確定偏離值的方法。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法AB基坑123三、深層水平位移測(cè)量1、定義深層水平位移測(cè)量就是測(cè)量圍護(hù)樁墻和土體在不同深度上的點(diǎn)的水平位移（也就是測(cè)量基坑不同深度處的變形）。2、測(cè)試儀器采用測(cè)斜儀，它是一種可以精確地測(cè)量沿鉛垂方向土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移的工程測(cè)量?jī)x器，一般由測(cè)頭、測(cè)斜管、測(cè)讀設(shè)備等組成。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法土石壩、巖土邊坡、建筑基坑、堤防、地下建筑工程、港務(wù)工程[XB338-2滑動(dòng)式測(cè)斜儀(自動(dòng)記錄)]

第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法測(cè)斜儀第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法鉆孔測(cè)斜儀第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法四、土體分層沉降測(cè)試1、定義土體分層沉降是指離地面不同深度處土層內(nèi)的點(diǎn)的沉降或隆起。2、測(cè)試儀器及組成通常采用磁性分層沉降儀測(cè)量。組成：探頭、分層沉降管和鋼環(huán)（埋設(shè)于土層中）、帶刻度標(biāo)尺的導(dǎo)線及電感探測(cè)裝置。分層沉降儀第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法五、基坑回彈監(jiān)測(cè)1、基坑回彈：是指由于基坑開挖對(duì)坑底土層的卸荷過程引起基坑底面及境外一定范圍內(nèi)土體的回彈變形或隆起。深大基坑的回彈量對(duì)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(cè)。2、監(jiān)測(cè)儀器（1）回彈監(jiān)測(cè)標(biāo)（2）深層沉降標(biāo)第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法六、土壓力與孔隙水壓力監(jiān)測(cè)1、土壓力：是指基坑周圍的土體傳遞給擋土構(gòu)筑物的壓力，也叫支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的接觸壓力，或由自重及基坑開挖后土體中應(yīng)力重分布引起的土體內(nèi)部的應(yīng)力。通常采用土壓力盒監(jiān)測(cè)，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(cè)試（1）測(cè)試目的：孔隙水壓力量測(cè)結(jié)果可用于固結(jié)計(jì)算及有限應(yīng)力法的穩(wěn)定性分析，在打樁、堆載預(yù)壓法地基加固的施工速度控制、基坑開挖、沉井第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法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(chǎn)生的是孔隙水壓力的增高或降低，隨后才是土顆粒的固結(jié)變形?？紫端畨毫Φ淖兓峭翆舆\(yùn)動(dòng)的前兆，掌握這一規(guī)律，就能及時(shí)采取措施，避免不必要的損失。（2）測(cè)試儀器：采用孔隙水壓力計(jì)，分為鋼弦式、電阻式、氣動(dòng)式三種類型。其組成：由金屬殼體和透水石組成。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法3、工作原理孔隙水壓力計(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(cè)量容器中的水壓力，即可測(cè)出孔隙壓力。4、埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)的安裝與埋設(shè)應(yīng)在水中進(jìn)行，濾水石不得與大氣接觸，一旦與大氣接觸，濾水石應(yīng)重新排氣。埋設(shè)方法：壓入法和鉆孔法。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法七、支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測(cè)1、測(cè)試儀器采用鋼筋混凝土材料制作的圍護(hù)支擋構(gòu)件，其內(nèi)力或軸力的測(cè)試通常采用鋼筋計(jì)。通過測(cè)定構(gòu)件受力鋼筋的應(yīng)力或應(yīng)變，然后根據(jù)鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調(diào)條件計(jì)算而得到其內(nèi)力。2、分類鋼筋計(jì)分為：鋼弦式和電阻應(yīng)變式兩種。

第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法（1）鋼弦式鋼筋計(jì)第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法鋼弦式鋼筋計(jì)的安裝：與結(jié)構(gòu)主筋軸心對(duì)焊，是與主筋串聯(lián)連接的。由鋼弦振動(dòng)頻率的變化而計(jì)算得到鋼筋的應(yīng)力值。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法（2）電阻應(yīng)變式鋼筋計(jì)它是與主筋平行綁扎或點(diǎn)焊在箍筋上，應(yīng)變儀測(cè)得的是混凝土內(nèi)部該點(diǎn)的應(yīng)變。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法鋼筋計(jì)綁扎或焊接第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法3、量測(cè)內(nèi)容通過埋設(shè)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋計(jì)，可得：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿深度方向的彎矩；（2）基坑支撐結(jié)構(gòu)的軸力和彎矩；（3）圈梁或圍檁的平面彎矩；（4）結(jié)構(gòu)底板所受的彎矩。八、土層錨桿試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)1、錨桿試驗(yàn)土層錨桿試驗(yàn)分為：基本實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)和蠕變實(shí)驗(yàn)三種。新型錨桿或已有錨桿用于未曾應(yīng)用過的土層都需做至少3個(gè)錨桿基本實(shí)驗(yàn)；對(duì)于塑性指數(shù)大于17的淤泥及淤泥質(zhì)土層中的錨桿應(yīng)進(jìn)行至少8組蠕變?cè)囼?yàn)，錨桿施工好后需抽取5%并至少3根錨桿進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)；用于試驗(yàn)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。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法2、錨桿監(jiān)測(cè)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(gè)施工期間是否按設(shè)計(jì)預(yù)定的方式起作用，有必要選擇一定數(shù)量的錨桿作長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。錨桿監(jiān)測(cè)采用錨桿軸力計(jì)。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法九、地下水位監(jiān)測(cè)1、監(jiān)測(cè)儀器：采用鋼尺或鋼尺水位計(jì)。（1）鋼尺水位計(jì)：其工作原理是在已埋設(shè)好的水管中放入水位計(jì)測(cè)頭，當(dāng)測(cè)頭接觸到水位時(shí)，啟動(dòng)訊響器，此時(shí)，讀取測(cè)量鋼尺與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計(jì)算地下水位的高程。（2）鋼尺：對(duì)于地下水位比較高的水位觀測(cè)井，也可采用干的鋼尺直接插入水位觀測(cè)井，記錄濕跡與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計(jì)算地下水位的高程。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法SWJ-90型鋼尺水位計(jì)

第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法十、相鄰環(huán)境監(jiān)測(cè)1、監(jiān)測(cè)原因基坑開挖必定會(huì)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(dǎo)致破壞，因此，必須在基坑施工期間對(duì)它們的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2、監(jiān)測(cè)目的（1）根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整開挖速度和支護(hù)措施，以保護(hù)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。第二節(jié)監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法（2）對(duì)鄰近建筑物和管線的實(shí)際變形提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以對(duì)鄰近建筑物的安全作出評(píng)價(jià)，使基坑開挖順利進(jìn)行。3、監(jiān)測(cè)范圍及周期相鄰環(huán)境監(jiān)測(cè)的范圍宜從基坑邊線起到開挖深度約2~3倍的