基坑工程監(jiān)測ppt課件

.,基坑工程監(jiān)測,.,1.基坑基本知識,1.1基坑概念基坑定義：為進行建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、地下建筑物施工所開挖形成的地面以下空間。基坑監(jiān)測定義：在建筑基坑施工及使用階段，對建筑基坑及周邊環(huán)境實施的檢查、量測和監(jiān)視工作。,坑壁,坑底,.,.,.,1.2基坑監(jiān)測原因及目的,、城市建設(shè)發(fā)展迅速。基坑工程越來越大、越來越深。風(fēng)險性越來越大。、許多新的情況，支護形式有不少新的發(fā)展。設(shè)計值需要進一步優(yōu)化。、基坑周圍的環(huán)境保護要求越來越高。、十多年來，我國每年都會有一定數(shù)量的基坑出現(xiàn)事故，有些甚至是很嚴重的。,1.2.1基坑監(jiān)測的基本原因,.,1.2.2基坑監(jiān)測的主要目的,、為信息化施工提供依據(jù)。、為基坑周邊環(huán)境中的建筑、各種設(shè)施的保護提供依據(jù)。、為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。、監(jiān)測工作是發(fā)展基坑工程設(shè)計理論的重要手段。,.,1.3基坑等級,.,1.4基坑監(jiān)測等級與監(jiān)測項目參照表,基坑工程儀器監(jiān)測項目應(yīng)根據(jù)表1.4進行選擇,基坑類別,監(jiān)測項目,表1.4儀器監(jiān)測項目表,.,續(xù)表1.4,基坑類別,監(jiān)測項目,.,1.5基坑常見的支護方式,鋼板樁支護,鋼板樁,.,水泥土墻支護,1.5基坑常見的支護方式,.,1.5基坑常見的支護方式,地下連續(xù)墻支護,.,土釘墻支護,1.5基坑常見的支護方式,.,錨桿支護,1.5基坑常見的支護方式,.,2.基坑監(jiān)測技術(shù),基坑監(jiān)測的基本規(guī)定,基坑監(jiān)測項目,監(jiān)測點的布設(shè),監(jiān)測方法,監(jiān)測危險情況報警,.,2.1基坑監(jiān)測的基本規(guī)定,開挖深度大于等于5m或開挖深度小于5m但現(xiàn)場地質(zhì)情況和周圍環(huán)境較復(fù)雜（壓力管線、高壓鐵塔、重要建筑等）的基坑工程以及其他需要監(jiān)測的基坑工程應(yīng)實施基坑工程監(jiān)測。,2.1.1基坑工程監(jiān)測實施范圍的界定,.,2.2.1基坑工程監(jiān)測工作一般步驟,、接受委托（有相應(yīng)資質(zhì)的第三方）、現(xiàn)場踏勘，收集資料。（施工前周邊環(huán)境、巖土勘察資料，設(shè)計及市政管線分布等資料）。、定制監(jiān)測方案、監(jiān)測點設(shè)置與驗收，設(shè)備、儀器校驗和元器件標定。、現(xiàn)場監(jiān)測、監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理、分析及信息反饋、提交階段性監(jiān)測結(jié)果和報告、現(xiàn)場監(jiān)測工作結(jié)束后，提交完整的監(jiān)測資料。,.,2.2.2基坑工程監(jiān)測方案應(yīng)包括下列內(nèi)容,、工程概況、建設(shè)場地巖土工程條件及基坑周邊環(huán)境狀況、監(jiān)測目的和依據(jù)、監(jiān)測內(nèi)容及項目、基準點、監(jiān)測點的布設(shè)與保護、監(jiān)測方法及精度、監(jiān)測期和監(jiān)測頻率、監(jiān)測報警及異常情況下的監(jiān)測措施、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與信息反饋、監(jiān)測人員的配備。、監(jiān)測儀器設(shè)備及檢定要求。、作業(yè)安全及其他管理制度,.,2.3基坑監(jiān)測項目,基坑工程的現(xiàn)場監(jiān)測方法：,儀器監(jiān)測,巡視檢查,兩者相結(jié)合,.,2.3.1基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測的對象,、其他應(yīng)監(jiān)測的對象,、支護結(jié)構(gòu),、地下水狀況,、基坑底部及周邊土體,、周邊建筑,、周邊管線及設(shè)施,、周邊重要的道路,.,2.3.2巡視檢查,基坑工程整個施工期內(nèi)，每天均應(yīng)有專人進行巡視檢查。,基坑工程巡視檢查應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：,1、支護結(jié)構(gòu)（1）支護結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量；（2）冠梁、支撐、圍檁有無裂縫出現(xiàn)；（3）支撐、立柱有無較大變形；（4）止水帷幕有無開裂、滲漏；（5）墻后土體有無沉陷、裂縫及滑移；（6）基坑有無涌土、流砂、管涌。,.,2.3.2巡視檢查,2、施工工況（1）開挖后暴露的土質(zhì)情況與巖土勘察報告有無差異；（2）基坑開挖分段長度及分層厚度是否與設(shè)計要求一致，有無超長、超深開挖；（3）場地地表水、地下水排放狀況是否正常，基坑降水、回灌設(shè)施是否運轉(zhuǎn)正常；（4）基坑周圍地面堆載情況，有無超堆荷載。,3、基坑周邊環(huán)境（1）地下管道有無破損、泄露情況；（2）周邊建（構(gòu)）筑物有無裂縫出現(xiàn)；（3）周邊道路（地面）有無裂縫、沉陷；（4）鄰近基坑及建（構(gòu)）筑物的施工情況。,.,2.3.2巡視檢查,4、監(jiān)測設(shè)施（1）基準點、測點完好狀況；（2）有無影響觀測工作的障礙物；（3）監(jiān)測元件的完好及保護情況。,5、根據(jù)設(shè)計要求或當?shù)亟?jīng)驗確定的其他巡視檢查內(nèi)容。,.,2.3.4巡視監(jiān)測日報表表樣,.,2.4基坑監(jiān)測點的布設(shè)及測量方法,基本要求：,監(jiān)測點的布置應(yīng)能反映監(jiān)測對象的實際狀態(tài)及其變化趨勢，監(jiān)測應(yīng)布置在內(nèi)力及變形關(guān)鍵特征點上，并應(yīng)滿足監(jiān)控要求。,.,沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應(yīng)布置監(jiān)測點。監(jiān)測點水平間距不宜大于20m，每邊監(jiān)測點數(shù)目不宜少于3個。水平和豎向位移監(jiān)測點宜為共用點，監(jiān)測點宜設(shè)置在圍護墻頂或基坑坡頂上。,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),1.圍護墻或基坑邊坡頂部的水平和豎向位移監(jiān)測點布置：,.,2.垂直位移監(jiān)測方法,、儀器：水準儀，連通管（靜力水準儀-測量相對變化），全站儀（三角高程，比較少）。,.,、原理方法：水準路線的分類：附合水準路線：從一個已知高程的水準點(BM1)起，沿一條路線進行水準測量，以測定另外一些水準點或垂直位移監(jiān)測點的高程，最后連測到另一個已知高程的水準點(BM2)，稱為附合水準路線。如下圖所示,2.垂直位移監(jiān)測方法,.,閉合水準路線：從一個已知高程的水準點(BM1)起，沿一條環(huán)形路線進行水準測量，測定沿線一些水準點或垂直位移監(jiān)測點的高程，最后又回到水準點(BM1)，稱為閉合水準路線。如右圖所示,2.垂直位移監(jiān)測方法,.,支水準路線：從一個已知高程的水準點起，沿一條路線進行水準測量，以測定另外一些水準點或垂直位移監(jiān)測點的高程，最后不連測到任何已知高程的水準點稱為支水準路線。為了對測量成果進行檢核，并提高成果的精度，單一水準支線必須進行往返測量。水準路線的擬定：日常監(jiān)測中，應(yīng)采用附合水準路線或閉合水準路線。沒有任何規(guī)范中規(guī)定變形觀測采用支水準路線觀測,2.垂直位移監(jiān)測方法,.,3.水平位移監(jiān)測方法,、視準線法,以兩固定點間經(jīng)緯儀的視線作為基準線，測量監(jiān)測點到基準線的距離，確定偏移量的測量方法。,觀測儀器：全站儀、經(jīng)緯儀等,.,、小角度法在測站上測量測站點至監(jiān)測點的距離及固定方向與監(jiān)測點方向間的夾角,以確定位移矢量的方法。每次測量夾角的變化，夾角變化量與距離的乘積即位移量。,3.水平位移監(jiān)測方法,.,水平位移測量的方法有很多除了以上兩種還有：投點法、極坐標法、前方交會法、后方交會法等應(yīng)看監(jiān)測條件合理選擇。當測點與基準點無法通視或距離較遠時，可采用GPS測量法或三角、三邊角測量與基準線法相結(jié)合的綜合測量方法。,3.水平位移監(jiān)測方法,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),4.圍護墻或土體深層水平位移監(jiān)測,布點要求：圍護墻或土體深層水平位移監(jiān)測點宜布置在基坑周邊的中部、陽角處及有代表性的部位。監(jiān)測點水平間距宜為2050m，每邊監(jiān)測點數(shù)目不應(yīng)少于1個。,監(jiān)測目的：擋土墻板、排樁（圍護墻）變形后的形狀不同深度土體位移，監(jiān)測是否有土體失穩(wěn)的預(yù)兆及現(xiàn)象在與坑邊垂直的剖面上位移隨與坑邊距離變化的規(guī)律,.,5.深層水平位移監(jiān)測方法,、儀器工作原理測斜儀是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來監(jiān)測圍護墻體、土體深層側(cè)向位移的高精度儀器。,.,、計算原理,二、深層側(cè)向位移(測斜)原理,基坑監(jiān)測時，一般只考慮垂直于圍護體的方向，即X+、X-方向，需連續(xù)測二次來消除力平衡伺服加速度儀零漂的影響(一測回)；每點水平偏移量是通過計算上部滑輪組相對于下部滑輪組所產(chǎn)生的傾角()乘以觀測讀數(shù)間距(L)和相應(yīng)的系數(shù)得到?？偹狡屏渴菍⒚奎c的水平偏移量進行累加獲到，該偏移曲線為一條連續(xù)的曲線，也就是說只要確定了一個基準點，整條曲線的位置就能確定下來。,每測段相對水平偏移量計算式為=（A0-A180）/2。,.,6.深層水平位移數(shù)據(jù)處理,、計算方法以孔口作為基準點以孔底作為基準點測斜數(shù)據(jù)的矢量和,.,1、先采用“孔口控制、孔底自由”的計算方式(孔口位移為“0”)，得到孔底有向基坑外13.8mm的位移量。,.,2、根據(jù)管口水平位移修正測斜管位移。,.,數(shù)據(jù)處理,.,深層水平位移現(xiàn)場測量圖片,.,.監(jiān)測點宜按縱向或橫向剖面布置，剖面宜選擇在基坑的中央以及其他能反映變形特征的位置，剖面數(shù)量不應(yīng)少于2個；.同一剖面上監(jiān)測點橫向間距宜為1030m，數(shù)量不應(yīng)少于3個。,監(jiān)測點的布置：,7.分層土體沉降(坑底隆起),.,監(jiān)測儀器及元件埋設(shè)：,7.分層土體沉降(坑底隆起),.,計算方法：,分層沉降標（磁環(huán)）位置應(yīng)以絕對高程表示，計算式如下：式中：分層沉降標（磁環(huán)）絕對高程(m)；沉降管管口絕對高程(m)；分層沉降標（磁環(huán)）距管口的距離(m)。,7.分層土體沉降(坑底隆起),.,8.圍護墻內(nèi)力監(jiān)測點布置：,應(yīng)布置在受力、變形較大且有代表性的部位。監(jiān)測點數(shù)量和水平間距視具體情況而定。豎直方向監(jiān)測點應(yīng)布置在彎矩極值處，豎向間距宜為2m4m。,.,地墻內(nèi)力,頻率計和鋼筋應(yīng)力計,鋼筋應(yīng)力計安放,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),9.支撐內(nèi)力監(jiān)測點布置符合下列要求：,.監(jiān)測點宜設(shè)置在支撐內(nèi)力較大或在整個支撐系統(tǒng)中起控制作用的桿件上；.每層支撐的內(nèi)力監(jiān)測點不應(yīng)少于3個，各層支撐的監(jiān)測點位置宜在豎向保持一致；.鋼支撐的監(jiān)測截面宜選擇在兩支點間1/3部位或支撐的端頭；混凝土支撐的監(jiān)測面宜選擇在兩支點間1/3部位，并避開節(jié)點位置；.每個監(jiān)測點截面內(nèi)傳感器的安置數(shù)量及布置應(yīng)滿足不同傳感器測試要求。,.,鋼筋混泥土支撐軸力,.,數(shù)據(jù)處理,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),10.錨桿的內(nèi)力監(jiān)測點布置符合下列要求：,應(yīng)選擇在受力較大且有代表性的位置，基坑每邊中部、陽角處和地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)段宜布置監(jiān)測點。每層錨桿的內(nèi)力監(jiān)測點數(shù)量應(yīng)為該層錨桿總的l%3%，并不應(yīng)少于3根。各層監(jiān)測點位置在豎向上宜保持一致。每根桿體上的測試點宜設(shè)置在錨頭附近和受力有代表性的位置。,.,錨索拉力,.,立柱內(nèi)力,.,計算方法,公式適用于振弦式應(yīng)力計（圍護墻體內(nèi)力、立柱內(nèi)力、圍檁內(nèi)力）,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),11.土釘?shù)膬?nèi)力監(jiān)測點布置符合下列要求：,應(yīng)選擇在受力較大且有代表性的位置，基坑每邊中部、角處和地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)段宜布置監(jiān)測點。監(jiān)測點數(shù)量和間距應(yīng)視具體情況而定，各層測點位置宜在豎向保持一致。每根土釘桿體上的測試點應(yīng)設(shè)置在受力有代表性的位置。,土釘拉力監(jiān)測較難，一般不做。,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),12.圍護墻側(cè)向土壓力布置符合下列要求：,（1）.監(jiān)測點應(yīng)布置在受力、土質(zhì)條件變化較大或其他有代表性的部位；（2）.平面布置上基坑每邊不宜少于2個監(jiān)測點。豎向布置上監(jiān)測點間距宜為2m5m，下部宜加密；（3）.當按土層分布情況布設(shè)時，每層應(yīng)至少布設(shè)1個測點，且宜布置在各層土的中部。,.,土壓力計和埋設(shè)方法,.,計算方法,鋼弦式傳感器基本原理鋼弦張力與自振頻率的平方差呈正比關(guān)系。計算公式：式中待測物理量；與待測物理量相匹配的標定系數(shù)；測試頻率（Hz）；初始頻率（Hz）。根據(jù)預(yù)先標定的頻率-應(yīng)力曲線或頻率應(yīng)變曲線即可換算出所需測定的壓力值或變形值。,.,13.孔隙水壓力,孔隙水壓力監(jiān)測點宜布置在基坑受力、變形較大或有代表性的部位。監(jiān)測點豎向布置宜在水壓力變化影響深度范圍內(nèi)按土層分布情況布設(shè)，監(jiān)測點豎向間距一般為25m，并不宜少于3個。,監(jiān)測點的布置,.,13.孔隙水壓力,1、測試方法用頻率計測讀、記錄孔隙水壓力計頻率即可。2、測試數(shù)據(jù)處理計算公式：式中孔隙水壓力（kPa）；標定系數(shù)（kPa/Hz2）；測試頻率（Hz）；初始頻率（Hz）。,.,14.立柱的豎向位移監(jiān)測點布置符合下列要求：,宜布置在基坑中部、多根支撐交匯處、地質(zhì)條件復(fù)雜處的立柱上。監(jiān)測點不應(yīng)少于立柱總根數(shù)的5%，逆作法施工的基坑不應(yīng)少于10%，且不應(yīng)少于3根。立柱的內(nèi)力監(jiān)測點宜布置在受力較大的立柱上，位置宜設(shè)在坑底以上各層立柱下部的13部位。,.,2.4.1基坑及支護結(jié)構(gòu),15.地下水位監(jiān)測點布置符合下列要求：,（1）基坑內(nèi)地下水位當采用深井降水時，水位監(jiān)測點宜布置在基坑中央和兩相鄰降水井的中間部位；當采用輕型井點、噴射井點降水時，水位監(jiān)測點宜布置在基坑中央和周邊拐角處，監(jiān)測點數(shù)量應(yīng)視具體情況確定；（2）基坑外地下水位監(jiān)測點應(yīng)沿基坑、被保護對象的周邊或在基坑與被保護對象之問置，監(jiān)測點間距宜為2050m。相鄰建筑、重要的管線或管線密集處應(yīng)布置水位監(jiān)測點；當有止水帷幕時，宜布置在止水帷幕的外側(cè)約2m處；（3）水位觀測管的管底埋置深度應(yīng)在最低設(shè)計水位或最低允許地下水位之下35m。承壓水水位監(jiān)測管的濾管應(yīng)埋置在所測的承壓含水層中；（4）回灌井點觀測井應(yīng)設(shè)置在回灌井點與被保護對象之間。,.,地下水位監(jiān)測儀器設(shè)備:,.,地下水位觀測數(shù)據(jù)處理,水位管內(nèi)水面應(yīng)以絕對高程表示，計算式如下：式中：水位管內(nèi)水面絕對高程(m)；水位管管口絕對高程(m)；水位管內(nèi)水面距管口的距離(m)。,.,2.4.2基坑周邊環(huán)境,從基坑邊緣以外13倍基坑開挖深度范圍內(nèi)需要保護的周邊環(huán)境應(yīng)作為監(jiān)測對象。必要時尚應(yīng)擴大監(jiān)測范圍。,.,2.4.2基坑周邊環(huán)境,建筑豎向位移監(jiān)測點布置應(yīng)符合下列要求：,（1）建筑四角、沿外墻每1015m處或每隔2-3根柱基上，且每側(cè)不少于3個監(jiān)測點；（2）不同地基或基礎(chǔ)的分界處；（3）不同結(jié)構(gòu)的分界處；（4）變形縫、抗震縫或嚴重開裂處的兩側(cè)；（5）新、舊建筑或高、低建筑交接處的兩側(cè)；（6）高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)軸線的對稱部位，每一構(gòu)筑物不應(yīng)少于4點。,.,2.4.2基坑周邊環(huán)境,2.建筑水平位移監(jiān)測點布置應(yīng)符合下列要求：,應(yīng)布置在建筑的外墻墻角、外墻中中間部位的墻上或柱上、裂縫兩側(cè)以及其他有代表性的部位，監(jiān)測點間距視具體情況而定，一側(cè)墻體的監(jiān)測點不少于3點。,.,2.4.2基坑周邊環(huán)境,3.建筑傾斜監(jiān)測點布置應(yīng)符合下列要求：,（1）.監(jiān)測點宜布置在建筑角點、變形縫兩側(cè)的承重柱或墻上；（2）.監(jiān)測點應(yīng)沿主體頂部、底部上下對應(yīng)布設(shè)，上、下監(jiān)測點應(yīng)布置在同一豎直線上；,測量方法：建筑物、構(gòu)筑物的傾斜監(jiān)測的方法有兩種：一是直接測定建筑物的傾斜；二是通過測量建筑物基礎(chǔ)相對沉降的方法來確定建筑物的傾斜。,.,2.4.2基坑周邊環(huán)境,4.建筑裂縫、地表裂縫監(jiān)測點布置應(yīng)符合下列要求：,應(yīng)選擇有代表性的裂縫進行布置，當原有裂縫增大或出現(xiàn)新裂縫時，應(yīng)及時增設(shè)監(jiān)控測點。對需要觀測的裂縫，每條裂縫的監(jiān)測點至少應(yīng)設(shè)2個，且宜設(shè)置在裂縫的最寬處及裂縫末端。,.,裂縫觀測,裂縫監(jiān)測如下圖所示。在監(jiān)測裂縫中部的兩側(cè)各粘貼一塊金屬不銹鋼板，鋼板中心鉆一小圓孔，埋設(shè)時圓孔連線方向垂直于裂縫（裂縫寬度），同時在裂縫的兩端也各作一個標記，以觀測裂縫的開展情況（裂縫長度）；也可以采用在裂縫兩端設(shè)置石膏薄片，使其與裂縫兩側(cè)牢固粘結(jié)，當裂縫裂開或加大時，石膏片也裂開，監(jiān)測時可測定其裂縫的大小和變化。觀測所用的量具是一種特殊構(gòu)造的卡尺，尺身長700800mm，刻度為1mm，尺上附有一個水準管，在尺的一端安有一根鉆有孔距為1cm的定位小孔、可以上下游動的測針。測針系用止動螺釘插入小孔圈固定。尺上還附有一個游標，游標帶有一根可上下微動的測針。當兩測針對準刻度0，同時水泡在水泡管中心時，兩測針尖端在同一水平面上。卡尺的垂直和水平最小讀數(shù)為0.1mm。其結(jié)構(gòu)形式見下圖。不銹鋼板中心圓孔的形狀與卡尺測針的尖端必須完全吻合。,.,5.周邊管線監(jiān)測,基坑周邊地下管線監(jiān)測：、相鄰地下管線資料收集和調(diào)查(1)市政綜合管線圖；(2)管線埋置深度和走向、管材和接頭的型式；(3)管線的基礎(chǔ)型式、地基處理情況等；(4)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,.,直接測點：a.抱箍式,如圖3-21；b.套筒式,如圖3-22。c.上水的閥門上,.,6.基坑周邊地表沉降監(jiān)測,基坑周邊地表豎向沉降監(jiān)測點的布置范圍宜為基坑深度的13倍，監(jiān)測剖面宜設(shè)在坑邊中部或其他有代表性的部位，并與坑邊垂直，監(jiān)測剖面數(shù)量視