基坑工程監(jiān)測

1、第六章第六章 基坑工程監(jiān)測基坑工程監(jiān)測本本章章內(nèi)內(nèi)容容概述土壓力和孔隙水壓力監(jiān)測監(jiān)測警戒值與報警監(jiān)測報表與監(jiān)測報告監(jiān)測期限與頻率變形監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力檢測6.1 概述基坑工程監(jiān)測原因 基坑工程設(shè)計中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算以及結(jié)構(gòu)和土體變 形的預(yù)估與工程實際情況存在較大差異，基坑工程 設(shè)計在相當(dāng)程度上依靠經(jīng)驗。 基坑開挖施工過程中，基坑內(nèi)外土體應(yīng)力狀態(tài)的改 變導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)和土體的變形，基坑的穩(wěn)定性遭到 破壞，周圍環(huán)境受到不利影響。因此，基坑施工過程中，在理論分析的指導(dǎo)下，對基坑支護結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體進行相鄰的建（構(gòu)）筑物進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測十分必要，能及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時調(diào)整設(shè)計和施工方案，確保基坑工程施

2、工的順利進行。6.1.1 基坑工程監(jiān)測的目的和內(nèi)容基坑工程監(jiān)測的目的和內(nèi)容監(jiān)監(jiān)測測目目的的確保支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，確?；又車ㄖ?、構(gòu)筑物、道路及地下管線的安全與使用。指導(dǎo)基坑工程的施工。驗證基坑設(shè)計方法，完善基坑設(shè)計理論。現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測周圍環(huán)境監(jiān)測包括圍護樁墻、支撐、圍檁和圈梁、立柱、地下水位等項目包括道路、地下管線、臨近建筑物、地下水位等項目基坑現(xiàn)場監(jiān)測主要項目6.1.2 基坑監(jiān)測的基本要求基坑監(jiān)測的基本要求（1）根據(jù)設(shè)計要求和基坑周圍環(huán)境編制詳細的監(jiān)測方案，對基坑的施工過程開展有計劃的監(jiān)測工作；（2）保證數(shù)據(jù)的可靠性和真實性；（3）確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時性；（4）確

3、定警戒值，隨時掌握基坑工作現(xiàn)狀；（5）基坑監(jiān)測資料要保持完整性，基坑監(jiān)測應(yīng)該有完整的監(jiān)測記錄。6.2 6.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測 變形監(jiān)測原因：變形監(jiān)測原因：基坑開挖導(dǎo)致土中應(yīng)力釋放，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的和地下管線的正常使用，甚至破壞。因此，必須在基坑施工期間對支護結(jié)構(gòu)、土體、鄰近建筑物和地下管線的變形進行監(jiān)測。 基坑工程施工場地變形觀測目的：基坑工程施工場地變形觀測目的：通過對設(shè)置在場 地內(nèi)的觀測點進行周期性的測量，求得各觀測坐標和高程的變化量，為支護結(jié)構(gòu)和地基土的穩(wěn)定性評價提供技術(shù)數(shù)據(jù)。變形監(jiān)測包括：變形監(jiān)測包括：地面、鄰近建筑物、地下管線和深層土

4、體沉降監(jiān)測；支護結(jié)構(gòu)、土體、地下管線水平位移監(jiān)測。 具體形式可分為變形監(jiān)測的要求：變形監(jiān)測的要求：觀測周期應(yīng)根據(jù)變形速率、觀測精度要求、不同施工階段和工程地質(zhì)條件綜合考慮；監(jiān)測初始值應(yīng)具有可靠的精度；檢測前，儀器需校驗，檢測人員相對固定，并使用同一儀器和設(shè)備；監(jiān)測過程中采用相同路線和方法。沉降監(jiān)測水平位移監(jiān)測6.2.1 沉降監(jiān)測沉降監(jiān)測1.儀器與范圍：儀器與范圍：沉降監(jiān)測主要采用精密水準測量，監(jiān)測的范圍宜從基坑邊線起到開挖深度約23倍的距離。水準儀可用N3精密水準儀或S1精密水準儀。N3精密水準儀S1精密水準儀2.基準點設(shè)置基準點設(shè)置 基準點設(shè)置以保證其穩(wěn)定可靠性為原則，在監(jiān)測基坑的四周適當(dāng)位

5、置必須設(shè)置3個沉降監(jiān)測基準點?；鶞庶c必須設(shè)置在基坑開挖影響范圍之外（至少5倍基坑開挖深度），根據(jù)土體狀況分為巖石基準點、混凝土基準點和深埋鋼管基準點3.沉降監(jiān)測沉降監(jiān)測3.1 鄰近建筑物沉降鄰近建筑物沉降 監(jiān)測要求：監(jiān)測要求：監(jiān)測頻數(shù)通常為每天1次，監(jiān)測期通常為一個月，監(jiān)測精度比永久觀測低：監(jiān)測點數(shù)量和位置應(yīng)根據(jù)建筑物的體形、結(jié)構(gòu)形式、工程地質(zhì)條件等確定，具有代表性，便于監(jiān)測，不易遭到破壞。 監(jiān)測點設(shè)置處：監(jiān)測點設(shè)置處： （1）建筑物的角點、中線及沿周邊每隔 612m設(shè)一側(cè)點； （2）基礎(chǔ)類型、埋深和荷載明顯不同處，沉降縫處，新老建筑物連接處兩側(cè)，伸縮縫任一側(cè)； （3）工業(yè)廠房各軸線的獨立柱基

6、上； （4）箱形基礎(chǔ)底板除四角外宜在中部設(shè)點； （5）基礎(chǔ)下有暗浜或地基局部加固處； （6）重型設(shè)備基礎(chǔ)和動力基礎(chǔ)的四角。建筑物監(jiān)測標志構(gòu)造形式：建筑物監(jiān)測標志構(gòu)造形式： （1）設(shè)備基礎(chǔ)監(jiān)測點：一般用 鋼筋制作，有墊板式、彎 鉤式、燕尾式、U字式等 （2）柱基礎(chǔ)監(jiān)測點：對鋼混柱 在標高0.000以上1015 cm處鑿洞，將彎鉤形監(jiān)測 標志水平向插入，或用角 鐵60角插入，以1:2水 泥砂漿填充。 （3）鋼柱監(jiān)測標志：用鉚釘或 鋼筋焊在鋼柱上。3.2 地表沉降監(jiān)測地表沉降監(jiān)測 地面沉降監(jiān)測方法主要采用精密水準測量，不宜采用精度 較低的三角測量。在一個區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置3個以上基準點，基 準點要設(shè)置在距

7、離基坑開挖深度的5倍以外的穩(wěn)定地方。在 基坑開挖前可采用直徑15mm左右，長約11.5m的鋼筋打 入地下，地面用混凝土加固，作為基準點；亦可將基準點 設(shè)置在年代較老且堅固的的建筑物墻體上。水準儀可采用 （WILD）N3精密水準儀或S1精密水準儀，并配用銦鋼水準 尺。水準儀定期檢查。3.3 地下管線沉降測量地下管線沉降測量 在收集基坑周圍管線圖，調(diào)查管線走向、管線類型、管線埋深、管線材料、管線直徑、管壁厚度、管道接頭形式和受力等條件基礎(chǔ)上，查明管線距基坑的距離，合理設(shè)置監(jiān)測點。 一般情況下上水管承接式接頭應(yīng)按23個節(jié)段設(shè)置1個監(jiān)測點，管線越長測點間距可適當(dāng)增大，彎頭和十字接頭處對變形敏感，測點適

8、當(dāng)加密。 管線監(jiān)測點可用抱箍直接固定在管道上，標志外可砌窨井。在不宜開挖的地方，可用鋼筋直接打入地下，深度與管底深度一致，作為監(jiān)測點。 監(jiān)測點設(shè)置之前，要收集基坑周圍地下管線和建筑物的位置情況。3.4 土體分層沉降監(jiān)測土體分層沉降監(jiān)測 土體分層沉降監(jiān)測是指離地面不同深度處土層內(nèi)點的沉降或隆起，通常用磁性分層沉降儀量測。通過在鉆孔中埋設(shè)一根硬塑料管作為引導(dǎo)管，再根據(jù)需要分層埋入磁性沉降環(huán)，用測頭測出各磁性沉降環(huán)的初始位置。在施工過程中分別測出沉降環(huán)的位置，便可以算出各測點的沉降值。 （1）監(jiān)測設(shè)備：）監(jiān)測設(shè)備： 磁性分層沉降儀由沉降管、磁性沉降環(huán)、測頭、測尺、和輸出訊號指示器組成 1測尺 2基點

9、 3導(dǎo)線 4指示器 5磁性沉降環(huán) 6測頭 7沉降管 8彈性抓 9鉆孔 10回填土球 （2）基本原理：）基本原理： 埋設(shè)于土中的磁性沉降環(huán)會隨土層沉降而同步下降。當(dāng)探頭從導(dǎo)管中緩慢下放到預(yù)埋的磁性沉降環(huán)時，干簧管的接觸點便在沉降環(huán)的磁場力作用下吸合，接通指示器電路，電感探測裝置上的蜂鳴器就會發(fā)出叫聲，這時根據(jù)測量導(dǎo)線上標尺在孔口的刻度以及孔口的標高，就可以計算出沉降環(huán)所在位置的標高。沉降環(huán)所在位置標高計算式： H = Hj L H：沉降環(huán)標高 Hj：基準點標高，可將沉降管頂點作為基準點 L：測頭至基準點的距離 各土層在施工前后的沉降或隆起由下式計算出： H = H0 Ht H ：某高程處的沉降

10、H0：基坑開挖前的沉降環(huán)標高 Ht ：基坑開挖后沉降環(huán)標高 上式可測量某一高程處土的沉降值，但由于基準點水準測量的誤差，可導(dǎo)致沉降環(huán)的高程誤差。也可只測土層變形量，假定埋置較深處的沉降環(huán)為不動的基點，用沉降儀測出各沉降環(huán)的深度，即可求得各土層的變形量。（3）沉降管和沉降環(huán)的埋設(shè)：）沉降管和沉降環(huán)的埋設(shè)： 用鉆機在預(yù)定位置鉆孔，孔底標高略低于欲測量土層的標高，取出的土分層堆放。提起管套3040cm，將導(dǎo)管插入鉆孔中，引導(dǎo)管可逐節(jié)連接至略深于預(yù)定的最深監(jiān)測點深度，然后，在引導(dǎo)管與孔壁間用膨脹黏土球填充并搗實至最低的沉降環(huán)位置，另用一只鋁制開口送筒裝上沉降環(huán)，套在導(dǎo)管上，沿導(dǎo)管送至預(yù)埋位置，再用直徑

11、50mm的硬質(zhì)塑料管將沉降環(huán)推出并輕輕壓入土中，使沉降環(huán)的彈性爪牢固嵌入土中，提起套管至待埋沉降環(huán)以上3040厘米，往鉆孔內(nèi)回填該層土做的土球（直徑不大于3cm）至另一沉降環(huán)埋設(shè)標高處，重復(fù)以上步驟埋設(shè)。埋設(shè)完成后，固定孔口，做好孔口的保護裝置，并測量孔口標高和磁性沉降環(huán)的初始標高。 3.5 基坑回彈監(jiān)測：基坑回彈監(jiān)測： 基坑回彈監(jiān)測是基坑開挖對坑底土層卸荷引起基坑底面及坑外一定范圍內(nèi)土體的回彈變形或隆起。深大基坑的回彈量對基坑本身和鄰近建筑物都有較大影響，因此需做基坑回彈監(jiān)測。基坑回彈監(jiān)測可采用回彈監(jiān)測標和深層沉降標兩種，當(dāng)分層沉降環(huán)埋設(shè)于基坑開挖面以下時所監(jiān)測的土層隆起也就是土層回彈量?；?/p>

12、回彈彈監(jiān)監(jiān)測測回彈標深層沉降標回彈標及深層沉降標組成部分及埋設(shè)方法見書157頁。（1）（2）監(jiān)測點設(shè)置：）監(jiān)測點設(shè)置： 監(jiān)測點的平面布置應(yīng)以最少的點數(shù)能測量所需的基坑縱橫斷面的回彈量為原則。因此，一般在基坑平面的中心及通過中心的縱橫軸線上布置監(jiān)測點?；硬淮髸r，縱橫斷面各布置一條測線；基坑較大時，可布置35條測線，各斷面線上的監(jiān)測點必要時應(yīng)延伸到坑外一定范圍內(nèi)。（3）基坑回彈監(jiān)測方法：）基坑回彈監(jiān)測方法： 基坑回彈監(jiān)測，通常采用精密水準儀測出監(jiān)測點的高程變化，基坑開挖前后監(jiān)測點高程差作為基坑的回彈量。 基坑回彈量隨基坑開挖的深度而變化，監(jiān)測工作應(yīng)隨基坑開挖深度的進展而隨時監(jiān)測，這樣可得出基坑回

13、彈量隨開挖深度的變化曲線。但由于開挖現(xiàn)場施工條件限制，開挖中途進行測量很困難，因此每個基坑一般不得少于三次監(jiān)測。第一次在基坑開挖前，即監(jiān)測點埋置之后；第二次在基坑開完到設(shè)計標高立即進行監(jiān)測；第三次在打基礎(chǔ)墊層或澆灌混凝土基礎(chǔ)之前。對于分階段開挖的深基坑，可在中間增加監(jiān)測次數(shù)。6.2.2 水平位移監(jiān)測水平位移監(jiān)測水水平平位位移移監(jiān)監(jiān)測測地表水平位移監(jiān)測深層水平位移監(jiān)測強頂面水平位移監(jiān)測地表水平位移監(jiān)測地下管線水平位移監(jiān)測等監(jiān)測方法視準線法小角度法前方交匯法三角測量法等土體深層水平位移監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測監(jiān)測方法鉆孔測斜儀法1.地表水平位移監(jiān)測：地表水平位移監(jiān)測： 1.1 視準線法：視準線

14、法： 視準線法是沿基坑設(shè)置一條 視準線，并在視準線的兩端里 埋設(shè)兩個永久工作基點A、B， 如圖。沿基坑邊線按照需要設(shè) 置若干測點，定期觀測這排點 偏離固定方向的距離，并加以 比較，即可求出這些測點的水平位移量。 具體內(nèi)容分為：基點及測點的布置及埋設(shè)、觀測方法。 （1）基點及測點的布置及埋設(shè)方法：）基點及測點的布置及埋設(shè)方法： 首先在基坑兩端不動位置處構(gòu)筑觀測墩，設(shè)置基點A、B，并經(jīng)常檢查是否有移動。 在基坑邊AB方向上有代表性的的位置設(shè)置測點。測點也可布置在支護結(jié)構(gòu)混凝土圈梁上，用鋁釘或膨脹螺釘做標記。測點間距815m，根據(jù)具體情況確定是等距或非等距。 對于有支撐的地下連續(xù)墻或大直徑灌注樁類的

15、維護結(jié)構(gòu)，通?；咏屈c的水平位移較小，這時可在基坑角點部設(shè)置臨時基點C、D，在每個工況內(nèi)可以用臨時基點監(jiān)測，變換工況時用基點A、B測量臨時基點C、D的水平位移，再用此結(jié)果對各測點的水平位移值進行校正。（2）觀測方法：）觀測方法： 用視準線觀測水平位移時，活動覘標是在一個端點A上安置經(jīng)緯儀，在另一個端點B上設(shè)置固定覘標，并在每一測點上安置活動覘標。觀測時，經(jīng)緯儀先后視固定覘標進行定向，然后再觀測基坑邊各測點上的活動覘標。在活動覘標的讀書設(shè)備上讀取數(shù)據(jù)，即可得到該店相對固定方向的偏離值。比較歷次觀測所得的數(shù)值，即可求得該點水平位移量。 每個觀測點應(yīng)照準三次，觀測的順序是由近到遠再由遠到近。測點觀測

16、結(jié)束后，再應(yīng)對準另一端點B，檢查在觀測過程中儀器是否有移動，如果有移動，重新觀測。在A端點上觀測結(jié)束后，應(yīng)將儀器移至B點，重新進行以上步驟。 第一次與以后觀測的得數(shù)之差即為該點的水平位移值。 （2）小角度法：）小角度法： 該方法適用于觀測點凌亂，并且不在同一條直線上的情況下，如圖。在基坑兩倍開挖深度距離的地方，選設(shè)測站點A，若測站至觀測點T的距離為S則在不小于2S范圍之外選設(shè)后視方向A。一般可選用建筑物的棱邊或避雷針等作為固定目標A。用J2級經(jīng)緯儀測定角，角度測量的回數(shù)一般24回，并測量A至測點T的距離。其后根據(jù)每次測量角的變動計算T點的位移量：基坑ATSASTST 式中：角的變動量（） 換算

17、常數(shù)，等于206265 S 測站至觀測點的距離（mm） 如果角測定中誤差為2“，S為100mm代入式中，則 位移值的中誤差約為1mm。2. 深層水平位移監(jiān)測：深層水平位移監(jiān)測： 土體和圍護結(jié)構(gòu)的深層水平位移通常采用鉆孔測斜儀測 定，當(dāng)被測土體產(chǎn)生變形時，測斜管軸線產(chǎn)生撓度，用測斜儀測量測斜管與鉛垂線之間夾角的變化量，從而獲得土體內(nèi)各點水平位移。 （1）監(jiān)測設(shè)備：）監(jiān)測設(shè)備： 監(jiān)測設(shè)備為測斜儀，分為固定式和活動式，目前主要采用活動式。測斜儀組成： 測頭 測讀儀 電纜 測斜管（2）測斜儀基本原理）測斜儀基本原理（詳見書161頁）（3）測斜管的埋設(shè)：）測斜管的埋設(shè)： 測斜管埋設(shè)方式：綁扎預(yù)埋式，鉆孔后埋式 埋設(shè)注意問題： 首先采用鉆探工具形成合適口徑的孔，然后將測 斜管放入孔內(nèi)。測斜管連接部分應(yīng)防止污泥進入， 測斜管與鉆孔壁之間用砂填密實。 測斜管連接采用連接管，為了避免測斜管的縱向 旋轉(zhuǎn)，采用凹凸式插入法，在管節(jié)連接時必須將上 下管節(jié)的滑槽嚴格對準，并用自功螺釘固定使縱向 的扭曲減小到最小程度。放入測斜管時，應(yīng)注意十 字形槽口應(yīng)對準所測的水平位