基坑工程監(jiān)測課件

第六章基坑工程監(jiān)測本章內(nèi)容概述土壓力和孔隙水壓力監(jiān)測監(jiān)測警戒值與報(bào)警監(jiān)測報(bào)表與監(jiān)測報(bào)告監(jiān)測期限與頻率變形監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力檢測6.1概述基坑工程監(jiān)測原因

①基坑工程設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)和土體變形的預(yù)估與工程實(shí)際情況存在較大差異，基坑工程設(shè)計(jì)在相當(dāng)程度上依靠經(jīng)驗(yàn)。②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(hù)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(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體進(jìn)行相鄰的建（構(gòu)）筑物進(jìn)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(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案，確保基坑工程施工的順利進(jìn)行?，F(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測周圍環(huán)境監(jiān)測包括圍護(hù)樁墻、支撐、圍檁和圈梁、立柱、地下水位等項(xiàng)目包括道路、地下管線、臨近建筑物、地下水位等項(xiàng)目基坑現(xiàn)場監(jiān)測主要項(xiàng)目6.1.2基坑監(jiān)測的基本要求（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和基坑周圍環(huán)境編制詳細(xì)的監(jiān)測方案，對(duì)基坑的施工過程開展有計(jì)劃的監(jiān)測工作；（2）保證數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性；（3）確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時(shí)性；（4）確定警戒值，隨時(shí)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變形監(jiān)測

變形監(jiān)測原因：基坑開挖導(dǎo)致土中應(yīng)力釋放，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(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、土體、鄰近建筑物和地下管線的變形進(jìn)行監(jiān)測。

基坑工程施工場地變形觀測目的：通過對(duì)設(shè)置在場地內(nèi)的觀測點(diǎn)進(jìn)行周期性的測量，求得各觀測坐標(biāo)和高程的變化量，為支護(hù)結(jié)構(gòu)和地基土的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供技術(shù)數(shù)據(jù)。6.2.1沉降監(jiān)測1.儀器與范圍：沉降監(jiān)測主要采用精密水準(zhǔn)測量，監(jiān)測的范圍宜從基坑邊線起到開挖深度約2~3倍的距離。水準(zhǔn)儀可用N3精密水準(zhǔn)儀或S1精密水準(zhǔn)儀。N3精密水準(zhǔn)儀S1精密水準(zhǔn)儀3.沉降監(jiān)測鄰近建筑物沉降監(jiān)測土體分層沉降監(jiān)測地表沉降監(jiān)測地下管線沉降監(jiān)測基坑回彈監(jiān)測建筑物監(jiān)測標(biāo)志構(gòu)造形式：

（1）設(shè)備基礎(chǔ)監(jiān)測點(diǎn)：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(diǎn)：對(duì)鋼混柱在標(biāo)高±0.000以上10~15cm處鑿洞，將彎鉤形監(jiān)測標(biāo)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(biāo)志：用鉚釘或鋼筋焊在鋼柱上。3.2地表沉降監(jiān)測

地面沉降監(jiān)測方法主要采用精密水準(zhǔn)測量，不宜采用精度較低的三角測量。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置3個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)置在距離基坑開挖深度的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1~1.5m的鋼筋打入地下，地面用混凝土加固，作為基準(zhǔn)點(diǎn)；亦可將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在年代較老且堅(jiān)固的的建筑物墻體上。水準(zhǔn)儀可采用（WILD）N3精密水準(zhǔn)儀或S1精密水準(zhǔn)儀，并配用銦鋼水準(zhǔn)尺。水準(zhǔn)儀定期檢查。3.3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(diǎn)。一般情況下上水管承接式接頭應(yīng)按2~3個(gè)節(jié)段設(shè)置1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，管線越長測點(diǎn)間距可適當(dāng)增大，彎頭和十字接頭處對(duì)變形敏感，測點(diǎn)適當(dāng)加密。管線監(jiān)測點(diǎn)可用抱箍直接固定在管道上，標(biāo)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(diǎn)。監(jiān)測點(diǎn)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)測是指離地面不同深度處土層內(nèi)點(diǎn)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(diǎn)的沉降值。

（1）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(hào)指示器組成1——測尺2——基點(diǎn)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

各土層在施工前后的沉降或隆起由下式計(jì)算出：

△H=H0–Ht

——△H：某高程處的沉降——H0：基坑開挖前的沉降環(huán)標(biāo)高——Ht：基坑開挖后沉降環(huán)標(biāo)高上式可測量某一高程處土的沉降值，但由于基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)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(dòng)的基點(diǎn)，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)：用鉆機(jī)在預(yù)定位置鉆孔，孔底標(biāo)高略低于欲測量土層的標(biāo)高，取出的土分層堆放。提起管套30~40cm，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(diǎn)深度，然后，在引導(dǎo)管與孔壁間用膨脹黏土球填充并搗實(shí)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30~40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(biāo)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(hù)裝置，并測量孔口標(biāo)高和磁性沉降環(huán)的初始標(biāo)高。

回彈監(jiān)測回彈標(biāo)深層沉降標(biāo)回彈標(biāo)及深層沉降標(biāo)組成部分及埋設(shè)方法見書157頁。（1）（2）監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置：監(jiān)測點(diǎn)的平面布置應(yīng)以最少的點(diǎn)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(diǎn)?；硬淮髸r(shí)，縱橫斷面各布置一條測線；基坑較大時(shí)，可布置3~5條測線，各斷面線上的監(jiān)測點(diǎn)必要時(shí)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，通常采用精密水準(zhǔn)儀測出監(jiān)測點(diǎn)的高程變化，基坑開挖前后監(jiān)測點(diǎn)高程差作為基坑的回彈量。6.2.2水平位移監(jiān)測水平位移監(jiān)測地表水平位移監(jiān)測深層水平位移監(jiān)測強(qiáng)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(zhǔn)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(hù)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：

1.1視準(zhǔn)線法：

視準(zhǔn)線法是沿基坑設(shè)置一條視準(zhǔn)線，并在視準(zhǔn)線的兩端里埋設(shè)兩個(gè)永久工作基點(diǎn)A、B，如圖。沿基坑邊線按照需要設(shè)置若干測點(diǎn)，定期觀測這排點(diǎn)偏離固定方向的距離，并加以比較，即可求出這些測點(diǎn)的水平位移量。具體內(nèi)容分為：基點(diǎn)及測點(diǎn)的布置及埋設(shè)、觀測方法。

（1）基點(diǎn)及測點(diǎn)的布置及埋設(shè)方法：

①首先在基坑兩端不動(dòng)位置處構(gòu)筑觀測墩，設(shè)置基點(diǎn)A、B，并經(jīng)常檢查是否有移動(dòng)。②在基坑邊AB方向上有代表性的的位置設(shè)置測點(diǎn)。測點(diǎn)也可布置在支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土圈梁上，用鋁釘或膨脹螺釘做標(biāo)記。測點(diǎn)間距8~15m，根據(jù)具體情況確定是等距或非等距。③對(duì)于有支撐的地下連續(xù)墻或大直徑灌注樁類的維護(hù)結(jié)構(gòu)，通?；咏屈c(diǎn)的水平位移較小，這時(shí)可在基坑角點(diǎn)部設(shè)置臨時(shí)基點(diǎn)C、D，在每個(gè)工況內(nèi)可以用臨時(shí)基點(diǎn)監(jiān)測，變換工況時(shí)用基點(diǎn)A、B測量臨時(shí)基點(diǎn)C、D的水平位移，再用此結(jié)果對(duì)各測點(diǎn)的水平位移值進(jìn)行校正。（2）小角度法：該方法適用于觀測點(diǎn)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(diǎn)A，若測站至觀測點(diǎn)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(biāo)A’。用J2級(jí)經(jīng)緯儀測定β角，角度測量的回?cái)?shù)一般2~4回，并測量A至測點(diǎn)T的距離。其后根據(jù)每次測量β角的變動(dòng)計(jì)算T點(diǎn)的位移量：基坑ATSA’β式中：△β——β角的變動(dòng)量（"）

ρ——換算常數(shù)，等于206265S——測站至觀測點(diǎn)的距離（mm）

如果β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：

土體和圍護(hù)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(shí)，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(diǎn)水平位移。

（1）監(jiān)測設(shè)備：監(jiān)測設(shè)備為測斜儀，分為固定式和活動(dòng)式，目前主要采用活動(dòng)式。測斜儀組成：①測頭②測讀儀③電纜④測斜管（2）測斜儀基本原理（詳見書161頁）（3）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：①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(jìn)入，測斜管與鉆孔壁之間用砂填密實(shí)。②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(shí)必須將上下管節(jié)的滑槽嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，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(shí)，應(yīng)注意十字形槽口應(yīng)對(duì)準(zhǔn)所測的水平位移方向。（4）監(jiān)測方法：

①基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定?；鶞?zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在測斜管的管頂或管底。若測斜管管底進(jìn)入基巖或較深的穩(wěn)定土層時(shí)，則以管底為基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于測斜管底部未進(jìn)入基巖或埋置較淺時(shí)可以管頂作為基準(zhǔn)點(diǎn)，每