第八章 基坑工程變形監(jiān)測

第八章基坑工程變形監(jiān)測朱寶訓(xùn)測量與國土信息系主要內(nèi)容第一部分：概述第二部分：監(jiān)測內(nèi)容和方法第三部分：監(jiān)測方案設(shè)計第四部分：監(jiān)測結(jié)果處理第五部分：工程實(shí)例第三節(jié)監(jiān)測方案設(shè)計一、監(jiān)測方案的內(nèi)容

a.工程概況(主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件)b.監(jiān)測目的

c.監(jiān)測內(nèi)容的確定

d.監(jiān)測方法(元件埋設(shè)、監(jiān)測儀器、測試頻率)e.施測部位和測點(diǎn)布置的確定

f.監(jiān)測周期、預(yù)警值及報警制度等實(shí)施計劃的制定

g.監(jiān)測成果提交(當(dāng)日報表、監(jiān)測總結(jié)報告)二.監(jiān)測內(nèi)容和方法的確定序號監(jiān)測項目圍護(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)頂水平位移必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)2圍護(hù)墻(邊坡)頂沉降必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)3立柱沉降必監(jiān)4圍護(hù)墻側(cè)向位移可選必監(jiān)5土體深層側(cè)向位移可選可選可選6支撐或錨桿軸力必監(jiān)7基坑內(nèi)外地下水位必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)8孔隙水壓力可選可選可選9圍護(hù)墻體土壓力可選10坑底隆起(回彈)可選11裂縫監(jiān)測鄰近建筑物可選可選必監(jiān)12鄰近地面可選可選可選可選13鄰近建筑物沉降必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)14鄰近地下管線水平、豎向位移必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)必監(jiān)上海市基坑工程監(jiān)測規(guī)程基坑工程等級劃分及變形監(jiān)控允許值三、施測位置與測點(diǎn)布置原則

1.樁墻頂水平位移和沉降樁墻頂水平位移和垂直沉降是基坑工程中最直接、最重要的監(jiān)測內(nèi)容。測點(diǎn)一般布置在將圍護(hù)樁墻連接起來的混凝土圈梁上，水泥攪拌樁、土釘墻、放坡開挖時的上部壓頂上。采用鉚釘槍打入鋁釘，或鉆孔埋設(shè)膨脹螺絲，也有涂紅漆等作為標(biāo)記的。測點(diǎn)的間距一般取為8-15m，亦可根據(jù)現(xiàn)場通視條件、地面堆載等具體情況隨機(jī)布置。有水平支撐時，測點(diǎn)應(yīng)布置在兩根支撐的中間部位。

立柱沉降測點(diǎn)應(yīng)直接布置在立柱樁上方的支撐面。

2．樁墻深層側(cè)向位移樁墻深層側(cè)向位移監(jiān)測，亦稱樁墻測斜。通常在基坑每邊上布設(shè)1個測點(diǎn)，一般應(yīng)布設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)每邊的跨中處。對于較短的邊線也可不布設(shè)，而對于較大的邊線可增至2～3個。原則上，在長邊上應(yīng)每隔30～40m布設(shè)1個測斜孔。監(jiān)測深度一般取與圍護(hù)樁墻深度一致，并延伸至地表，在深度方向的測點(diǎn)間距為0.5～1.0m。

3.結(jié)構(gòu)內(nèi)力（略）

對于設(shè)置內(nèi)支撐的基坑工程，一般可選擇典型支撐進(jìn)行軸力變化監(jiān)測，以便掌握支撐系統(tǒng)的受力狀況。

測點(diǎn)的布置主要由平面、立面和斷面三方面因素所決定：

平面指設(shè)置于同一標(biāo)高內(nèi)量測桿件的選擇原則上應(yīng)參照設(shè)計方案中支撐內(nèi)力計算結(jié)果，選擇軸力最大的桿件監(jiān)測。

立面指基坑豎直方向不同標(biāo)高處支撐監(jiān)測的選擇，應(yīng)對各道支撐都進(jìn)行監(jiān)測。

斷面應(yīng)布設(shè)在支撐的跨中部位，對監(jiān)測軸力的重要支撐，宜同時監(jiān)測其兩端和中部的沉降和位移。

采用土層錨桿的圍護(hù)體系，每道土層錨桿中都必須選擇兩根以上受力具有代表性的錨桿進(jìn)行監(jiān)測。4.土體分層沉降和水土壓力點(diǎn)

a.土體分層沉降應(yīng)緊鄰圍護(hù)樁墻布設(shè)；

b.豎向位置主要布設(shè)在最大彎矩和反彎點(diǎn)的位置；水土壓力最大位置；結(jié)構(gòu)變截面或配筋率改變的位置；結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐或拉錨所在的位置；

c.土體分層沉降還應(yīng)在各土層的分界面布設(shè)測點(diǎn)；

d.孔隙水壓力一般布設(shè)在土層中部。

5．土體回彈測點(diǎn)布設(shè)

1）在基坑中央和距坑底邊緣1/4坑底寬度處及特征變形點(diǎn)必須設(shè)置，方形、圓形基坑可按單向?qū)ΨQ布點(diǎn)，矩形基坑可按縱橫向布點(diǎn)，復(fù)合矩形基坑可多向布點(diǎn)，地質(zhì)情況復(fù)雜時應(yīng)適當(dāng)增加點(diǎn)數(shù)；

2）基坑外的觀測點(diǎn)，應(yīng)在所選坑內(nèi)方向線上的一定距離（基坑深度的1.5～2.0倍）布設(shè)；

3）當(dāng)所選點(diǎn)遇到地下管線或其他建筑物時，可將觀測點(diǎn)移到與之對應(yīng)方向線的空位上；

4）在基坑外相對穩(wěn)定或不受施工影響的地點(diǎn)，選設(shè)工作水準(zhǔn)點(diǎn)，以及為尋找標(biāo)志用的定位點(diǎn)。(6)坑外地下水位監(jiān)測井的布設(shè)布設(shè)在止水帷幕外，井深在常年水位以下4～5m即可。(7)環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測應(yīng)包含基坑開挖3倍深度以內(nèi)的范圍，建筑物以沉降監(jiān)測為主，測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在墻角、柱身、門邊等外形凸出部位?？傊?，在測點(diǎn)布設(shè)時應(yīng)盡量將樁墻撓曲、支撐軸力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、土體分層沉降和水土壓力等測點(diǎn)布置在相近的范圍內(nèi)，形成若干系統(tǒng)監(jiān)測斷面，以便監(jiān)測結(jié)果相互對照，相互檢驗(yàn)。四.監(jiān)測期限和頻率(1)基坑開挖前埋設(shè)監(jiān)測點(diǎn)并讀取初值。(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移和沉降、深層側(cè)向位移監(jiān)測貫穿基坑開挖到主體結(jié)構(gòu)施工到±0.00的全過程。監(jiān)測頻率為：

a.基坑開挖到澆筑完主體結(jié)構(gòu)底板，每天監(jiān)測1次；

b.澆筑完主體結(jié)構(gòu)底板到主體結(jié)構(gòu)施工到±0.00，每周監(jiān)測2～3次；

c.各道支撐拆除后的3天到一周，每天監(jiān)測1次。(3)周邊環(huán)境的監(jiān)測周期為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工到主體結(jié)構(gòu)施工到±0.00，周圍環(huán)境的沉降和水平位移需每天監(jiān)測1次；建筑物傾斜和裂縫的監(jiān)測頻率為每周監(jiān)測1～2次。(4)支撐軸力和錨桿拉力的監(jiān)測周期從支撐和錨桿施工到全部支撐拆除實(shí)現(xiàn)換撐，每天監(jiān)測1次。(5)地下水位的監(jiān)測周期是整個降水期間，或從基坑開挖到澆筑完主體結(jié)構(gòu)底板，每天監(jiān)測1次。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏水的現(xiàn)象時，需加強(qiáng)監(jiān)測。(6)土體分層沉降、深層沉降表測回彈、水土壓力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測一般也貫穿基坑開挖到主體結(jié)構(gòu)施工到±0.00的全過程，監(jiān)測頻率為：

a.基坑每開挖其深度的1/5～1/4，或在每道支撐(或錨桿)施工間隔的時間內(nèi)測讀2～3次，必要時可加密到每周監(jiān)測1～2次；

b.基坑開挖設(shè)計深度到澆筑主體結(jié)構(gòu)底板，每周監(jiān)測3～4次；

c.澆筑完主體結(jié)構(gòu)底板到全部支撐拆除實(shí)現(xiàn)換撐，每周監(jiān)測1次。5.預(yù)警值和預(yù)警制度(1)預(yù)警值

a.支護(hù)樁：水平位移速度不超過2mm/d。

b.周圍建筑物沉降速度不超過3mm/d.房屋差異沉降不超過1/1000,允許值為12mm，報警值為10mm，當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到報警值立即停止開挖，及時采取補(bǔ)救措施。建筑物周邊地面沉降量不允許超過30mm。

c.支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移總量應(yīng)小于挖深的0.3％，報警值為挖深的0.22％。

d.另外，對于測斜光滑的變化曲線，若曲線上出線明顯的折點(diǎn)變化，也要做報警處理。

位移是主要的預(yù)警值

經(jīng)驗(yàn)類比值是根據(jù)大量工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累而確定的預(yù)警值，如下一些經(jīng)驗(yàn)預(yù)警值可以作為參考：

①基坑圍護(hù)墻測斜：對于只存在基坑本身安全的測試，最大位移一般取80mm，每天發(fā)展不超過10mm。對于周圍有需嚴(yán)格保護(hù)構(gòu)筑物的基坑，應(yīng)根據(jù)保護(hù)對象的需要來確定。例如上海市地鐵一號線隧道，周圍施工對其影響所造成的位移不得超過20mm。

1.煤氣管道的沉降和水平位移：均不得超過l0mm，每天發(fā)展不得超過2mm；

2.自來水管道沉降和水平位移：均不得超過30mm，每天發(fā)展不得超過5mm；

3.基坑內(nèi)降水或基坑開挖引起的基坑外水位下降不得超過1000mm，每天發(fā)展不得超過500mm；

4.基坑開挖中引起的立柱樁隆起或沉降不得超過l0mm，每天發(fā)展不得超過2mm；上海和深圳基坑工程等級劃分及變形監(jiān)控允許值重力式擋墻最大水平位移預(yù)估值墻的縱向長度≤30m30～50m>50m土層條件良好地基(0.005～0.01)H(0.010～0.015)H>0.015H一般地基(0.015～0.02)H(0.02～0.025)H>0.025H軟弱地基(0.025～0.035)H(0.035～0.045)H>0.045H建筑物的基礎(chǔ)傾斜允許值建筑物類別允許傾斜多層和高層建筑物H≤24m0.00424m<H≤60m0.00360m<H≤100m0.002H>100m0.0015高聳建筑物H≤20m0.00820m<H≤50m0.00650m<H≤100m0.005100m<H≤150m0.004150m<H≤200m0.003200m<H≤250m0.002注：1.H為建筑物地面以上高度；

2.傾斜是基礎(chǔ)傾斜方向二端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。(2)預(yù)警制度預(yù)警制度宜分級進(jìn)行，如深圳地區(qū)深基坑地下連續(xù)墻安全性判別給出了安全、注意、危險三種指標(biāo)，達(dá)到這三類指時，應(yīng)采取不同的措施，如：達(dá)到報警值的80％時，在監(jiān)測日志上作上預(yù)警記號，口頭報告管理人員；達(dá)到預(yù)警值的100％時，除在監(jiān)測日報表上作報警記號外，寫出書面報告和建議；達(dá)到預(yù)警值的120％時，除在監(jiān)測日報表上作報警記號，寫出書面報告和建議外，應(yīng)通知主管工程師立即到現(xiàn)場調(diào)查，召開現(xiàn)場會議，研究應(yīng)急措施。第四節(jié)監(jiān)測報表與監(jiān)測報告一、監(jiān)測報表

監(jiān)測報表一般形式有當(dāng)日報表、周報表、階段報表，其中當(dāng)日報表最為重要。表應(yīng)配備圖形或曲線，如測點(diǎn)位置圖或樁墻體深層水平位移曲線圖等。測點(diǎn)編號初讀數(shù)/mm本次讀數(shù)/mm增量/mm速率/(mm/天)測點(diǎn)編號初讀數(shù)/mm本次讀數(shù)/mm增量/mm速率/(mm/天)

測點(diǎn)位置簡圖

備注

測試日期

報表編號

××工程基坑圍護(hù)樁墻頂水平位移和沉降現(xiàn)場監(jiān)測當(dāng)日報表測試單位：

測試人員：

填表人員：

審核審定：

二、監(jiān)測曲線

1.各監(jiān)測項目時程曲線；

2.各監(jiān)測項目的速率時程曲線；

3.各監(jiān)測項目在各種不同工況和特殊日期變化發(fā)展的形象圖（如圍護(hù)墻頂、建筑物和管線的水平位移和沉降用平面圖，深層側(cè)向位移、深層沉降、圍護(hù)墻內(nèi)力、不同深度的孔隙水壓力和土壓力可用剖面圖）。

三、監(jiān)測報告

1.工程概況；

2.監(jiān)測項目和各測點(diǎn)的平面和立面布置圖；

3.所采用的儀器設(shè)備和監(jiān)測方法；

4.監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法和監(jiān)測結(jié)果匯總表和有關(guān)匯總和分析曲線；

5.對監(jiān)測結(jié)果的評價。

第五部分工程實(shí)例一、工程概況某小區(qū)II期工程，為一個四棟高層高級住宅小區(qū)，樓層高11＋1F～27＋1F不等，05～08棟之間均設(shè)有一層6級人防地下室，總建筑面積為14000，地下面積約為13488。本工程場地地面較為平坦，基坑周長約500m，基坑實(shí)際開挖深度為6.0～7.0m（電梯井最深部位開挖深度為10.6m），基坑開挖深度較大；基坑安全等級為“二級”?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合土釘墻（局部為深攪樁重力式擋墻）支護(hù)結(jié)構(gòu)型式；基坑北側(cè)距離秦淮河支流不到10m，南側(cè)和東側(cè)為規(guī)劃道路，附近為民房，西側(cè)為紅土橋路，距離較近。二、基坑監(jiān)測內(nèi)容1、圈梁水平位移觀測采用拓普康GTS-332全站儀,測距離±(2mm+2ppm×D)m.s.e；測電子角度：2"按二等變形測量的技術(shù)要求施測，變形點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為±0.30mm。沿基坑壓頂梁頂面每隔15.0m設(shè)1個水平位移觀測點(diǎn)，共布設(shè)36個水平位移觀測點(diǎn)。觀測支護(hù)結(jié)構(gòu)體頂部水平位移的變化情況。預(yù)警值為50mm，3mm/d。2、深層水平位移量測（測斜）采用CX-03A型伺服加速度測斜儀施測。其性能指標(biāo)見下表：布設(shè)了18根測斜管，各測斜孔深度支護(hù)樁底標(biāo)高至少深2m，測斜孔深度為16m。在孔深范圍內(nèi)，每隔0.5m作為一測點(diǎn)。預(yù)警值為50mm，2mm/d。型號量程（θ）位移方向靈敏度(分辨力)精度溫度(℃)CX-03A型0°~±53°水平方向±0.02mm/500mm±4mm/15m10~503、坑外地下水位觀測由于該場地砂性土層較厚，地下水非常豐富，基坑降水影響較大，必須進(jìn)行水位觀測。觀測井利用坑外降水井?；油鈧?cè)共18個水位觀測井。預(yù)警值為1000mm，500mm/d。4、基坑道路沉降觀測道路沉降使用DSZ2（+FS1）型精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測；按二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測；采用兩次儀器高法進(jìn)行觀測，觀測路線要求閉合；每隔15.0m設(shè)1個沉降觀測點(diǎn)，共布置7個沉降觀測點(diǎn)。預(yù)警值為25mm，2mm/d。

另在周圍適宜處選埋3～4個測量基準(zhǔn)點(diǎn)，作為垂直沉降和水平位移的基準(zhǔn)參照點(diǎn)。三、工程監(jiān)測進(jìn)程

工程土方開挖始于2006年5月15日，從2006年5月27日進(jìn)行監(jiān)測，至基坑工程竣工之日止（2007年1月），共進(jìn)行了78次監(jiān)測，工作量統(tǒng)計見下表。監(jiān)測項目圈梁水平位移深層水平位移道路沉降坑外水位次數(shù)規(guī)定完成18009003501000實(shí)際完成20509203701410監(jiān)測內(nèi)容工作量四、監(jiān)測成果匯總分析

從圈梁水平位移速率匯總圖中，可以看出在6月10日到6月15日之間，W17，W18，W19的位移速率變化特別大，最大值為17.85mm/d，13.67mm/d，6.26mm/d。分析是基坑?xùn)|側(cè)HJ段第四層土釘墻施工時，出現(xiàn)流砂和壓頂梁位移，主要原因三、四層土釘墻面層強(qiáng)度不夠，未起到作用。因此最后的累計位移均超過了預(yù)警值50mm，分別為93.46mm，88.04mm，69.97mm。在7月26日到8月2日之間，基坑西南面位移速率較大，最大值W29為3.84mm/d，W30為4.12mm/d，W31為5.36mm/d。分析是當(dāng)時正值雨季，降水量較大，基坑開挖時間較早，基坑側(cè)壁暴露時間太長，且第五層土釘墻還在施工中，因此有較大的變化。在8月15日到8月22日之間，基坑南面中部位移速率較大，最大值W25為3.98mm/d，W26為6.64mm/d。分析是四層土釘墻正在施工，基坑頂面堆放了大量的鋼筋，使得其頂部荷載過大引起的。其余各處位移速率變化值均在預(yù)警值范圍內(nèi)。深層水平位移從測斜管CX1-CX18的深層水平位移匯總圖中，可以看出各測斜管的累計位移變化情況?；颖眰?cè)累計位移較小，由于采用了孔鉆灌注樁的支護(hù)形式，且?guī)缀鯖]有堆載。基坑南側(cè)的CX12，CX14，CX15累計位移已達(dá)到預(yù)警值，分析是由于基坑南側(cè)為開挖期間的主要施工道路，其路面動載很大，此處的支護(hù)結(jié)構(gòu)采用的是土釘墻，本身會有一定的位移，正常情況能夠保證基坑側(cè)壁穩(wěn)定，但是基坑頂面經(jīng)常堆放許多的建筑材料，且開挖時間較早，使得其頂面靜載已接近臨界值，因此，在8月1日之后位移變化最大每天有1cm多，在及時回填后，位移變化明顯減小，變形得到有效的控制。其余各點(diǎn)變化均在預(yù)警值范圍內(nèi)。點(diǎn)號至上期累計沉降量(mm)上期高程m本期高程m本期沉降量mm本期沉降速率mm/d至本期累計沉降量(mm)備注D116.189.723229.722830.390.1316.57①預(yù)警值：臨近道路沉降速率≥2mm/d，累計沉降總量≥25mm。D220.579.789589.789250.330.1120.90D325.859.889909.889760.140.0525.99D426.289.992679.992380.290.1026.57D527.0110.2479310.247810.120