開封中原明珠基坑變形監(jiān)測方案設計

開封中原明珠基坑變形監(jiān)測方案設計目錄5902摘要 緒論1.1工程概況擬建的中原明珠項目位于開封市的西部，東臨黃河路北段，西臨電視塔。本工程建筑層數(shù)為地上4層（局部為5層），為綜合商業(yè)項目，場區(qū)均設有2層地下建筑，框架結構。建設用地約為31122.00平方米。此次基坑開挖最深約11米。1.2場地工程地質條件1.2.1地形、地貌及地層結構及巖性特征根據(jù)野外鉆探揭示，（1）-（4）層為第四紀全新世沖積、洪積形成的地層，以粉土、粉質粘土為主；（5）-（9）層為第四紀晚更新世沖積形成的地層，以粉土、細砂、粉質粘土為主。分述如下：（1）粉土(Q34)：層頂高程72.90-73.86，平均層頂高程73.27；層厚2.00-4.00m，平均層厚3.05m。該層以黃褐色粉土為主，砂質含量高,局部見黃褐色粉砂。干強度低，韌性低。該層在場區(qū)的南部上部局部存在1.0米左右的雜填土，雜質成分以建筑垃圾為主。該層層位穩(wěn)定，分布連續(xù)，頂界有起伏，厚度有變化。（2）粉土(Q34)：層頂高程69.52-71.19，平均層頂高程70.25；層厚0.60-2.30m，平均層厚1.42m。黃褐色，稍密，濕-很濕，土質均勻、純凈，砂感，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低。該層層界稍有起伏，厚度稍有變化。（3）粉土(Q34)：層頂高程67.91-69.49，平均層頂高程68.81；層厚1.00-3.00m，平均層厚1.94m。黃褐色，稍-中密，很濕，土質均勻、純凈，砂感，局部砂質含量高。搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低。該層層界稍有起伏，厚度稍有變化。（4）層粉質粘土（Q34）：層頂高程66.22-67.67，平均層頂高程66.90；層厚2.50-6.00m，平均層厚4.15m。黃褐-灰褐色，軟塑狀，土質稍不均勻，具腐臭味，有機質含量高,無搖振反應，干強度中等，韌性中等，稍有光澤。該層上部局部夾有黃褐色粉土薄層。該層分布連續(xù)，層界起伏較大。（5）層粉土（Q34）：層頂高程60.90-64.69，平均層頂高程62.71；層厚0.00-5.90m，平均層厚2.70m。黃褐色，中密，濕，土質均勻、純凈，砂感，局部砂質含量高，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低。該層局部孔缺失。（6）層粉土（Q34）：層頂高程58.05-62.96，平均層頂高程60.07；層厚0.00-3.80m，平均層厚2.11m。黃褐色，稍密，很濕，土質均勻、純凈，局部略粘，干強度低，韌性低，搖振反應迅速，含鈣質結核，見鐵銹質侵染。該層局部孔缺失。（7）層粉土（Q24）：層頂高程58.05-62.96，平均層頂高程60.07；平均層厚3.80m。該層以黃褐色粉土為主，色斑雜，中密，濕，砂質含量高，局部見黃褐色粉砂薄層。干強度低，韌性低，搖振反應迅速，含鈣質結核，見鐵銹質侵染。該層局部孔位強度較低，成分以黃褐色粉土為主，在剖面圖上以（7）1層表示。局部孔未穿透該層。（8）粉質粘土（Q24）：層頂高程53.24-55.92，平均層頂高程54.24；平均層厚2.36m。該層以黃褐色可-硬塑狀粉質粘土為主，土質均勻，純凈，，局部為黃褐色粉土薄層。干強度高，韌性高，無搖振反應，見鐵銹質侵染。（9）細砂（Q14）：層頂高程50.52-52.86，平均層頂高程51.87；該層未揭穿，最大穿見厚度9.00m。褐黃-黃褐色，密實，濕-飽和，砂質純凈、均勻，磨圓度較好，級配均勻，礦物成份以石英、長石為主，含少量云母，可見少量淡水螺片，見小粒徑鈣質結核。由上至下粒徑逐漸變粗，由粉細砂變?yōu)榧毶啊?.2.2地下水位條件本場地勘察期間，初見地下水位埋深3.5m左右，穩(wěn)定地下水位埋深4.2-5.1m，近3-5年最高水位約3.0m。屬第四系松散巖類孔隙潛水，地下水的補給主要為大氣降水，水位隨季節(jié)有一定波動，年變化幅度1.0m-2.0m。本場地環(huán)境類型為Ⅱ類。根據(jù)場地水質分析結果，具體判別如表2.4所示。表2.4環(huán)境水腐蝕性判別表腐蝕介質含量判別標準建筑材料評價SO42-(mg/L)53.76-69.58＜390混凝土微腐蝕性Mg2+(mg/L)23.61-31.27＜2000混凝土微腐蝕性總礦化度(mg/L)682.65-696.73＜20000混凝土微腐蝕性侵蝕性CO2(mg/L)A0＜15混凝土微腐蝕性B＜30混凝土微腐蝕性HCO3-(mg/L)A266.54-281.35＞1.0混凝土微腐蝕性PH值A7.86-7.93＞6.5混凝土微腐蝕性B＞5.0混凝土微腐蝕性Cl-(mg/L)長期侵水152.92-165.18＜10000混凝土微腐蝕性干濕交替100-500混凝土中鋼筋弱腐蝕性總硬度（德國度Hο）232.61-248.63硬水PH值7.86-7.93弱堿性總礦化度(mg/L)682.65-696.73淡水地下水化學類型HCO3—Cl—(K+Na)—Mg注：1.混凝土結構的腐蝕性評價的環(huán)境類型均按Ⅱ類;評判標準為弱腐蝕性。2.A指直接臨水或強透水層中的地下水；B是指弱透水層中的地下水。綜合判定地下水和土對混凝結構具微腐蝕性，干濕交替情況下，對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性具弱腐蝕性；長期浸水情況下，對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性具微腐蝕性。1.3基坑支護結構支護是設置在深基坑四周的一種特殊的臨時性輔助結構物。用他來維持天然地基土的平衡狀態(tài)。支護結構的種類繁多，國內(nèi)常用的幾種支護結構型式中用于一級基坑的有：混凝土灌注排樁、排樁土層錨桿支護和排樁內(nèi)支撐支護。由于排樁土層錨桿支護的方法不宜用于地下水大的基坑，所以不適用于本基坑。而排樁內(nèi)支撐支護的方法需大量支撐材料，基坑內(nèi)施工也不方便，考慮到經(jīng)濟問題，該方法不可取，這樣就采用混凝土灌注排樁的方法，但排樁墻不能止水，那么宜采用降水、排樁與水泥土樁組合截水帷幕支護（見圖1-1）。本基坑的支護設計（具體結構見圖1-2）如下：（1）上部采用土釘墻，下部采用灌注樁+錨索+旋噴樁。（2）灌注樁樁經(jīng)800mm，鋼筋保護層50mm，冠梁鋼筋保護層30mm。（3）土釘孔徑100mm，俯角5°，錨索孔徑170mm，俯角15°，孔內(nèi)注入素水泥漿。（4）土釘墻噴射混凝土面層分布筋上下段搭接長度應大于300mm。（5）通過現(xiàn)場試驗確定錨索抗拉力，如不足應調(diào)整設計。圖1-1止水帷幕高壓旋噴樁布置圖圖1-2支護結構剖面圖經(jīng)分析，基坑開挖必然會對基坑圍護結構、周邊鄰近建筑物、道路等產(chǎn)生一定的影響。在基坑施工階段進行安全監(jiān)測，以便于掌握施工區(qū)的動態(tài)變化，及時發(fā)現(xiàn)不安全因素，合理安排和調(diào)整施工流程，減少經(jīng)濟損失及不利的社會影響。本基坑開挖最深約11.0m，影響基坑開挖穩(wěn)定的土層有（1）、（2）、（3）、（4）、（5）層地基土，根據(jù)三軸剪切試驗成果結合建筑施工經(jīng)驗，綜合確定驗算邊坡穩(wěn)定所需不固結不排水（UU）抗剪強度指標參數(shù)見表5.3.2，各層土的滲透系數(shù)見表5.4.4.1。表5.4.4.1各層土的滲透系數(shù)層號（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）滲透系數(shù)（cm/s）2.7×10-56.5×10-41.5×10-53.5×10-42.9×10-53.8×10-54.1×10-52.8×10-44.1×10-3注：表中數(shù)據(jù)有室內(nèi)滲透試驗測得對（1）、（2）、（3）、（4）、（5）層指標加權平均并考慮基坑開挖的不利組合，結合地區(qū)經(jīng)驗綜合取值得：Ck=10.0kPa，Φk=16.9度，γ=19.0kN/m3，則由經(jīng)驗公式：計算出基坑直立開挖自穩(wěn)臨界值：Hcr=2.8m。直立開挖不能滿足要求，可選用復合土釘墻或排樁支護。本場地勘察期間，初見地下水位埋深3.5m左右，穩(wěn)定地下水位埋深4.2-5.1m，近3-5年最高水位約3.0m。基坑開挖最深約11.0米，需降低地下水位以滿足施工要求，根據(jù)地層特征可選用敞開式管井或輕型井點聯(lián)合降水，各土層的滲透系數(shù)可參照表5.4.4.1。降水時應注意對鄰近建筑物的影響，必要時，應采取有效的措施。降水時可采取分塊段降水?；由疃葹?1米，根據(jù)JGJ120-99和GB50202-2002的規(guī)定，經(jīng)綜合分析后確定基坑的安全等級為一級。1.4基坑周邊環(huán)境基坑北側：開闊場地。基坑東側：距熱力管線14.4m,煤氣管線17m,綜合通訊管線18.7m，黃河大街路沿石21.5m，污水管線26，雨水管線48.1m，電力電纜55.6m，給水管線59.7m，一層平房65.9m?；游鱾龋壕嚯娨曀罱?5m?；幽蟼龋壕嚯娨曀下?3.5m，距郭銀河34.5m，距一二層平房51.6m。2監(jiān)測目的和內(nèi)容2.1監(jiān)測的目的(1)檢驗設計所采取的各種參數(shù)的正確性，指導基坑開挖和支護結構的施工。通過監(jiān)測可以了解周邊土體的實際變形和應力分布，用于驗證設計和實際符合程度，通過監(jiān)測掌握周邊建筑物和管線的變化趨勢，并根據(jù)基坑變形和應力分布情況為施工步驟的實施、施工工藝的采用提供有價值的指導性意見。(2)為基坑周圍環(huán)境進行及時、有效地保護提供依據(jù)。通過對鄰近土層、地下管線、相鄰建筑物的現(xiàn)場監(jiān)測，驗證基坑開挖方案和環(huán)境保護方案的正確性，及時分析出現(xiàn)的問題，及時采取措施對周圍環(huán)境進一步加強保護。(3)積累經(jīng)驗，為提高基坑工程的設計和施工水平提供依據(jù)。2.2監(jiān)測的依據(jù)（1）《開封中原明珠基坑工程設計方案》2012年5月；（2）《開封中原明珠巖土工程勘察報告》2012年4月；（3）《建筑基坑支護技術規(guī)范》JGJ120-99；（4）《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002；（5）《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202-2002；（6）《工程測量規(guī)范》GB50026-2007；（7）《建筑變形測量規(guī)范》JGJ8-2007；（8）《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》GB50497-2009；（9）《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002；（10）《建筑基坑工程檢測技術規(guī)范》GB50497-2009。2.3監(jiān)測的項目(1）對支護結構墻頂?shù)呢Q向位移、水平位移進行監(jiān)測；(2）對周圍建筑物沉降進行監(jiān)測；(3）對預應力錨索應力進行監(jiān)測；(4）對周圍道路沉降進行監(jiān)測；(5）對周圍管線沉降監(jiān)測；(6）對基坑外水位進行監(jiān)測；(7）對支護結構深層水平位移進行監(jiān)測。3監(jiān)測點的布設及原則變形測量點分為基準點、工作基點和變形監(jiān)測點?；鶞庶c是為進行變形測量而布設的穩(wěn)定的、需長期保存的測量控制點。工作基點是為直接觀測變形監(jiān)測點而在現(xiàn)場布設的相對穩(wěn)定的測量控制點。變形監(jiān)測點是布設在建筑地基、基礎、場地及上部結構的敏感位置上能反映其變形特征的測量點?！禛B50497-2009》中對它們的布設作了一定的要求：每個基坑工程至少應有3個穩(wěn)固可靠的點作為基準點；工作基點應選在穩(wěn)定的位置。在通視條件良好或觀測項目較少的情況下，可不設工作基點，在基準點上直接測定變形監(jiān)測點；施工期間，應采用有效措施，確保基準點和工作基點的正常使用；監(jiān)測期間，應定期檢查工作基點的穩(wěn)定性。3.1基準點的布設及原則基準點是變形監(jiān)測系統(tǒng)的基本控制點，是測定工作基點和變形點的依據(jù)。每個工程一般應建立3個基準點，以便互相校核，確保坐標系統(tǒng)的一致。水平位移基準點，可根據(jù)點位所處的地質條件選埋，常采用地表混凝土觀測墩、井式混凝土觀測墩等。沉降觀測的基準點通常成組設置，用以檢核基準點的穩(wěn)定性。每一個測區(qū)的基準點不應少于3個。水準基點的標石，應埋設在基巖層或原狀土層中。水準基點的埋石可根據(jù)不同地質條件選埋基巖水準基點標石、深埋鋼管水準基點標石、深埋雙金屬管水準基點標石和混凝土基本水準標石。變形觀測中設置的基準點應進行定期觀測，將觀測結果進行統(tǒng)計分析，以判斷基準點本身的穩(wěn)定情況。水平位移基準點的穩(wěn)定性檢核通常采用三角測量法進行。沉降監(jiān)測基準點的穩(wěn)定性一般采用精密水準測量的方法檢核。3.2工作基點的布設及原則工作基點是基準點與變形觀測點之間起聯(lián)系作用的點。工作點埋設在被研究對象附近，要求在觀測期間保持點位穩(wěn)定，其點位由基準點定期監(jiān)測。工作基點位置與鄰近建筑物的距離不得小于建筑物基礎深度的1.5倍～2.0倍。工作基點與聯(lián)系點也可以設置在穩(wěn)定的永久性建筑物墻體或基礎上，工作基點的標石，可根據(jù)實際情況和工程的規(guī)模，參照基準點的要求建立。3.3變形監(jiān)測點的布設及原則變形觀測點是直接埋設在變形體上的能反映建筑物變形特征的測量點。應設立在能反映監(jiān)測體變形特征的位置或者檢測斷面上。一般埋設在建筑物內(nèi)部，并根據(jù)測定它們的變化來判斷這些建筑物的沉陷與位移。本項目布設工作基點，在基準點上直接測定變形觀測點。變形監(jiān)測點標石埋設后，應在其穩(wěn)定后方可開始觀測。穩(wěn)定期根據(jù)觀測要求與測區(qū)的地質條件確定，一般不宜少于15天。(布點詳見開封中原明珠基坑平面圖)3.3.1基坑及支護結構監(jiān)測點的布設基坑邊坡頂部的水平位移和豎向位移監(jiān)測點應沿基坑周邊布置，基坑周邊中部、陽角處應布置監(jiān)測點。監(jiān)測點間距不宜大于20m，每邊監(jiān)測點數(shù)目不應少于3個。監(jiān)測點宜設置在基坑邊坡坡頂上。本項目在邊坡上設置一組測點，共22個測點，編號為P1～P22。圍護樁頂部水平位移和豎向位移監(jiān)測點沿圍護樁周邊布置，在圍護樁周邊中部、陽角處布置監(jiān)測點。監(jiān)測點間距不大于20m，每邊監(jiān)測點數(shù)目不少于3個。監(jiān)測點設置在冠梁上。深層水平位移監(jiān)測孔宜布置在基坑邊坡、圍護墻周邊的中心處及代表性的部位，孔間距20～50米。水位監(jiān)測管的埋置深度（管底標高）應在最低設計水位之下3～5m?；油獾叵滤槐O(jiān)測點的布置應沿基坑周邊、被保護對象（如建筑物、地下管線等）周邊或在兩者之間布置，監(jiān)測點間距宜為20～50m，如有止水帷幕，宜布置在止水帷幕的外側約2m處。3.3.2周邊環(huán)境監(jiān)測點的布設周圍環(huán)境主要指基坑開挖3倍深度范圍內(nèi)的建筑物和管線，主要為沉降觀測。建筑物測點主要布設在墻角、沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上，應能充分反映建筑物各部分的不均勻沉降。管線上測點的布設主要考慮變形的敏感度，主要設在管線的節(jié)點、轉彎點和變形較大的地方，監(jiān)測點平面間距最好在15～25m之間。給水、煤氣、暖氣等壓力管線最好設置直接監(jiān)測點。直接監(jiān)測點應設置在管線上，也可以利用閥門開關、抽氣孔以及檢查井等管線設備作為監(jiān)測點。道路及地表沉降測點按監(jiān)測方案在受施工影響的地表設置，測點間距為25～50m。在基坑周邊道路共布設一組沉降監(jiān)測點。4監(jiān)測精度要求及儀器選擇4.1監(jiān)測精度要求4.1.1水平位移監(jiān)測精度要求《建筑基坑工程檢測技術規(guī)范》（GB50497-2009）中的規(guī)定可知相對應的基坑圍護墻（坡）頂水平位移監(jiān)測精度要求：監(jiān)測點坐標中誤差≤1.5mm。（監(jiān)測點坐標中誤差，系指監(jiān)測點相對測站點（如工作基點等）的坐標中誤差，為點位中誤差的。）地下管線的水平位移監(jiān)測精度宜不低于1.5mm。4.1.2沉降位移監(jiān)測精度要求《GB50497-2009》中規(guī)定一級基坑宜按國家二等水準測量的技術要求施測，進行閉合路線或往返觀測。按照要求水準測量觀測點測站高差中誤差精度為±0.5mm。觀測前對水準儀進行“”角檢測，其“”角小于15"即符合規(guī)范規(guī)定要求。每次觀測的高程中誤差均小于±0.5mm。地下管線的豎向位移監(jiān)測精度宜不低于0.5mm。4.1.3深層水平位移監(jiān)測精度要求測斜儀的系統(tǒng)精度不宜低于0.1mm/m，分辨率不宜低于0.02mm/500mm。4.1.4地下水位監(jiān)測精度要求地下水位監(jiān)測精度不宜低于10mm。4.1.5錨桿拉力監(jiān)測精度要求錨桿軸力計、鋼筋應力計和應變計的量程宜為設計最大拉力值的1.2倍，量測精度不宜低于0.5%F·S，分辨率不宜低于0.2%F·S。4.2儀器的選擇水準測量用DS05級水準儀，結合銦瓦鋼尺，其標稱精度為：±0.5mm。按光學微測法施測。（儀器見圖4-1）圖4-1DS05水準儀平面控制點測量采用南方NTS-352全站儀，其標稱精度為：測距2mm+2ppm，測角2"。（儀器見圖4-2）圖4-2南方NTS-352全站儀深層水平位移測量采用HCX-2B型測斜儀，其儀器標稱精度為±4mm/20m，探頭工作幅度為60°，探頭測量精度為±0.1mm/1m；測讀儀顯示讀數(shù)至±0.01mm。（儀器見圖4-3）圖4-3滑動式測斜儀錨桿應力監(jiān)測采用錨桿測力計（外置式）?？蓪﹀^索或錨桿拉力進行檢測，及對其應力變化情況進行長期監(jiān)測。還可用于預應力混凝土橋梁鋼筋張拉力的檢測和波紋管摩阻的測定，以保證安全和取得準確數(shù)據(jù)。（儀器見圖4-4）圖4-4振動式錨索測力計地下水位監(jiān)測用水位計，通常用于測量井、鉆孔及水位管中的水位。儀器最小讀數(shù)為1mm，重復性誤差為m。（儀器見圖4-5）圖4-5鋼尺水位計5監(jiān)測方法監(jiān)測方法的選擇應根據(jù)基坑等級、精度要求、設計要求、場地條件、地區(qū)經(jīng)驗和方法適用性等因素綜合確定，監(jiān)測方法應合理易行。5.1基坑水平位移監(jiān)測5.1.1坡頂水平位移監(jiān)測水平位移的觀測方法有很多，可根據(jù)現(xiàn)場條件及觀測儀器而定，本基坑采用的方法是極坐標法、視準線法、小角度法。（1）極坐標法采用南方NTS-352全站儀建立本基坑的平面控制網(wǎng)，觀測數(shù)據(jù)為水平角、豎直角、斜距等，采用間接平差的方法和坐標正反算的方法計算各個控制點的平面坐標。在工作基點上架站，利用極坐標法觀測得到監(jiān)測點的坐標，把第一次觀測所得坐標記為初始值，通過以后在施工進行中的多次重復觀測所得的坐標值，與初始值比較，得到該點的位移量，通過分析數(shù)據(jù)，畫出位移量的變化曲線。（2）視準線法采用視準線法測量時，用精密的全站儀沿欲測量的基坑邊線設置一條視準線。在該線的一端假設全站儀，在視線的另一端架設棱鏡。在基線上沿基坑邊線根據(jù)需要設置1,2,3到n個監(jiān)測點，在一個端點上安置經(jīng)緯儀，在另一個端點上設置固定覘標，并在每一照準點上安置活動覘標。觀測時，全站儀后視找準固定覘標進行定向，然后再觀測基坑邊各測點上的活動覘標。在活動覘標設備上讀取讀數(shù)，即可得到該點相對于固定方向上的偏離值。比較歷次觀測所得的數(shù)值，即可求得該點的水平位移量。每個測點應照準三次，觀測時的順序是由近到遠，再由遠到近往返進行。測點觀測結束后，再用全站儀照準另一端點，檢查在觀測過程中儀器是否有移動，如果發(fā)現(xiàn)望遠鏡的照準線移動了，則全部觀測成果作廢，重新觀測。在一端點上觀測結束后，應將儀器移至另一端點，重新進行以上各項觀測。將每次觀測數(shù)據(jù)記錄在表格中，計算第一次觀測值與以后觀測值之差，即為該點水平位移值。圖5-1視準線法示意圖（2）小角度法該方法適用于基坑監(jiān)測點零亂，不在同一條直線上的情況下。測小角度法是利用精密的全站儀測出基準線與測站點視線之間的微小角度。首次觀測4個測回，取其平均值，計算其偏離值：圖5-2小角度法示意圖式中：S為測站到觀測點的距離；如果按β角測定中誤差為，S為100m代入上式，則位移值的中誤差約為。由于視準線法精度較高，直觀性強，操作簡易，確定位移量迅速。所以在本基坑監(jiān)測中當位移量較小時，可使用活動覘牌法進行監(jiān)測，當位移量增大，超出覘標活動范圍時，可使用小角度法監(jiān)測。測定特定方向上的水平位移時可采用視準線法、小角度法、投點法等；可使用全站儀自由設站法測監(jiān)測點水平位移，并且這種方法去掉了儀器的對中誤差，故具有高精度的特點。當基準點距基坑監(jiān)測點較遠時，采用GPS測量法或三角觀測、三邊觀測、邊角同測與基準線法相結合的綜合測量方法。冠梁頂部水平位移監(jiān)測點布設位置：將頂端劃“十”字的鋼筋埋入冠梁中，用混凝土固定，確保測點牢穩(wěn)。5.1.2支護結構深層水平位移監(jiān)測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導槽PVC管，測斜管管徑為Φ70mm，內(nèi)壁有二組互成90°的縱向導槽，導槽控制了測試方位。埋設時，應保證讓一組導槽垂直于圍護體，另一組平行于基坑墻體。測試時，測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底，在恒溫一段時間后，自下而上逐段（間隔0.5米）測出X方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前，分二次對每一測斜孔測量各深度點的傾斜值，取其平均值作為原始偏移值?！埃敝当硎鞠蚧觾?nèi)位移，“－”值表示向基坑外位移。儀器采用美國Geokon-603測斜儀或北京航天CX-06型測斜儀進行測試，測斜精度±0.1mm/500mm，見下圖：測試原理見下圖：計算公式：式中：△Xi為i深度的累計位移(計算結果精確至0.1mm)Xi為i深度的本次坐標(mm)Xi0為i深度的初始坐標(mm)Aj為儀器在0方向的讀數(shù)Bj為儀器在180方向上的讀數(shù)C為探頭標定系數(shù)5.2基坑沉降位移監(jiān)測5.2.1監(jiān)測方法沉降監(jiān)測的方法通常有三種：精密水準測量、精密三角高程測量和液體靜力水準測量。其中精密水準測量精度高，方法簡單，是沉降監(jiān)測最主要的辦法。但如果水準路線線況差，水準實施很困難時，用精密三角高程測量。而液體靜力水準測量受環(huán)境影響比較大，這種方法適合于建筑物內(nèi)部的沉降觀測，尤其是用常規(guī)的光學水準法觀測較困難且高差又不太大的情況。結合實際綜合考慮，采用精密水準測量方法。采用精密水準方法進行沉降監(jiān)測時，從基準點開始經(jīng)過若干監(jiān)測點，形成一個或多個閉合或附和路線，困難的監(jiān)測點可以采用支水準路線往返測量。水準測量規(guī)范對觀測程序有一定的要求，往測時，奇數(shù)站的觀測順序為：后視標尺的基本分劃，前視標尺的基本分劃，前視標尺的輔助分劃，后視標尺的輔助分劃，簡稱“后前前后”；偶數(shù)站的觀測順序為：前視標尺的基本分劃，后視標尺的基本分劃，后視標尺的輔助分劃，前視標尺的輔助分劃，簡稱“前后后前”。返測時，奇、偶數(shù)站的觀測順序與往測的偶、奇數(shù)站相同。5.2.2精度控制指標二等沉降監(jiān)測應由表5-1和表5-2控制其觀測成果精度表5-1沉降監(jiān)測成果精度控制指標（一）（單位：m）等級視線長度前后視距差前后視距累積差視線二級≤50≤2.0≤3.0≥0.2注：表中視線高度為下絲讀數(shù)。表5-2沉降監(jiān)測成果精度控制指標（二）（單位：mm）等級基輔分劃（黑紅面）讀數(shù)之差基輔分劃（黑紅面）所測高差之差往返較差及附和或環(huán)線閉合差單程雙測站所測高差較差檢測已測測段高差之差二級0.50.7≤1.0≤0.7≤1.5注：表中為測站數(shù)。5.3錨索應力監(jiān)測本監(jiān)測項目通過在基坑支護錨桿中安裝的錨桿應力計來完成。觀測每周期觀測錨桿固力計上顯示的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)應為基坑挖的越深，讀數(shù)越大。當基坑開挖工作結束后，其數(shù)據(jù)大小應趨于穩(wěn)定，但錨桿壓力的最大變化值應小于設計要求的最大預警值。錨索應力是反映錨拉支護結構錨索受力情況和安全狀態(tài)的指標，能夠測得錨索實際拉力隨時間的變化情況，對該監(jiān)測項目的實測成果進行分析，對檢驗錨索的實際工作狀態(tài)和預加荷載的損失程度、研究錨索受力機理及其變化規(guī)律有著重要意義。安裝方法圖5-3錨索應力計安裝圖監(jiān)測方法錨索測力計由錨索測力傳感器與檢測儀、便攜式檢測儀或多功能電腦檢測儀配套使用，直接顯示錨索拉力。錨索拉力施壓于油缸使其內(nèi)部油壓升高，油壓經(jīng)過油管傳到振弦液壓傳感器的工作膜，膜撓曲使弦張力減小，固有振動頻率降低，若其電纜接檢測儀，啟動電源測力、油壓被轉換為頻率信號輸出，測頻電路測定頻率f后，單片機按以下數(shù)學模型計算出拉力F并直接數(shù)字顯示。式中：、—傳感器常數(shù)；—初頻（=0時的頻率）；—力為時的輸出頻率。5.4地下水位監(jiān)測在基坑開挖施工中，須在基坑內(nèi)進行大面積疏干降水以保持基坑內(nèi)土體相對干燥，以便于土方開挖和土渣運輸，如果止水帷幕的實際效果不夠理想，將勢必對周邊環(huán)境和建筑物造成危害性影響，嚴重將造成基坑管涌、塌方的危害。為了使淺層地下水位保持一適當?shù)乃?，以使周邊環(huán)境處于相對穩(wěn)定可控狀態(tài)，加強對坑內(nèi)、外淺層水位和承壓水位的動態(tài)觀測和分析,對于了解和控制基坑降水深度、判定圍護體系的隔水性能,分析坑內(nèi)、外地下水的聯(lián)系程度具有十分重要的意義。對于水位動態(tài)變化的量測，可在基坑降水前測得各水位孔孔口標高及各孔水位深度，孔口標高減水位深度即得水位標高，初始水位為連續(xù)二次測試的平均值。每次測得水位標高與初始水位標高的差即為水位累計變化量。采用SWJ—90電測水位計。基坑內(nèi)水位變化觀測一般由降水單位實施，可采用降水井定時停抽后量測井內(nèi)水位的變化。5.5周圍環(huán)境監(jiān)測5.5.1周圍建筑物的監(jiān)測觀測基坑在開挖過程中周邊建筑物的豎向變形情況，掌握該區(qū)域建筑物的穩(wěn)定性，了解基坑施工對周邊建筑物的影響。將“L”型鋼筋植入建筑物墻體內(nèi)。（如圖5-4所示）圖5-4周邊建筑物測點埋設形式圖周邊建筑物沉降按照國家二等水準要求觀測。以水準控制點為基準點，從高程控制網(wǎng)引入高程，然后進行閉合或者附合線路測量，平差后計算各測點高程，并與原來值進行比較，計算出累計變化量，再與上次比較計算本次變化量。5.5.2周圍地下管線的監(jiān)測在加載預壓、沉樁、強夯、降低地下水位等建筑物的基礎施工期間都會對周圍環(huán)境及地形產(chǎn)生一定影響，從而影響地下管線的安全。為確保地下管線的運行安全及施工的順利進行，在進行基礎施工中必須對施工區(qū)附近的埋設管進行變形監(jiān)測，以有效指導施工、控制施工速度，確保施工及管線的正常運轉，避免事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的地下管線監(jiān)測方法是采用開挖布點，直接對地下管線進行沉降位移觀測，也就是常說的直接測量法。然而在實際施工中絕大部分區(qū)域是沒有開挖條件的，有的施工區(qū)域即使有開挖條件，但也很難一次性較為準確地找到所要布設測點的管線，而且制作窖井時標志周期長、費用大。因此采用直接監(jiān)測的方法較難實施。那么就采用間接監(jiān)測（不用開挖地面埋測點）的方法。這種方法的測點的布設靈活性大，埋設簡單、方便，而且測設精度較高，預警效果顯著。間接測量方法不直接測量管線的變形，而是通過監(jiān)測其周圍土體的沉降位移情況間接反映管線的變形。沉降位移測點的布設：間接測量方法不直接在受測管線上布點，而是根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況及地下管線的分布狀況，將測點布設在地下管線的內(nèi)側土體中（距離管線約為2-5m的范圍內(nèi)）。沉降觀測按二等水準測量要求采用幾何水準測量方法進行。水準路線一般全布設為閉合路線，水準路線閉合差要求不超過±0.3～±1.0mm。5.5.3周圍道路的監(jiān)測觀測基坑開挖過程中周邊道路位移情況，了解該地方道路的穩(wěn)定性和基坑施工對周邊道路的影響。為保護測點不受碾壓影響，道路及地表沉降測點標志采用窖井測點形式，采用人工開挖或鉆具成孔的方式進行埋設，要求穿透硬質路面。測點加保護蓋，孔徑不得小于150mm。道路監(jiān)測測點應埋設平整。同時，測點埋設穩(wěn)固，做好清晰標記，方便保存。周邊道路沉降按照國家二等水準要求觀測。以水準控制點為基準，從高程控制網(wǎng)引入高程，固定測站進行閉合或者附合線路測量，進行平差并計算各測點高程，并與初始值比較，計算累計變化量，與上次高程比較計算本次變化量。6監(jiān)測期限和頻率的確定基坑監(jiān)測貫穿基坑開挖和地下結構施工的全過程，即從基坑開挖第一批土到地下結構施工至±0.00標高，基坑越大，施工時間就越長，監(jiān)測期限就越長。變形監(jiān)測的時間間隔稱為觀測周期，即在一定時間內(nèi)完成一個周期的測量工作。監(jiān)測項目的監(jiān)測周期應考慮基坑工程等級、基坑及地下工程的不同施工階段以及周邊環(huán)境、自然條件的變化。本項目基坑安全等級為一級，根據(jù)《GB50497-2009》中規(guī)定，本項目的觀測周期見下表6-1表6-1監(jiān)測頻率本基坑類別施工進程基坑深度10～11.5m一級開挖深度（m）≤51次/2d5-101次/2d10-11.52次/1d底板澆筑后時間（d）≤72次/1d7-141次/1d14-281次/2d≥281次/3d7變形警戒值警戒值是一個定量指標，在其允許范圍內(nèi)可認為工程是安全的，否則認為工程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，將對工程自身及其周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響。確定警戒值時應注意下列基本原則：滿足現(xiàn)行相關規(guī)范和規(guī)程要求；滿足工程設計要求；考慮各主管部門對所轄保護對象的要求；考慮工程質量、施工進度和經(jīng)濟等因素。報警標準有兩種指標：最大容許值和變化速率，這兩種指標中有一種達到警戒值都需要及時作出判斷，形成決策。現(xiàn)根據(jù)設計要求及相關規(guī)范，本工程采用以下警戒值標準：圍護墻頂部水平位移：累計水平位移達20mm，變化速率2mm/d；圍護墻頂部豎向位移：累計豎向位移達10mm，變化速率2mm/d；灌注樁樁身最大水平位移：累計水平位移達30mm，變化速率2mm/d；基坑周邊地表豎向位移：累計豎向位移達30mm，變化速率2mm/d；錨索內(nèi)力累計值達70%f（f為錨索承載力設計值（KN））；周邊管線位移累計達30mm，變化速率2mm/d；臨近建筑物位移達20mm，變化速率1mm/d；砌體承重結構基礎的局部傾斜累計值達0.002mm，建筑整體傾斜累計值達到2/1000或傾斜速度連續(xù)3d大于0.0001H/d（H為建筑承重結構高度）。當檢測單位發(fā)出預警通報后，有關各發(fā)面應及時研究處理方案，有步驟地采取應急措施，及時排除險情，并通過跟蹤檢測來檢驗處理后效果，從而確保后續(xù)工程的安全。8監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析8.1監(jiān)測數(shù)據(jù)整理基坑監(jiān)測內(nèi)容較多，監(jiān)測前應設計各種不同的外業(yè)記錄表格。記錄表格的設計應以記錄和數(shù)據(jù)處理的方便為原則。在監(jiān)測中觀測到的或出現(xiàn)的異常情況也應在記錄表格中有所體現(xiàn)。為表明原始成果的真實性，記錄表格中的原始數(shù)據(jù)不得隨意更改，必須更改時，應加以說明。外業(yè)觀測完成后，應及時分類整理外業(yè)記錄表格。對每次測量的原始數(shù)據(jù),利用EXCEL電子表格的統(tǒng)計功能，進行曲線回歸和數(shù)據(jù)處理，及時提交成果。監(jiān)測工作提交的成果包括日監(jiān)測報告、階段監(jiān)測報告和最終監(jiān)測總結報告三個部分。監(jiān)測工作全部結束，提交完整的最終監(jiān)測報告。監(jiān)測測量結果在測量結束后2小時內(nèi)提供，出現(xiàn)異常情況時，應及時盡快提供監(jiān)測數(shù)據(jù)；監(jiān)測資料每日以報表形式提交給業(yè)主和監(jiān)理工程師，報表要對應工況，工況要以圖表反映，說明施工時間及相應施工參數(shù)。這樣有利于對監(jiān)測報表進行綜合分析，提高報表的實用性和可靠性。提交的形式和具體要求按業(yè)主和監(jiān)理工程師的指令執(zhí)行；每一施工階段結束后1周內(nèi)提交數(shù)據(jù)、有分析、有結論（沉降變化曲線）的階段監(jiān)測報告，以充分反應各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。全部工程結束后1個月內(nèi)，提交最終監(jiān)測總結報告。8.2監(jiān)測結果分析獲得一定數(shù)量的檢測成果后，應進行變形分析，以便更好地指導施工。變形分析應充分結合工程施工過程中出現(xiàn)的各種具體情況，結合檢測人員的監(jiān)測日記。常用的變形分析方法有作圖分析、統(tǒng)計分析、對比分析和建模分析。（1）基坑坡頂和樁頂水平位移分析每期測完后，計算相鄰周期的位移、位移速率、累計位移，其計算公式分別為,,,當、、、其中一個超過預警值時，應立即報警。（2）坡頂、樁頂和周圍環(huán)境沉降分析每期測完后，計算相鄰周期的沉降、沉降速率、累積沉降，其計算公式類似于上面三式。如下：當、其中一個超過預警值時，應立即報警。（3）深層位移分析目前深層位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與整理分析過程一般采用自動化集成處理系統(tǒng)。它是根據(jù)測斜儀的參數(shù)和有關計算公式編輯計算機程序，其成果以表格和圖形形式輸出。其計算機程序流程見圖8-1。圖8-1測斜儀數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)程序流程（4）錨索應力分析每期測完后，計算相鄰周期的變化量和累計變化量，其計算公式如下：式中：、為每周期所測力的大?。粸槌跏紲y力計所測力的大小。當、其中一個超過預警值時，應立即報警。根據(jù)各期監(jiān)測的累積時間和累積變化量，可以用Excel等方法繪制位移的時程曲線，直觀描述位移隨時間的變化關系和變化趨勢，結合監(jiān)測日記分析位移變化的主要原因，必要時可以建立合理的數(shù)學模型進行錨索測力的趨勢預報。（5）地下水位分析每期測完后，計算相鄰周期的標高變化量、標高沉降速率、累積標高沉降，其計算公式類似于樁頂沉降