《變形監(jiān)測技術(shù)》 課件 第8、9章 預(yù)測的常用方法、基坑工程變形監(jiān)測

主要內(nèi)容ZhuYaoNeiRong神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸分析8.1回歸分析

回歸分析是處理變量之間相關(guān)關(guān)系的一種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，即針對具有一定聯(lián)系的變量建立一個經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系式，這個關(guān)系式的因變量可以是位移、沉陷、撓度、傾斜等，即系統(tǒng)的輸出；關(guān)系式的自變量，可以是水位、氣溫、氣壓、滲流、滲壓以及時(shí)間等，即系統(tǒng)的輸入。根據(jù)這個函數(shù)關(guān)系式，得到各個變量的相互關(guān)系，從而使自然規(guī)律的認(rèn)識從定性認(rèn)識上升到定量認(rèn)識。一個自變量和一個因變量之間的近似線性關(guān)系的回歸模型，稱為一元線性回歸模型。

y為因變量，x為自變量；a、b為待定的系數(shù)；ε為隨機(jī)誤差。在對觀測的數(shù)據(jù)分析中，如果觀測數(shù)據(jù)之間具有近似的線性關(guān)系，那么就可以利用上式來描述。對于隨機(jī)誤差

，一般假設(shè)ε~N（0，δ2）,即服從正態(tài)分布。(期望即均值，方差即描述變量離開期望值的距離)8.1.1一元線性回歸模型一元線性回歸的數(shù)學(xué)模型為：8.1回歸分析對于觀測的到的n組數(shù)據(jù)（x1,y1）、（x2,y2）……（xn,yn）通過繪制散點(diǎn)圖了解到其近似滿足線性關(guān)系，即每一組數(shù)據(jù)滿足設(shè)是實(shí)際值yi

的估計(jì)值（用樣本來估計(jì)總體），，而則是實(shí)際值與之間的隨機(jī)誤差，設(shè)獨(dú)立且εi

~N（0，δ2）則：，根據(jù)最小二乘準(zhǔn)則，轉(zhuǎn)化求極值，即：8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析將得到的a,b

代入，最后得到一元線性回歸模型。模型的驗(yàn)證：模型建立以后，要進(jìn)行模型的檢驗(yàn)。

常用的方法有:標(biāo)準(zhǔn)偏差檢驗(yàn)、相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)、顯著性檢驗(yàn)、隨機(jī)性檢驗(yàn)。8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（S

）檢驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)偏差（S）檢驗(yàn)主要用來檢驗(yàn)回歸模型精度，其計(jì)算公式為：S反映了回歸預(yù)測模型得到的估計(jì)值

與實(shí)際值

之間的平均誤差，所以

值越小越好。8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析（2）相關(guān)系數(shù)（r）檢驗(yàn)

相關(guān)系數(shù)（r）檢驗(yàn)主要用來檢驗(yàn)兩個變量之間的線性相關(guān)程度，其計(jì)算公式為：8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析（3）顯著性檢驗(yàn)

F

檢驗(yàn)用來檢驗(yàn)y與x之間是否存在顯著的線性統(tǒng)計(jì)關(guān)系,如果檢驗(yàn)結(jié)果是否定的，即y與x之間不存在顯著的線性統(tǒng)計(jì)關(guān)系，那么所建立的回歸關(guān)系式無效。8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析（4）隨機(jī)性檢驗(yàn)

為隨機(jī)誤差項(xiàng)，回歸模型的統(tǒng)計(jì)特征有一個假定，即是互不相關(guān)的，如果這個假定不滿足，就稱

是相關(guān)的，即存在序列相關(guān)，反之，是獨(dú)立的，不存在序列相關(guān)。8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析

例1下表為某建筑物沉降量與荷載的數(shù)據(jù)，共計(jì)16個樣本，當(dāng)荷載為166KN時(shí)，其沉降量多少？荷載（KN）140142146149149150153155155156157158159160162164沉降量（mm）878388929193939596989794981001001028.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析

MatLab操作如下：x=[140142146149149150153155155156157158159160162164]'y=[87838892919393959698979498100100102]'plot(x,y,'r+')xlabel('荷載')ylabel('沉降量')x=[ones(16,1),x][b,bint,r,rint,stats]=regress(y,x)holdonx=140:1:170;y=-14.9894+0.7115*x;plot(x,y)8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析8.1.1一元線性回歸模型8.1回歸分析當(dāng)觀察對象受到的影響因素眾多時(shí)，例如，一個地區(qū)的產(chǎn)值受到工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、商業(yè)產(chǎn)值及投資等因素影響，即，我們關(guān)心的對象受多個因素的影響時(shí)，如果這些因素與預(yù)測對象的關(guān)系近似呈現(xiàn)線性關(guān)系，則可建立多元線性回歸模型來分析和解決問題。

對于多元線性回歸的理論，其與一元線性回歸原理相近，但對于多元線性回歸關(guān)系式的檢驗(yàn)時(shí)還要進(jìn)行t檢驗(yàn)，

檢驗(yàn)主要是檢驗(yàn)每一個自變量與因變量的線性關(guān)系是否顯著。8.1.2多元線性回歸模型8.1回歸分析

例1某壩體進(jìn)行位移觀測，為了預(yù)測壩體的最大位移量，選取了與最大位移量有關(guān)的水位和壩體溫度作為自變量，下表為歷史年份的數(shù)據(jù)，求壩體最大位移量與水位及壩體溫度的回歸函數(shù)式,并繪出圖形。序號壩體位移

壩體溫度

水位

115.486.606.34213.409.56-1.34315.677.789.56411.6412.45-6.21513.349.866.64614.888.325.44712.567.56-0.348.1.2多元線性回歸模型8.1回歸分析MatLab操作如下：x1=[6.60,9.56,7.78,12.45,9.86,8.32,7.56]'x2=[6.34,-1.34,9.56,-6.21,6.64,5.44,-0.34]'x=[ones(7,1),x1,x2]y=[15.48,13.40,15.67,11.64,13.34,14.88,12.56]'[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,x)得結(jié)果：b=bint=15.36408.977421.7506-0.2296-0.89030.43100.1836-0.04550.4128

stats=0.80148.07130.03940.69718.1.2多元線性回歸模型8.1回歸分析MatLab繪圖如下：x=[6.60,9.56,7.78,12.45,9.86,8.32,7.56]y=[6.34,-1.34,9.56,-6.21,6.64,5.44,-0.34]z=[15.48,13.40,15.67,11.64,13.34,14.88,12.56]plot3(x,y,z,'b.','MarkerSize',5)xlabel('溫度℃')ylabel('水位cm')zlabel('位移cm')holdonx=6:0.5:18y=-2:0.5:10[x,y]=meshgrid(x,y)z=15.3640-0.2296*x+0.1836*ymesh(x,y,z)8.1回歸分析隨著技術(shù)手段的發(fā)展和獲得的信息的增多，人們發(fā)現(xiàn)，在很多時(shí)候，采用線性方法無法取得令人滿意的效果，其中主要的原因是自然界及人類社會中的現(xiàn)象是非常復(fù)雜的，現(xiàn)象之間內(nèi)在聯(lián)系往往不是線性的，而是錯綜復(fù)雜的非線性關(guān)系。大量事實(shí)也表明，非線性才是復(fù)雜現(xiàn)象的本質(zhì)。

怎樣才能反應(yīng)出變量之間的非線性關(guān)系呢，我們一般情況下將線性方法中一些較為完善的技術(shù)拓展到非線性建模中，這需要將原變量作變換，將原來的非線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為擬線性關(guān)系。8.1.3非線性回歸模型8.1回歸分析

例1某壩體位移量和水壓及溫度變化量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下，建立回歸模型，預(yù)測平均水壓1000、溫度變化值為6時(shí)的壩體位移量。位移10675807050659010011560水壓11007001200600400400150011001300300溫度變化量5.57.46.26.37.86.76.54.44.38.9壩體觀測數(shù)據(jù)8.1.3非線性回歸模型8.1回歸分析

壩體的位移、水壓、溫度變化量并不是簡單的線性關(guān)系，我們選擇二次模型進(jìn)行回歸，即：在這里，我們將x1設(shè)為水壓，x2設(shè)為溫度變化量，求解x12

，x22

的值。即：經(jīng)過轉(zhuǎn)化后，本題變?yōu)橛?個自變量的線性回歸問題。8.1.3非線性回歸模型8.1回歸分析利用前節(jié)的線性回歸方法，求解參數(shù)，得到回歸函數(shù)式。MatLab操作如下：x1=[1100,700,1200,600,400,400,1500,1100,1300,300]x2=[5.5,7.4,6.2,6.3,7.8,6.7,6.5,4.4,4.3,8.9]y=[10675807050659011011560]';x=[ones(10,1)x1'x2'(x1.^2)'(x2.^2)'];[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,x)回歸模型為：

stats=0.927916.09870.004664.94588.1.3非線性回歸模型8.1回歸分析MatLab繪圖如下：x1=[1100,700,1200,600,400,400,1500,1100,1300,300]x2=[5.5,7.4,6.2,6.3,7.8,6.7,6.5,4.4,4.3,8.9]y=[10675807050659011011560]';plot3(x1,x2,y,'b.','MarkerSize',5)xlabel('水壓')ylabel('溫度變化量')zlabel('位移')holdonx1=300:2:1450x2=2:0.1:10[x1,x2]=meshgrid(x1,x2)z=201.1788+0.0722*x1-43.8699*x2-0.0001*x1.^2+2.8667*x2.^2mesh(x1,x2,z)8.1回歸分析

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetworks，簡寫為ANNS）是一種模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的，并具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能通過對已知樣本的學(xué)習(xí)，掌握輸入與輸出間復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，并對這種關(guān)系進(jìn)行存儲記憶。利用這種數(shù)學(xué)模型，可以預(yù)測未知信息，如在變形監(jiān)測中監(jiān)測點(diǎn)的變形量。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有眾多類型，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）要求對問題的了解較少；（2）可對特征空間進(jìn)行復(fù)雜的劃分；（3）適于高速并行處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)；8.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型

根據(jù)神經(jīng)元之間連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，可將神經(jīng)元分為分層網(wǎng)絡(luò)和相互連接網(wǎng)絡(luò)。分層網(wǎng)絡(luò)是將一個網(wǎng)絡(luò)模型中的所有神經(jīng)元按功能分為若干層，一般有輸入層、中間層和輸出層，各層順序連接。輸入層接受外部輸入信號，并由各輸入單元傳送給相連接的中間層各單元。中間層是網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部處理單元層（又稱隱含層），中間層可以有多層。輸出層是網(wǎng)絡(luò)輸出運(yùn)行結(jié)果的部分。分層網(wǎng)絡(luò)可以分為三種互聯(lián)形式：簡單的前向網(wǎng)絡(luò)、能夠反饋的前向網(wǎng)絡(luò)及層內(nèi)有相互連接的前向網(wǎng)絡(luò)。對于簡單的前向網(wǎng)絡(luò)，給定某一輸入模式，網(wǎng)絡(luò)能產(chǎn)生一個相應(yīng)的輸出模式，并保持不變。輸入模式由輸入層進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過隱含層的模式變化，由輸出層產(chǎn)生輸出模式，因此，前向網(wǎng)絡(luò)是由分層網(wǎng)絡(luò)逐層模式變換處理的方向而得名的。相互連接型網(wǎng)絡(luò)由某一初始狀態(tài)出發(fā)開始運(yùn)行，在一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)處于不斷更新輸出狀態(tài)的變化過程中。8.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)8.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（a）前向網(wǎng)絡(luò)

（b）反饋前向網(wǎng)絡(luò)

（c）層內(nèi)互相連接前向網(wǎng)絡(luò)8.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)徑向基網(wǎng)絡(luò)（RBF）

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是解決非線性關(guān)系的較好方法，能實(shí)現(xiàn)了一個從輸入到輸出的功能，適合求解內(nèi)部復(fù)雜的問題。BP網(wǎng)絡(luò)在自學(xué)習(xí)能力、非線性映射能力、泛化能力、容錯能力上存在自身的優(yōu)點(diǎn)，但權(quán)值的調(diào)節(jié)采用的是負(fù)梯度下降法，不一定能夠找到全局的最優(yōu)解。徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RBF）能克服局部極小值，能以任意精度逼近任意連續(xù)函數(shù)。RBF是具有單隱層的三層前饋網(wǎng)絡(luò)：輸入層由信號源節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，對輸入信息不進(jìn)行變換。第二層為隱含層，節(jié)點(diǎn)個數(shù)視需要，其作用函數(shù)大多選用高斯函數(shù)。第三層為輸出層，它對輸入做出響應(yīng)，輸出層神經(jīng)元的作用函數(shù)為線性函數(shù)，對隱層神經(jīng)元輸出的信息進(jìn)行加權(quán)后輸出，主要內(nèi)容ZhuYaoNeiRong

基坑工程監(jiān)測概述基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法基坑工程監(jiān)測資料及報(bào)告第9章基坑工程變形監(jiān)測9.1基坑工程監(jiān)測概述基坑：為進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)、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?；拥燃墸夯涌蓜澐譃橐韵氯悾旱燃壏诸悩?biāo)準(zhǔn)一級1.重要工程或支護(hù)結(jié)構(gòu)做主體結(jié)構(gòu)的一部分2.開挖深度大于10m3.與臨近建筑物、重要設(shè)施的距離在開挖深度以內(nèi)的基坑4.基坑范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等

需嚴(yán)加保護(hù)的基坑二級除一級和三級外的基坑屬二級基坑三級開挖深度小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求時(shí)的基坑9.1基坑工程監(jiān)測概述9.1.1基坑監(jiān)測的目的（1）保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和鄰近建筑物的安全，為合理制定保護(hù)措施

提供依據(jù)。（2）檢驗(yàn)設(shè)計(jì)所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，及時(shí)修正與完善

，指導(dǎo)基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。（3）積累工程經(jīng)驗(yàn)，為提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的整體水平提供

依據(jù)。9.1基坑工程監(jiān)測概述

地下連續(xù)墻采用一種挖槽機(jī)械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

1．地下連續(xù)墻9.1基坑工程監(jiān)測概述在基坑開挖坡面，用機(jī)械鉆孔或人工成孔，孔內(nèi)放鋼筋，并注漿，在坡面安裝鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土（例如C20厚80~100mm），使土體、鋼筋與噴射混凝土面板結(jié)合的支護(hù)。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

2．土釘支護(hù)9.1基坑工程監(jiān)測概述9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型9.1基坑工程監(jiān)測概述9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型9.1基坑工程監(jiān)測概述9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型9.1基坑工程監(jiān)測概述水泥土樁墻，是深基坑支護(hù)的一種，指依靠其本身自重和剛度保護(hù)基坑土壁安全。一般不設(shè)支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后可局部加設(shè)支撐。水泥土樁墻分深層攪拌水泥土樁墻和高壓旋噴樁墻等類型，通常呈格構(gòu)式布置。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

3．水泥土樁墻9.1基坑工程監(jiān)測概述

3．水泥土樁墻9.1基坑工程監(jiān)測概述在基坑范圍線周圍將鋼板樁利用錘擊或震動打入土層，作為基坑開挖的支護(hù)。其施工迅速，支護(hù)完畢即可進(jìn)行基坑的開挖。鋼板樁可以重復(fù)利用，但一次性投資較大，由于鋼板樁剛度較小，頂部需要拉錨或坑內(nèi)支撐。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

4．鋼板樁支護(hù)9.1基坑工程監(jiān)測概述懸臂式支護(hù)指借助于擋土墻、灌注樁、型鋼等自身剛度及埋深來承受土壓力、水壓力及上部荷載，以保持平衡和穩(wěn)定而不需設(shè)支撐、拉錨的支護(hù)結(jié)構(gòu)。其不需要坑內(nèi)支撐及樁頂拉錨或錨桿，但為保證整體強(qiáng)度需要連接成圈梁。為保證其穩(wěn)定，其懸臂部分不易太深。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

5．懸臂式支護(hù)9.1基坑工程監(jiān)測概述利用錨索機(jī)械將土層錨桿（索）打入基坑兩幫，一端與擋土墻、樁連接，另一端利用混凝土等與地基土體相連來穩(wěn)定兩幫的土體。土層錨桿（索）對一般的黏土、砂土均可應(yīng)用，而在軟土、淤泥土中握裹力較弱，需進(jìn)行驗(yàn)證后再應(yīng)用。9.1.2基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

6．土層錨桿（索）9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法基坑工程施工監(jiān)測的對象主要為維護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境兩部分。

維護(hù)結(jié)構(gòu)包括維護(hù)樁墻、水平支撐、圍檁和圈梁、立柱、坑底土層和坑內(nèi)地下水等。

周圍環(huán)境包括周圍建筑、地下管線等。9.2.1監(jiān)測的內(nèi)容基坑監(jiān)測的具體項(xiàng)目9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.1監(jiān)測的內(nèi)容9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.1監(jiān)測的內(nèi)容9.2.2基坑工程監(jiān)測方法1．現(xiàn)場觀察觀察圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的施工質(zhì)量、圍護(hù)體系是否滲漏水及其滲漏水的位置和多少、施工條件的改變情況、坑邊荷載的變化、管道滲漏和施工用水的不適當(dāng)排放、以及降雨等氣候條件等對基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關(guān)系密切的信息。同時(shí)需密切注意基坑周圍的地面裂縫、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的工作失常情況、鄰近建筑物和構(gòu)筑物的裂縫、流水或局部管涌現(xiàn)象等工程隱患的早期發(fā)現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)隱患苗頭及時(shí)處理，盡量減少工程事故的發(fā)生。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法首先埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在變形區(qū)以外穩(wěn)定的原狀土層內(nèi)，或?qū)?biāo)志鑲嵌在裸露基巖上，也可以利用穩(wěn)固的建(構(gòu))筑物，設(shè)立墻基準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)受條件限制時(shí)，在變形區(qū)內(nèi)也可埋設(shè)深層鋼管標(biāo)或雙金屬標(biāo)。每個工程至少應(yīng)有3個基準(zhǔn)點(diǎn)。

9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法2．維護(hù)樁、墻頂沉降和水平位移監(jiān)測工作基點(diǎn)的埋設(shè)，應(yīng)選在比較穩(wěn)定且方便使用的位置，設(shè)立在大型工程施工區(qū)域內(nèi)的水平位移監(jiān)測工作基點(diǎn)宜采用帶有強(qiáng)制歸心裝置的觀測墩，垂直位移監(jiān)測工作基點(diǎn)可采用鋼管標(biāo)。對通視條件較好的小型工程，可不設(shè)立工作基點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)上直接測定變形觀測點(diǎn)。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法2．維護(hù)樁、墻頂沉降和水平位移監(jiān)測9.2.2基坑工程監(jiān)測方法9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法變形觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)立在能反映監(jiān)測體變形特征的位置或監(jiān)測斷面上。測量時(shí)，由工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)起經(jīng)過各監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線或者閉合水準(zhǔn)路線。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法2．維護(hù)樁、墻頂沉降和水平位移監(jiān)測水平位移監(jiān)測有極坐標(biāo)法、前方交會法、視準(zhǔn)線法等多種，也可以利用GPS來進(jìn)行監(jiān)測。沉降監(jiān)測以高等級水準(zhǔn)測量為主。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法2．維護(hù)樁、墻頂沉降和水平位移監(jiān)測深層水平位移指基坑維護(hù)樁墻和土體在不同深度上的水平位移，通常采用測斜儀測量。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法3．深層水平位移監(jiān)測9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法4.基坑回彈監(jiān)測

基坑開挖后，由于上覆載荷的減少，必然引起坑底和周圍一定影響范圍內(nèi)土體的變形，稱為回彈。（1）監(jiān)測目的

回彈超過一定量將影響基坑和周圍建筑物。通過監(jiān)測實(shí)時(shí)掌握基坑內(nèi)土體回彈狀況，以便優(yōu)化施工方案（如挖土速率、底板澆筑時(shí)間等），確?；泳S護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的安全。回彈量的測量可利用回彈監(jiān)測標(biāo)或深層監(jiān)測標(biāo)來觀測。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法（2）測點(diǎn)的布設(shè)①回彈監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)按基坑的形狀和深度以及地層條件，以最少的測

點(diǎn)數(shù)測出所需的各縱橫面的回彈量為原則，通?？筛鶕?jù)基坑長度在其

中線處設(shè)2~3個測點(diǎn)。②利用對稱形狀的基坑其回彈變形也對稱的特點(diǎn)，可沿對稱軸或?qū)?/p>

線在最先開挖的區(qū)域內(nèi)布點(diǎn)，基坑中心和周邊是重要監(jiān)測區(qū)。③監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選擇在基坑開挖深度3倍以外的穩(wěn)定位置。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法4.基坑回彈監(jiān)測（3）回彈標(biāo)的埋設(shè)①鉆孔至基坑設(shè)計(jì)高程以下200mm，將回彈標(biāo)旋入轉(zhuǎn)桿下端，順鉆孔

徐徐放至孔底，并壓入孔底土中400~500mm，即將回彈標(biāo)尾部壓入

土中。旋開轉(zhuǎn)桿，使回彈標(biāo)脫離轉(zhuǎn)桿，提鉆。②放入輔助測桿，用輔助測桿上的探頭進(jìn)行水準(zhǔn)測量，確定回彈標(biāo)頂面

高程初始讀數(shù)。③監(jiān)測完畢后，將輔助測桿、保護(hù)套提出地面，用沙或素土將鉆孔回填，為了便于找到回彈標(biāo)，可先用白灰回填500mm。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法4.基坑回彈監(jiān)測（4）回彈標(biāo)的監(jiān)測由于回彈標(biāo)埋設(shè)于基坑底部，在基坑開挖過程中不便于實(shí)時(shí)監(jiān)測，故采僅在基坑開挖前及基坑開挖至設(shè)計(jì)高程后分別監(jiān)測一次，在基坑開挖過程中一般不予監(jiān)測。有時(shí)也在澆筑基礎(chǔ)底板混泥土之前再測一次。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法4.基坑回彈監(jiān)測5.支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測基坑開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化可通過在結(jié)構(gòu)內(nèi)部或表面安裝應(yīng)變計(jì)或應(yīng)力計(jì)進(jìn)行量測。采用鋼筋混凝土材料制作的維護(hù)支擋構(gòu)件，宜采用鋼筋應(yīng)力計(jì)或混凝土應(yīng)變計(jì)進(jìn)行量測；對于鋼結(jié)構(gòu)支撐，宜采用軸力計(jì)進(jìn)行量測。圍護(hù)墻、樁及圍檁等內(nèi)力宜在圍護(hù)墻、樁鋼筋制作時(shí)，在主筋上焊接鋼筋應(yīng)力計(jì)的預(yù)埋方法進(jìn)行量測。支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測值應(yīng)考慮溫度變化的影響，對鋼筋混凝土支撐應(yīng)考慮混凝土收縮、徐變以及裂縫的影響。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測

土壓力是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的土體傳遞給維護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力。壓力的測量通常采用在量測的位置上埋設(shè)壓力傳感器進(jìn)行測量。土壓力傳感器俗稱土壓力盒，土壓力盒由兩片不銹鋼通過焊接連接在一起，鋼片之間是空心腔，腔內(nèi)注滿油。壓力腔通過不銹鋼管與傳感器相連形成一個密閉的液壓系統(tǒng)。壓力轉(zhuǎn)化為電信號，通過讀數(shù)儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)讀的壓力值。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測（1）監(jiān)測目的①監(jiān)測擋土或支護(hù)結(jié)構(gòu)在各種施工工況下的受力狀況，以便采取相應(yīng)的

措施，確保施工安全。②找出地下工程施工引起的不同距離和深度上地層土壓力的變化規(guī)律，

為驗(yàn)證理論計(jì)算、提高理論分析水平積累資料。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測（2）土壓力盒的布置土壓力盒應(yīng)布置在受力、土質(zhì)條件變化較大或其它有代表性的部位。在平面上，土壓力盒應(yīng)緊貼監(jiān)測對象布置，如，擋土結(jié)構(gòu)的表面、被保護(hù)建筑的基礎(chǔ)等。基坑每邊不少于2個監(jiān)測點(diǎn)。

在立面上，應(yīng)考慮計(jì)算土壓力的圖形，在不同性質(zhì)的土層中布置土壓力盒。監(jiān)測擋土結(jié)構(gòu)接觸面土壓力時(shí)，可選擇在支撐處、水平位移最大處等。豎向布置間距為2~5m，下部應(yīng)加密，當(dāng)按土層分布情況布設(shè)時(shí)，每層不少于1測點(diǎn)，且宜置于各層土的中部。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測（3）土壓力盒的埋設(shè)方法對于作用在擋土構(gòu)筑物表面的土壓力盒應(yīng)鑲嵌在擋土構(gòu)筑物內(nèi)，使其應(yīng)膜與構(gòu)筑物表面平齊，土壓力盒后面應(yīng)有良好的剛性支撐，在土壓力作用下盡量不產(chǎn)生位移，以保證量測的可靠性。對于鋼板樁或鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件的擋土結(jié)構(gòu)，土壓力盒及導(dǎo)線應(yīng)用固定支架安裝，避免壓力盒和導(dǎo)線在施工過程中受損。

對于地下連續(xù)墻等現(xiàn)澆混泥土擋土結(jié)構(gòu)，土壓力傳感器安裝時(shí)采用掛布法、彈入法、頂入法、鉆入法等。

9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測

掛布法取約1/3~1/4槽段寬度的布簾，在布簾上縫制好用以放置土壓力盒的口袋，把壓力盒放入后封口固定；將布簾平鋪在量測位置處鋼筋籠迎土面一側(cè)，通過縱橫分布的繩索將布簾固定于鋼筋籠上，將土壓力盒導(dǎo)線固定在鋼筋籠的鋼筋上，并引至鋼筋籠頂部。布簾隨鋼筋籠一起吊入孔槽，放入導(dǎo)管澆筑水下混凝土。由于混凝土在布簾的內(nèi)側(cè)，利用流態(tài)混凝土的側(cè)向擠壓力將布簾連同壓力盒一起擠向土層，迫使土壓力盒與土層緊密接觸。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法6．土壓力監(jiān)測

彈入法如圖，裝置主要由彈簧、鋼架、限位插銷構(gòu)成，首先將裝有壓力盒的機(jī)械裝置焊接在鋼筋籠上，利用限位插銷將彈簧壓縮以存儲向外的彈性能量，待鋼筋籠吊入槽孔后，拔掉限位插銷，彈簧將土壓力盒推向土層側(cè)壁。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法7．孔隙水壓力監(jiān)測

利用孔隙水壓力計(jì)來測量。利用鉆孔埋設(shè)在圖層中，鉆孔埋設(shè)時(shí)采用砂料填充?？紫端畨毫α繙y的結(jié)果可用于固結(jié)計(jì)算和土體的穩(wěn)定性分析，在打樁、預(yù)壓法地基加固的施工進(jìn)度控制等地表沉降的控制中具有重要作用。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法7．孔隙水壓力監(jiān)測（1）監(jiān)測目的

飽和土體受載荷后首先產(chǎn)生的是孔隙水壓力的增高或降低，隨后才是顆粒的固結(jié)變形，因此，孔隙水壓力的變化是土體運(yùn)動的前兆，通過監(jiān)測及時(shí)掌握孔隙水壓力在施工過程中的變化情況，為控制沉樁速率、基坑開挖速度、速到掘進(jìn)速度等提供可靠依據(jù)。9.2基坑工程變形監(jiān)測的內(nèi)容與方法9.2.2基坑工程監(jiān)測方法（2）孔隙水壓力計(jì)的布設(shè)在基坑的四個角以及基坑的長短邊中點(diǎn)布置，對于長邊較大的基坑，每30~40m布置一個測點(diǎn)，測點(diǎn)距基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的距離1.5~2.0m。8.環(huán)境監(jiān)測（1）鄰近建筑物監(jiān)測建筑物的監(jiān)測主要是其裂縫、沉降、傾斜等。監(jiān)測點(diǎn)的位置除了要考慮測點(diǎn)的密度外，應(yīng)埋設(shè)在建