現場檢驗與監(jiān)測(8).ppt

1、第六章 現場檢驗與監(jiān)測,第一節(jié) 現場檢驗與監(jiān)測的意義和內容 現場檢驗與監(jiān)測是巖土工程中的一個重要環(huán)節(jié)，它與勘察、設計、施工一起，構成了巖土工程的完整體系。其目的在于保證工程的質量和安全，提高工程效益。 現場檢驗與監(jiān)測工作一般是在勘察和施工期進行的。但對有特殊要求的工程，則應在使用、運營期間內繼續(xù)進行。所謂“特殊要求”指的是：有特殊意義的重大建筑物；一旦損壞造成生命、財產巨大損失或重大社會影響的工程；對建筑物和地基變形有特殊限制的工程；使用了新的設計、施工或地基處理方案，尚缺乏必要經驗的工程。,巖土工程勘察重視和強調定量化評價，為解決巖土工程問題而提出對策，制訂措施。它在現場檢驗與監(jiān)測這一環(huán)節(jié)中

2、體現得更為明顯。通過現場檢驗與監(jiān)測所獲取的數據，可以預測一些不良地質現象的發(fā)展演化趨勢及其對工程建筑物的可能危害，以便采取防治對策和措施；也可以通過“足尺試驗”進行反分析，求取巖土體的某些工程參數，以此為依據及時修正勘察成果，優(yōu)化工程設計，必要時應進行補充勘察；它對巖土工程施工質量進行監(jiān)控，以保證工程的質量和安全。 顯然，現場檢驗與監(jiān)測在提高工程的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益中，起著十分重要的作用。,現場檢驗的含義和內容： 現場檢驗指的是在施工階段對勘察成果的驗證核查和施工質量的監(jiān)控。因此檢驗工作應包含兩方面內容： 第一，驗證核查巖土工程勘察成果與評價建議，即施工時通過基坑開挖等手段揭露巖土體

3、，所獲得的第一性工程地質和水文地質資料較之勘察階段更為確切，可以用來補充和修正勘察成果。如果實際情況與勘察成果出入較大時，還應進行施工階段的補充勘察。 第二，對巖土工程施工質量的控制與檢驗，即施工監(jiān)理與質量控制。例如，天然地基基槽的尺寸、槽底標高的檢驗，局部異常的處理措施；樁基礎施工中的一系列質量監(jiān)控；地基處理 施工質量的控制與檢驗；深基坑支護系統(tǒng)施工質量的監(jiān)控等。,現場監(jiān)測的含義和內容： 現場監(jiān)測指的是在工程勘察、施工以至運營期間，對工程有影響的不良地質現象、巖土體性狀和地下水等進行監(jiān)測，其目的是為了工程的正常施工和運營，確保安全。監(jiān)測工作主要包含三方面內容： 第一，施工和各類荷載作用下巖土

4、反應性狀的監(jiān)測。例如，土壓力觀測、巖土體中的應力量測、巖土體變形和位移監(jiān)測、孔隙水壓力觀測等。 第二，對施工或運營中結構物的監(jiān)測。對于像核電站等特別重大的結構物，則在整個運營期間都要進行監(jiān)測。 第三， 對環(huán)境條件的監(jiān)測。包括對工程地質和水文地質條件中某些要素的監(jiān)測，尤其是對工程構成威脅的不良地質現象，在勘察期間就應布置監(jiān)測(如滑坡、崩塌、泥石流、土洞等)；除此之外，還有對相鄰結構物及工程設施在施工過程中可能發(fā)生的變化、施工振動、噪聲和污染等的監(jiān)測。,第二節(jié) 地基基礎的檢驗與監(jiān)測 一、天然地基的基槽檢驗與監(jiān)測 (一)現場檢驗 現場檢驗適用于天然土層為地基持力層的淺基礎。主要作基坑開挖后的驗槽工作

5、。為了做好此項工作，要求熟悉勘察報告，掌握地基持力層的空間分布和工程性質，并了解擬建建筑物的類型和工作方式，研究基礎設計圖紙及環(huán)境監(jiān)測資料等。做好驗槽的必要準備工作。,當遇到下列情況之一時，應重點進行驗槽： (1)持力層的頂板標高有較大起伏變化。 (2)基礎范圍內存在兩種以上不同成因類型的地層。 (3)基礎范圍內存在局部異常土質或有坑穴、古井、老地基或古跡遺址。 (4)基礎范圍內遇有斷層破碎帶、軟弱巖脈以及廢(古)河道、湖泊、溝谷等不良地質、地貌條件。 (5)在雨季或冬季等不良氣候條件下施工，基底土質可能受到影響。,驗槽的要求是： (1)核對基槽的施工位置、平面尺寸、基礎埋深和槽底標高。平面尺

6、寸由設計中心線向兩邊 量測，長、寬尺寸不應偏??；槽底標高的偏差，一般情況下應控制在 0-50mm范圍內。 (2)槽底基礎范圍內若遇到異常情況時，應結合具體地質、地貌條件提出處理措施。必要時可在槽底進行輕便釬探。當施工揭露的地基土條件與勘察報告有較大出入或者驗槽人員認為有必要時，可有針對性地進行補充勘察。 (3)驗槽后應寫出檢驗報告，內容包括：巖土描述、槽底土質平面分布圖、基槽處理竣工圖 、現場測試記錄的檢驗報告。驗槽報告是巖土工程的重要技術檔案，應做到資料齊全，及時歸檔。,(二)現場監(jiān)測 當重要建筑物基坑開挖較深或地基土層較軟弱時，可根據需要布置監(jiān)測工作。現場監(jiān)測的內容有：基坑底部回彈觀測、建

7、筑物基礎沉降及各土層的分層沉降觀測、地下水控制措施的效果及影響的監(jiān)測、基坑支護系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)測等。 基坑底部回彈觀測問題 高層建筑在采用箱形基礎時，由于基坑開挖面積大而深，卸除了土層較大的自重應力后，普遍存在基坑底面的回彈?；拥幕貜椩賶嚎s量一般約占建筑物完工時沉降量的1/32/3，最大者達1倍以上；地基土質愈硬則回彈所占比值愈大。說明基坑回彈不可忽視，應予監(jiān)測，并將實測沉降量減去回彈量，才是真正的地基土沉降量；否則實際觀測的沉降量偏大。,除卸荷回彈外，在基坑暴露期間，土中粘土礦物吸水膨脹、基坑開挖接近臨界深度導致土體產生剪切位移以及基坑底部存在承壓水時，皆可引起基坑底部隆起，觀測時應予以注

8、意?；谆貜棻O(jiān)測應在開挖完工后立即進行，在基坑的不同部位設置固定測點用水準儀觀測，且繼續(xù)進行建筑物施工過程中以至竣工之后的地基沉降監(jiān)測，最終可繪制基底的回彈、沉降與卸載、加載關系曲線 。,二、樁基工程的檢測 (一)樁基工程檢測的意義 樁基是高、重建筑物和構筑物的主要基礎形式，屬深基礎類型。它的主要功能是將荷載傳遞至地下較深處的密實土層或巖層上，以滿足承載力和變形的要求。與其他類型的深基礎相比較，樁基的幾何尺寸較小，施工簡便，適用范圍廣，所以是高、重建筑物和構筑物大量采用的基礎形式，近20年來國內的樁基工程新技術獲得迅猛發(fā)展。為了提高樁基的設計、施工水平，巖土工程師們都很關注樁基質量的檢測。 樁

9、基工程按施工方法，可分為預制樁和灌注樁兩種，最主要的材料是鋼筋混凝土。 一般鋼筋混凝土預制樁都是采用錘擊打入土層中的，其常見的質量問題是：,預制樁的常見問題： 樁身混凝土標號低或樁身有缺陷，錘擊過程中樁頭或樁身破裂； 樁無法穿透硬夾層而達不到設計標高； 由于沉樁擠土引起土層中出現高孔隙水壓力，大范圍土體隆起和側移，以至對周圍建筑物、管線、道路等產生危害； 在樁基施工中，由于相鄰工序處理不當，造成基樁過大側移而引起基樁傾斜、位移。,灌注樁由于成樁過程是“地下作業(yè)”，因此控制質量的難度也大，存在的質量問題更多。 常見的質量問題是： A. 由于混凝土配合比不準確、稀釋和離析等原因，使樁身混凝土強度不

10、夠 ； B. 由于夾泥、斷樁、縮頸等原因，造成樁身結構缺陷(不完整)； C. 樁底虛土、沉碴過厚和樁周泥皮過厚，使樁長和樁徑不夠。 預制樁和灌注樁的質量問題，都會導致滿足不了承載力和變形的要求，所以需加強樁基質量的檢測工作。,(二)樁基工程檢測的內容 樁基工程檢測的內容，除了核對樁的位置、尺寸、距離、數量、類型，核查選用的施工機械、置樁能量與場地條件和工程要求，核查樁基持力層的巖土性質、埋深和起伏變化，以及樁 尖進入持力層的深度等以外，通常應包括樁基強度、變形和幾何受力條件等三個方面，尤以前者為主。 1、樁基強度 樁基強度檢驗包括樁身結構完整性和樁承載力的檢驗。樁身結構完整性是指樁是否存在斷樁

11、、縮頸、離析、夾泥、孔洞、沉碴過厚等施工缺陷。常采用聲波法、動測法和靜力載荷試驗等檢測。,2、樁基變形 樁基變形需通過長期的沉降觀測才能獲得可靠結果，而且應以群樁在長期荷載作用下的沉降為準。一般工程只要樁身結構完整性和樁承載力滿足要求，樁尖已達設計標高，且土層未發(fā)生過大隆起，就可以認為已符合設計要求。但重要工程必須進行沉降觀測。 3、幾何受力條件 樁的幾何受力條件是指樁位、樁身傾斜度、接頭情況、樁頂及樁尖標高等的控制。在軟土地區(qū)因打樁或基坑開挖造成樁的位移或上浮是經常發(fā)生的，通常應以嚴格的樁基施工工藝操作來控制。必要時應對置樁過程中造成的土體變形、超孔隙水壓力以及對相鄰工程的影響進行觀測。,(

12、三)樁身質量檢測的方法 樁身質量的檢測包括樁的承載力、樁身混凝土灌注質量和結構完整性等內容。 樁的承載力檢測，最傳統(tǒng)而有效的方法是靜力載荷試驗法。此法為我國法定確定單樁承載力的方法，其試驗要點在國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范(GBJ7-89)等有關規(guī)范、手冊中均有明確規(guī)定。盡管此法費時費錢，在工程實踐中仍普遍采用。 樁身混凝土灌注質量和結構完整性檢測主要用于大直徑灌注樁。檢測方法有鉆孔取芯法、聲波法和動測法。鉆孔取芯法可以檢查樁身混凝土質量和孔底沉碴。由于芯樣小，灌注樁的局部缺陷往往難以被發(fā)現。聲波法檢測灌注樁的混凝土質量輕便、可靠而直觀，已得到廣泛應用。,三、地基加固和改良的檢驗與監(jiān)測 當地基

13、土的強度和變形不能滿足設計要求時，往往需要采用加固與改良的措施。地基加固與改良的方案、措施較多，各有其適用條件。為了保證地基處理方案的適宜性、使用材料和施工的質量以及確切的處理效果，按規(guī)范規(guī)定，應作現場檢驗與監(jiān)測。 1、現場檢驗的內容包括： A. 核查選用方案的適用性，必要時應預先進行一定規(guī)模的試驗性施工 ； B. 核查換填或加固材料的質量； C. 核查施工機械特性、輸出能量、影響范圍和深度；,D. 對施工速度、進度、順序、工序搭接的控制； E. 按有關規(guī)范、規(guī)程要求，對施工質量的控 制； F. 按計劃在不同期間和部位對處理效果的核查； G. 檢查停工及氣候變化或環(huán)境條件變化對施工效果的影響。

14、 2、現場監(jiān)測的內容包括： A. 對施工中土體性狀的改變，如地面沉降、土體變形、超孔隙水壓力等的監(jiān)測； B. 用取樣試驗、原位測試等方法，進行場地處理前后性狀比較和處理效果的監(jiān)測 ； C. 對施工造成的振動、噪聲和環(huán)境污染的監(jiān)測； D. 必要時作處理后地基長期效果的監(jiān)測。,3、各種地基加固與改良方案常用的現場監(jiān)測方法： （1）開挖置換法和墊層法 對適用性的檢驗： 暗埋的塘、浜、溝、穴等局部軟弱地基 ，濕陷性土、膨脹性土和雜填土的淺層處理；墊層材料主要有：灰土、素粘性土、砂和砂石，也可用礦渣及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。 施工質量控制： 灰土及素填土地基： A. 對灰、土材料的檢驗。土料中不得

15、含有機雜質，粒徑不得大于15mm；灰料中不得夾有未熟化的生石灰塊或過多水分。粒徑不大于5mm,活性CaO+MgO不低于50%。,B. 對灰土 配合比檢驗及均勻性控制。 C. 施工含水量控制。 D. 壓、夯或振動壓實機械的自重、振動力的選擇及與之相應的換土鋪設厚度、夯壓遍數及有效加密深度的控制與檢驗。 砂和砂石地基： A. 對材料級配(不均勻系數不宜小于10)、粒徑(一般宜小于50mm)及是否含有機雜質和含泥量(不宜超過3%-5%)的檢驗。 B. 對夯、壓或振動壓實機械自重、振動力的選擇及與之相應的砂石料鋪設厚度、施工含水量、夯壓遍數及有效加密深度的控制與檢驗。,效果檢驗與施工監(jiān)測： 環(huán)刀法測干

16、重度，推算壓實系數；貫入儀測貫入度或用其他常用原位測試方法檢驗。環(huán)刀取樣或灌砂法測干重度；貫入法測貫入度。,（2）振沖地基 對適用性的檢驗： 松散砂土、粘粒含量小于25%-30%的粘性土。,施工質量控制： A. 對振沖機具及其適用性、振沖施工技術參數，如水壓、水量、貫入速度、密實電流控制值及加固時間的監(jiān)控與調整。 B. 對填料規(guī)格、質量、含泥量、雜質含量及填料量的監(jiān)控。 C. 對孔位及造孔順序施工質量的監(jiān)控。 效果檢驗與施工監(jiān)測： 標準貫入、動力觸探、靜力觸探或載荷試驗檢驗振沖效果。,（3）旋噴地基 對適用性的檢驗： 砂土、粘性土、濕陷性黃土、淤泥及人工填土。 施工質量控制： A. 對旋噴機具

17、的性能、技術參數，如噴嘴直徑、提升速度、旋轉速度、噴射壓力及流量等的監(jiān)控與調整。 B. 對水泥質量、用量、水泥漿的水灰比及外加劑用量的監(jiān)控。 C. 對旋噴管傾斜度位置偏差和置入深度的監(jiān)控。 D. 對固結體的整體性、均勻性、有效直徑、垂直度、強度特性及溶蝕、耐久性的檢驗。,效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 用取樣的標準貫入、靜力觸探、載荷試驗等原位測試方法檢驗旋噴效果。 B. 必要時可用開挖檢查方法對旋噴體的幾何尺寸和力學性質進行檢驗。,（4）重錘夯實 對適用性的檢驗： 地下水位以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和素填土。 施工質量控制： A. 夯錘重量、底面直徑、落距的選定與檢查。,B. 基

18、坑夯實 寬度、預量夯實土層厚度、夯擊遍數及夯擊路線的確定與核查。 C. 夯實地基土含水量的控制。 D.夯實標準的確定與檢驗。 效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 對最后夯沉量的檢驗(包括與試夯下沉量的比較)。 B. 取土樣測孔隙比和密實度。 C. 用原位測試方法檢驗。 D. 監(jiān)測夯擊振動對鄰近建筑、設施的影響。,（5）強夯 對適用性的檢驗： 碎石土、砂土、濕陷性黃土及人工地基的施工。 施工質量控制： A. 夯錘重、錘底面積、落距的選定與核查。 B. 夯擊點、各點夯擊次數、夯擊遍數及各遍之間間歇 時間的確定、核查及必要的修正。 效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 埋設孔隙壓力計監(jiān)測孔隙壓力的變化。 B. 夯后平

19、均沉降量的監(jiān)測。 C. 用原位測試方法檢驗強夯效果。 D. 監(jiān)測夯擊振動對鄰近建筑、設施的影響。,（6）砂樁擠密 對適用性的檢驗： 軟土、人工填土和松散砂土地基。 施工質量控制： A. 對砂料規(guī)格、質量、含泥量、含水量的檢驗。 B. 對砂樁位置、孔徑、垂直度、孔深、成孔質量、成樁工藝的順序的監(jiān)控與檢查。 C. 對灌砂量及加密工藝的核查。 效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 用標準貫入或輕便釬探對樁身及樁周土加密效果的檢驗。 B. 用錘擊法檢驗砂樁的密實度和均勻性。,（7）土或灰土樁擠密 對適用性的檢驗： 地下水位以上，地下10m之內的濕陷性黃土、素填土或雜填土。 施工質量控制： A. 對填料質量、含水

20、量及配合比的監(jiān)控。 B. 對樁孔位置、孔徑、垂直度、孔深、成孔質量、成樁工藝和順序的監(jiān)控與檢查。 C. 對填料數量及夯實工藝的核查。 效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 用輕便釬探對樁身及樁周土加密效果的檢驗 。 B. 用環(huán)刀法測夯擊樁身土的干重度。 C. 進行現場載荷試驗或浸水載荷試驗。,（8）灌漿法 對適用性的檢驗： 砂土、濕陷性黃土、軟弱粘土。 施工質量控制： A. 根據灌漿目的、地質條件和工程性質，檢驗灌漿方法的適用性。 B. 對漿液的化學成 分、流動性、析水性、凝結時間、雜質含量、濃度、比重及注漿方法、灌注速度及壓力進行 監(jiān)控。 C. 采用電動法時對電壓梯度、通電時間和方法進行監(jiān)控。 D.

21、對灌注機具、 管路或電級棒的適用性、置入位置進行監(jiān)控。,效果檢驗與施工監(jiān)測： 監(jiān)測加固區(qū)域的地面變形和沉降。 用常用原位測試方法對加固效果進行檢驗。 漿體鉆孔取樣測定漿體密度、結石性質、漿體填充率以及無限抗壓強度等物理力學性質。 在防滲灌漿中，通過漿體鉆孔測定地下水流量和地基的滲流特性。 對漿液毒性和可能造成的污染進行監(jiān)測。,（9）排水固結法（堆載預壓、砂井堆載預壓及真空預壓） 對適用性的檢驗： 軟土和沖填土地基。 施工質量控制： A. 對砂井位置、砂料規(guī)格質量、砂量或砂袋及其他排水裝置規(guī)格質量、施工工藝的監(jiān)控。 B. 對水平排水墊層的材料及施工監(jiān)控。 C. 對預壓荷載大小、加荷速率的監(jiān)控。

22、D. 真空預壓中對真空度的監(jiān)控。 E. 對卸載進度的監(jiān)控。 效果檢驗與施工監(jiān)測：,A. 對地表日沉降量及最終沉降量的控制。 B. 用測斜儀進行土體水平位移的監(jiān)測。 C. 對孔隙水壓力變化的監(jiān)測。 D. 對卸載后的沉降和回彈情況的監(jiān)測。,（10）加筋法 對適用性的檢驗： 墊層、橋臺、堤壩的擋土結構和岸邊防護。 施工質量控制： A. 檢測土工織物或加筋體的力學性質、耐久性及滲水性。 B. 檢測填土的規(guī)格、質量及壓實性能。,C. 對施工鋪設要求，特別是整體性和端頭錨固的監(jiān)控。 D. 對回填土施工含水量、填筑施工順序及施工要求的監(jiān)控。 效果檢驗與施工監(jiān)測： A. 對加筋體整體穩(wěn)定性的監(jiān)測。 B. 對加

23、筋體垂直、水平位移量的監(jiān)測。 C. 對用于反濾排水的，進行現場效果監(jiān)制。,四、深基坑開挖和支護的檢驗與監(jiān)測,在建筑密集的城市中興建高層建筑時，往往需要在狹窄的場地上進行深基坑開挖。由于場地的局限性，在基槽平面以外沒有足夠的空間安全放坡，就不得不設計規(guī)模較大的開挖支護系統(tǒng)，以保證施工的順利進行。由于深基坑開挖與支護在大多數情況下屬施工階段的臨時性工程，以往工程部門往往不愿投入足夠的資金，也未引起巖土工程師的足夠重視。但是許多工程的失效事故表明：該工程具有很大的風險性，是“最具挑戰(zhàn)性的工程”。因而是當今巖土工程界研究的熱門課題。,隨著高層建筑基坑開挖深度不斷加大，復雜的環(huán)境條件也對支護結構的工作狀

24、態(tài)和位移提出了愈來愈嚴格的限制，就要求巖土工程師在不斷發(fā)展、創(chuàng)立新的支護理論和結構系統(tǒng)的同時，實行嚴格的檢驗與監(jiān)測，以保證安全、順利地施工。 深基坑開挖支護系統(tǒng)的施工質量，對整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否正常有重大影響。施工質量的好壞主要表現在：支護系統(tǒng)的類型、材料、構造尺寸、裝設的位置和方法是否符合設計要求，裝設施工是否及時，施工順序是否與設計要求一致，地下水控制施工是否滿足設計要求等方面。 一個設計合理的支護系統(tǒng)，可能由于施工質量差而導致重大事故。為避免事故的出現，就要求檢驗與監(jiān)測工作應在整個施工場地的各個部分同時進行，在系統(tǒng)的整個工作期間內不得間斷。,檢驗與監(jiān)測工作內容有以下幾方面： (1)對支護結構施工安設工作的現場監(jiān)理。檢查結構尺寸、規(guī)格、質量、施工方法及支撐程序是否與設計一致。在裝設過程中，當由于客觀情況致使支護系統(tǒng)構造、尺寸或裝設位置不能與設計相符時，施工人員與設計人員應協(xié)商，及時采取調整措施，以保證施工正常進行。 (2)監(jiān)測土體變形與支護結構的位移。觀測的時間間隔視氣象條件和施工進度而定，可為每日、每三日或每周進行一次。 (3)對地下水控制設施的裝設及運營情況進行監(jiān)測。觀測地下水及土體中孔隙水壓力的變化情況，注意施工影響及滲漏、冒水、管涌、流土等不良