第3章 基坑工程施工监测

第三章基坑施工监控3-1概述1。基坑的使用：高层建筑的基础；城市地铁车站和区间隧道的明挖；跨河隧道；联合污水处理系统；十字路口和地下立交；基坑监测的目的是验证设计计算理论、模型和参数的正确性。及时反馈，指导基坑开挖和支护结构施工；确保基坑支护结构和邻近建筑物的安全；为提高基坑工程的设计和施工水平积累工程经验。基坑工程施工现场监测的仪器和方法监测内容分为两大部分，即围护结构本身和邻近环境。围护结构包括围护桩墙、支撑、围檩条、圈梁、立柱和坑内土层五部分。相邻环境包括三部分：相邻土层、地下管线和相邻房屋。表3-1基坑工程现场监测内容、表1的延续、观测及描述内容、观测及描述：围护结构及支撑系统的施工质量；外壳系统是否有泄漏，泄漏的位置和数量；施工条件的变化；坑边和支架上桩荷载的变化；地表降水和施工用水的排放；基坑周围的地面裂缝；围护结构和支撑系统工作紊乱；相邻建筑物和结构的裂缝；土壤流动或局部管涌现象等。施工进度和工作条件。二。挡土墙顶部沉降监测仪器：水准仪法；高程测量要求：一个测量区域应设置3个以上基准点；基准点应设置在距离基坑开挖深度5倍的稳定位置。测量点的设置：用铆钉枪打入铝钉；钻孔以嵌入膨胀螺钉；用红色油漆做标记。围护墙顶部水平位移监测仪：经纬仪法：1。轴线法或瞄准线法(图3-1)。工作基点A、B沿基坑边线或其延长线两端设置。由点A和点B形成的直线是瞄准线。根据需要，在瞄准线上沿基坑边线设置几个测量点。测量基点a和b的设置：距基坑一定距离的稳定段；对于支撑围护结构，可在基坑四角设置临时基点C和D。当改变工作条件时，临时基点C和D的水平位移可以用基点A和基点B来测量，然后每个测量点的水平位移值可以用这个结果来校正。其他测点的设置：最好设置在基坑圈梁和盖梁容易固定的地方；基坑支护时，测点应位于两个支架的跨度内。适用条件：场地条件好的浅基坑。前方交会法前方交会法是在距基坑一定距离的稳定地段设置一条交会基线，或设置两个或两个以上的工作基点，并以此基线为基础，用交会法测量各测点的位移。适用条件：施工场地小，施工障碍多，基坑边线不全是直的深基坑。深层水平位移测量是测量不同深度的挡土桩墙和土体各点的水平位移。1.仪器组成：测斜管：材质：塑料(聚氯乙烯)或铝合金，管内壁有四个呈十字形分布的凹形导槽；管道长度：分为2m和4m规格，各管段由外接管连接。管径：60、70、90毫米及其他不同规格。测斜仪探头：测量倾角的传感器元件。外形：40细长金属鱼雷形，上下左右两端有两对轮子，上端有电缆。根据传感元件的不同，测斜仪探头可分为四种类型(如图3-2所示):滑动阻力型：摆-刷-电位计；电阻片类型：摆式弹簧片电阻应变仪；钢绳类型：摆锤伺服加速类型：摆锤测量原理当位移发生在土壤中时，埋在土壤中的测斜仪与土壤同步移动。通过逐点测量测斜管中测斜仪探头的轴线与铅垂线之间的倾角，可以计算出各点与铅垂线的水平偏差：(3-1)这是第一个测量断面的长度，通常取0.5m、1.0m等的整数。单位为毫米。它是I测量部分的倾角值，单位为单位。以喷嘴为参考点，从喷嘴向下到第n个测量点的水平偏差值为：(3-2)，其中：0是喷嘴的水平位移值，单位为毫米。第n个测量点的水平位移n:(3-3)即本次测量的水平偏差减去测斜仪的初始水平偏差。其中：0n是喷嘴下第n个测量点的水平偏差的初始值；0i喷嘴下第N个测点倾角初始值；0是测得的喷嘴水平位移。当测斜仪埋设正确时，不可能是铅垂线，所以必须有初始水平偏差值。当管底不动时，以管底为参考点，自下而上计算各测点的水平偏差；可以依次测量两个相互垂直方向的位移，并且可以获得总的位移和方向。水平位移随深度的曲线按一定比例绘制，即围护桩墙周围深层的曲线。3、埋设(1)绑扎埋设测斜管，将测斜管绑扎在桩壁钢筋笼上，并随钢筋笼一起下放至孔槽内；(2)钻孔埋钻放测斜管回填缝隙。注意：连接管段时，上下管段的滑槽必须严格对齐。避免管道纵向旋转；测斜管的一对凹槽与待测位移方向一致(垂直于基坑边线方向)；用清水冲洗测斜管；首先，模型探头可用于检查测斜管导槽是否正常可用。应测量测斜仪导向槽的方向、喷嘴坐标和标高；在测斜管外设置金属套管或修建检查井，并加盖检查井；(4)预热仪器半小时，并将其放入测斜仪中15分钟。慢慢将探针降低到孔的底部，并将探针从底部到顶部稳定在测量点，以便读取。将探头180度插入同一对导向槽中，按照上述方法在同一位置重复测量。深层水平位移的初始值应为基坑开挖前连续三次无明显差异的读数的平均值；测斜管管口应设置表面水平位移测量点，以校正深层水平位移。分层沉降是指土层中离地表不同深度的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪测量。1.仪器及测量原理测量仪器：磁性分层沉降仪，如图3-4所示。组成：探头、分层沉降管、钢圈、带刻度导体、电感检测装置。测量原理：埋在土中的钢圈与土同步移动，探头用于检测钢圈在分层沉降管中的位置。钢圈位置的变化是在这个深度的沉降或隆起。精度：1毫米2。分层埋设沉降管和钢圈，6。基坑回弹监测。基坑回弹是开挖土卸载过程中引起的基坑底部隆起。1.仪器及主要仪器：回弹标志或深度沉降标志，精度等级原则：高程测量。也就是说，由嵌入基坑开挖面下方的分层沉降环监测的土层的隆起是土层的回弹量。2、嵌入回弹标准，如图3-5所示；深层沉降标志如图3-6所示。土压监测1。预安装方法：如图3-7所示，适用于钢板桩或钢筋混凝土预制构件。2.悬挂方法：3.孔隙水压力计的埋设和压紧方法：直接将孔隙水压力计压至埋设深度，或在埋设深度以上1米处钻孔，然后将孔隙水压力计压至埋设深度，用粘土球将孔封至孔口。适用于软土。钻孔方法：如图3-10所示，适用于土层。原则上，一个钻孔只能埋一个探头。围护结构内力监测1。目的：基坑围护结构沿深度的弯矩；基坑支护结构的轴力和弯矩；圈梁或回檩条的平面弯矩；结构楼板上的弯矩。2.仪器：钢筋应力计、频率计或电阻应变计；钢应变仪和频率计或电阻应变仪。钢筋应力计的测量范围基于钢筋的直径和等级。原理：构件的内力由钢筋的拉力或压力计算如下：支撑轴力(kN): (3-5)支撑弯矩：(3-6)地下连续墙的弯矩：(3-7)其中：Ec，Eg为混凝土和钢筋的弹性模量，单位MPa；对于测得的几根钢筋的拉伸压力平均值，单位为kN；和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，对主钢筋的两个相对侧的混凝土结构测得的拉伸压力平均值；n为嵌入钢筋的钢筋层的主筋总数；t是主钢筋之间的间距；b是支撑宽度；h是支撑高度或地下连续墙厚度。注：混凝土龄期对弹性模量的影响应在结构浇筑的初始阶段考虑。当温度变化较大时，还应注意温差对监测结果的影响。埋设(如图3-12)钢筋应力计：切断主筋，与结构主筋串联焊接；b .钢应变仪：位于结构主筋附近(平行于主筋)。钢筋计对称设置在混凝土结构中相对的钢筋层上；矩形截面可以布置在4个角上。钢支架轴向力的监测。在钢支架端部安装轴向力计(串联)，直接测量轴向力；b、在钢支架表面焊接一个钢绳式表面应变仪，用频率计或应变仪测量读数；(c)在钢支架表面粘贴电阻应变片，用应变片测量读数；d、在钢支架上安装位移计或百分表，测量钢支架的变形。b、c、d :三种监测方法中，每段均匀布置三至四个监测元件；根据钢支架的横截面积和平均应变，可以计算出轴向力。注：轴向力仪价格昂贵，但测试简单，可重复使用。当施工单位配备钢支撑时，应协调轴向力计的安装。如果轴向力计安装不当，将会影响支座的承载力，甚至引起支座的失稳或滑移。土层1中锚杆拉力的监测。仪器和原理：直接测量锚杆拉力的锚杆拉力计、频率计或电阻应变计；钢筋应力计、频率计或电阻应变计，钢筋拉力乘以钢筋数量；钢筋应变仪、频率计或电阻应变仪，计算钢筋张力，乘以钢筋数量。2.预埋a .锚杆拉力计安装在承重板和锚头之间，如图3-15所示；b .钢筋应力计：切割钢筋并将其与钢筋串联焊接；钢应变仪：焊接在钢筋或钢管上(与锚杆并联)。据介绍，钢筋应力计只能用于由钢筋组成的锚杆。当锚杆由多根钢筋组成时，每根钢筋应配备一个钢筋表。地下水位监测1。仪表水位管：钻有小孔并覆盖有细纱布的塑料管，用于挡土；钢尺，或钢尺水位计和水位检测器。2.冰铜3、倾斜监测4、裂缝监测，13、相邻地下管线监测1、相邻地下管线数据采集与调查(1)市政综合管线图；(2)管道的埋深和方向、管道和接头的类型；(3)管道基础类型、基础处理等。(4)管道表面的交通流量和交通状况。2.监测内容沉降和水平位移3。间接测点布置在管道人孔盖上的测点处；将钢筋推进到管道底部的深度。适用场合：不允许直接测量点开挖。防御的标准不高。直接测点：a .箍型，如图3-21所示；b .套筒类型，如图3-22所示。(1)收集和阅读相关资料a .综合方案b .工程地质勘察报告c .围护结构和主体结构设计图纸(0.00部分以下d .围护结构施工组织设计e .综合管线图f .邻近建筑物基础和结构设计图纸；(2)现场调查(3)起草监控计划并提交协调会议讨论形成会议纪要(4)根据会议纪律修改监控计划草案形成正式监控计划。(1)监控内容衡量的是什么？(2)如何测量监测方法和仪器；(3)在哪里测量位置和测量点布置；(4)何时测量监测周期和频率？(5)预警值和报警系统及其他实施方案如何？一、监测内容的确定相关规范A .上海地基基础设计规范 (DGJ08-11-1999)(表3-4) B .国家行业标准建筑基坑支护技术规程(表3-5)表3-4基坑工程施工监测项目(按DGJ08-11-1999)，表3-4基坑工程施工监测项目(按DGJ08-11-1999)，注：需要监测；选择监测，表3-5基坑工程分类及变形监测允许值，注：1。破坏后果是指支护结构破坏、土体失稳或过度变形对基坑周边环境和地下结构施工的影响程度；2.有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定；3.应该被测量；适当的测量；可测量的。在确定基坑监测内容时，仪器和方法的选择余地较小。各基坑监测内容可选用的仪器和方法见3-2。三、测点位置及其布置原则1、桩墙顶混凝土圈梁或压顶的水平位移和沉降；测点间距一般为8-15m，变化较大的地方应加密。当有支架时，它布置在两个支架的中间。测量点应布置在阳角处；有测斜管和位置；桩墙顶部的水平位移和沉降测量点集成在一起。在柱桩上方的支撑面上；支撑交叉点多个立柱；作为施工栈桥的支柱。3、桩墙深层水平位移在基坑两侧应设置一个测量孔，设置在基坑边缘的中间；短边不得铺设，长边每隔3040米铺设一次。测量孔一般布置在两个支架的中间；测量点应布置在阳角处；测斜管的深度与挡土墙的深度相同，并延伸至地表。沿深度每0.5m或1.0m测量一次。土层分层沉降平面位置的布置，请参照桩墙深层水平位移的布置原则。测量孔埋在靠近围护桩墙的地方；在各土层的界面上设置测量点；在厚土层中，测点加在土层中间。5、基坑中心土体回弹，特征变形点；坑底距坑底边缘的1/4宽度；方形和圆形基坑可沿一个方向对称布置。矩形基坑可纵横分布，复合矩形基坑可多向分布。坑外测量点布置在中测量点的延长线上在标高上：测量平面测点对应的每根锚杆。每个锚杆对应于平面测量点。在围护桩墙内力测点的布置平面上：弯矩最大的地方；支撑间距最大的地方；压力更复杂；代表性场所；截面：弯矩最大的地方；反向弯曲点的位置；两个支架(土锚)的中跨；内部支撑和拉锚的位置；各土层的界面及配筋率的变化。9、坑外地下水位搅拌桩施工搭接；相邻建筑物(构筑物)；地下管线相对密集；管道底部的标高通常低于常年水位45m。环