基坑工程监测课件

第六章基坑工程监测本章内容概述土压力和孔隙水压力监测监测警戒值与报警监测报表与监测报告监测期限与频率变形监测支护结构内力检测6.1概述基坑工程监测原因

①基坑工程设计中，结构内力计算以及结构和土体变形的预估与工程实际情况存在较大差异，基坑工程设计在相当程度上依靠经验。②基坑开挖施工过程中，基坑内外土体应力状态的改变导致支护结构和土体的变形，基坑的稳定性遭到破坏，周围环境受到不利影响。因此，基坑施工过程中，在理论分析的指导下，对基坑支护结构、基坑周围的土体进行相邻的建（构）筑物进行全面、系统的监测十分必要，能及早发现隐患，及时调整设计和施工方案，确保基坑工程施工的顺利进行。现场监测内容围护结构监测周围环境监测包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、地下水位等项目包括道路、地下管线、临近建筑物、地下水位等项目基坑现场监测主要项目6.1.2基坑监测的基本要求（1）根据设计要求和基坑周围环境编制详细的监测方案，对基坑的施工过程开展有计划的监测工作；（2）保证数据的可靠性和真实性；（3）确保监测数据的及时性；（4）确定警戒值，随时掌握基坑工作现状；（5）基坑监测资料要保持完整性，基坑监测应该有完整的监测记录。6.2变形监测

变形监测原因：基坑开挖导致土中应力释放，必定会引起邻近基坑周围土体的变形，过量的变形将影响邻近建筑物的和地下管线的正常使用，甚至破坏。因此，必须在基坑施工期间对支护结构、土体、邻近建筑物和地下管线的变形进行监测。

基坑工程施工场地变形观测目的：通过对设置在场地内的观测点进行周期性的测量，求得各观测坐标和高程的变化量，为支护结构和地基土的稳定性评价提供技术数据。6.2.1沉降监测1.仪器与范围：沉降监测主要采用精密水准测量，监测的范围宜从基坑边线起到开挖深度约2~3倍的距离。水准仪可用N3精密水准仪或S1精密水准仪。N3精密水准仪S1精密水准仪3.沉降监测邻近建筑物沉降监测土体分层沉降监测地表沉降监测地下管线沉降监测基坑回弹监测建筑物监测标志构造形式：

（1）设备基础监测点：一般用钢筋制作，有垫板式、弯钩式、燕尾式、U字式等（2）柱基础监测点：对钢混柱在标高±0.000以上10~15cm处凿洞，将弯钩形监测标志水平向插入，或用角铁60°角插入，以1:2水泥砂浆填充。（3）钢柱监测标志：用铆钉或钢筋焊在钢柱上。3.2地表沉降监测

地面沉降监测方法主要采用精密水准测量，不宜采用精度较低的三角测量。在一个区域内应设置3个以上基准点，基准点要设置在距离基坑开挖深度的5倍以外的稳定地方。在基坑开挖前可采用直径15mm左右，长约1~1.5m的钢筋打入地下，地面用混凝土加固，作为基准点；亦可将基准点设置在年代较老且坚固的的建筑物墙体上。水准仪可采用（WILD）N3精密水准仪或S1精密水准仪，并配用铟钢水准尺。水准仪定期检查。3.3地下管线沉降测量

在收集基坑周围管线图，调查管线走向、管线类型、管线埋深、管线材料、管线直径、管壁厚度、管道接头形式和受力等条件基础上，查明管线距基坑的距离，合理设置监测点。一般情况下上水管承接式接头应按2~3个节段设置1个监测点，管线越长测点间距可适当增大，弯头和十字接头处对变形敏感，测点适当加密。管线监测点可用抱箍直接固定在管道上，标志外可砌窨井。在不宜开挖的地方，可用钢筋直接打入地下，深度与管底深度一致，作为监测点。监测点设置之前，要收集基坑周围地下管线和建筑物的位置情况。3.4土体分层沉降监测土体分层沉降监测是指离地面不同深度处土层内点的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。通过在钻孔中埋设一根硬塑料管作为引导管，再根据需要分层埋入磁性沉降环，用测头测出各磁性沉降环的初始位置。在施工过程中分别测出沉降环的位置，便可以算出各测点的沉降值。

（1）监测设备：

磁性分层沉降仪由沉降管、磁性沉降环、测头、测尺、和输出讯号指示器组成1——测尺2——基点3——导线4——指示器5——磁性沉降环6——测头7——沉降管8——弹性抓9——钻孔10——回填土球

各土层在施工前后的沉降或隆起由下式计算出：

△H=H0–Ht

——△H：某高程处的沉降——H0：基坑开挖前的沉降环标高——Ht：基坑开挖后沉降环标高上式可测量某一高程处土的沉降值，但由于基准点水准测量的误差，可导致沉降环的高程误差。也可只测土层变形量，假定埋置较深处的沉降环为不动的基点，用沉降仪测出各沉降环的深度，即可求得各土层的变形量。（3）沉降管和沉降环的埋设：用钻机在预定位置钻孔，孔底标高略低于欲测量土层的标高，取出的土分层堆放。提起管套30~40cm，将导管插入钻孔中，引导管可逐节连接至略深于预定的最深监测点深度，然后，在引导管与孔壁间用膨胀黏土球填充并捣实至最低的沉降环位置，另用一只铝制开口送筒装上沉降环，套在导管上，沿导管送至预埋位置，再用直径50mm的硬质塑料管将沉降环推出并轻轻压入土中，使沉降环的弹性爪牢固嵌入土中，提起套管至待埋沉降环以上30~40厘米，往钻孔内回填该层土做的土球（直径不大于3cm）至另一沉降环埋设标高处，重复以上步骤埋设。埋设完成后，固定孔口，做好孔口的保护装置，并测量孔口标高和磁性沉降环的初始标高。

回弹监测回弹标深层沉降标回弹标及深层沉降标组成部分及埋设方法见书157页。（1）（2）监测点设置：监测点的平面布置应以最少的点数能测量所需的基坑纵横断面的回弹量为原则。因此，一般在基坑平面的中心及通过中心的纵横轴线上布置监测点。基坑不大时，纵横断面各布置一条测线；基坑较大时，可布置3~5条测线，各断面线上的监测点必要时应延伸到坑外一定范围内。（3）基坑回弹监测方法：

基坑回弹监测，通常采用精密水准仪测出监测点的高程变化，基坑开挖前后监测点高程差作为基坑的回弹量。6.2.2水平位移监测水平位移监测地表水平位移监测深层水平位移监测强顶面水平位移监测地表水平位移监测地下管线水平位移监测等监测方法视准线法小角度法前方交汇法三角测量法等土体深层水平位移监测围护结构深层水平位移监测监测方法钻孔测斜仪法1.地表水平位移监测：

1.1视准线法：

视准线法是沿基坑设置一条视准线，并在视准线的两端里埋设两个永久工作基点A、B，如图。沿基坑边线按照需要设置若干测点，定期观测这排点偏离固定方向的距离，并加以比较，即可求出这些测点的水平位移量。具体内容分为：基点及测点的布置及埋设、观测方法。

（1）基点及测点的布置及埋设方法：

①首先在基坑两端不动位置处构筑观测墩，设置基点A、B，并经常检查是否有移动。②在基坑边AB方向上有代表性的的位置设置测点。测点也可布置在支护结构混凝土圈梁上，用铝钉或膨胀螺钉做标记。测点间距8~15m，根据具体情况确定是等距或非等距。③对于有支撑的地下连续墙或大直径灌注桩类的维护结构，通常基坑角点的水平位移较小，这时可在基坑角点部设置临时基点C、D，在每个工况内可以用临时基点监测，变换工况时用基点A、B测量临时基点C、D的水平位移，再用此结果对各测点的水平位移值进行校正。（2）小角度法：该方法适用于观测点凌乱，并且不在同一条直线上的情况下，如图。在基坑两倍开挖深度距离的地方，选设测站点A，若测站至观测点T的距离为S则在不小于2S范围之外选设后视方向A’。一般可选用建筑物的棱边或避雷针等作为固定目标A’。用J2级经纬仪测定β角，角度测量的回数一般2~4回，并测量A至测点T的距离。其后根据每次测量β角的变动计算T点的位移量：基坑ATSA’β式中：△β——β角的变动量（"）

ρ——换算常数，等于206265S——测站至观测点的距离（mm）

如果β角测定中误差为±2“，S为100mm代入式中，则位移值的中误差约为±1mm。2.深层水平位移监测：

土体和围护结构的深层水平位移通常采用钻孔测斜仪测定，当被测土体产生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪测量测斜管与铅垂线之间夹角的变化量，从而获得土体内各点水平位移。

（1）监测设备：监测设备为测斜仪，分为固定式和活动式，目前主要采用活动式。测斜仪组成：①测头②测读仪③电缆④测斜管（2）测斜仪基本原理（详见书161页）（3）测斜管的埋设：

测斜管埋设方式：绑扎预埋式，钻孔后埋式埋设注意问题：①首先采用钻探工具形成合适口径的孔，然后将测斜管放入孔内。测斜管连接部分应防止污泥进入，测斜管与钻孔壁之间用砂填密实。②测斜管连接采用连接管，为了避免测斜管的纵向旋转，采用凹凸式插入法，在管节连接时必须将上下管节的滑槽严格对准，并用自功螺钉固定使纵向的扭曲减小到最小程度。放入测斜管时，应注意十字形槽口应对准所测的水平位移方向。（4）监测方法：

①基准点设定。基准点可设在测斜管的管顶或管底。若测斜管管底进入基岩或较深的稳定土层时，则以管底为基准点。对于测斜管底部未进入基岩或埋置较浅时可以管顶作为基准点，每