第11讲 基坑施工监测

第11讲基坑(jīkēnɡ)工程施工监测

共五十五页内容(nèiróng)概述监测内容与监测方法(fāngfǎ)监测方案设计监测报告共五十五页

●检验设计计算理论、模型和参数的正确性；

●及时反馈，指导基坑开挖和支护结构(jiégòu)的施工；

●确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；

●为提高基坑工程设计和施工水平积累工程经基坑(jīkēnɡ)监测的目的第一节概述共五十五页第二节监测(jiāncè)内容与监测(jiāncè)方法基坑工程施工现场监测的内容分为两大部分，即围护结构和相邻(xiānɡlín)环境。

围护结构包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、坑内土层等五部分。相邻环境包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等三部分。一.监测对象二.监测内容共五十五页序号监测对象监测项目监测元件与仪器(一)围护结构

1围护桩墙(1)桩墙顶水平位移

桩墙顶沉降经纬仪

水准仪(2)桩墙深层挠曲测斜仪(3)桩墙内力钢筋应力计、频率仪(4)桩墙上水土压力

(4)水压力土压力盒、频率仪

孔隙水压力计、频率仪2水平支撑支撑轴力钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪

3圈梁、围檩(1)内力钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪(2)水平位移经纬仪4立柱垂直沉降水准仪5坑底土层垂直隆起水准仪6坑内地下水水位钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪共五十五页(二)相邻环境

7相邻地层(1)分层沉降分层沉降仪(2)水平位移经纬仪8地下管线(1)垂直沉降水准仪(2)水平位移经纬仪9相邻房屋(1)垂直沉降水准仪(2)倾斜经纬仪(3)裂缝裂缝监测仪10坑外地下水(1)水位钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪(2)分层水压孔隙水压力计、频率仪共五十五页（二）围护(wéihù)墙顶沉降监测（一）现场(xiànchǎng)观察如：围护体系是否有渗漏水及其位置；基坑周围的地面裂缝、邻近建筑物和构筑物的裂缝；流土或局部管涌；坑边和支撑上的堆载的变化等等。三、监测方法仪器：水准仪共五十五页（三）围护(wéihù)墙顶水平位移监测仪器(yíqì)：经纬仪沿基坑边线或其延长线上的两端设置工作基点A、B，A、B两点形成的直线即为视准线，在视准线上沿基坑边线按照需要设置若干测点。视准线法小角度法基坑A（测点）B（固定点）O（测站点））共五十五页（四）深层水平(shuǐpíng)位移测量深层水平位移就是(jiùshì)测量围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移。

仪器组成共五十五页以管口为参照点，并从管口向下第n个测点的水平(shuǐpíng)偏差值为δ0为管口的水平(shuǐpíng)位移值测试原理：当土体内发生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，通过逐点测量测斜管内测斜探头轴线与铅垂线之间倾角，可计算各点偏离垂线的水平偏差。共五十五页注意：（1）埋设好测斜管时不可能是铅垂线，故必有初始水平偏差值；

（2）当管底不动时，则以管底为参照点，从下往上计算各测点的水平偏差；

（3）可以依次测水平面上两个(liǎnɡɡè)相互垂直方向的位移，并求得位移总量和方向，并按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线，即围护桩墙深层绕曲线。共五十五页（五）土体分层沉降(chénjiàng)测试分层沉降是土层(tǔcénɡ)内离地表不同深度处的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。

共五十五页共五十五页基坑回弹(huídàn)是开挖土体的卸荷过程引起的基坑底面的隆起。（六）基坑回弹(huídàn)监测原理：利用精密水准仪量测回弹标或深层沉降标的高程。即埋设于基坑开挖面以下的分层沉降环监测到的土层隆起就是土层回弹量。共五十五页（七）土压力(yālì)监测土压力(yālì)盒布点原则：（1）周围环境复杂、地下管线较为密集的断面；（2）揭示预定现象特点的位置；（3）受力比较大或典型断面；（4）与理论假设不符合的位置。共五十五页预先安装法：适用于地下(dìxià)连续墙共五十五页a挂布法：适用于地下(dìxià)连续墙b共五十五页活塞(huósāi)压入法：适用于地下连续墙共五十五页原理：探头由金属壳体和透水(tòushuǐ)石组成。孔隙水压力计的工作原理是把多孔元件（如透水(tòushuǐ)石）放置在土中，使土中水连续通过元件的孔隙（透水(tòushuǐ)后），把土体颗粒隔离在元件外面而只让水进入有感应膜的容器内，再测量容器中的水压力，即可测出孔隙压力。（八）孔隙(kǒngxì)水压力监测孔隙水压力计共五十五页压入法：直接(zhíjiē)将孔隙水压力计压到埋设深度，或先钻孔至埋设深度以上1m处，再将孔隙水压力计压至埋设深度，用粘土球封孔至孔口。适用于较软土质。钻孔法：适用于j较硬土层中，原则上一个钻孔只能埋设(máishè)一个探头共五十五页目的(mùdì)

●基坑围护结构沿深度方向的弯矩；

●基坑支撑结构的轴力和弯矩；

●圈梁或回檩的平面弯矩；

●结构底板所受的弯矩。

（九）支挡结构内力(nèilì)监测钢筋应力计或砼应变计和频率仪仪器

钢筋应力计：割断主筋，与结构主筋串联焊接。混凝土应变计：并在结构主筋附近（与主筋并联）应力（应变）计布置在混凝土结构内相对的钢筋层上对称位置；矩形断面可以布置在4个角点处。测试方法共五十五页GJJ10系列钢弦式钢筋测力计规格：∅12~∅40mm

该仪器是测量砼内部钢筋的受力情况(qíngkuàng)，锚杆的锚固力等；广泛使用在基础工程、地下工程等砼工程中。共五十五页EBJ50系列钢弦式砼应变计规格：m10cm15cm

埋设(máishè)于砼建筑物内部，测量砼内部的应变量，也可测量砼支撑的轴力。共五十五页钻孔埋设后注意事项：（1）清水冲孔(chōnɡkǒnɡ)后放入水位管；

（2）在水位管与孔壁间用干净细砂填实，上面2米用粘土球封孔；

（3）位管应高出地面约200mm，上面加盖；（十）地下水位监测(jiāncè)

水位管共五十五页

1、邻近建筑物资料收集和调查

●建筑物平面(píngmiàn)位置图等；

●建筑物基础和结构的设计图纸；

●建筑物基坑工程围护方案；

●建筑物既有的测点布设图和监测资料；

●建筑物已有裂缝的宽度、长度和走向等。

2、监测内容

沉降、水平位移、倾斜、裂缝等。

3、倾斜监测

4、裂缝监测

（十一）邻近(línjìn)建筑物变形监测共五十五页

1、相邻地下管线资料收集和调查

●市政综合管线图；

●管线埋置深度和走向、管材和接头的型式；

●管线的基础型式、地基处理情况等；

●管线地面道路人流与交通状况。

2、监测内容

沉降、水平位移

3、测点布设

（1）间接测点：设在管线的窨井盖上或将钢筋打入至管底深度。

适用(shìyòng)场合：开挖布设直接测点条件不允许；设防标准不高。

（2）直接测点：a.抱箍式；b.套筒式。（十二）相邻(xiānɡlín)地下管线监测共五十五页共五十五页1收集和阅读(yuèdú)有关资料综合平面图、工程地质勘察报告、围护结构和主体结构(0.00以下部分)的设计图纸、围护施工组织设计、综合管线图和相邻建筑物基础和结构的设计图纸等。第三节监测(jiāncè)方案设计（一）准备工作2、制定监测方案基本程序 遵循有关规范，如国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》考虑：

（1）监测内容－测什么？

（2）监测方法和仪器－怎么测？

（3）施测部位和测点布置－测哪里？

（4）监测期限和频度－何时测？

（5）预警值及报警制度等实施计划－怎么办？共五十五页序号监测项目围护结构施工基坑开挖水泥土围护墙板式支护体系放坡开挖1围护墙(边坡)顶水平位移-○○○2围护墙(边坡)顶沉降-○○○3立柱沉降--○-4围护墙侧向位移-*○-5土体深层侧向位移-***6支撑或锚杆轴力--○-7基坑内外地下水位-○○○8孔隙水压力-**-9围护墙体土压力--*-10坑底隆起（回弹）--*-11裂缝监测邻近建筑物**○*12邻近地面****13邻近建筑物沉降○○○○14邻近地下管线水平、竖向位移○○○○注：○必须(bìxū)监测；*选择监测；-不用监测二、监测(jiāncè)内容共五十五页基坑(jīkēnɡ)监测项目表监测项目基坑侧壁安全等级一级二级三级支护结构水平位移应测应测应测周围建筑物、地下管线变形应测应测宜测地下水位应测应测宜测桩、墙内力应测宜测可测锚杆拉力应测宜测可测支撑轴力应测宜测可测立柱变形应测宜测可测土体分层竖向位移应测宜测可测支护结构面上侧向压力宜测可测可测注：安全等级是根据基坑失稳后的破坏后果而定，即指支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工(shīgōng)影响程度；共五十五页监测技术要求(yāoqiú)

测点位置监测项目测试方法精度要求围护墙体墙顶水平位移埋设测点，用经纬仪测1mm墙顶沉降埋设测点，用水准仪测1mm墙身水平位移预埋测斜管，用测斜仪测1mm墙侧土压力埋设土压力盒，用土压力计测1/100(F.S)及5kPa墙周土体墙外土体深层水平位移埋设测斜管，用测斜仪测1mm坑底土隆起埋设分层沉降管，用沉降仪测1mm孔隙水压力埋设孔隙水压力计1kPa地下水位埋设水位管1mm支撑或锚杆支撑轴力预先安装轴力计1/100(F.S)锚杆拉力锚杆上预先安装钢筋计1/100(F.S)立柱沉降埋设测点，用水准仪测1mm坑外建筑物沉降及倾斜度埋设测点，用水准及经纬仪测1mm坑外地下管线沉降及水平位移安装测点于接头，用水准仪及经纬仪测1mm共五十五页三、测点位置(wèizhi)及其布置原则1、桩墙顶水平位移和沉降

混凝土圈梁或压顶上；

测点间距一般取为8-15m，变化较大处应适当加密；

有支撑时布置在两根支撑的中间(zhōngjiān)部位；

阳角处应布置测点；

有测斜管处；

桩墙顶水平位移和沉降测点是合二为一的。

2、立柱沉降

立柱桩上方的支撑面上；

多根支撑交汇处立柱；

作施工栈桥处的立柱。共五十五页3、桩墙深层水平位移

在基坑每边上应布设1个测孔，布设在基坑边中部；

较短的边可不布设，长边上应每隔30～40米布设1个；

测孔一般应布设在两根支撑的中间部位；

阳角处应布置测点；

测斜管深度与围护(wéihù)桩墙同深度，并延伸至地表；

沿深度每隔0.5米或1.0米测一点。

4、土体分层沉降

平面(píngmiàn)位置的布设参见桩墙深层水平位移的布设原则；

测孔紧邻围护桩墙埋设；

在各土层的分界面布设测点；

在厚度较大土层中，土层中部增加测点。共五十五页5、土体回弹

基坑中央(zhōngyāng)、特征变形点；

距坑底边缘1/4坑底宽度处；

方形、圆形基坑可按单向对称布点；

矩形基坑可按纵横向布点,复合矩形基坑可多向布点；

坑外测点布设在坑内测点延长线上，在2倍基坑深度范围内6、支撑轴力测点的布置

●平面上：轴力最大的支撑；

支撑间距最大处的支撑；

受力较复杂的支撑；

有代表性的支撑；

混凝土支撑轴力监测截面应取支撑中部(zhōnɡbù)；

钢支撑轴力监测截面应取支撑端部。

●立面上：平面测点对应的每道支撑处都应测。共五十五页7、围护桩墙的内力测点的布置

●平面上：弯矩最大处；

支撑间距最大处；

受力较复杂处；

有代表性的地方；

●剖面(pōumiàn)上：弯矩最大处；

反弯点位置；

两道支撑（土锚）的跨中；

内支撑及拉锚所在位置；

各土层的分界面、配筋率改变处8、坑外地下水位

搅拌桩施工搭接(dājiē)；

相邻建筑（构）物处；

地下管线相对密集位置；

管底标高一般在常年水位以下4～5m。共五十五页9、环境监测环境监测包括3倍基坑开挖深度范围内的建筑(jiànzhù)（构）物和地下管线。●建筑（构）物监测

与建筑（构）物长期沉降观测点的布设原则一致；

尽量利用建筑（构）物既有沉降观测点；

在墙角、柱身、门边等外形凸出部位；

能反映基础差异沉降处（房与主楼交接处、基础差异缝处）。●地下管线监测

听取管线主管部门的意见；

有弯头和丁字形接头；

每隔10~12米布设1个测点；

管线越长，测点间隔可以放长；

对变形敏感的部位，测点间距要变小；

承接式接头每23个节度布设1个测点。共五十五页基坑工程等级划分(huàfēn)及变形监控允许值

一级二级三级基坑深度(m)>149～14<9地下水埋深(m)<22～5>5软土层厚度(m)>52～5<2与邻近建筑基础或重要管线边缘净距(m)<0.5H0.5～1.0H>1.0H监控值设计值监控值设计值

上

海

市

墙顶位移(mm)305060100参考二级基坑，可适当放宽。

墙体最大位移(mm)608090120

地面最大沉降(mm)305060100

最大差异沉降6/100012/1000

应注意变形速率的控制(kòngzhì)：一级工程：<2mm/天；二级工程：<3mm/天。四、预警值的确定注：本表依照国家《建筑基坑工程技术规范》、《上海市基坑设计规程》；（1）依照相关规范共五十五页（2）经验类比值

煤气管的沉降和水平位移：均不得超过(chāoguò)10mm，每天发展不得超过2mm；

自来水管的沉降和水平位移：均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm；

坑外水位下降：不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm；

立柱桩隆起或沉降：不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；

（3）根据监测时程曲线

变形加速度小于0，则该工程是稳定的；

变形加速度等于0，工程进入“定常蠕变”状态，须发出警告；

变形加速度大于0，工程进入危险状态，须立即停工，进行加固。

各种时程曲线、特征曲线发生明显转折点或突变点，也应引起重视。共五十五页一、报表与监测曲线1、各监测项目报表与时程曲线；

2、各监测项目的速率报表与时程曲线；

3、各监测项目在不同工况和特殊日期变化发展形象图。

如：围护墙顶、建筑物和管线的水平位移平面图；

深层侧向位移曲线；不同深度的孔隙(kǒngxì)水压力和土压力图线。二、监测报告内容：

1、工程概况；

2、监测项目和各测点的平面和立面布置图；

3、所采用的仪器设备和监测方法；

4、监测数据处理方法和监测结果汇总表和有关汇总和分析曲线；

5、对监测结果的评价。第四节监测(jiāncè)报告共五十五页

一、工程概况

开挖深度：7.0米

挡土结构：650@800灌注桩，桩长14米；

支撑(zhīchēng)：609钢管；

止水帷幕：700@500（双头）搅拌桩，桩长12米。

二、环境条件

西侧电缆沟：距基坑净距约1.5米，埋深1.3米；

基坑内外都有工程桩（灌注桩和树根桩）。

三、监测主要目的

确保基坑稳定和施工的安全，控制基坑内外承台桩基的位移，

有效保护电缆沟。

四、监测项目与监测方案（一）围护墙顶沉降与水平位移（二）

围护墙体水平变形（三）钢支撑轴力（四）电缆沟水平位移与沉降（五）工程桩水平位移第五节基坑(jīkēnɡ)工程施工监测实例实例一共五十五页共五十五页五、监测(jiāncè)预警值观测项目围护桩顶水平位移围护桩顶沉降围护桩体水平变形钢支撑轴力工程桩水平位移预警值20mm20mm25mm200T20mm

六、部分监测(jiāncè)结果及分析（1）支撑拆除前，少数围护桩顶沉降达到预警值，支撑拆除后，局部围护桩顶沉降和水平位移超过预警值，基坑施工过程中整体稳定；

（2）部分测点超过预警值系基坑换撑的施工不当造成的。七、结论见附图共五十五页共五十五页共五十五页 基坑开挖面积约4500m2，基坑开挖深度大部分为7.2m,局部开挖深度为7.8m。围护结构采用钻孔灌注桩加一道混凝土支撑挡土,水泥土搅拌桩隔水。 (1)钻孔灌注桩700@950,桩端埋深16～17m； (2)隔水搅拌桩双排700@1000（部分采用700@950）双头水泥土搅拌桩，

桩端埋深12m；

(3)支撑主件(对撑、斜撑和角撑)断面(duànmiàn)为600mm×700mm,次件断面为450mm×700mm;压顶圈梁,断面为1100mm×750mm。 (4)立柱桩直径700或1000的钻孔灌注桩(利用主体结构工程桩),立柱为4根L110×12角钢组成钢格构架。一、工程(gōngchéng)概况二、基坑周边环境条件 本基坑工程位于市中心，基坑西面临近河道，地下室外墙离开用地界线5m；场地东部地下室外墙距离红线3m，道路为交通主干道。实例二共五十五页邻近建筑物：沉降(chénjiàng)监测拟布置5个点；邻近地面及地下管线沉降监测布13个点。