高大钊深基坑工程的发展-2008-03|基坑工程『支护|降水』 - Page 6 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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3、基坑工程监测等级
3.1 基坑工程监测等级应根据基坑工程安全等级、周边环境等级和地基复杂程度划分。
3.2 基坑工程安全等级应根据破坏后果和基坑开挖深度按表1划分为三级。
表 1 基坑工程安全等级划分
基坑安全等级破坏后果、基坑开挖深度
一级破坏后果很严重或基坑开挖深度大于等于10m
二级破坏后果严重或基坑开挖深度介于7~10m
三级
破坏后果不严重和基坑开挖深度小于7m

3.3 周边环境等级应根据周边环境条件按表2划分为四个等级。
表 2 周边环境等级划分
周边环境等级周边环境条件
特级离基坑1H范围内有地铁、共同沟、大直径（大于0.7m）煤气（天然气）管道、大型压力总水管、高压铁塔、历史文物、近代优秀建筑等重要建（构）筑物及设施
一级离基坑1H~2H范围内有地铁、共同沟、大直径（大于0.7m）煤气（天然气）管道、大型压力总水管、高压铁塔、历史文物、近代优秀建筑等重要建（构）筑物及设施
二级离基坑1H范围内有重要支线、水管、大型建（构）筑物及设施等
三级离基坑2H范围以内没有需要保护管线或建（构）筑物及设施等
注：1.H为开挖深度（m）（以下同）
2.高压铁塔、历史文物、近代优秀建筑的划分应符合相关管理部门的规定

3.4 地基复杂程度应根据场地地基土土性、软弱程度和水文地质条件按表3划分。
表 3 地基复杂程度划分
地基复杂程度地基土土性、软弱程度和水文地质条件
复杂 2H深度范围内存在厚度较大的特软弱淤泥质粘土（土性指标：含水量大于55%；静探比贯入阻力小于0.40MPa）；坑底存在厚度较大的粉性土或砂土且隔水帷幕无法隔断；存在大面积厚层填土（厚度大于3m）、暗浜（塘）分布；水文地质条件：邻近江、河边（约1.5H水平距离以内）并有水力联系；有渗透性较大的含水层并存在微承压水或承压水（基坑影响深度范围以内）
中等 2H深度范围内存在淤泥质粘性土或粉性土；水文地质条件：离江、河边有一定距离（大于1.5H水平距离），并无水力联系
简单 2H深度内土性较好；无暗浜（塘）分布；水文地质条件简单
注：从复杂程度开始，有两项（含两项）以上，最先符合该等级标准者，即可定为该等级。

3.5 综合基坑工程安全等级、周边环境等级和地基复杂程度，基坑监测等级按表4可分为四级，并应明确基坑各侧壁工程监测等级。
表 4 基坑工程监测等级
基坑工程监测等级基坑工程安全等级周边环境等级地基复杂程度
特级一级特级复杂~中等
一级一级~二级特级~一级复杂~中等
二级二级~三级一级~二级中等~简单
三级三级三级简单
注：1.有两项（含两项）以上，最先符合该等级标准者，即可定为该等级；
2.当符合两个监测等级时，宜按周边环境高一等级考虑。

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4、基坑监测操作流程
施工监测一般可按图1的框图进行。

图1 施工监测框图
4.1前期工作
指监测单位、监测人员在接到任务书后，编制监测方案至进场监测这一阶段的工作。包括现场踏勘、对拟投入使用的设备进行检查及选用符合技术要求的仪器、设备、监测材料等。
4.2 现场监测工作
指在现场监测中所进行的一切工作。包括：监测元件的埋设安装、测试、仪器的检查、数据的采集和整理等工作。
4.3监测点的布设
围护体系监测点的布置应充分考虑基坑工程监测等级、围护体系的类型、形状、位置以及分段开挖长度、宽度和基坑施工进度等因素。监测点布置应能反映各类围护结构体受力和变形趋势；基坑围护墙侧边中部、阳角处、维护结构受力和变形较大处宜布置监测点，周边环境有重点监护对象处应加密检测点；不同监测项目的检测点宜布置在同一断面上；监测点布置尚应满足设计和施工单位要求。
4.3.1 围护墙侧向土压力监测点布置应符合下要求：
（1）监测点宜布置在受力较大及有代表性的围护体外侧；
（2）监测点平面间距宜为20~50m，且每侧边监测点至少1个；
（3）监测点垂直间距宜为3~5m，宜布置在土层中部，可预设在迎土面及迎坑面入土段的围护墙侧面。
4.3.2围护墙内力监测点布置应符合下要求：
（1）监测点宜布置受力较大围护墙体内；
（2）监测点平面间距宜为20~50m，且每侧边监测点至少1个；
（3）监测点竖向上宜布置在支撑点、拉锚位置、弯矩较大处，垂直间距宜为3~5m。
4.3.3冠梁及围檩内力监测点布置应符合下要求：
（1）监测点宜布置在支撑内力较大的支撑上；
（2）每道支撑内力监测点不应少于3个，并且每道支撑内力监测点位置宜在竖向上保持一致；
（3）对钢筋混凝土支撑，每个截面内传感器埋设不宜少于4个；对钢支撑，每个截面内传感器埋设不应少于2个；
（4）钢筋混凝土支撑和H型钢支撑内力监测点宜布置在支撑长度的1/3部位。钢管支撑采用反力计测试时，监测点应布置在支撑端头；采用表面应变计测试时，宜布置在支撑长度的1/3部位。
4.3.4基坑外地下水水位监测包括潜水水位监测和承压水水位监测，监测点布置应符合下列要：
（1）监测点宜布置在邻近搅拌桩施工搭接处、转角处、相邻建（构）筑物、地下管线相对密集处等，并宜布置在止水帷幕外侧约2m处；
（2）潜水水位监测点间距宜为20~50m，水文地质条件复杂处应适当加密；
（3）潜水水位观测管埋置深度宜为6~8m；
（4）对需要降低微承压水或承压水水位的基坑工程，监测点宜布置在相邻降压井近中间部位，间距宜为30~60m，每侧边监测点至少1个。观测孔埋设深度应保证能放映承压水水位的变化。
4.3.5基坑内地下水水位监测包括潜水水位监测和承压水水位监测，监测点布置应符合下列要：
（1）潜水水位监测点宜布置在相邻降水井近中间部位；
（2）潜水水位观测管埋置深度不宜小于基坑开挖深度以下3m；
（3）对需要降低微承压水或承压水水位的基坑工程，监测点宜布置在基坑中部、相邻降压井近中间部位。观测孔埋设深度应满足设计要求。

4.3.6孔隙水压力监测点布置应符合下列要求：
（1）监测点宜在水压力变化影响深度范围内按土层布置，竖向间距宜为4~5m，涉及多层承压水层时应适当加密；
（2）监测点数量不宜少于3个。
4.3.7土体深层侧向变形（测斜）监测点布置应符合下列要求：
（1）监测点应布置在邻近需要重点监护的地下设施或建（构）筑物周围土体中；
（2）监测点布置间距宜为围护墙侧向变形监测点布置间距的1~2倍，并宜布置在围护墙体顶部水平偎依监测点旁，每侧边监测点至少1个；
（3）土体深层侧向变形（测斜）孔埋设深度宜大于维护墙（桩）埋深5~10m。
4.3.8坑底隆起（回弹）监测点布置应符合下列要
（1）监测点宜按剖面布置在基坑中部；
（2）监测剖面间距宜为20~50m，数量不应少于2条；
（3）剖面上监测点间距宜为10~20m，数量不宜少于3个。

4.4 监测方法和技术要求
4.41土压力量测
（1）一般规定
土压力量测主要是指量测作用在挡土墙即围护墙体上的侧向土应力。
（2）设备和仪器
土压力量测主要的元件为土压力盒，采集数据的设备为数字式频率仪。
（3）埋设与安装
土压力量测前，应选择合适的土压力盒。土压力盒的传感器的量程应满足被测压力范围要求，其上限可取最大设计力的1.2倍；分辨率不大于0.2%（F.S），精度为±0.5%（F.S）；稳定性强、坚固耐用、防水性能好，并具有抗震和抗冲击性能；匹配误差较小。现场量测，采用袖珍式数字频率接收仪。
① 土压力盒的现场埋设和安装
土压力盒埋设于压力变化的部位即压力曲线变化处，用于监测界面土压力。土压力盒垂直埋设间距原则上为盒体间距的3倍以上（≥0.6m），土压力盒的受压面须面对量测的土体；埋设时，承受土压力盒的土面须严格整平，回填的土料应与周围的土料相同（去除石料）用人工分层夯实，土压力盒及其电缆上压实的填土超过1m以上，方可用重型碾压机施工。
②数据采集
a 在施加土压力盒预应力前，把土压力盒的电缆引至方便正常测量时为止，并进行土压力盒的初始频率的测量，并记录在案。
b 施加在土压力盒预应力达设计标准后即可开始正常测量。
c 变化量的确定：一般情况下，本次土压力测量与上次同点号的土压力的变化量或与同点号初始土压力值之差为本次变化量。使用数字式频率仪对土压力盒进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制土压力变化曲线。

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支护结构内力的量测
（1）一般规定
支护结构内力的量测是指深基坑工程中采用的围护墙（桩）、支锚结构、围檩及防渗帷幕等支护结构的内力（应力、应变、轴力与弯矩等）。
（2）仪器和设备
支护结构内力的量测的所选用的元件对于不同的测试对象分别为钢筋测力计、反力计（又称轴力计）、表面应变计等，数据采集设备为数字式频率仪。
（3）埋设与安装
支护结构内力的量测前，根据不同的测试对象选择相应的应力元件（钢筋测力计、反力计（又称轴力计）、表面应变计等）。应力元件的量程应满足被测压力范围要求，因大于设计力的1.2倍；分辨率不大于0.2%（F.S），精度为±0.5%（F.S）。在现场量测中，接受多采用袖珍式数字频率接收仪，使用携带方便，量测简便快捷。

钢筋测力计
①钢筋测力计的现场埋设和安装
钢筋测力计安装有：碰焊法和绑焊法两种；碰焊法：可用连接杆与钢筋先碰接，然后与钢筋测力计连接，连接后再制钢筋笼；绑焊法：准备与钢筋主筋直径相同的的钢筋若干，长度一般为：25~35cm，用两根25~35cm的钢筋等距离夹在连接杆与主筋接头处两旁，单面满焊即可。如用单根25~35cm的钢筋应双面满焊，然后连接钢筋计后再制钢筋笼；绑焊接时为了避免温度过高而损坏仪器，焊接时仪器要包上湿棉纱并不断地浇冷水，直到焊接完毕后钢筋冷却到一定温度为止；一般直径小于25mm的仪器才能适用对焊机对焊，直径大于25mm的仪器不宜采用对焊焊接。
②钢筋测力计数据采集
a 在施加钢筋测力计预应力前，把钢筋测力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行钢筋测力计的初始频率的测量，并记录在案。
b 施加在钢筋测力计预应力达设计标准后即可开始正常测量。
c 测试值宜考虑温度变化的影响。
d变化量的确定：一般情况下，本次支撑内力测量与上次同点号的支撑内力的变化量或与同点号初始支撑内力值之差为本次变化量。使用数字式频率仪对钢筋测力计进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制支撑内力变化曲线。

反力计（又称轴力计）
① 反力计（又称轴力计）的现场埋设和安装
a由厂家配套提供的反力计安装架，安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿（活络头）上的钢板电焊焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。
b等待冷却后，把反力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把反力计牢固的固定在安装架内，使支撑吊装时，不会把反力计滑落下来
c把反力计电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，使钢支撑在吊装过程中不会损伤电缆。把反力计的电缆引至方便正常测量时为止。
d钢支撑吊装到位后，即安装架的另一端（空缺的那一端）与围护墙体上的钢板对上，反力计与墙体钢板间最好再增加一块钢板250mm*250mm*25mm，防止钢支撑受力后反力计陷入墙体内，造成测值不准等情况发生。

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②数据采集
a在施加钢支撑预应力前，把反力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行反力计的初始频率的测量，并记录在案。
b 施加钢支撑预应力达设计标准后即可开始正常测量。
c 测试值宜考虑温度变化的影响。
d变化量的确定：一般情况下，本次支撑轴力测量与上次同点号的支撑轴力的变化量或与同点号初始支撑轴力值之差为本次变化量。使用数字式频率仪对反力计进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制支撑轴力变化曲线。

表面应变器
①表面应变器的现场埋设和安装
a 先将模件固定在两个支座上，支座底面一定要同一个水平面上；
b然后将支座焊接到监测点上，方向一定要与钢支撑受力方向平行，然后把支座焊接在钢支撑上；
c待支座冷却后方可将表面应变器元件安装在支座上，安装时务必使表面应变器的初始值在一定范围内。
②数据采集
a 在施加表面应变器预应力前，把表面应变器的电缆引至方便正常测量时为止，并进行表面应变器的初始频率的测量，并记录在案。
b 施加表面应变器预应力达设计标准后即可开始正常测量。
c测试值宜考虑温度变化的影响。
d变化量的确定：一般情况下，本次支撑内力测量与上次同点号的支撑内力的变化量或与同点号初始支撑内力值之差为本次变化量。使用数字式频率仪对表面应变器进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制支撑内力变化曲线。

4.4.3孔隙水压力与地下水位的量测
（1）一般规定
在深基坑施工中，往往需要进行降水，降水则可能对领近建筑物或管线产生不均匀沉降或开裂的危害，影响到建筑物的安全，所以需测量孔隙水压力或地下水位的变化。
（2）仪器与设备
测量孔隙水压力或地下水位的变化，需要用孔隙水压力计或水位计来进行测定。
① 测量孔隙水压力主要使用的设备为孔隙水压力计与数字式频率仪。
孔隙水压力计应满足下列要求：
a量程应满足被测压力范围要求，其上限可取静水压力与超孔隙水压力之和的1.2倍；
b分辨率不大于0.2%（F.S），精度为±0.5%（F.S）
c稳定性强、坚固耐用、防水性能好，并具有抗震和抗冲击性能。
② 测量地下水位的主要设备为水位管和水位计。
（3）埋设与安装
孔隙水压力
孔隙水压力计的使用场合很多，埋设安装应根据不同的使用条件进行考虑。我们主要是用于测量土壤的空隙水压力。
① 孔隙水压力计应在基坑降水前1周埋设，埋设前应符合下列要求：
a孔隙水压力计应浸泡饱和，排除透水石中的气泡；
b检查核对孔隙水压力计的出厂率定数据，整理压力——频率（或压力——电阻）曲线，并用回归方法计算各空隙水压力计的标定系数，提供不同压力的标定曲线。
② 孔隙水压力计埋设时应符合下列要求：
a钻孔直径宜为100~130mm，并且保持钻孔圆直、干净；
b观测段内应回填透水填料，并用膨润土球或注浆封孔；
c当一孔内埋设多个孔隙水压力计时，其间隔不应小于1m，并采取措施确保各个元件间的封闭隔离。
③数据采集
a 在测试孔隙水压力之前，把孔隙水压力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行孔隙水压力计的初始频率的测量，并记录在案。
b 变化量的确定：一般情况下，本次孔隙水压力测量与上次同点号的孔隙水压力的变化量或与同点号初始孔隙水压力值之差为本次变化量。使用数字式频率仪对孔隙水压力计进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制孔隙水压力变化曲线。

地下水位监测
地下水位监测采用钻孔内设置水位管的方法测试。
①潜水水位管应在基坑降水之前设置，钻孔孔径不应小于110m，水位管直径为50mm~70mm。水位管上段应用膨润土球封至孔口，水位管管口应加盖保护。
②承压水水位管直径为50mm~70mm，滤管长度应满足监测要求，与钻孔孔壁间应灌砂填实，被测含水层与其他含水层间应采取有效隔水措施，含水层以上部应用膨润土球封至孔口，水位管管口应加盖保护。
③数据采集
水位管埋设后，应采用水位计逐日连续观测水位，测试值为观测值与初始值之差，监测值精度为±1cm，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制水位变化曲线。

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位移测量
（1）一般规定
土体位移是控制工程成败的关键，位移变形主要包括：深层水平位移、坑底隆起。
（2）仪器与设备
①深层水平位移监测的主要设备为测斜仪和测斜管。测斜仪的分辨率不应大于0.01mm/m，精度为±0.1mm。测斜管采用PVC工程塑料或铝合金材料制成，直径在45~90mm，管内应有两组互相垂直的纵向导槽。
②坑底隆起主要采用的仪器为沉降管、沉降环、数字式频率仪。
（3）埋设与安装
深层水平位移
①深层水平位移埋设与安装
测斜管埋设可采用钻孔法，在地下连续墙、钻孔灌注桩排桩、SMW工法桩等围护结构中采用绑扎法、钢抱箍法。测斜管应在基坑开挖至少一周前埋设，埋设时应符合下列要求：
a测斜管长度应与围护结构深度相同；
b测斜管保持垂直，其中一组导槽应与需要测量方向保持一致；
c每相邻节测斜应紧密对接，保持导槽顺畅；
d）测斜管与钻孔之间孔隙应填充密实。
②数据采集
a测斜管埋设后应在基坑开挖至少2d前测定侧向变形初始值，取至少2次观测的平均值作为初始值。
b深层水平位移测试时：测斜仪探头应沿导槽缓缓沉至孔底，在稳定10~15min后，自下而上以0.5m或1m为间隔，逐段测出需量测方向上的位移；每测点应进行正、反两次测量。
c量测数据填入监测日报表中，进行内业整理，并填写成果汇总表及绘制深层水平位移变化曲线。
坑底隆起
①坑底隆起埋设与安装
沉降仪的安装，需在土层里钻孔，再将预先设计好的测管及沉降环放入坑底预测土层中，每个测点埋设两个沉降环，以便进行对比分析，然后再在外侧利用膨润土球填实。
②数据采集
监测点宜在基坑开挖前一周埋设，至观测数据稳定后，测读各监测点的初始高程。使用数字式频率仪对坑底隆起进行数据采集，填入监测日报表中，并填写成果汇总表及绘制坑底隆起变化曲线。

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5、监测技术成果文件编制。
5.1一般规定：
5.1.1监测技术成果文件宜包括监测过程中提供的监测日报表（速表）、监测中间报告（阶段报告）和最终报告。
5.1.2成果文件中提供的数据、图表应客观、真实、准确。
5.1.3成果文件应标识工程名称、工程编号、编写单位、提交报告日期等。
5.1.4中间报告和最终报告应标识主要工程负责人、审核人、审定人、企业行政负责人以及企业名称等，并应加盖企业行政章。

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5.2 监测日报表和中间报告
5.2.1监测日报表（速报）应包括下列内容：
（1）实测基坑围护体系各监测项目的日变量值、累计变量值，必要时绘制有关曲线图；
（2）实测基坑周边环境各监测项目的日变化量、累计变量值、必要时绘制有关曲线图；
（3）应对出现的异常情况进行简要分析，并提出相关建议，对达到和超过监测报警值监测点应有明显的报警标识；
（4）注明工程名称、编号、填写日期、天气情况、有关施工工况以及发出监测报警的施工措施，并由工程负责人、记录人、计算人、校核人签字。
5.2.2监测中间报告（阶段）应包括下列内容：
（1）相应阶段的施工概况；
（2）相应阶段基坑维护体系和周边环境的监测项目和监测点布置；
（3）对各项监测数据进行整理、统计，并绘制成有关图、表；
（4）监测报警情况及施工处理措施；
（5）对相应阶段基坑围护体系和周边环境的变化趋势进行分析、评价，并提出相关建议；
工程负责人、审核人签字。

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5.3最终报告
5.3.1最终报告应包括文字报告和图表二大部分。
5.3.2文字报告应包括下列内容：
（1）工程概况；
①工程地点、建筑和设计、施工、监理单位名称；
②基坑工程及周边环境概况；
③监测依据以及执行的重要技术规范、标准；
④监测目的、要求以及主要监测内容；
⑤监测起止日期、投入人员、主要设备仪器以及完成工作量。
（2）工程地质概况：
①应用勘察报告的企业名称、编号等；
②本场地地层构成与特性以及地基土主要指标；
③地下水类型、埋深条件、水位标高等；
④场地明（暗）浜等不良地质现象，包括填土、明（暗）浜埋深等。
（3）基坑周边环境：
①周边建（构）筑物位置、结构、层数等现状；
②周边地下管线种类、位置、埋深等
（4）监测项目：
①基坑维护体系监测项目；
②基坑周边环境监测项目。
（5）监测点布置：
①基坑围护体系各监测项目监测点布置（包括平面以及垂直向布置）；
②基坑周边环境监测项目监测点布置。
（6）监测设备与监测方法
①基坑围护体系各监测项目、主要监测方法和设备（观测仪器名称、型号、测读精度、传感器名称、型号、量程以及测读精度）以及监测值精度；
②基坑周边环境各监测项目、主要监测方法和设备（观测仪器名称、型号、测读精度）以及监测值精度。

（7）监测报警值与监测频率；
（8）监测成果分析；
（9）结论及建议。