基坑监测技术在深基坑中应用—毕业论文

1、2015届本科（专科）毕业设计（论文）题目：基坑监测技术在深基坑中应用 目录摘 要51 深基坑工程的研究现状62 深基坑监测技术概述8 2.1深基坑工程的分析方法及技术82.1.1深基坑维护结构受力分析82.1.2 基坑抗隆起稳定性分析92.2 深基坑的影响因素102.2.1 渗流对基坑稳定性的影响102.2.2 深基坑工程中的冗余度问题113 监测点的布置与埋设123.1一级位移监测基准点的建立133.2场内二级基准点的埋设133.3基坑顶部位移观测点的布设143.4测斜管的埋设 143.5水位点的埋设153.6磁性沉降标的埋设153.7土压力计和孔隙水压力计埋设163.8应力计的埋设164

2、 现场监测方法174.1基坑监测的频率174.2基坑位移观测184.3磁性沉降标的测量184.4 测斜仪的测量184.5地下水位观测194.6应力计的测量194.7 邻近建筑物、地下管线及道路沉降测量205 现场监测原则205.1监控报警值的确定原则 205.2监测自始至终要遵循“五定”原则206 基坑监测中存在的常见问题217 深基坑技术的发展趋势238 结论24参考文献26致谢29摘 要 随着城市建设的发展，基坑监测已成了工程建设必不可少的重要环节。中心地带的地价日趋昂贵，向空中求发展、向地下深层要土地便成了建筑商追求经济效益的常用手段。基坑监测主要是对地下土体性质、荷载条件、施工环境的复

3、杂性，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测。本论文通过对深基坑监测技术和影响因素进行分析，得到具体监测点的布置与埋设，现场监测方法及常见问题。最后探讨了深基坑技术的发展趋势。 关键词深基坑；基坑监测；时效性；位移；沉降 AbstractWith the development of city construction,the foundation pit monitoringhas becomean important part of the project construction.Center of thepricemore expensive,the mea

4、ns usedto airfor development,landbecamebuilderspursuit economic benefits todeep underground.Foundation pit monitoringis mainlythe complexity ofunderground soilproperties,loading conditions,construction environment,monitoring ofsoil properties,environment and undergroundfacilitiesadjacent buildings,c

5、hangescausedin the construction processof the.Through the study on theinfluencefactorsof deep foundation pitmonitoring technology andanalysis,get thearrangement and embeddingspecificmonitoring points,on-sitemonitoring method andcommon problems.Finallydiscusses the developmenttrend ofthe technology o

6、fdeep foundation pit.keyworddeep foundation pit;excavation monitoring;timeliness;displacement; settlement1 深基坑工程的研究现状随着我国城市化进程的加快，各大中城市纷纷开发地下空间而且发展速度很快。一地铁工程为例，北京、上海、广州等多个城市已拥有多条地铁，还有多条路线仍在建设及规划建设，地铁建设热潮已蔓延至众多内陆城市。随着区域经济的迅速发展，越来越多城市趋于一体化方向发展。为缩短城市间的交通距离，提高通行流量，大型城际交通设施也得到了大量建设。近年来，越江（跨海）隧道呈现大直径、长进距离

7、达7.5km，是世界直径最大的隧道之一；在建的钱塘江过江隧道盾构直径与长江隧道相同，全长4.2km，将穿越著名的钱江涌潮河段。为避开既有地下设施，城市地铁的深度也在逐渐加深，如当前上海地铁最大深埋已超过30m。随着建筑体的巨大化，当前基坑开挖工程规模也越来越大，如上海500KV世博变电站基坑开挖深度超过了33m，是目前世界上最大的全地下变电站，上海虹桥综合交通枢纽工程基坑总面积超过15多万平方米。 随着地下工程建设规模和密度的提高，面临的技术挑战和施工风险也越来越大，特别是在沿江、沿海软土地区，由于其地质环境极脆弱敏感，建设难度剧增。近年来，地下工程导致的工程事故屡见不鲜，如 2003 年 7

8、 月，上海地铁 4 号线浦西联络通道特大涌水事故引起严重地面沉降，黄埔江大堤断裂、周边建筑倒塌，经济损失达 15 亿元; 2007 年 12 月，南京地铁 2 号线汉中门站至上海路站区间隧道施工涌水， 市区主干道路面塌方，形成约 10m 深、50m2 的大坑;2007 年 3 月，北京地铁 10 号线苏州街站东南出入口 处发生坍塌事故，塌方面积约 20m2 ，深约 11m，造成 6人死亡; 2008 年 11 月，杭州地铁 1 号线湘湖站基坑工 程倒塌失稳特大事故，地下连续墙围护结构完全倒 塌，11 辆汽车坠入坑中，21 人死亡; 2009 年 3 月，德国 科隆市中心南部地铁线路中的一段在建

9、设过程中全 部倒塌，造成周围地面数栋建筑被毁，使得科隆历史 档案馆严重受损，损失了无数的具有珍贵历史价值的 档案及资料; 2011 年 3 月，深圳地铁 1 号线续建工程大新站 3 号出入口发生基坑失稳事故，基坑附近路面 塌陷，出现直径约 4m、深 3m 的大坑，并导致市政排污 干管爆裂。由于地下工程施工常在管线密布、建筑物 密集、车流和人流量大的环境下进行，施工造成的地 基变形将危害到临近既有建筑物、市政管线及既有地 下设施，并可能影响人们的人身安全。以往已发生过 一些地下工程施工引起的环境影响的实例，如地铁工 程中，施工后发生地表沉降的概率较高。以深圳地铁1 号线的建设为例，施工期内地面沉

10、降事故占了总事故的 25% ，其中一期工程暗挖施工段最大地表沉降达到了 300mm。冗余度可以被认为是结构( 构件) 抵抗连续倒塌 的能力。结构冗余特性是指结构在初始的局部破坏 下改变原有的传力路径，并达到新的稳定平衡状态的 能力特征。充分的结构冗余特性允许结构“跨越”初始的局部破坏而不向外扩展，从而避免连续性破坏或 倒塌的发生。国外对结构连续倒塌问题及建筑的冗 余度已经进行了30余年的研究，连续倒塌分析受到了广泛的关注，并形成了相应的指导性文件。国内对连续倒塌分析也已针对一些重大工程开展了研究，并已在部分重要建筑的设计过程中引入了这一分析方法。 从近几十年来的重大基坑工程事故来看，单纯的土体

11、强度引起的基坑失稳所占比例有限，很多基坑事故都 是由于挡土结构或支撑体系等结构的局部破坏或局部变形过大引起的。因此，有必要针对重要地下工程 与基坑工程引入冗余度也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。监测在取得大量测试数据同时对工程总结经验、完善基坑的支撑、提高设计水平有着重要意义。2 深基坑监测技术概述2

12、.1深基坑工程的分析方法及技术2.1.1深基坑维护结构受力分析 基坑围护结构的受力分析是基坑设计分析的主要考虑因素之一。目前除无支护放坡开挖，围护结构 的主要形式有: 土钉墙、水泥土重力式挡墙、灌注桩排 桩围护墙、钢板桩围护墙、钢筋混凝土钢板桩围护墙、 型钢水泥土搅拌墙和地下连续墙。目前针对围护结 构的分析方法有极限平衡法、地基反力法和有限单元法。极限平衡法在基坑设计早期提出，一直被广泛应 用，是目前我国相关设计人员最熟悉的基坑支护设计 计算方法之一。由于它计算简单、使用方便，常用于 空间效应不明显、地层较均匀、周围环境较稳定的支 护结构。该方法不考虑墙体变形和横向支撑变形，仅通过已知的土压力

13、计算墙体的倾斜。极限平衡法的 关键和难点在于土压力的计算。Janbu 以及 Peck 首先对基坑周边土压力分布和计算进行了研究。魏汝 龙1对开挖卸载和被动区的土压力计算进行了研究;杨晓军等2 考虑地下水水压力对基坑的围护结构上土压力影响，提出了有地下水时土压力的计算方法;李广信3 对支护结构上水土压力的分算与合算进行了分析，并进一步针对渗透对土压力的影响进行了 分析4。 与极限平衡法相比，地基反力法可以考虑支撑轴力、墙体弯矩、土压力等随开挖过程的变化，能合理解释结构刚度和土刚度的作用，目前地基反力法以 m 法应用最为广泛。王建华等5建立空间三维 m 法并将 其应用于深基坑的支护分析中。有限单元

14、法可以考虑深基坑工程的复杂性，模拟 很多常规方法难以反映的因素，如土体的非线性、弹塑性、桩土接触面的摩擦效应等，因此该方法在实践 中得以广泛应用。Ou 等6利用三维有限元技术分析 了基坑的边角效应对围护体系的影响; 俞建霖等7用三维空间有限元研究了基坑开挖过程中围护结构变 形、土压力的空间分布及基坑的几何尺寸效应; R J Finno8利用三维有限元分析了基坑尺寸、围护墙刚度 对基坑支护和周边土体位移的影响。2.1.2 基坑抗隆起稳定性分析 基坑的抗隆起稳定性分析对保证基坑稳定和测控基坑变形有重要意义。当地基土和地面活荷载在减的弹塑性有限单元法。 应用极限平衡法研究基坑抗隆起稳定性主要有两类:

15、 其一是基于地基承载力的概念; 其二是圆弧滑 动法9-10。Terzaghi 以及 Bjerrum 和 Eide 均假设黏土基坑的稳定性由不排水抗剪强度控制，基于地基承载力模式分析黏土基坑抗隆起稳定性，并给出了稳定系数表达式。但这两种方法均适用于柔性挡土墙，而目前基坑工程中大多采用刚度较大的支挡结构( 如地下11连续墙 围护桩 。张耀东等 在 Bjerrum-Eide 方法的基础上进行了相关改进，提出的抗隆起稳定计算修正公式可以考虑支护墙体的入土深度、坑底下的软土层深度、坑底地基处理和工程桩等的影响; 王成华 等12基于 Terzaghi 承载力理论提出了基坑抗隆起稳定分析的临界宽度法，定义了

16、最可能发生基坑抗隆起失稳破坏的坑外临界宽度。我国基坑工程实践中也常用基于圆弧滑动破坏模式的抗隆起稳定分析方法，新修订的上海市工程建设规范 DG /TJ 08-612010基坑工程设计规范对分层地基中基坑抗隆起稳定分析的圆弧滑动模式给出了更为明确的计算公式。 极限平衡法是在假定破坏面上进行验算，在理论上是不严格的，其解与真实解的关系无法确定。相比之下极限分析法在理论上要比极限平衡法严格得多。Su 等13使用考虑非均质和强度各向异性的上限公式解析方法，分析了窄而深基坑的抗隆起稳定安全系 数; Chang 等14根据地基承载力的 Prandtl 破坏模式并应用上限理论推导了基坑抗隆起稳定性的解析公式

17、， 并对一些工程实例进行了计算与对比; 姜洪伟等15将Sekiguchi-Ohta 的各向异性本构方程求得的各向异性 不排水剪强度应用到深基坑的抗隆起稳定分析中，计算结果表明: 各向异性显著影响基坑抗隆起稳定安全 系数，忽略各向异性的影响将带来偏于不安全的结果; 邹广电16 基于 Prandtl 破坏模式得到了基坑抗隆 起稳定的上限分析公式，但是由于在确定速度场时使 用了简化方法，因此并非严格意义上的上限解; 黄茂17松等基于经典的 Prandtl 破坏模式 结合 Casagrande和 Carrillo 推荐的考虑土体应力主轴旋转的软黏土强度公式，运用塑性极限分析上限定理推导了非均质土层中深

18、基坑开挖的抗隆起稳定公式，研究了基坑开挖土体强度各向异性比、支护墙体入土深度、坑底软土 层厚度对抗隆起稳定安全系数的影响; 黄茂松等18进行进一步的修正，推导了更为严格的基于 Terzaghi 机构和 Prandtl 机构的基坑抗隆起稳定上限解析解。 数值极限分析方法往往比一般极限分析的解析方法得到更合理的破坏面和稳定安全系数。数值极 限分析方法主要包括极限分析有限元法和多块体极 限分析方法。B Ukritchon 等19采用的极限分析有限 元法计算了不排水和各向异性条件下基坑抗隆起稳 定系数的上限和下限，既有极限分析法理论上的严格 性又有有限元适用性强的特点; 秦会来等20提出了支 护墙体刚

19、性条件下的用于饱和黏土基坑抗隆起稳定 分析的多块体相容破坏模式，并使用 Monte Carlo 搜索 技术进行了优化，讨论了基坑宽度、坑底软土层厚度、 支护墙体与土体间侧摩阻、支护墙体入土深度和土体 强度非均质和各向异性等因素的影响。弹塑性有限单元法分析基坑抗隆起稳定性主要 使用强度折减有限单元法 ( SSRFEM) 。A T C Goh等21运用 SSRFEM 方法计算了软土中深基坑的抗隆 起稳定性，并给出了一个计算基坑抗隆起稳定性的简便公式 Cai 等 在 A T C Goh 的基础上 分析了 圆形基坑的抗隆起稳定性，并给出了圆形基坑坑底抗 隆起稳定性的设计图表; H Faheem 等23

20、的进一步针 对矩形基坑的三维分析表明: 抗隆起稳定性还受基坑 长宽比的影响，当基坑长宽比大于一定值时可忽略三维影响 陈福全等 采用 SSRFEM 方法 分析了不排 水条件下软土地基中内撑式排桩支护基坑开挖的抗 隆起稳定性。基于强度折减技术的弹塑性有限单元 法比较适用于复杂土层条件以及采用土钉和复合土 钉支护的基坑分析。2.2 深基坑的影响因素2.2.1 渗流对基坑稳定性的影响 当基坑开挖达到或者是超过地下水位时，地下水渗流不可避免地将对土体的稳定性产生重要影响，而大量的工程实践显示，渗流问题是许多基坑工程事故 的主要原因之一。南京马台街基坑破坏主要是由管 涌和流砂造成的，导致周围道路建筑物破坏

21、; 上海地 铁 2 号线西延伸段由于承压水涌出造成大面积渗水和 地面塌陷，因而在基坑稳定性分析和计算中必须高度 重视地下水及其渗流作用。25黄春娥等 利用有限元法计算渗流场 然后采用 考虑渗透力的圆弧滑动法分析基坑稳定性。在数值26分析方面董诚等应用 PLAXIS 模拟基坑内降水条件下基坑开挖过程的真实状态，分析渗流作用对深基坑整体稳定性的影响，同时采用有限元强度折减法并考虑流固耦合计算得到基坑整体稳定安全系数。另外对于深基坑工程，往往由于坑内降水使得坑内外水头相差很大，容易造成渗透破坏极大威胁基坑工程的安全。冉龙等27通过模型试验和数值模拟对深基坑渗透破坏模式进行了分析研究。2.2.2 深基

22、坑工程中的冗余度问题 对于基坑支护体系来说，其进行冗余度设计的目的就是通过合理地布置支护体系，采取必要的连接构造节点，在不增加支护体系造价或造价增加很小的前提下，增加支护体系的冗余度，防止局部支护体系发 生局部破坏引起整个支撑体系的变形显著增大或出 现整体破坏。目前国内外还未针对基坑工程开展冗28余度的研究。基于工程实践和理论研究 Zheng 等近期提出了基坑工程的冗余度的概念和基坑支护体 系冗余度的分类: 1） 基坑水平支撑系统的变形冗余度 基坑水平支撑系统的变形冗余度即水平支撑体系的承担竖向支挡结构传递来的荷载时产生变形的冗余度。水平支撑的布置应保证整个水平支撑体系 在不同的与竖向支挡结构

23、连接的位置具有大致相同 的刚度，整体上不同部位的变形差异不至过大。当水 平支撑体系中个别杆件强度或刚度不够时，水平支撑 体系能够将初始局部薄弱区域的荷载有效传递到能 够承担这些冗余荷载的周边结构上，使薄弱区域的变 形不会显著增加。 2）基坑水平支撑系统的稳定冗余度 基坑水平支撑系统的稳定冗余度包括 3 个方面，即: 同一道水平支撑系统的冗余度。对重要基坑工 程的水平支撑系统进行合理设计，使其在局部范围内 主要水平受力构件失效后仍能保证荷载的有效传递;或者在局部构件削弱时可将多余荷载传递到其他受 力路径; 或者局部位置作用冗余荷载( 例如基坑边局 部施工荷载过大) 传递至邻近构件，从而避免整个水

24、 平支撑体系出现破坏; 多道水平支撑的冗余度。当水平支撑系统有多道时，当某一道水平支撑失效时，其他标高的水平支撑可对竖向挡土结构 ( 地下连续 墙、柱列式排桩等) 的破坏起到延迟的作用，这也是重大基坑工程应具有的冗余度; 水平支撑与竖向挡土结构( 或腰梁) 的连接节点冗余度。当局部水平支撑 承受过大荷载时，除水平支撑本身应具有前述的冗余 度外，水平支撑与竖向挡土结构( 或腰梁) 之间连接节 点也应具有相应的冗余度。 3） 基坑竖向支挡结构的变形冗余度 基坑竖向支挡结构的变形冗余度是指基坑局部出现坑外过大荷载、局部土质条件较差、基坑局部深 挖等导致竖向支挡结构可能出现局部的变形过大时，由于基坑平

25、面性状、竖向支挡结构形式(地下连续墙、排桩等) 等，可将局部过大的荷载传递至相邻土体或竖向支挡结构，避免局部变形过大的能力。例如，在向外凸出的基坑支挡结构部位，在凸出部由于土拱等空间效应，加之地下连续墙或排桩中的腰梁、以及水平支撑的作用，向相邻部位转移冗余变形的能力就比向坑内突出的阳角形基坑好，后者变形的冗余度就较差，需加强腰梁及水平支撑，提高其冗余度。3 监测点的布置与埋设测点布设合理方能经济有效，监测项目的选择必须根据工程的需要和基地的实际情况而定。在确定测点的布设前，必须知道基地的地质情况和基坑的围护设计方案，再根据以往的经验和理论的预测来考虑测点的布设范围和密度。原则上，能埋的测点应在

26、工程开工前埋设完成，并应保证有一定的稳定期，在工程正式开工前，各项静态初始值应测取完毕。沉降、位移的测点应直接安装在被监测的物体上，只有道路地下管线若无条件开挖样洞设点，则可在人行道上埋设水泥桩作为模拟监测点，此时的模拟桩的深度应稍大于管线深度，且地表应设井盖保护，不止于影响行人安全；如果马路上有管线设备(如管线井、阀门等)的话，则可在设备上直接设点观测。3.1一级位移监测基准点的建立一级位移监测基准点的建立，应根据现场实地踏勘的情况，考虑基准点的稳定性和观测精度要求以及防止基准点高程变动造成的差错，在工程现场旁离基坑边3倍开挖深度距离的稳定土体中钻孔至中风化岩1M布设三个基准点进行互相校核，

27、三个基准点与场内的基准控制点沉降位移一级监测网，具体地点可由现场确定，基准点的埋设方法见附图3.1。 图3.1一级基准点的埋设3.2场内二级基准点的埋设场内二级基准点的埋设，场内基准点方便作业，从一级基准点引测的控制点，是与基坑每边成一直线布置的水平位移观测点构成沉降位移二级监测网，具体地点可由现场确定，基准点的埋设方法见附图3.2。 图3.2二级基准点的埋设3.3基坑顶部位移观测点的布设基坑顶部位移观测点的布设，如基坑位移监测采用基准点控制，水平位移观测点布置在基坑围护结构顶部。根据现场平面尺寸及测量规范要求，一般按平行于基坑围护结构以2030m的间距布设。3.4测斜管的埋设 在预定的测斜管

28、埋设位置钻孔，测斜管应根据地质情况，埋设在那些比较容易引起塌方的部位，一般按平行于基坑围护结构以2030m的间距布设；根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深，孔深一般为基坑的深度，即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零，并以此作为侧向位移的基准。 将测斜管底部装上底盖，逐节组装，并放大钻孔内。安装测斜管时，随时检查其内部的一对导槽，使其“十”槽始终与坑壁走向平午或垂直。管内注入清水，沉管到孔底时，即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实，固定测斜管。 测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净，将探头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否

29、有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵，在未确认测斜管导槽畅通时，不允许放入探头。 测量测斜管管口坐标及高程，做出醒目标志，以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表，以与测量结果对应。3.5水位点的埋设基坑在开挖前必须要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏，地下水的流动是引起塌方的主要因素，所以地下水位的监测是保证基坑安全的重要内容；水位监测管的埋设应根据地下水文资料，在含水量大和渗水性强的地方，在紧靠基坑的外边，以2030 m的间距平行于基坑边埋设，埋设方法与地下土体测斜管的埋设相同。3.6磁性沉降标的埋设用钻机在场地中预定位置钻孔（实际布设

30、孔位时要注意避开墙柱轴线）。根据各个测点的不同观测目的，考虑到上部结构的重量分布及结构形式以及实际土压力影响深度，综合取定各孔深尺寸及沉降标在孔中的埋设位置。 工业用PVC塑料管作为磁性探头的通道 （称为导管），导管两端设有底盖和顶封。将第一个磁性圆环安装在塑料管的端部，放入钻孔中。待端部抵达孔底时，将磁性圆环上的卡爪弹开；由于卡爪打开后无法收回，故这种磁性环是一次性的，不能重复使用，安装时必须格外小心。将需安装的磁性圆环套在塑料管上，依次放大孔中预定深度。确认磁性环位置正确后，弹开卡爪。测量点位要综合考虑基底压力影响深度曲线和地质勘探报告中有关土层的分布情况。固定探头导管，将导管与钻孔之间的

31、空隙用砂填实。 固定孔口，制作钢筋混凝土孔口保护圈。 测量孔口标高3次，以平均值作为孔口稳定标高。测量各磁性圆环的初始位置（标高）3次，以平均值作为各环所在位置的稳定标高。 b8x 3.7土压力计和孔隙水压力计埋设土压力计和孔隙水压力计，是监测地下土体应力和水压力变化的手段。对环境要求比较高的工程，都须安装。孔隙水压力计的安装，也须用到钻机钻孔，在孔中可根据需要按不同深度放入多个压力计，再用干燥粘土球填实，待粘土球吸足水后，便将钻孔封堵好了。土压力计要随基坑围护结构施工时一起安装，注意它的压力面须向外；并根据力学原理，压力计应安装在基坑的隐患处的围护桩的侧向受力点。这两种压力计的安装，都须注意

32、引出线的编号和保护。3.8应力计的埋设应力计是用于监测基坑围护桩体、水平支撑受力及腰梁锚索受力变化的仪器。它的安装也须在围护结构施工时请施工单位配合安装，一般选方便的部位，选几个有代表性的断面，每个断面装二只压力计，以取平均值；应力计必须用电缆线引出，并编好号。编号可购置现成的号码圈，套在线头上，也可用色环来表示，色环编号的传统习惯是用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白分别代表数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，现在购买的应力计均有编号及用有颜色的线区分，应力计必须用电缆线引出，并编好号。7GG9!测点布设好以后，必须绘制在地形平面示意图上。各测点须有编号，为使点名一目了然，各种类

33、型的测点要冠以点名，点名可取测点的汉语拼音的第一个字母再拖数字组成，如位移观测可定名为:WY-1,水位观测可定名为:SW-1,应力计可定名为：YL一1，测斜管可定名为：CX一1，如此等等，如图3.3 图3.3 平面示意图4 现场监测方法4.1基坑监测的频率基坑监测具有高时效性，观测间隔时间应按施工方案执行，基坑监测点布设两天后开始读测原始值,且应不少于2次。当基坑开始挖土时，监测次数要增加，一般情况下基坑开挖施工阶段为每3天一次，但如发现有异常情况应加密观测，可增加至每天一次甚至每两小时一次；基坑开挖完成地下室结构施工阶段应每7天一次；对每个测量项目在基坑设计方案及监测施工方案中均应明确预警值

34、和报警值，如方案中未明确应按相关规范规定执行，监测过程中如发现测量项目哪个点位达到预警值应及时在报告中进行预警标识，达到报警值时应及时向基坑施工及设计人员反馈情况，对超报警值部位分析原因，并作出处理意见和相关的安全保证措施。4.2基坑位移观测位移监测点的观测一般最常用的方法是偏角法同样，测站点应选在基坑的施工影响范围之外。外方向的选用应不少于3点，每次观测都必须定向，为防止测站点被破坏，应在安全地段再设一点作为保护点，以便在必要时作恢复测站点之用。初次观测时，须同时测取测站至各测点的距离，有了距离就可算出各测点的秒差，以后各次的观测只要测出每个测点的角度变化就可推算出各测点的位移量。观测次数和

35、报警值与沉降监测相同，当然也可用坐标法来测取位移量。如发现哪次位移过大应及时查看现场有没明显的位移，裂缝等，对测站点及至少每半个月与一级控制网复核一次，以确何测站测的准确无位移。每次的观测值与初始值比较即为累计量，与前次的观测数据相比较即为日变量。根据公认的数据，日变量大于3mm，累计变量大于35mm即应向有关方面报警。4.3磁性沉降标的测量 在深层沉降标孔口做出醒目标志，严密保护孔口。将孔位统一编号，以与测量结果对应。根据基坑施工进度，随时调整孔口标高。每次调整孔口标高前后，均须分别测量孔口标高和各磁性环的位置。 每次基坑有较大的荷载变化前后，亦须测量磁性环位置。4.4 测斜仪的测量测斜观测

36、采用加拿大RockTest公司测斜仪，其传感器为双测头结构，可同时测量正交的两个方向的倾斜量，仪器精度可达到0.01mm，读数器可自动记录现场测试数据。开发有Acculog-X2000软件系统，可以自动解释测量数据，完成分析与绘图输出等内业工作。 连接探头和测读仪，当连接测读仪的电缆和探头时，要使用原装扳手将螺母接上。检查密封装置、电池充电情况（电压）及仪器是否能正常读数。当测斜仪电压不足时必须立即充电，以免损伤仪器。 将探头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底以上0.5m处。注意不要把探头降到套管的底部，以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。为提高测量结果的可靠度

37、，每一测量步骤中均需一定的时间延迟，以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳（稳定的特征是读数不再变化）。若对测量结果有怀疑可重测，重测的结果将覆盖相应的数据。测量完毕后，将探头旋转180，插入同一对导槽，按以上方法重复测量，前后两次测量时的各测点应在同一位置上；在这种情况下，两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%，且符号相反，否则应重测本组数据。 用同样的方法和程序，可以测量另一对导槽的水平位移。侧向位移的初始值应取基坑降水之前，连续3次测量无明显差异之读数的平均值。 观测间隔时间通常取定为3d。当侧向位移的绝对值或水平位移速率有明显加大时，必须加密观测次数。 p3VHd# xS.Rpx

38、/8 4.5地下水位观测水位观测使用30m钢尺水位计,仪器最小分辨率为1mm。首次必须测取水位管管口的标高，从而可测得地下水位的初始标高。在以后的工程进展中，可按需要的周期和频率，测得地下水位和地下各土层标高的每次变化量和累计变化量。4.6应力计的测量锚索应力测量主要是采用振弦频率测定仪进行测量，当被测荷载作用在锚索测力计上，将引起弹性圆筒的变形并传递给振弦，转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振钢弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至频率测定仪上，即可测读出频率值，从而计算出作用在锚索测力计的荷载值。测量过程中应及时做好记录，记录时应记清各不同颜色线的读数，采集完数据后

39、进行内业处理计算。4.7 邻近建筑物、地下管线及道路沉降测量邻近建筑物、地下管线及道路沉降，基坑底的回弹或隆起监测可用水准仪及经纬仪进行观测，观测方法与基坑观测方法相同，但精度可降低些。5 现场监测原则5.1监控报警值的确定原则 满足设计计算的要求，不能大于设计值； 满足监测对象的安全要求，达到保护的目的； 对于相同条件的保护对象，应该结合周围环境的要求和具体的施工情况综合确定； 满足现行的有关规范、规程的要求； 在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。 5.2监测自始至终要遵循“五定”原则监测依据的基准点、工作基点和被观测物的观测点位要稳定；所用仪器、设备要稳

40、定；固定人员观测和整理成果；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。监测数据必须填写在为该项目专门设计的表格上。所有监测的内容都须写明：初始值、本次变化量、累计变化量。工程结束后，应对监测数据，尤其是对报警值的出现，进行分析，绘制曲线图，并编写工作报告。因此，记录好工程施工中的重大事件是监测人员必不可少的工作。6 基坑监测中存在的常见问题深基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验，甚至在一些达到国际水平，但仍存在一些问题需进一步研究或提高，以适应现代化经济建设的需要。深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种：6.1 土层开挖和边坡

41、支护不配套常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间，而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工一般来说，土方开挖技术含量相对较低，工序简单，组织管理容易。而挡土支护的技术含量高，工序较多且复杂，施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中，大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支付工作，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖工期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾挡土支护施工所需工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工，因支护施工无操作平台完成钻孔、注浆、布网和喷射砼等工作

42、，而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度，也难于保证工程质量，甚至发生安全事故，留下质量隐患。6.2 边坡修理达不到设计、规范要求常存在超挖和欠挖现象一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的砼初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机械操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度，顺直度极不规则，而人工修理时不可能深度挖掘，只能就机挖表面作平整度修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。6.3 成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求深基

43、坑支护所用土钉或锚杆钻孔直般为100150的钻杆成孔，孔深少则五、六米，深则十几米，甚至二十多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同，钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚至要做再次处理。6.4 喷射砼厚度不够、强度达不到设计要求目前建筑工程基坑支护喷射砼常用的是干拌法喷射砼设备4，其主要特点是设备简单、体积小，输送距离长，速凝剂可在进入喷射机前加入，操作方便，可连续喷射施工。虽然干喷法设

44、备操作简单方便，但由于操作手的水平不同，操作方法和检查控制等手段不全，混凝土回弹严重，再加上原材料质量控制不严、配料不准、养护不到位等因素，往往造成喷后砼的厚度不够、砼强度达不到设计要求。6.5 施工过程与设计的差异太大深层搅拌桩的水泥掺量常常不足，影响水泥土的支护强度。我们发现在同样做法的支护，发生水泥土裂缝，有时不是在受力最大的地段，检查下来，往往是强度不足，地面施工堆载在局部位置往往要大大高于设计允许荷载。施工质量与偷工减料的现象也并不少见。基坑挖土是支护受力与变形显着增加的过程，设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中土方老板往往不管这些框框，抢进度，图

45、局部效益。6.6 设计与实际情况差异较大深基坑支护由于其土压力与传统理论的挡土墙土压力有所不同，在目前没有完善的土压力理论指导下，通常仍沿用传统理论计算，因此有误差是正常的，许多学者对此进行了许多研究，在传统理论土压力计算的基础上结合必要的经验修正可以达到实用要求。问题是对这样一个极为复杂的课题，脱离实际工程情况，往往会造成过量变形的后果。如某些设计、不考虑地质条件、地面荷载的差异，照搬照套相同坑深的支护设计。必须根据实际地面可能发生的荷载，包括建筑堆载、载重汽车、临时设施和附近住宅建筑等的影响，比较正确地估计支护结构上的侧压力。6.7 工程监理不到位按规定高层建筑、重大市政等的深基坑是必须实

46、行工程监理的，大多数事故工程都没有按规定实施工程监理，或者虽有监理而工作不到位，只管场内工程，不管场外影响，实行包括设计在内的全过程监理的就更少。客观地说深基坑工程监理要求监理人员具有较高业务水平，在我国现阶段主要就只是监控支护结构工程质量、工期、进度，而对于设计监理与对住宅及周边环境的监控尚有一定差距，巫待完善与提高。6.8 施工监测不重视主要是建设单位为省钱不要求施工监测，或者虽设置一些测点，数据不足，忽视坑边住宅的检测，或者不重视监测数据，形同虚设。支护设计中没有监测方案，结果发生情况不能及时警报，事故发生后也不易分析原因，不利于事故的早期处理，省了小钱化大钱。为了减少支护事故，有待精心

47、设计、精心施工、强化监理，保护坑边住宅与环境，提高深基坑支护技术和管理水平。7 深基坑技术的发展趋势 基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境

48、的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。 目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的

49、趋势。在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构被动区土体的强度的方法。8 结论基坑监测是具有高时效性、高精度及等精度等特点时效性：测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次，GvfF;,aII:Pzh基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。高精度：普通工程测量中误差限值通常在数毫米，因此基坑施工中的测量通常采用

50、一些特殊的高精度仪器。 等精度：)iTB ;4 l i/ nHx基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。aGB?pn-对于对联深基坑需从设计、施工到监测均需步步为营，设计必须到位，除对基坑整个支护方案的设计，明确基坑的安全等级和各项的预警值；施工单位应严格按基坑设计文件进行施工，以确保工程质量，在施工过程中对存在问题或与设计图纸不符之处及时向设计单位反映，尽快处理解决；对于基坑监测单位，应由具有监测质资的第三方进行观测，应在基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案，监测方案应包括监控目的、

51、监控项目、监控预警值及报警值等，监测项目应能满足规范要求及基坑安全。随着时代的发展，深圳、广州、东莞等地的超高层大楼拔地而起，深基坑项目也越来越多，越来越深，为保证基坑施工过程的安全性，基坑监测可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施提供了充分的依据，故此所有深基坑均应全面做好基坑的监测。对于深基坑的施工应向新工艺、新技术、新材料等方面发展，既可加快基坑的施工进度同时又可节省相关费用，以保证基坑的安全性。参考文献1 魏汝龙 开挖卸载与被动土压力计算J 岩土工程学报， 1997，19( 6) : 88-922 杨晓军，龚晓南 基坑开挖中考虑水压力的土压力计算J 土木工程

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