第七章 基坑工程施工监测

1、石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第七章第七章 基坑工程施工监测基坑工程施工监测安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室安

2、全检测技术及应用安全检测技术及应用石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第一节第一节 概述概述 在现代城市建设工程中，随着高层建筑的大量建造和大规模地下空间的开发利用，施工中碰到的基坑面积越来越大，深度越来越深（已达20多米），同时人们又要求基坑施工过程中对周围环境的影响要小。 基坑工程一旦出现问题，往往会危及人的生命，造成巨大经济损失，产生不良的社会影响，所以基坑工程的重要性逐渐被人们所认识。基坑工程的设计、施工及监测技术也随之而发展提高，并形成一个相对独立的专业工程。第七章第七章 基坑工程施工监测基坑工程施工监测石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室一、基坑监测的重要性

3、和目的1、监测的重要性 基坑的开挖必然引起土体的变形，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。因此，在深基坑（ ）施工过程中，只有进行全面系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行。通过监测，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修正设计参数。 经过多年的实践，实施基坑工程监测不仅已经成为市政建设管理部门强制性指令措施，同时也已被业主、监理、设计和施工等单位自觉执行。第一节第一节 概述概述m7石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室2、基坑监测的目的（1）检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，

4、指导基坑开挖和支护结构的施工；（2）确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；（3）积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。第一节第一节 概述概述石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室二、基坑监测的基本要求1、要有计划：主要根据监测要求和业主下达的监测任务，做好详细的监测方案；2、监测数据必须真实可靠；3、监测数据必须是及时的，尽量做到当天报表当天出4、埋设于结构中的监测元件应尽量减少对结构的正常受力的影响；5、采取多种方法，实行多项内容的监测方案；6、对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度；7、应作好监测记录表、数据报表、图表和曲线及报告第一节第

5、一节 概述概述石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室 监测内容：一是围护结构本身的监测，包括围护桩墙、支撑、围檩、圈梁、立柱、坑内土层；二是相邻环境的监测，包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等，具体监测内容见表3-1（P-147）。 一、肉眼观察 （1）主要观察围护结构和支撑体系的施工质量、围护体系是否有渗漏水、渗漏水的位置和多少、施工条件的改变情况、坑边堆载的变化、管道渗漏和施工用水的不适当排放，以及降雨等气候条件的变化等对基坑稳定和环境安全性关系密切的信息。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（2）要密切注意基坑周围的地面裂缝、

6、围护结构和支撑体系的工作失常情况，邻近建筑物和构筑物的裂缝等工程隐患，以便及时发现隐患苗头，及时处理，尽量减少工程事故的发生。二、围护墙顶水平位移和沉降监测（1）沉降监测仪器：主要采用精密水准测量仪。（2）沉降监测基准点：在一个测区内，应设3个以上，位置距基坑开挖深度5倍距离以外的稳定地方。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（3）水平位移监测方法 采用视准线法（轴线法）：沿欲测量的基坑边线设置一条视准线，在该线的两端设置工作基点A、B，测量观测点到视准线间的距离，从而确定偏离值的方法。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法AB基坑12

7、3石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室三、深层水平位移测量1、定义 深层水平位移测量就是测量围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移（也就是测量基坑不同深度处的变形）。2、测试仪器 采用测斜仪，它是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器，一般由测头、测斜管、测读设备等组成。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室土石坝、岩土边坡、建筑基坑、堤防、地下建筑工程、港务工程XB338-2滑动式测斜仪滑动式测斜仪(自动记录自动记录) 第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学

8、院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法测斜仪测斜仪石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法钻孔测斜仪钻孔测斜仪石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法四、土体分层沉降测试1、定义 土体分层沉降是指离地面不同深度处土层内的点的沉降或隆起。2、测试仪器及组成 通常采用磁性分层沉降仪测量。 组成：探头、分层沉降管和钢环（埋设于土层中）、带刻度标尺的导线及电感探测装置。石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室分层沉降仪第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实

9、验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室五、基坑回弹监测1、基坑回弹：是指由于基坑开挖对坑底土层的卸荷过程引起基坑底面及境外一定范围内土体的回弹变形或隆起。 深大基坑的回弹量对基坑本身和邻近建筑物都有较大影响，因此需作基坑回弹监测。2、监测仪器（1）回弹监测标（2）深层沉降标第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室六、土压力与孔隙水压力监测1、土压力：是指基坑周围的土体传递给挡土构筑物的压力，也叫支护结构与土体的接触压力，或由自重及基坑开挖后土体中应力重分布引起的土体

10、内部的应力。 通常采用土压力盒监测，比如钢弦式土压力盒或电阻式土压力盒等。2、孔隙水压力测试（1）测试目的：孔隙水压力量测结果可用于固结计算及有限应力法的稳定性分析，在打桩、堆载预压法地基加固的施工速度控制、基坑开挖、沉井第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室 下沉和降水等引起的地表沉降的控制中具有十分重要的作用。其原因在于饱和软粘土受荷后，首先产生的是孔隙水压力的增高或降低，随后才是土颗粒的固结变形。孔隙水压力的变化是土层运动的前兆，掌握这一规律，就能及时采取措施，避免不必要的损失。（2）测试仪器：采用孔隙水压力计，分为钢弦式、电阻式、气动

11、式三种类型。 其组成：由金属壳体和透水石组成。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室3、工作原理 孔隙水压力计的工作原理是把多孔元件（如透水石）放置在土中，使土中水连续通过元件的孔隙（透水后），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。4、埋设 孔隙水压力计的安装与埋设应在水中进行，滤水石不得与大气接触，一旦与大气

12、接触，滤水石应重新排气。 埋设方法：压入法和钻孔法。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室七、支挡结构内力监测 1、测试仪器 采用钢筋混凝土材料制作的围护支挡构件，其内力或轴力的测试通常采用钢筋计。通过测定构件受力钢筋的应力或应变，然后根据钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件计算而得到其内力。 2、分类 钢筋计分为：钢弦式和电阻应变式两种。 第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（1）钢弦式钢筋计第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室 钢弦式

13、钢筋计的安装：与结构主筋轴心对焊，是与主筋串联连接的。由钢弦振动频率的变化而计算得到钢筋的应力值。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（2）电阻应变式钢筋计 它是与主筋平行绑扎或点焊在箍筋上，应变仪测得的是混凝土内部该点的应变。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法钢筋计钢筋计绑扎或焊接绑扎或焊接石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法3、量测内容 通过埋设在钢筋混凝土结构中的钢筋计，可得： （1）围护结构沿深度方向的弯矩； （2）基坑支撑结构的轴力和弯矩； （3）圈梁或围檩的平面弯矩；

14、 （4）结构底板所受的弯矩。石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室八、土层锚杆试验和监测1、锚杆试验 土层锚杆试验分为：基本实验、验收试验和蠕变实验三种。新型锚杆或已有锚杆用于未曾应用过的土层都需做至少3个锚杆基本实验；对于塑性指数大于17的淤泥及淤泥质土层中的锚杆应进行至少8组蠕变试验，锚杆施工好后需抽取5%并至少3根锚杆进行验收试验；用于试验的锚杆其锚杆参数、材料和施工工艺必须与工程锚杆相同。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室2、锚杆监测 在基坑开挖过程中，锚杆要在受力状态下工作数月，为了检查锚杆在整个施工期间是否按设计预定

15、的方式起作用，有必要选择一定数量的锚杆作长期监测。 锚杆监测采用锚杆轴力计。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室九、地下水位监测 1、监测仪器：采用钢尺或钢尺水位计。 （1）钢尺水位计：其工作原理是在已埋设好的水管中放入水位计测头，当测头接触到水位时，启动讯响器，此时，读取测量钢尺与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程。 （2）钢尺：对于地下水位比较高的水位观测井，也可采用干的钢尺直接插入水位观测井，记录湿迹与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁

16、道学院安全实验室SWJ-90型钢尺水位计型钢尺水位计 第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室十、相邻环境监测1、监测原因 基坑开挖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和市政管线的正常使用，甚至导致破坏，因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。2、监测目的（1）根据监测数据及时调整开挖速度和支护措施，以保护邻近建筑物和管线不因过量变形而影响它们的正常使用功能或破坏。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（2）对邻近建筑物和管线的实际变形提供实测数据，以对邻近建筑物

17、的安全作出评价，使基坑开挖顺利进行。3、监测范围及周期 相邻环境监测的范围宜从基坑边线起到开挖深度约23倍的距离； 监测周期应从基坑开挖开始至地下室施工结束为止。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室4、建筑物变形监测（1）监测项目：沉降监测、倾斜监测、水平位移监测、裂缝监测。（2）监测前必须收集的资料 1）建筑物结构和基础设计图纸，建筑物平面布置及其与基坑围护工程的相对位置等； 2）工程地质勘查资料，地基处理资料； 3）基坑工程围护方案、施工组织设计等。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验

18、室（3）监测点布设 1）邻近建筑物变形监测点布设的位置和数量应根据基坑开挖有可能影响到的范围和程度，同时考虑建筑物本身的结构特点和重要性确定。通常每天监测1次，监测总周期一般为数月。 2）沉降监测的基准点必须设置在基坑开挖影响范围之外（至少大于5倍基坑开挖深度），同时也需要考虑到重复量测通视等便利，避免转战引点导致的误差。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（4）建筑物现状调查 在基坑工程施工前，必须对建筑物的现状进行详细的调查，调查的内容包括：建筑物沉降资料，开挖前基准点和各监测点的高程，建筑物裂缝的宽度、长度和走向等，并做好素描和拍照等

19、记录工作。将调查结果整理成正式文件，请业主及施工、建设、监理、监测等有关各方签字或盖章认定，作为以后发生纠纷时仲裁的依据。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室5、相邻地下管线监测（1）地下管线监测的重要性 地下管线是城市生活的命脉，地下管线的安全与人民生活和国民经济紧密相连，施工破坏地下管线造成的停水、停电、停气以及通信中断事故频发，因此，必须进行地下管线监测。（2）监测内容 相邻地下管线的监测内容包括垂直沉降和水平位移两部分。其测点位置和监测频率应在对管线状况进行充分调查后确定，并与有关管线单位协调认可后实施。第二节第二节 监测内容和方法

20、监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室（3）地下管线调查内容 1）管线埋置深度、管线走向、管线及其接头的型式、管线与基坑的相对位置等。可根据城市测绘部门提供的综合管线图，并结合现场踏勘确定； 2）管线的基础型式、地基处理情况、管线所处场地的工程地质情况； 3）管线所在道路的地面人流与交通状况，以便制定适合的测点埋设和监测方案。第二节第二节 监测内容和方法监测内容和方法石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第三节第三节 监测方案设计监测方案设计1、监测方案设计前提 必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案、以及基坑工程相邻环境详尽的调查基础之上； 同

21、时还需要与工程建设单位、施工单位、监理单位、设计单位、以及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。第三节第三节 监测方案设计监测方案设计石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室2、监测方案制定的主要步骤（1）收集有关资料：包括工程地质勘察报告、围护结构和建筑工程主体结构的设计图纸及其施工组织设计、平面布置图、综合管线图等；（2）现场踏勘：重点掌握地下管线走向、相邻构筑物状况，以及它们与围护结构的相互关系；（3）提交监测方案初稿：拟定监测方案初稿，提交委托单位审阅，同意后由建设单位主持有市政道路监察部门、邻近建筑物业主、有关地下管线单位参加的协调会议，形成会议纪要。（4）根据会议纪要精神，

22、对监测方案初稿进行修改，形成正式监测方案。第三节第三节 监测方案设计监测方案设计石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室3、监测方案设计的主要内容（1）确定监测内容；（2）确定监测方法、监测仪器、监测元件量程、监测精度；（3）确定施测部位和测点布置；（4）制定监测周期、预警值及报警制度。（5）明确叙述工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案、基坑工程相邻环境等内容。第三节第三节 监测方案设计监测方案设计石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室4、监测内容确定原则（1）监测简单易行、结果可靠、成本低、便于实施（2）监测元件要尽量靠近工作面安设；（3）所选择的被测物理量要概念明确，

23、量值显著，数据易于分析，易于实现反馈；（4）位移监测是最直接易行的，因而应作为施工监测的重要项目，同时支撑的内力和锚杆的拉力也是施工监测的重要项目。第三节第三节 监测方案设计监测方案设计石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室5、监测方案应满足的要求（1）能确保基坑工程的安全和质量；（2）能对基坑周围的环境进行有效的保护；（3）能检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，为改进设计、提高工程整体水平提供依据。第三节第三节 监测方案设计监测方案设计石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告一、监测报表 1、对监测报表的要求（1）在基坑

24、监测前，要设计好各种记录表格和报表（2）记录表格和报表应按监测项目、根据监测点数量合理地设计，记录表格的设计应以记录和数据处理的方便为原则，并留有一定的空间；（3）一般对监测中出现和观测到的异常情况应作及时的记录。 第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室2、监测报表的形式（1）当日报表 最重要的报表，通常作为施工调整和施工安排的依据；（2）周报表 通常作为参加工程例会的书面文件，它是对一周的监测结果作简要的汇总；（3）阶段报表 作为某个基坑施工阶段监测数据的小结。第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验

25、室石家庄铁道学院安全实验室3、监测日报表的提交及要求 监测日报表应及时提交给工程建设、监理、施工设计、管线与道路监察等有关单位，并另备一份经工程建设或现场监理工程师签字后返回存档，作为报表收到及监测工程量结算的依据。 报表中应尽可能配备形象化的图形或曲线，如测点位置图或桩墙体深层水平位移曲线图等，使工程施工管理人员能够一目了然。 报表中呈现的必须是原始数据，不得随意修改、删除，对有疑问或由人为和偶然因素引起的异常点应该在备注中说明。第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室二、监测曲线 1、监测曲线形式 除了要及时给出各种类型的报表、测点

26、平面布置图和剖面图外，还要及时整理各监测项目的汇总表及一些曲线，包括：（1）各监测项目时程曲线；（2）各监测项目的速率时程曲线；（3）各监测项目在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图（比如围护墙顶、建筑物和管线的水平位移和沉降的平面图、深层侧向位移、深层沉降、围护墙内力、不同深度的孔隙水压力等）。 第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室三、监测报告 1、监测报告内容 在工程结束时，应提交完整的监测报告，监测报告的内容主要包括：（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

27、理方法和监测结果汇总表，有关汇总和分析曲线；（5）对监测结果的评价。第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室前三部分的格式和内容与监测方案基本相似，可以以监测方案为基础，按监测工作实施的具体情况，如实地叙述监测项目、测点布置、测点埋设监测频率、监测周期等方面的情况，要着重论述与监测方案相比，在监测项目、测点布置的位置和数量上的变化及变化的原因等，并附上监测工作实施的测点位置平面布置图和必要的监测项目剖面图。第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告石家庄铁道学院安全实验室石家庄铁道学院安全实验室第四部分是监测报告的核心，该部分需要完成的工作如下： （1）整理各监测项目的汇总表、作出各监测项目的时程曲线、各监测项目的速率时程曲线、各监测项目在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图； （2）分析基坑及周围环境各监测项目的全过程变化规律和变化趋势