建筑物构筑物的变形监测

1、建（构）物变形测量建（构）物变形测量 u 变形测量的意义变形测量的意义工程变形测量的意义在于严密监测结构物的变形幅度和速工程变形测量的意义在于严密监测结构物的变形幅度和速度，并依据工程力学和结构工程的相关知识，对变形产生度，并依据工程力学和结构工程的相关知识，对变形产生的影响做出正确评价，以确保结构物正常工作。历史上，的影响做出正确评价，以确保结构物正常工作。历史上，由于没有对工程结构物及时进行变形测量，造成重大损失由于没有对工程结构物及时进行变形测量，造成重大损失的例子不计其数。的例子不计其数。 19631963年意大利的年意大利的vajautvajaut拱坝（高拱坝（高266m266m）发

2、生大滑坡，在）发生大滑坡，在7min7min之内就毁灭了一座城市及周之内就毁灭了一座城市及周围的几个小镇，造成围的几个小镇，造成30003000人死亡。人死亡。 相反，相反，19841984年前后，我国对长江三峡滑坡体进行了年前后，我国对长江三峡滑坡体进行了长期的变形测量，并成功预报了滑坡的发生，使滑坡体长期的变形测量，并成功预报了滑坡的发生，使滑坡体上居民能够及时撤离，挽救了上居民能够及时撤离，挽救了11,00011,000人的生命。建筑工人的生命。建筑工程中，结构的变形测量结果是进行安全鉴定，确定危险程中，结构的变形测量结果是进行安全鉴定，确定危险房屋的基本依据。除了上述实际意义外，变形测

3、量还是房屋的基本依据。除了上述实际意义外，变形测量还是验证现行变形计算理论，发展切合实际的结构分析与设验证现行变形计算理论，发展切合实际的结构分析与设计理论的根本途径。计理论的根本途径。 工程变形测量就是利用观测结果，研究工程结工程变形测量就是利用观测结果，研究工程结构物的变形规律，以达到监测建筑物安全，验证工构物的变形规律，以达到监测建筑物安全，验证工程设计理论和检验施工质量的目的。对变形测量取程设计理论和检验施工质量的目的。对变形测量取得的数据进行整理、加工和分析，做出变形预报，得的数据进行整理、加工和分析，做出变形预报，这是变形测量中数据处理的任务。这是变形测量中数据处理的任务。 数据处

4、理工作包括：观测数据的检验和质量评定；变数据处理工作包括：观测数据的检验和质量评定；变形的几何分析，即对结构物空间状态变化做出几何描述，形的几何分析，即对结构物空间状态变化做出几何描述，包括变形值的大小和方向；变形的物理解释，即对变形原包括变形值的大小和方向；变形的物理解释，即对变形原因做出合理判断，并对变形的发展做出预报，为施工决策因做出合理判断，并对变形的发展做出预报，为施工决策提供技术支持。由此可见，变形测量的根本目的就是获是提供技术支持。由此可见，变形测量的根本目的就是获是结构物变形的空间状态和时间特性，进而反演结构的质量、结构物变形的空间状态和时间特性，进而反演结构的质量、刚度分布，

5、确定结构物的工作状态，为结构物的施工、运刚度分布，确定结构物的工作状态，为结构物的施工、运营提供健康状态评价。营提供健康状态评价。 变形测量的主要内容包括变形测量的主要内容包括，、和和等。每一种建筑物的观测内容，等。每一种建筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。变形测量方法与测量仪器的发展密切相关。目前，变形测量方法与测量仪器的发展密切相关。目前，gps定定位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用，位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用，并具有实时、连续、自动监测的优点，甚至与远程数据传并具有实

6、时、连续、自动监测的优点，甚至与远程数据传输相结合，实现监测与决策智能化。输相结合，实现监测与决策智能化。u 变形测量的一般规定变形测量的一般规定 建筑变形测量的等级划分及其精度要求应符合下表建筑变形测量的等级划分及其精度要求应符合下表的规定。的规定。 表中观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测表中观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相对高差中误站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相对高差中误差；观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点差；观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点( (如工作如工作基点等基点等) )的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点

7、的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差、建筑物相对基准线的偏差值中误差、建筑物( (或构件或构件) )相对底部相对底部固定点的水平位移分量中误差。固定点的水平位移分量中误差。 对一个实际工程，变形测量的精度等级应根据各类建对一个实际工程，变形测量的精度等级应根据各类建( (构构) )筑物的变形允许值的规定（见表），按以下原则确定：筑物的变形允许值的规定（见表），按以下原则确定： （1 1）绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）的观测）绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）的观测中误差，对于特高精度要求的工程可按地基条件，结合中误差，对于特高精度要求的工程可按地基条件，结合经

8、验与分析具体确定；对于其他精度要求的工程，可按经验与分析具体确定；对于其他精度要求的工程，可按低、中、高压缩性地基土的类别，分别选低、中、高压缩性地基土的类别，分别选0.5mm0.5mm、1.0mm1.0mm、2.5mm2.5mm。 （2 2） 相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）、相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）、局部地基沉降（如基坑回弹、地基土分层沉降等）以及膨局部地基沉降（如基坑回弹、地基土分层沉降等）以及膨胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值的的1/201/20。 （3 3）建筑物整体性变形）建筑物整体性变

9、形( (如工程设施的整体垂直挠曲等如工程设施的整体垂直挠曲等) )的观测中误差，不应超过允许垂直偏差的的观测中误差，不应超过允许垂直偏差的1/101/10。 （4）结构段变形（如平置构件挠度等）的观测中误差，）结构段变形（如平置构件挠度等）的观测中误差，不应超过变形允许值的不应超过变形允许值的1/6。 （5）对于科研项目变形量的观测中误差，可视所需提）对于科研项目变形量的观测中误差，可视所需提高观测精度的程度，将上列各项观测中误差乘以高观测精度的程度，将上列各项观测中误差乘以1/51/2系数后采用。系数后采用。 测量工作开始前，应根据变形类型、测量目的、任务测量工作开始前，应根据变形类型、测量

10、目的、任务要求以及测区条件进行施测方案设计。重大工程或具有要求以及测区条件进行施测方案设计。重大工程或具有重要科研价值的项目，尚应进行监测网的优化设计。施重要科研价值的项目，尚应进行监测网的优化设计。施测方案应经实地勘选、多方案精度估算和技术经济分析测方案应经实地勘选、多方案精度估算和技术经济分析比较后择优选取。比较后择优选取。1 1、 工程沉降观测工程沉降观测 在荷载影响下，建筑基础下土层的压缩是逐步实现在荷载影响下，建筑基础下土层的压缩是逐步实现的，因此，基础的沉降量亦是逐渐增加的。一般认为，的，因此，基础的沉降量亦是逐渐增加的。一般认为，建筑在砂土类土层上的建筑物，其沉降在施工期间已完建

11、筑在砂土类土层上的建筑物，其沉降在施工期间已完成大部分；而建筑在粘土类土层上的建筑物，其沉降在成大部分；而建筑在粘土类土层上的建筑物，其沉降在施工期间只完成了一部分。施工期间只完成了一部分。 对于砂性土层上的建筑，基础的沉降过程可分为四个对于砂性土层上的建筑，基础的沉降过程可分为四个阶段：第一阶段是在施工期间，随着地基上荷载的增加，阶段：第一阶段是在施工期间，随着地基上荷载的增加，沉降速度很大，年沉降量达沉降速度很大，年沉降量达20-70mm20-70mm；到第二阶段，沉；到第二阶段，沉降速度就显著地变慢，年沉降量大约为降速度就显著地变慢，年沉降量大约为20mm20mm；第三阶段；第三阶段为平

12、稳下沉阶段，其速度大约为每年为平稳下沉阶段，其速度大约为每年1-2mm 1-2mm ；第四阶段；第四阶段沉降曲线几乎是水平的，也就是说到了沉降停止的阶段。沉降曲线几乎是水平的，也就是说到了沉降停止的阶段。相反，粘性土地基上的建筑物，其沉降会有一个快速发相反，粘性土地基上的建筑物，其沉降会有一个快速发展展逐渐收敛的缓慢过程。因此，变形监测应贯串整个逐渐收敛的缓慢过程。因此，变形监测应贯串整个兴建工程建筑物的全过程，即建筑之前、之中及运营期间。兴建工程建筑物的全过程，即建筑之前、之中及运营期间。 中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准建筑变形测量规程建筑变形测量规程jgj/t 8-97规定：

13、建筑物使用阶段的观测次数，应视地基土类规定：建筑物使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情况下，型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情况下，可在第一年观测可在第一年观测34次，第二年观测次，第二年观测23次，第三年后每年次，第三年后每年1次，直至稳定为止。观测期限一般不少于如下规定：砂土次，直至稳定为止。观测期限一般不少于如下规定：砂土地基地基2年，膨胀土地基年，膨胀土地基3年，粘土地基年，粘土地基5年，软土地基年，软土地基10年。年。沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。一般观测工

14、程，若沉降速度小于一般观测工程，若沉降速度小于0.010.04mmd，可认为，可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。确定。u 网点布设网点布设 工程沉降观测控制网的布设应符合下列要求：工程沉降观测控制网的布设应符合下列要求： 1 1、每一测区的水准基点不应少于、每一测区的水准基点不应少于3 3个；对于小测区，个；对于小测区，当确认点位稳定可靠时可少于当确认点位稳定可靠时可少于3 3个，但连同工作基点不个，但连同工作基点不得少于得少于3 3个。水准基点的标石，应埋设在基岩层或原状个。水准基点的标石，应埋设在基岩层或原状土层

15、中。在建筑区内，点位与邻近建筑物的距离应大于土层中。在建筑区内，点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的建筑物基础最大宽度的2 2倍，其标石埋深应大于邻近建倍，其标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度。筑物基础的深度。 2 2、工作基点与联系点布设的位置应视构网需要确定。、工作基点与联系点布设的位置应视构网需要确定。作为工作基点的水准点位置与邻近建筑物的距离不得小作为工作基点的水准点位置与邻近建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的于建筑物基础深度的1.51.52.02.0倍。工作基点与联系点也倍。工作基点与联系点也可在稳定的永久性建筑物墙体或基础上设置。可在稳定的永久性建筑物墙体或基础上设置

16、。 3 3、各类水准点应避开交通干道、地下管线、仓库堆、各类水准点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地点。以及其他能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地点。 水准基点的标石，可根据点位所在处的不同地质条件选埋水准基点的标石，可根据点位所在处的不同地质条件选埋岩层水准基点标石、深埋双金属管水准基点标石、深埋钢管岩层水准基点标石、深埋双金属管水准基点标石、深埋钢管水准基点标石或混凝土基本水准标石。工作基点的标石，可水准基点标石或混凝土基本水准标石。工作基点的标石，可按点位的

17、不同要求选埋浅埋钢管水准标石、混凝土普通水准按点位的不同要求选埋浅埋钢管水准标石、混凝土普通水准标石或墙脚、墙上水准标志等。高程控制点标石的型式，可标石或墙脚、墙上水准标志等。高程控制点标石的型式，可按按中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准建筑变形测量规程建筑变形测量规程jgj/t 8-jgj/t 8-9797附录附录a a执行。执行。 沉降观测点的布置，应以能全面反映建筑物地基变形特征沉降观测点的布置，应以能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定。点位宜选设在下列位并结合地质情况及建筑结构特点确定。点位宜选设在下列位置：置：1 1、 建筑物的四角、大转角处及沿外墙

18、每建筑物的四角、大转角处及沿外墙每101015m15m处或每处或每隔隔2 23 3根柱基上。根柱基上。2 2、 高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。3 3、 建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。界处。4 4、 宽度大于等于宽度大于等于15m15m或小于或小于15m15m而地质复杂以及膨胀土而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心地区的建筑物承重内

19、隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。及四周设地面点。5 5、 邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗沟处。的暗沟处。6 6、 框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。点。7 7、 片筏基础、箱型基础底板或接近基础的结构部分之四片筏基础、箱型基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。角处及其中部位置。8 8、重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋、重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。深改变处以及地质条件变化处两侧。

20、9 9、 电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸构电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸构筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于数不少于4 4个。个。 沉降观测的标志，可根据不同的建筑结构类型和建筑沉降观测的标志，可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙材料，采用墙 ( (柱柱) )标志、基础标志和隐蔽式标志标志、基础标志和隐蔽式标志( (用于宾馆用于宾馆等高级建筑物等高级建筑物) )等型式。各类标志的立尺部位应加工成半等型式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置球形或有明

21、显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电器开关等应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。一般地，墙、柱上的沉降监测点可按面和地面一定距离。一般地，墙、柱上的沉降监测点可按下图所示的形式设置。下图所示的形式设置。u 主要技术要求主要技术要求 对特级、一级沉降观测，应使用对特级、一级沉降观测，应使用dsz05dsz05或或ds05ds05型水准仪、型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对二级因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对二

22、级沉降观测沉降观测，应使，应使用用dsldsl或或ds05ds05型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对三级沉降观测，可使用对三级沉降观测，可使用ds3ds3型仪器、区格式木质标尺，按型仪器、区格式木质标尺，按中丝读数法观测，亦可使用中丝读数法观测，亦可使用dsldsl、ds05ds05型仪器、因瓦合金标型仪器、因瓦合金标尺，按光学测微法观测。尺，按光学测微法观测。 各等级变形观测的技术要求应符合表各等级变形观测的技术要求应符合表1 1、2 2的有关规定。表的有关规定。表2 2中中n n为测站数。为测站数。u 监测频率监测频率 沉降观测的周期和观

23、测时间，可按下列要求并结合具体情沉降观测的周期和观测时间，可按下列要求并结合具体情况确定。况确定。 1 1、建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一、建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一般建筑，可在基础完工后或地下室施工完成后开始观测。大般建筑，可在基础完工后或地下室施工完成后开始观测。大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高每加高1515层观测一次；工业建筑可按不同施工阶段层观测一次；工业建筑可按不同施

24、工阶段( (如回填如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等) )分别进行观分别进行观测。测。 如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的2525、5050、7575和和100100时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔2 23 3个个月观测一次。月观测一次。 2 2、在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等

25、情况，均应及时增加基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日甚至一天数次的连续观测。裂缝时，应立即进行逐日甚至一天数次的连续观测。u 监测成果监测成果观测工作结束后，应提交下列成果：观测工作结束后，应提交下列成果： 1 1、 沉降观测成果表；沉降观测成果表； 2 2、沉降观测点位分布图；、沉降观测点位分布图； 3 3、 v v t t - -s s ( (沉降速度、时间、沉降量沉降速度、时间、沉降量) )曲线图；曲线图； 4 4、 p p - -t t - -

26、s s ( (荷载、时间、沉降量荷载、时间、沉降量) )曲线图；曲线图； 5 5、沉降观测分析报告。、沉降观测分析报告。u 沉降监测施测注意事项沉降监测施测注意事项 使用的水准仪、水准标尺，在监测项目开始前应进行检验，使用的水准仪、水准标尺，在监测项目开始前应进行检验，项目进行中也应定期检验。检验后应符合下列要求：项目进行中也应定期检验。检验后应符合下列要求： 1 1、 特级水准观测的仪器特级水准观测的仪器i i角不得大于角不得大于1010，一、二级水，一、二级水准观测的仪器不得大于准观测的仪器不得大于1515 ，三级水准观测的仪器不得大于，三级水准观测的仪器不得大于2020 。补偿式自动安平

27、水准仪的补偿误差。补偿式自动安平水准仪的补偿误差 a a 绝对值不得大绝对值不得大于于0.20.2 。 2 2、 水准标尺分划线的分米分划线误差和米分划间隔真长水准标尺分划线的分米分划线误差和米分划间隔真长与名义长度之差，对线条式因瓦合金标尺不应大于与名义长度之差，对线条式因瓦合金标尺不应大于0.10.1mmmm，对区格式木质标尺不应大于对区格式木质标尺不应大于0.50.5 mm mm。 各周期水准观测作业，还应符合下列要求：各周期水准观测作业，还应符合下列要求： 1、应在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观、应在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中

28、天前后、风测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的呈像跳动而难力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的呈像跳动而难以照准时进行观测。晴天观测时，应用测伞为仪器遮蔽阳以照准时进行观测。晴天观测时，应用测伞为仪器遮蔽阳光。光。 2、作业中应经常对水准仪及水准标尺的水准器和、作业中应经常对水准仪及水准标尺的水准器和i角角进行检查。当发现观测成果出现异常情况并认为与仪器有进行检查。当发现观测成果出现异常情况并认为与仪器有关时，应及时进行检验与校正。关时，应及时进行检验与校正。 3、每测段往测与返测的测站数均应为偶数，否则应、每测段往测与返测的测站数均应为偶

29、数，否则应加入标尺零点差改正。由往测转向返测时，两标尺应互换加入标尺零点差改正。由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整治仪器。在同一测站上观测时，不得两位置，并应重新整治仪器。在同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。向，均应为旋进。 4、对各周期观测过程中发现的点位变动迹象、地质地、对各周期观测过程中发现的点位变动迹象、地质地貌异常、附近建筑物基础和墙体裂缝等情况，应做好记录，貌异常、附近建筑物基础和墙体裂缝等情况，应做好记录，并画出草图，以备分析评价之用。并画出草图，以备分析评价之用

30、。l lb1b2 h hi ihl h hhd d h hh=dtan测定基础沉降差法激光垂准仪dzj2激光靶 投点法投点法适用于建筑物周围比较空旷的主体倾斜。适用于建筑物周围比较空旷的主体倾斜。选择建筑物上、下在一条铅垂线上的墙角，分别在两墙面延选择建筑物上、下在一条铅垂线上的墙角，分别在两墙面延长线方向、距离约为长线方向、距离约为1.52.0h处埋设观测点处埋设观测点a,b在两墙面墙角分别横置直尺，分别在在两墙面墙角分别横置直尺，分别在a,b点安置经纬仪，双盘点安置经纬仪，双盘位将房顶墙角投射到横置直尺，取两次读数平均值。位将房顶墙角投射到横置直尺，取两次读数平均值。uvhvui122ta

31、n)(21aaarll)(21bbbrllbbaallvllu投点法烟囱底边烟囱顶边oobaooabaabbbbbbaaaalrllrlboabbahooioo倾斜磁方位角：arctan22uvhvui122tanppppyyvxxu3、位移观测da ab b位移前位移后位移后 m mm m a ab bd d1d2 22121dddd4 4、裂缝观测、裂缝观测裂缝观测标志裂缝观测标志5、基坑工程变形测量、基坑工程变形测量 我国城市化进程正在方兴未艾，基本建设规模庞大。我国城市化进程正在方兴未艾，基本建设规模庞大。由于城市用地价格昂贵，为提高土地的空间利用率，同时由于城市用地价格昂贵，为提高土

32、地的空间利用率，同时也是为了满足高层建筑抗震和抗风等结构要求也是为了满足高层建筑抗震和抗风等结构要求,地下室由地下室由一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表以下一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表以下5-6m增大到增大到12-13m。例如，北京中国国家大剧院基坑最深。例如，北京中国国家大剧院基坑最深处在处在35m。当前，中国的深基坑工程在数量、开挖深度、。当前，中国的深基坑工程在数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展。平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展。1）基坑监测意义）基坑监测意义 在深基坑开挖过程中，基坑内外的土体将由原来的在深基坑开挖过程中，基坑内外

33、的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形，当变形中任一量值超过容许范围时，将造成基坑的失形，当变形中任一量值超过容许范围时，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响。深基坑开挖工程往往稳破坏或对周围环境造成不利影响。深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，在建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑基坑开挖所引起的土体变形将在一

34、定程度上改变这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。近结构和设施的失效或破坏。 为了确保基坑工程及邻域内建筑物的安全，近年来相继颁为了确保基坑工程及邻域内建筑物的安全，近年来相继颁布实施了一些行业标准或地方规程，如布实施了一些行业标准或地方规程，如中华人民共和国行中华人民共和国行业标准业标准建筑基坑工程技术规范建筑基坑工程技术规范yb9258-97yb9258-97、中华人民中华人民共和国行业标准共和国行业标准建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程jgj120-99jgj120-99、上海基坑工程设

35、计规程上海基坑工程设计规程、深圳地区建筑深基坑支护技深圳地区建筑深基坑支护技术规范术规范等。这些行业标准或地方规程都对现场监测作了具等。这些行业标准或地方规程都对现场监测作了具体规定，将其作为基坑工程施工中必不可少的组成部分。上体规定，将其作为基坑工程施工中必不可少的组成部分。上海工程建设规范海工程建设规范地基基础设计规范地基基础设计规范dcj08-11-1999dcj08-11-1999亦亦将基坑工程监测要点编入其中。经过多年的实践，实施基坑将基坑工程监测要点编入其中。经过多年的实践，实施基坑工程监测不仅已成为市政建设管理部门强制性指令措施，同工程监测不仅已成为市政建设管理部门强制性指令措施

36、，同时亦被业主、监理、设计和施工等工程有关各方单位认真执时亦被业主、监理、设计和施工等工程有关各方单位认真执行。行。 (1 (1）检验设计假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支）检验设计假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。护结构的施工。 基坑监测的目的如下：基坑监测的目的如下： 基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，土压基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相比较有一定的差异，也还没有成熟的方法计算基坑周围土比较有一定的差异，也还没有成熟的方法计算基坑周围土体的变形。因此，

37、在施工过程中需要知道现场实际的受力体的变形。因此，在施工过程中需要知道现场实际的受力和变形情况。和变形情况。 基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施，基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施，可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据受力和变形实测和预测结数值和趋势进行预测，并根据受力和变形实测和预测结果与设计时采用

38、的值进行比较，必要时对设计方案和施果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。工工艺进行修正。 在深基坑开挖与支护结构施工过程中，必须避免产生在深基坑开挖与支护结构施工过程中，必须避免产生过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂，防止邻近管线过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂，防止邻近管线的渗漏等。在工程实际中，基坑在破坏前，往往会在基坑的渗漏等。在工程实际中，基坑在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。基坑开挖过程中进行周密的监测，在建筑物和管线的变形基坑开挖过程中进行周密的监测，在建筑物

39、和管线的变形在正常的范围内时可保证基坑的顺利施工；在建筑物和管在正常的范围内时可保证基坑的顺利施工；在建筑物和管线的变形接近警戒值时，可以及时采取对建筑物和管线本线的变形接近警戒值时，可以及时采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。坏的后果。 支护结构上所承受的土压力及其分布，受地质条件、支支护结构上所承受的土压力及其分布，受地质条件、支护方式、支护结构刚度、基坑平面几何形状、开挖深度、施护方式、支护结构刚度、基坑平面几何形状、开挖深度、施工工艺等的影响，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位工工艺等的影响

40、，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位移又与挖土的空间顺序、施工进度等时间和空间因素等有复移又与挖土的空间顺序、施工进度等时间和空间因素等有复杂的关系，现行设计分析理论尚未完全成熟。现场监测不仅杂的关系，现行设计分析理论尚未完全成熟。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次现场原位确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次现场原位实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，因而也为该领域的科学和技术发展积累了第

41、一手资料。因而也为该领域的科学和技术发展积累了第一手资料。 （3)3)提高基坑工程的设计和施工的整体水平提高基坑工程的设计和施工的整体水平2）基坑监测要求）基坑监测要求 基坑工程根据结构破坏可能产生的后果，包括危及人民生基坑工程根据结构破坏可能产生的后果，包括危及人民生命财产安全、产生社会影响的严重性等。判定其安全等级：命财产安全、产生社会影响的严重性等。判定其安全等级：当破坏后果当破坏后果“很严重很严重”时应确定为一级；当破坏后果时应确定为一级；当破坏后果“严重严重”时应确定为二级；当破坏后果时应确定为二级；当破坏后果“不严重不严重”时可确定为三级。时可确定为三级。基坑监测的内容应根据基坑的

42、安全等级来确定（见表）。基坑监测的内容应根据基坑的安全等级来确定（见表）。 基坑监测数据必须是可靠真实的，数据的可靠性由测试元基坑监测数据必须是可靠真实的，数据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度以及监测人员的素件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。因为基坑开挖是一依据，原始记录任何人不得更改、删除。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，

43、及时采取措施，所以，监测数据必须是及时的。监现隐患，及时采取措施，所以，监测数据必须是及时的。监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。量做到当天报表当天出。 对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形值及其变化速率。但目值和报警制度，预警值应包括变形值及其变化速率。但目前预警值的确定还缺乏全国统一的定量化指标和判别准则。前预警值的确定还缺乏全国统一的定量化指标和判别准则。根据大量工程实际而建立的地区经验，可以作为类似工程根据

44、大量工程实际而建立的地区经验，可以作为类似工程的参考。的参考。(1)(1) 煤气管道的沉降和水平位移：累计不得超过煤气管道的沉降和水平位移：累计不得超过l0l0mmmm，发，发展速率不得超过展速率不得超过2 2mm/dmm/d；(2)(2) 自来水管道沉降和水平位移：累计不得超过自来水管道沉降和水平位移：累计不得超过2020mmmm，发展速率不得超过发展速率不得超过3 3mm/dmm/d；(3)(3) 基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降：基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降：累计不得超过累计不得超过20002000mmmm，发展速率不得超过，发展速率不得超过500500mm/dmm/

45、d；(4)(4) 支护结构水平位移：累计水平位移不得超过开挖支护结构水平位移：累计水平位移不得超过开挖深度的深度的5 5，连续，连续3 3日水平位移速率不得超过日水平位移速率不得超过2 2mm/dmm/d；(5)(5) 邻域内建筑物沉降：累计沉降不得超过建筑物宽邻域内建筑物沉降：累计沉降不得超过建筑物宽度的度的1 1，连续，连续3 3日沉降速率不得超过日沉降速率不得超过1 1mm/dmm/d； (6)(6) 邻域内地面（路面）沉降：累计沉降不得超过开邻域内地面（路面）沉降：累计沉降不得超过开挖深度挖深度hh的的5 5，连续，连续3 3日沉降速率不得超过日沉降速率不得超过2 2mm/dmm/d。

46、3） 基坑水平位移监测基坑水平位移监测 由基坑工程现场监测项目表可知，基坑工程变形监测由基坑工程现场监测项目表可知，基坑工程变形监测的主要指标是沉降和水平位移，其中沉降监测与普通建筑的主要指标是沉降和水平位移，其中沉降监测与普通建筑物沉降监测方法相似。以下讨论与基坑工程变形监测相关物沉降监测方法相似。以下讨论与基坑工程变形监测相关的水平位移测量。的水平位移测量。 在基坑水平位移监测中，在有条件的场地，用视准线法在基坑水平位移监测中，在有条件的场地，用视准线法比较简便。比较简便。 采用视准线法测量时，需沿欲测量的基坑边线设置一条视采用视准线法测量时，需沿欲测量的基坑边线设置一条视准线准线( (如

47、图如图) )。在该线的两端设置工作基点。在该线的两端设置工作基点a a、b b。在基线上沿。在基线上沿基坑边线根据需要设置若干监测点。基坑有支撑时，测点宜基坑边线根据需要设置若干监测点。基坑有支撑时，测点宜设置在两根支撑的跨中。根据现场条件，也可依据小角度法设置在两根支撑的跨中。根据现场条件，也可依据小角度法用经纬仪测出各测点的侧向水平位移。用经纬仪测出各测点的侧向水平位移。 各测点最好设置在基坑圈梁、压顶等较易固定的地方，这各测点最好设置在基坑圈梁、压顶等较易固定的地方，这样设置方便，不宜损坏，而且真实反映基坑侧向变形。测量样设置方便，不宜损坏，而且真实反映基坑侧向变形。测量基点基点a a、

48、b b需设置在基坑一定距离外的稳定地段，对于有支撑需设置在基坑一定距离外的稳定地段，对于有支撑的地下连续墙或大孔径灌注桩这类围护结构，基坑角点的水的地下连续墙或大孔径灌注桩这类围护结构，基坑角点的水平位移通常较小，这时可将基坑角点设为临时基点平位移通常较小，这时可将基坑角点设为临时基点c c、dd。在。在每个工况内可以用临时基点监测，变换工况时再用基点每个工况内可以用临时基点监测，变换工况时再用基点a a、b b测量临时基点测量临时基点c c、 d d的侧向水平位移，最后用此结果对各测的侧向水平位移，最后用此结果对各测点的侧向水平位移值作校正。这种方法效率很高，又能保证点的侧向水平位移值作校正

49、。这种方法效率很高，又能保证要求的精度。要求的精度。 由于深基坑工程场地一般比较小，施工障碍物多，由于深基坑工程场地一般比较小，施工障碍物多，而且基坑边线也并非都是直线，因此，视准线的建立比而且基坑边线也并非都是直线，因此，视准线的建立比较困难，在这种情况下可用前方交会法。前方交会法是较困难，在这种情况下可用前方交会法。前方交会法是在距基坑一定距离的稳定地段设置一条交会基线，或者在距基坑一定距离的稳定地段设置一条交会基线，或者设两个或多个工作基点，以此为基准，用交会法测出各设两个或多个工作基点，以此为基准，用交会法测出各测点的位移量。测点的位移量。 对于重要的基坑工程，需要采用高精度测斜仪来监

50、测基对于重要的基坑工程，需要采用高精度测斜仪来监测基坑坑壁水平位移。测斜仪是一种可以精确测量不同深度处坑坑壁水平位移。测斜仪是一种可以精确测量不同深度处土层水平位移的工程测量仪器，可以用来测量单向位移，土层水平位移的工程测量仪器，可以用来测量单向位移，也可以测量双向位移，再由两个方向的位移求出其矢量和，也可以测量双向位移，再由两个方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。加拿大得到位移的最大值和方向。加拿大roctestroctest公司生产的公司生产的rt-rt-20mu20mu型测斜仪，其仪器标称精度为型测斜仪，其仪器标称精度为6 6mm/mm/2525mm，探头，探头工作幅度为工作

51、幅度为2020，探头测量精度为，探头测量精度为0.10.1mm/mm/0.50.5mm；测；测读器显示读数至读器显示读数至0.010.01mmmm。 测斜系统由测斜管、测斜探头、数字式测读仪三部分测斜系统由测斜管、测斜探头、数字式测读仪三部分组成。测斜管可以埋设在支护结构内（排桩、喷射搅拌桩组成。测斜管可以埋设在支护结构内（排桩、喷射搅拌桩止水帷幕等），也可以埋设在被支护的土体靠近基坑一侧。止水帷幕等），也可以埋设在被支护的土体靠近基坑一侧。测斜管要有足够的埋置深度，因为其测量原理中将其底部测斜管要有足够的埋置深度，因为其测量原理中将其底部视为不动点。测斜管内有四条凹型导槽（在圆周上互差视为不

52、动点。测斜管内有四条凹型导槽（在圆周上互差2020），作为测斜探头滑轮上下滑行的轨道。测量时，），作为测斜探头滑轮上下滑行的轨道。测量时，使测斜探头的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中沿槽滚动，使测斜探头的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中沿槽滚动，将测斜探头放入测斜管，并由引出的导线将测斜管的倾斜将测斜探头放入测斜管，并由引出的导线将测斜管的倾斜角或其水平投影值显示在测读仪上。不同时刻测得的某一角或其水平投影值显示在测读仪上。不同时刻测得的某一深度处测斜管水平投影值的变化即为该深度位置处土体的深度处测斜管水平投影值的变化即为该深度位置处土体的水平位移值。水平位移值。 测斜仪的工作原理是通过摆锤受重力

53、作用来测量测测斜仪的工作原理是通过摆锤受重力作用来测量测斜探头轴线与铅垂线之间倾角斜探头轴线与铅垂线之间倾角，进而计算不同深度位置，进而计算不同深度位置各点的水平位移。上图为测斜仪量测的原理图。各点的水平位移。上图为测斜仪量测的原理图。由图可知，每一测段的水平投影可按下式计算：由图可知，每一测段的水平投影可按下式计算： 当测斜管埋设得足够深时，管底可以认为是位移不动点。当测斜管埋设得足够深时，管底可以认为是位移不动点。从管底向上，第从管底向上，第n n测段处的水平投影总量为：测段处的水平投影总量为： 同一位置处不同时刻测得的水平投影量之差，即为该深度同一位置处不同时刻测得的水平投影量之差，即为

54、该深度上土体的水平位移值。测斜管可以用以测量单向位移，也可上土体的水平位移值。测斜管可以用以测量单向位移，也可以测量互相垂直两个方向上的位移，然后再求出矢量和，即以测量互相垂直两个方向上的位移，然后再求出矢量和，即得水平位移的最大值和方向。得水平位移的最大值和方向。s si in n iil1 11 1s si in n nniiiil4)4)基坑监测频率基坑监测频率 中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准建筑变形测量规程建筑变形测量规程jgj/tjgj/t 8-978-97规定：建筑场地观测的周期，应根据不同规定：建筑场地观测的周期，应根据不同任务要求、产生变形的不同情况以及变形速度等

55、因素具任务要求、产生变形的不同情况以及变形速度等因素具体分析确定。对于基础施工相邻地基沉降观测，在基坑体分析确定。对于基础施工相邻地基沉降观测，在基坑开挖中每天观测一次；混凝土底板浇完开挖中每天观测一次；混凝土底板浇完1010d d以后，可每以后，可每2-2-3 3d d观测一次，直至地下室顶板完工；此后可每周观测一观测一次，直至地下室顶板完工；此后可每周观测一次至回填土完工。水平位移监测的频率也可参照这一规次至回填土完工。水平位移监测的频率也可参照这一规定执行。定执行。5)5)基坑监测报表基坑监测报表 （ 1） 监测报表监测报表 在基坑监测前要设计好各种记录表格和报表。记录在基坑监测前要设计

56、好各种记录表格和报表。记录表格和报表应按照监测项目、根据监测点的数量分布合表格和报表应按照监测项目、根据监测点的数量分布合理地设计。监测报表一般形式有当日报表、周报表、阶理地设计。监测报表一般形式有当日报表、周报表、阶段报表，其中当日报表最重要，通常作为施工调整和安段报表，其中当日报表最重要，通常作为施工调整和安排的依据。周报表通常作为参加工程例会的书面文件，排的依据。周报表通常作为参加工程例会的书面文件，对一周的监测成果作简要的汇总，阶段报表作为基坑施对一周的监测成果作简要的汇总，阶段报表作为基坑施工某个阶段监测数据的小结。工某个阶段监测数据的小结。 监测日报表应及时提交给业主、监理、施工、

57、设计、管监测日报表应及时提交给业主、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

58、人为和偶然因素引起的异常点应修改、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。该在备注中说明。（2） 监测曲线监测曲线 在监测过程中，除了要及时呈报各种类型的报表、绘制在监测过程中，除了要及时呈报各种类型的报表、绘制测点布置位置平面和剖面图外要及时整理各监测项目汇总表测点布置位置平面和剖面图外要及时整理各监测项目汇总表和相关曲线线型，包括：和相关曲线线型，包括：各监测项目时程曲线；各监测项目时程曲线；各监测项目的速率时程曲线；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。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。 在绘制各监测项目时程

59、曲线、速率时程曲线以及在各种不在绘制各监测项目时程曲线、速率时程曲线以及在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图时，应将工况点、特殊同工况和特殊日期变化发展的形象图时，应将工况点、特殊日期以及引起变化显著的原因标在各种曲线和图上，以便较日期以及引起变化显著的原因标在各种曲线和图上，以便较直观地看到各监测项目物理量变化的原因。上述这些曲线不直观地看到各监测项目物理量变化的原因。上述这些曲线不是在撰写监测报告时才绘制，而是应该用是在撰写监测报告时才绘制，而是应该用 excel excel 等软件或在等软件或在监测办公室的墙上用坐标纸每天加入新的监测数据，逐渐延监测办公室的墙上用坐标纸每天加入新的监

60、测数据，逐渐延伸，并将预警值也画在图上，这样每天都可以看到数据的变伸，并将预警值也画在图上，这样每天都可以看到数据的变化趋势和变化速度，以及接近预警值的程度。化趋势和变化速度，以及接近预警值的程度。（3）监测报告）监测报告 在工程结束时应提交完整的监测报告，监测报告是监测工在工程结束时应提交完整的监测报告，监测报告是监测工作的回顾和总结，监测报告主要包括如下几部分内容：作的回顾和总结，监测报告主要包括如下几部分内容：工程概况；工程概况；监测项目和各测点的平面和立面布置图；监测项目和各测点的平面和立面布置图；所采用的仪器设备和监测方法；所采用的仪器设备和监测方法；监测数据处理方法和监测结果汇总表