基坑监测方案设计

1、第七章基坑监测方案设计7.1 监测方案的选定近年来，基坑工程信息化施工受到了越来越广泛的重视。为保证工程安全顺利地进行，在基坑开挖及结构构筑期间开展严密的施工监测是很有必要的，因为监测数据可以成为工程的“体温表”，不论是安全还是隐患状况都会在数据上有所反应。从某种意义上来说施工监测也可以说是一次1：1的岩土工程原型试验，所取得的数据是基坑支护结构和周围地层在施工过程中的真实反映，是各种复杂因素影响下的综合体现。与其它客观实物一样，基坑工程在空间上是三维的，在时间上是发展的，缺少现场实测和数据分析，对于认识和把握其客观规律几乎是不可能的。监测方案根据不同的需要会有不同的内容，一般包括工程概况、工

2、程设计要点、地质条件、周围环境状况、监测目的、编制依据、监测项目、测点布置、监测人员配置、监测方法及精度、数据整理方法、监测频率、报警值、主要仪器设备拟提供的检测成果以及监测结果反馈制度、费用预算等。(1)基坑工程监测应遵照山东工程建设标准建筑基坑监测技术规范DBJ14-024-2004的规定实施。(2)监测单位编写监测方案前，应了解委托方和设计方对监测工作的技术要求，并进行现场勘察、收集、分析和利用已有的资料，制定经济合理的监测方案。(3)监测单位应收集周围建筑物、道路及地下设施、地下管线的原始资料和使用阶段资料，了解当前的工作性状。如有异常情况，应及时拍照或者录像并保存有关资料。(4)监测

3、单位应严格实施监测方案，及时分析、处理监测数据，并将结果和评价及时向监理、施工方和设计人员反馈。当监测数据达到监控报警值时必须立刻通报施工、设计、监理单位及相关人员。(5)基坑工程监测频度应以系统地反映监测对象所监测的项目的重要变化过程，而又不遗漏其变化时刻为原则。开挖期间和开挖至坑底一周时间应保证1天监测一次，其后可适当降低监测频度，直至回填结束。出现异常时应实施连续监测。(6)监测方案应经建设、设计、监理和施工等单位共同认可，必要时还需要与市政道路、地下管线、人防等主管部门协商一致后方可实施。其主要步骤及监测流程如下图7.2 监测目的基坑工程监测的主要目的为：(1)在施工过程中通过实测数据

4、检验工程设计中所采取的各种假设和参数的正确性，及时改进施工技术或调整设计参数以取得更好的工程效果；(2)使参建各方能够完全客观真实地把握工程质量，掌握工程各部分的关键性指标，确保工程安全；(3)根据监测结果，发现可能出现危险的先兆，判断工程的安全性，防止各种工程安全事故的发生，对可能出现的事故，提前做好相应的工程措施。(4)积累工程经验，为提高基坑支护设计及基坑支护施工水平提供依据。(5)以工程监测的结果指导工程现场施工，确定并优化施工参数，进行信息化施工。7.3监测内容及项目基坑监测的内容分为两大部分，即基坑本体监测和相邻环境监测。基坑本体中包括围护桩、锚杆、坑内地下水、地下水等；相邻环境中

5、包括周围地层、地下管线、相邻建筑物、相邻道路等。基坑过程的现场监测应以一起观测为主、仪器观测和巡视检查相结合。其工程现场监测的对象主要包括：(1)相关的自然环境及施工状况；(2)支护结构；(3)地下水位；(4)基坑底部及周围土体；(5)周围建筑物；(6)周围重要的地下管线及地下设施；(7)周围重要的道路。工程现场监测项目的选择在充分考虑工程地质条件、水文条件、基坑工程安全等级、支护结构的特点及变形控制要求的基础上，根据下表进行选择。基坑工程监测项目表厅P监测项目基坑工程安全等级基坑工程安全等级一级二级1坡顶水平位移和垂直位移应测应测2围护结构水平位移应测应测3周围建筑物位移和裂缝应测应测4地下

6、水位应测应测5锚杆拉力应测宜测6基坑周围地表沉降应测宜测7.4监测常用仪器支护结构的监测，主要分为变形监测和应力监测两类。变形监测主要用机械系统仪器、电器系统仪器及光学系统仪器；而应力监测则主要使用机械系统仪器和电力系统仪器。(1)应力监测仪器主要有：测量土压力使用的埋设式土压力计(也称为土压力盒)，作用为观测作用于围护墙上的土压力变化情况。它又有钢弦式、气压平横式(有电阻应变式、差动电阻式、电感式)和液压式，其中应用最多的是钢弦式土压力计。孔隙水压力计，作用是测量土的孔隙水压力。使用最多的是钢弦式水压力计。支撑内力测试仪器，主要用于测量钢或者钢筋混凝土支撑的内力。常用的有千分表位移量测装置、

7、压力传感器及应力应变传感器等。应力应变传感器多用钢弦式传感器。对于一般以承受轴力为主的杆件，测量杆件的内力，只需在杆件混凝土中埋入混凝土计。对于兼有轴力和弯矩的支撑杆件和围楝等，则要同时埋入混凝土计和钢筋计，才能够获得所需的内力数据。其中，混凝土计直接埋设在需测试的截面内；钢筋计要直接与钢筋固定，可以采取焊接或者是用接驳器连接的方法连接。(2)变形监测仪器：变形监测仪器除了常用的水准仪、经纬仪之外，主要是测斜仪，它是用来测量围护墙或者土层各点的水平位移。测斜仪最为常用的是电阻应变片测斜仪，这种测斜仪造价较低，并且精度也能满足工程实际需要。测斜仪可以用工程塑料、聚乙烯塑料或者是铝制圆管，内壁有两

8、对互成90°的导槽。7.5 测点位置和数量(1)位移观测基准点数量不应少于3点，且应设在基坑工程影响范围以外。一般距离基坑边缘不小于5倍的开挖深度，也不宜小于30-50m。位移观测基准点的选择应考虑到量测便利，减少转战引点导致的误差；(2)基坑坡顶的水平位移和垂直位移观测点应沿基坑周边布置，一般在每边中部和端部均应布置子观测点，且观测点间距不宜大于20m。观测点设在钢筋混凝土护顶上；(3)围护结构的水平位移和垂直位移观测点应沿围护结构的周边布置，一般每边的中部和端部均应布置观测点，且观测点间距不宜大于20m。观测点宜设在与围护结构刚性连接的钢筋混凝土冠梁上；(4)支护结构或坡体水平位

9、移点应设在结构受力、变形较大的部位，观测点数量和间距视具体情况而定；(5)建筑物的水平位移观测点应选择在建筑物的墙角、柱基及裂缝的两边等位置；(6)基坑外周围地表沉降观测点的布置范围宜为基坑深度的2-3倍，并由密到疏布置测点。测点宜设在基坑纵横轴线或其他有代表性的部位；(7)地下水位观测孔的位置和数量根据观测需要布置。坑内降水观测孔宜设在基坑的每边中间和基坑中央，埋深一般与降水井点的埋深相同。坑外降水观测孔应设在止水帷幕以外，沿基坑周边布置。回灌井点观测孔应设在回灌井点与被保护井点与被保护对象之间。(8)基坑及周围环境的监测点布置：坡顶水平、竖向位移监测是沿冠梁顶每隔20m布置一个观测点，总共

10、设置20个观测点；周围建筑物监测是对南侧的两栋建筑物各布置4个沉降监测点，在配电室不止一个变形监测点。7.6 监测频度基坑工程监测频率的确定应满足能反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻的要求。监测工作应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完成为止，贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。对于有特殊要求的基坑周边环境的监测应该根据需要延续至变形趋于稳定为止。基坑工程的检测频率不是一成不变的，应根据基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化及时地作出调整。一般在基坑开挖期间，地基土处于卸荷阶段，支护体系处于逐渐加荷状态应适当加密监测；当基坑开挖后一段时间，监测

11、值相对稳定，可适当降低监测频率。当出现异常现象和数据，或临近报警状态时，应提高监测频率甚至连续监测。监测项目的监测频率应综合基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而定。对于应测项目，在无数据异常和事故征兆的情况下，开挖后现场仪器监测频率可按下表确定：现场监测的监测频度基坑工程安全等级施工进程基坑设计深度<5m5-10m10-15m>15m一级开挖面深度<5m1d2d2d2d5-10m1d1d1d10-15m12h-1d12h-1d基坑开挖完后时间<7d1d1d12h-1d12h-1d7-15d3d2d1d1d15-30d7d4d2d

12、1d>30d10d7d5d3d二级开挖面深度<5m2d2d5-7m1d基坑开挖完后时间<7d2d2d7-15d5d5d15-30d10d7d>30d10d10d基坑开挖施工前进行第一次观测，观测值作为初始值，基坑开挖前期每三天观测一次，中期每天观测一次，开挖至坑底后每天观测一次，主体结构施工期间10-20天测量一次。当有变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测；当大雨、暴雨或基坑边载条件改变时应及时观测；当有危险事故征兆时，应连续观测。7.7 监测报警当出现下列情况之一时，应立即报警，并停止施工，并对基坑支护结构和周围环境中的保护对象采取应急措施：(1)排桩挡墙

13、的最大位移已大于3m或排桩挡墙水平位移速率已连续三日大于2mm/d(2)锚杆体系中有个别构件出现应力剧增、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象时；(3)建筑物的不均匀沉降(差异沉降)已大于现行建筑物地基基础设计规范规定的允许沉降差或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d。(H为建筑物承重结构高度)(4)已有建筑物的砌体部分已连续三日大于1.5mm的变形裂缝或其附近地面出现宽度大于10mmi勺裂缝，且上述裂缝还有可能发展；(5)基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆，如少量流砂、管涌、隆起、陷落等。7.8监测成果反馈对于现场采集到的各项监测数据，首先需利用统计模型进行粗差探测检验，确认不含粗差后再进行整体平差计算及测量精度统计，采用科学、合理的数据处理方法对监测成果进行整理