深基坑支护工程的监测技术

深基坑支护工程的监测技术1.概述1）监测目的①信息化施工——基坑及其周围环境状态判断，后续施工预测、建议②优化设计——监测数据反馈于设计，优化设计③“实验”研究——监测结果用于反演分析，验证、改进设计理论2）监测对象与监测内容支护结构（内力、变形）坑周土体（土压力、变位）地下水（地下水位、孔隙水压力）周围环境（相邻建筑物、构筑物、地下管线、隧道等的变形、位移）在基坑开挖前制定系统的监测方案，在开挖及地下结构施工中，用科学的仪器、设备和手段对支护结构、周边环境(土体、建筑物、道路、地下设施等)的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起及地下水位的动态变化、孔隙水压力变化等进行综合监测。并对监测数据进行整理与分析，比较勘察、设计所预期的性状与监测结果的差别，对原设计成果进行评价并判断现有施工方案的合理性。通过反分析法计算和修正岩土力学参数，预测下一施工阶段可能出现的新动态，为施工期间进行设计优化和合理施工提供可靠信息，对后续开挖提出建议，对可能出现的险情进行及时预报，当有异常时立即采取必要技术措施，防患未然，确保安全。2.监测点的布置与监测方法的确定

(1)支护结构监测

1)支护结构顶部水平位移监测

最重要的监测项目之一。每间隔5～20m设一个监测点，每条直边至少3～4点，关键部位适当加密。可选择以下方法进行监测：

①用铟钢丝、钢卷尺两用式位移收敛计对支护结构顶部进行收敛量测测量精度为0.05mm。

②用精密光学经纬仪进行观测视准线法。

③用铟钢丝式伸缩计进行量测与自动记录系统相联，可连续获得水平位移曲线和位移速率曲线。

④用全站仪进行观测2)支护结构倾斜监测

根据支护结构受力及周边环境等因素，在关键的地方设点监测

①经纬仪观测法

在基坑开挖过程中及时在支护结构侧面布设测点，用光学经纬仪观测支护结构的倾斜。②布设测斜管一般情况下，基坑每边设1～3点，测斜管深度应不小于支护结构入土深度，采用高精度测斜仪定期进行监测，以掌握支护结构在各开挖施工阶段的倾斜变化情况，及时提供支护结构不同深度的水平位移随时间的变化曲线及分析计算结果。

3)支护结构沉降观测

可按常规方法用DSI型精密水准仪对支护结构的关键部位进行沉降观测。立柱桩沉降监测点直接布置在立柱桩上方的支撑面上。每根立柱桩的沉降量、位移量均需测量，特别对基坑中多个支撑交汇，受力复杂处的立柱应做为重点测点，对其变形与应力进行配套量测。4)支护结构应力监测

选择设计荷载较大或相对危险部位的支护桩（墙），用钢筋应力计对桩（墙）身钢筋和地圈梁(帽梁)、腰梁钢筋中较大应力断面处的应力进行监测，防止支护结构的结构性破坏。支护桩(墙)弯矩测点应选择基坑每侧中心处布置，深度方向测点间距一般以2.0m～5.0m为宜。5)支撑结构受力监测

选择受力较大部位的土层锚杆或内支撑进行监测。

①锚杆拉力监测

施工中用锚杆测力计或预先埋设于锚筋上的钢筋应力计监测锚杆的实际承受力。②钢管内支撑压力监测对钢管内支撑，可用应力传感器或应变计等监测其受力。③钢筋混凝土内支撑钢筋混凝土内支撑，可预埋钢筋应力计或混凝土应变计来监测内支撑受力。支撑轴力测点需设置在主撑跨中部位，每层支撑都应选几个有代表性的截面进行测量。对重要支撑宜配套测其在支点处的弯矩，以及两端和中部的沉降及位移。6)基坑开挖前应进行支护结构完整性检测

可用低应变动测法检测支护桩桩身是否断裂、严重缩颈、严重离析和夹泥等，并判定缺陷在桩中的部位。(2)周边环境的监测

周边环境的监测应包括基坑开挖深度3倍以内的范围。

1)邻近建筑物的沉降、倾斜和裂缝及发生时间和发展过程的监测

可用DSI型精密水准仪进行沉降和倾斜观测。房屋沉降量测点应布置在墙角、柱身(特别是代表独立基础及条形基础差异沉降的柱身)、门边等外形突出部位，测点间距要能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降。

2)邻近构筑物、道路、地下管网设施的沉降和变形监测

可用DSI型精密水准仪进行沉降观测。地下管线位移量测有直接法和间接法两种，直接法就是将测点布置在管线本身上，而间接法则是将测点设在靠近管线底面的土体中，为分析管道纵向弯曲受力状况或在跟踪注浆调整管道差异沉降时，间接法必不可少。3)对岩土性状受施工影响而引起变化的监测

包括对土体表层沉降（采用精密水准仪）、水平位移（采用精密经纬仪）进行观测和对土体深部分层沉降（采用分层沉降仪）及倾斜进行监测。监测着重在距离基坑边为基坑开挖深度的1.5～2.0倍范围以内。可及时掌握边坡的整体稳定性，及时查明土体中存在的潜在滑移面的位置。4)桩侧土压力测试

桩侧土压力是支护设计中很重要的参数，常要求测试。可将钢弦式或电阻应变式压力盒埋设于土中，测试桩身在受到的实际土压力分布状况。5)基坑三开挖三后的三基底三隆起三观测包括三由于三开挖三卸荷三基底三回弹三的隆三起和三由于三支护三变形三或失三稳引三起的三隆起三。用三分层三沉降三仪监三测之三。6)土层三孔隙三水压三力变三化的三测试一般三用振三弦式三孔隙三水压三力计三、电三测式三测压三计和三数字三式钢三弦频三率接三收仪三进行三测试三。7)地下三水位三监测当地三下水三位的三升降三对基三坑开三挖有三较大三影响三时，三应对三其进三行动三态监三测以三及渗三漏、三冒水三、管三涌、三冲刷三的监三测。8)肉眼三巡视三与裂三缝观三测由有三经验三的工三程师三每天三进行三的肉三眼巡三视工三作是三很有三意义三的。三主要三对地三圈梁三（帽三梁）三、邻三近建三筑物三及邻三近地三面的三裂缝三、塌三陷和三支护三结构三工作三失常三、流三土、三渗漏三或局三部管三涌等三不良三现象三的发三生和三发展三进行三检查三、记三录和三分析。上述三监测三项目三中，水平三位移三监测三、沉三降观三测、三基坑三隆起三观测三、肉三眼巡三视和三裂缝三观测三等是三必不三可少三的。其余三项目三可根三据工三程地三质水三文地三质特三征及三设计三要求三有选三择地三进行三，强三调量三测数三据与三施工三工况三的具三体施三工参三数配三套，三以形三成有三效的三整个三监测三系统三。使三工程三设计三和施三工设三计紧三密结三合，三以达三到保三证工三程和三周围三环境三安全三和及三时调三整优三化设三计及三施工三的目三的。3.监测三结果三分析三与评三价深基三坑支三护工三程监三测的三特点三是在三通过三监测三获取三准确三数据三之后三，十三分强三调定三量化三分析三与评三价，三强调三及时三进行三险情三预报三，提三出合三理化三措施三的建三议，三并进三一步三检验三调整三处理三后的三效果三，直三至解三决问三题。三对三监测三结果三的分三析评三价主三要包三括下三列方三面：(1三)对支三护结三构水三平位三移的三分析对支三护结三构的三水平三位移三进行三细致三深入三的定三量分三析，三包括三位移三速率三和累三积位三移量三的计三算，三及时三绘制三位移三随时三间的三变化三曲线三，对三引起三位移三速率三增大三的原三因(如开三挖深三度、三超挖三现象三、支三撑不三及时三、暴三雨、三积水三、渗三漏、三管涌三等)进行三准确三记录三和仔三细分三析。(2三)对沉三降的三分析对沉三降及三沉降三速率三进行三计算三分析三，要三区分三是由三支护三结构三水平三位移三引起三还是三由地三下水三位降三低等三原因三引起三。一三般由三支护三水平三位移三引起三相邻三地面三的最三大沉三降与三水平三位移三之比三约为0.三65～1.三00，沉三降发三生时三间比三水平三位移三发生三时间三滞后5～10天左三右，三而由三地下三水位三降低三会较三快地三引起三地面三较大三沉降三，应三给予三重视三。(3三)对各三项监三测结三果的三综合三分析三与判三断对各三项监三测结三果进三行综三合分三析并三相互三验证三和比三较。三用新三的监三测资三料与三原设三计预三计情三况进三行对三比，三判断三现有三设计三、施三工方三案的三合理三性，三及时三进行三险情三预报三分析三，提三出合三理化三建议三，调三整设三计和三施工三方案三，确三保支三护结三构和三地下三结构三施工三的安三全。(4三)对监三测结三果的三反演三分析根据三监测三结果三，全三面分三析基三坑开三挖对三周边三环境三的影三响和三基坑三支护三的工三程效三果。三通过三反分三析，三查明三工程三事故三的技三术原三因。三用三数值三模拟三法分三析基三坑施三工期三间各三种情三况下三支护三结构三的位三移变三化规三律和三进行三稳定三性分三析，三用反三分析三方法三推算三岩土三体的三特性三参数三，检三验原三设计三计算三方法三适宜三性，三预测三后续三开挖三工程三实践三可能三出现三的新三行为三和新三动态三。4.险情三预报三及险三情处三理措三施险情三发生三时刻三的预三报是三很困三难的三，但三如加三强监三测，三对于三有前三兆的三险情三完全三可以三防止三巨大三偶然三灾害三的发三生。三在工三程监三测中三，每三一测三试项三目都三应事三先确三定相三应的三警戒三值，三以判三断位三移或三受力三状况三是否三已超三过允三许的三范围三，工三程施三工是三否安三全可三靠，三是否三需调三整施三工步三序或三优化三原设三计方三案。1)警戒三值确三定的三原则①三满足三设计三计算三的要三求，三不可三超出三设计三值；②三满足三测试三对象三安全三要求三，达三到保三护目三的；三③三对三于相三同的三保护三对象三，应三针对三不同三的环三境和三不同三的施三工因三素而三确定三；④三满足三各保三护对三象的三主管三部门三提出三的要三求；三⑤三满三足现三行的三相关三规范三、规三程的三要求三；三⑥三综合三考虑三，减三少不三必要三的资三金投三入。2)警戒三值的三确定根据三以上三原则三，并三结合三工程三实践三经验三，具三体分三析后三确定三警戒三值,切不三可生三搬硬三套。①三基坑三支护三桩（三墙）三水平三位移三（包三括测三斜）对只三关系三基坑三本身三安全三问题三的测三试，三最大三位移三一般三取80mm且最三大位三移与三开挖三深度三的比三值λ不超三过0.三70三%，每三天不三超过10mm。周围三有需三严格三保护三构筑三物的三基坑三，应三根据三保护三对象三的需三要来三确定三，一三般最三大不三超过30mm且λ不超三过0.三35三%，每三天不三超过5mm。支护三结构三水平三位移三连续三急剧三增大三的速三率不三超过2.三5～5.三5mm三/d。②煤气三管道三的变三位三沉三降或三水平三位移三不得三超过10mm，每天三发展三不得三超过2mm。三③自来三水管三道变三位三沉三降或三水平三位移三均不三得超三过30mm，每天三发展三不得三超过5mm。④基坑三外水三位三坑三内降三水或三开挖三引起三坑外三水位三下降三不得三超过10三00mm，每天三不得三超过50三0mm。三⑤立柱三桩差三异隆三起或三沉降三不三得超三过10mm，每天三发展三不得三超过2mm。三⑥弯矩三及轴三力：三根据三设计三计算三书确三定，三一般三将警三戒值三定在80三%的设三计允三许最三大值三内。⑦邻三近地三面及三建筑三物的三沉降三不得三超过三设计三容许三值且三地面三最大三沉