基坑工程变形监测内容及方法

什么是倾斜？什么是挠度？为什么要对变形设备进行分析？第八章基坑工程变形监测主要内容第一部分：概述第二部分：监测内容和方法第三部分：监测方案设计第四部分：监测结果处理第五部分：工程实例第一节概述

一、基坑工程的现状1.高楼、超高楼深基坑。我国已建和在建的高楼超高楼基坑深度已由6m、8m，发展至10m、20m以上。在沿海软土地区和北方好土地区，最深的基坑已达到24m（如福州新世纪大厦）。2.地铁站深基坑最大深度达26.4m（广州地铁2号线海珠广场站）。上海徐家汇地铁车站为亚洲最大地铁车站，开挖宽23m，长660余m。3.市政工程地下设施深基坑近年来各地兴建了许多大型市政地下设施，例如：上海人民广场地下车库和商场。4.工业深基坑我国目前已有不少的规模较大的工业深基坑，例如，宝钢热轧厂铁皮坑深达32m，浦东耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑坑，亚洲最高烟囱北仑港电厂240m的高烟囱深基坑，等等。二、基坑工程特点基坑工程开挖是一项技术复杂、带有经验性和风险性的工程。据有关专家对103项基坑工程事故调查表明,属勘察失误的3项,占总数的2.9%;属基坑围护设计失误的35项,占总数的34%;属对水处理不当的22项,占总数的21.4%;属施工不当的34项,占总数的35%。上世纪90年代以来,随着大量高层建筑的不断兴建,基坑成为工程建设的一项热点问题。目前我国基坑及其围护状况总的说来具有以下特点。

深：基坑越挖越深。过去地下建1层—2层地下室，现在大城市、沿海城市尤其是特区，地下3层～4层已很寻常，5层—6层也有。因此基坑深度多在lom～16m间，在20m左右的也为数不少。

差：工程地质条件差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。某些开发区位于填海、填湖、淤河、泥塘或沼泽地，工程地质条件十分复杂。密：基坑四周已建或在建高大建筑物密集或紧靠重要市政公路。大兴土木不仅要确保本身基坑稳定，更不能殃及周围建筑物。

多：围护基坑方法多。诸如人工挖孔桩，机械钻孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，钢支撑，木支撑，沙袋堆撑，拉锚，杭滑桩，注浆，喷锚网支护法，等等。

低：基坑工程的成功率较低。地质条件较好的地区(加北京)出毛病，地质条件差的地区(如上海、海口、惠州等)更出，坑浅的出，坑深的更出。最说明问题最典型的是，有的地区基垃工程成功率大体仅为1／3，另有2／3是出了工程事故的或多少有毛病的。三、基坑支护两个功能：一是挡土；二是止水。基坑支护分两类：支护型——将支护墙（排桩）作为主要受力构件；支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。加固型——充分利用加固土体的强度。加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。特点平面尺寸不大，且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的开挖土方空间较大，但变形控制要求不能很高钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置；支撑受力明确，安全稳定，有利于墙体的变形控制，但开挖土方较为困难多采用钢筋混凝土支撑；中部形成大空间，有利于开挖土方和主体结构施工多采用钢筋混凝土支撑；支撑体系受力条件好；开挖空间大，便于施工开挖面积大、深度小的基坑宜采用；在软弱土层中，不易控制基坑的稳定和变形便于土方开挖和主体结构施工，但仅适用于周边场地具有拉设锚杆的环境和地质条件土钉墙施工钢筋灌浆土钉灌注桩挡土、土钉墙支护和二级井点降水SMW工法＋钢管内支撑排桩墙加桩间高喷，预应力锚索腰梁土钉墙支护，第一排是花管，以下是钢筋做土钉污水厂提升泵房支护全套管咬合桩，桩间采用喷射砼找平四.基坑厦监测势的必申要性在基陈坑工牌程实扎践中踏常常某发现堤，与舞设计柜预估赖值相电比，滥实际滨工程样的工吓作状景态往揪往存柿在一丧定的污差异去性，疤有时票差异望的程虎度还烟相当胁大，究主要引体现宣在以扫下几眯个方贿面：①基湿坑工云程设湾置于您地层距之间目，而昏地层欢性质塑存在糕着相杰当大盖的变异妄性和哄离散文性；②对液地层愧和围生护结渡构本蔽身所中作的而分析稼模型隙、构趣筑设罚计简六化假定激以及领参数弓选用警等，稿与实序际状每况相仓比存独在一纤定的凝近似闸性；③施瞒工过扛程中字，存茅在着释时间护和空蓄间效设应，翅以及抹降雨棍、地索面堆载帆和挖凯机撞侦击等筐偶然冲因素漫作用炭。基于努上述坊情况破，必哲须在厅基坑籍开挖善和支墨护施昨筑期当间开巩展严敞密的昏现场逢监测拌，以屯保证唇工程外的顺容利进者行。五、决基坑退监测锦的目廊的1．检映验设桂计所全采取选的各持种假垒设和屑参数冰的正连确性舌，指葛导基直坑开苗挖和涂支护假结构乖的施仓工2．确支保基词坑支咳护结竞构和邀相邻牌建筑澡物的旁安全竟；3．积赠累工筛程经棍验，盯为提示高基分坑工垦程的宗设计载和施最工的厦整体企水平酷提供夕依据飘。05年7月21日发徒生在证广州魂市海斩珠城孕广场捎的深距基坑藏坍塌柏事故,夺去2人生棉命，吸并殃葱及一启幢楼品房倒踏塌、啊三幢抬楼房坊成为抱危房才的.六、奥基载坑监密测的竞基本论要求1.监测计工作台必须忌是有脱计划春的，歉应先殿制订翻详细浆的基凤坑监感测方尝案；2．监四测数价据必雪须是陈可靠超真实偷的，律监测醉数据县真实仿性要施求所阵有数肺据必胖须以原始蓝记录为依想据，劲原始视记录岛任何培人不包得更样改、悲删除循；3．监勇测数卖据必薪须是占及时卸的，括监测楼数据俘需在腐现场眼及时川计算与处理辞，计非算有潮问题婚可及唤时复超测，竟尽量分做到爸当天壳报表辞当天单出，犬才能劝有利渠于及韵时发洗现隐肉患，披及时柳采取括措施退；4．埋弦设于稀结构须中的坟监测液元件泉应尽下量减葬少对欧结构壁的正栏常受虹力的妖影响鸽；5．采韵纳多券种方南法、台施行尖多项淘内容惕的监穗测方缩慧案，央以互冻相印衬证、谦互相怎检验引，从摘而对插监测菊结果橡有全裂面正钩确的冶把握紧；6．对乎重要缎的监然测项瞒目，再应按弓照工疗程具置体情闯况预谁先设睡定预钞警值红和报姻警制间度，办预警晒值应羞包括劳变形徐或内牺力量柜值及含其变锦化速廉率；7．基啊坑监悦测应眨整理禽完整男的监皮测记岔录表界、数蓄据报葬表、氏形象肢的图柜表和翼曲线阀，监袍测结炭束后植整理罗出监杀测报凶告；7.基坑倾变形就内容1.支护苹结构稍的变识形，其忠变形追表现员为两艳个方求面：轨水平闲变形弃和竖巷向变亩形。2.基坑毁周围孔地表窜变形一是相地下沉水疏扛干而同产生压的差史异性沃沉降二是拦由于隶支护而结构丛的变建形而症引起懂的地午面沉谢降3.基坑梨失稳一是户基坑洋支护晕结构戒的强箱度不笔够二是萍支护炸结构数地基给土的阻强度池不够4.基坑冲管涌精和流顺砂5.基坑造隆起馆变形第二割节、及监测侍仪器青和方御法围护党结构声本身基坑们监测要内容相邻奸环境围护盏桩墙踪蝶：支撑随结构伤：围檩眼和圈型梁：立钢柱：坑内世土层搂：相邻剂土层淡：分压层沉烫降和距水平殿位移地下贪管线挎：垂殿直沉感降和呀水平带位移相邻廉房屋未：垂铸直沉咸降和仔水平诸裂缝一、假基坑辞监测终内容桩墙闪顶部河水平舌位移棍与沉江降桩墙旨深层次挠度桩墙姜内力裹和水扩土压肤力内力兴和水虏平位扛移垂直邪隆起垂直满沉降支撑峡轴力序号监测对象监测项目监测元件与仪器(一)围护结构1围护桩墙(1)桩墙顶水平位移与沉降经纬仪、水准仪(2)桩墙深层挠曲测斜仪(3)桩墙内力钢筋应力传感器、频率仪(4)桩墙水土压力压力盒、孔隙水压力探头、频率仪2水平支撑轴力钢筋应力传感器、位移计、频率仪3圈梁、围檩(1)内力钢筋应力传感器、频率仪(2)水平位移经纬仪4立柱垂直沉降水准仪5坑底土层垂直隆起水准仪6坑内地下水水位监测井、孔隙水压力探头、频率仪序号监测对象监测项目监测元件与仪器(二)相邻环境7相邻地层(1)分层沉降分层沉降仪、频率仪(2)水平位移经纬仪8地下管线(1)垂直沉降水准仪(2)水平位移经纬仪9相邻房屋(1)垂直沉降水准仪(2)倾斜经纬仪(3)裂缝裂缝监测仪10坑外地下水(1)水位监测井、孔隙水压力探头、频率仪(2)分层水压孔隙水压力探头、频率仪（一架）肉左眼观桐察（巡视请）肉眼纲巡视未是不汽借助纵任何扣量测蕉仪器买，而幸用肉叔眼对救桩顶犬圈梁董、邻秀近建矮筑物巡寿、邻叹近地碎面的旅裂缝显、塌轮陷以茎及支掩护结旱构工扁作失挎常、虽流土蒜、渗脑漏或尿局部奏管涌袄等不捉良象均的发双生和骑发展疫进行慎记录骑、检陷查和该分析晚。一、伪基坑腥监测少方法（二谨）围迷护墙誓顶水排平位兽移和再沉降焰监测围护领桩墙艘顶水旺平位齐移和慌垂直勇沉降塑是基绸坑工轻程中悼员直抢接、饱最重素要的苹内容谱。沉降狼监测滩方法偿主要壤采用吃精密业水准较测量孟，在掘一个龟测区鸽内，止应设3个以口上基庆准点论，基盘准点摧要设印置在桶距基划坑开捆挖深凑部5倍的纸距离燃以外晶的稳遮定地巾方。水平灵位移芒监测错，有查场地袜时，既用轴谊线法企即视谷准线饲法;场地终有限顶时采停用前尼方交周会法枕。自由教设站秘法。（三候）深尺层水拘平位酱移测稻量1．测肾量原茂理深层雄水平射位移裤就是惭测量围护枕桩墙和土体在不肚向深翻度上闪的点需的水传平位倦移，迁通常果采用洗测斜衬仪测渐量。叮测斜斥管可恭以用疼于测见单向苗位移胖，也肥可以坊测双冈向位严移。测斜色仪由测斜猛管、斗测斜箭探头荒、数拘字式盾测读警仪三部病分组即成，盗测斜壤管在古基坑蜜开挖缺前埋填设于摧围护幅桩墙城和土暗体内点，测埋斜管叛内有4条十银字型烛对称电分布岛的凹烫型导秆槽，石作为清测斜蛙仪滑铁轮上皆下滑坐行轨芒道，悠测量乡丰时，悲使测冲斜探堵头的列导向沟滚轮动卡在巷测斜处管内忆壁的续导槽非中，雅沿槽辰滚动堪将测全斜探车头放辈入测川斜管规，并才由引亚出的琴导线絮将测放斜管牲的倾蛇斜角电或其忠正弦吗值显忽示在握测读德仪上购。实际携测量瓦时，冻将测匹斜仪尚探头负沿管晕内导岭槽插姜入测蜻斜管刚内，剩缓慢声下滑涛，按楚取定赌的间搞距逐稠段测衡定各押量测忧段处燥的测许斜管猛与铅晨直线豪的倾垂角，金就能撑得到尝整个杆桩墙葛轴线悬的水塔平挠机曲或掉土体轿不同版深度捉的水班平位醒移。测斜风仪原仓理2．埋植设侧斜近管有刻绑扎朋埋设伯和钻丧孔埋伤设两毒种方任式：1）绑朴扎埋垒设。毛主要宏用于兴桩墙宫体深旋层挠晶曲测圆试，劝埋设童时将坐测斜含管在干现场籍组装旋后绑喜扎固放定在今桩墙钱钢筋脱笼上学，随斩钢筋饥笼—起下钳到孔睡槽内搏，并袖将其屈挠筑奸在混陵凝土柄中。2）钻裙孔埋禾设。熔首先杜在土椅层中今预钻拣孔，工孔径趣略大诊于所酿选用段测斜满管的伟外径秆，然冶后将妇测斜选管封穿好底搏盖逐识节组杏装逐武节放疾入钻黎孔内册，并谷同时瓜在测借斜管垂内注案满清筝水，题直到段放到趴顶定齿的标现高为思主。商随后场在测长斜管离与钻始孔之位间空识隙内坛回填姐细砂期，或拒水泥怠和粘量土拌附合的访材料书固定易测斜秤管。a.埋入怨测斜常管时厉，应干保持闸垂直影，如届埋在岂桩体号或墙粉体内庙应与探钢筋临笼扎段牢；b.测斜型管有使两对腹方向涨相互摇垂直饼的定牵向槽脑，其干中一阔对须颈与基哥坑边酱线垂艇直；c.测量无时，箩必须疤保证血测斜混仪与粘管内庄温度萝基本移一致曾，显减示仪杨读数季稳定爬才能响开始联测量您；d.选择次测斜忽管中斥的不公动点粗作为胀测量较基准隶点。3．量另测将测透头插够入测狼斜管站，使澡滚轮王卡在倒导槽钱上，接缓慢楼下至活孔底彻，测碎量自测孔底悔开始抚，自吐下而宁上沿虎导槽被全长骆每隔须一定慨距离跟测读诞一次卧，每虾次测析量时饲，应例将测仙头稳锤定在希某一帐位置脚上。雄测量既完毕劲后，稻测头季旋转18屡0度插兄入同押一对然导槽傲，按扯以上蔽方法寇重复滤测量革。两冷次测国量的阻各测株点应阅在同饥一位偏置上贺，此打时各滑测点恐的两姓个读岗数应阴是数芹值接扣近、巧符号孤相反鼻，如盼果测鼓量数耕据有字疑问熟，应赖及时寄复测鲁。基乔坑工惭程中裳通常鸣只需结监测妹垂直阀于基行坑边黎线方鹊向的泰水平呀位移淘。但柏对于哥基坑螺阳角朝的部拌位，牧就有曾必要考测量晃两个梯方向吸的深怎层水禽平位参移，（四浴）土猾体分患层沉扬降测骨试分层手沉降腔是土般层内受离地溜表不跳同深尤度处虹的沉票降或五隆起帖，通阿常用逃磁性酬分层梢沉降蹦仪量贱测。用钻纳机在揭预定饺位置尼钻孔尚，然裳后将夺引导布管放伙入，证再用颈一只源铅质乳开口厚送筒津装上克沉降撞环，由套在触引导否管上烟，沿渡引导慢管送宁至预李埋位绍置，葱再用45酷0m尖m的硬泻质塑抗料管翅把沉汉降环唐推出捧并压百入土娱中，鹅弹开筐沉降袜钢环幕卡子念，使抬沉降盼环的蛮弹性伴卡子路牢固傍地嵌至入土竿中，再用侄如上柔步骤罢推入病上一蛮标高馆的沉咏降环成，直刑至埋铅完全如部沉猎降环脾。固旗定孔罢口，杏做好战孔口汪的保好护装纤置，盆并测具量孔瘦口标私高和宗各磁酿性沉盼降钢贱环的蕉初始蹈标高估。磁性军分层术沉降害仪组漂成：鼠探头撑、分悦层沉捎降管正、钢央环、备带刻欧度的行导线酿、电象感探凑测装粒置。（五腔）基碌坑回剃弹监开测图基坑禁回弹淹是基忍坑开翅挖对仅坑底肠的土腹层的描卸荷勇过程怜引起榜基坑数底面数及坑响外一波定范鹊围内泽土体示的回忌弹变贱形或召隆起冠。基袭坑回集弹监仇测可粗采用梢回弹咸监测独标和算深层放沉降严标两蜘种，荡当分箱层沉扬降环把埋设驶于基众坑开贤挖面卖以下顽时所吉监测活到的际土层症隆起来也就冶是土额层回萝弹量爪。1．回韵弹标宗及其桃埋设回弹跃监测涝标如销图，维其埋街设方龙法如驳下：1）钻扔孔至沾基坑白设计勉标高夺以下20镇0m姨m，将替回弹若标旋峰入钻携杆下肺端，壤顺钻刺孔徐歌徐放厨至孔融底，副并压直入孔篮底土议中40破0～50区0m壁m，即予将回巾弹标搬尾部获压入吧土中涨。旋励开钻秩杆，朴使回也弹标包脱离堡钻杆怜，提肢起钻贩杆。2）放由入辅沫助测负杆，射用辅隙助测亭杆上数的测哑头进根行水怕准测鞭量，屑确定墙回弹蝇标顶抽面标避高。3）监晨测完钢毕后射，将晶辅助清测杆标、保披护管(套管)提出京地面艺，用非砂或合素土法将钻揉孔回耕填，输为了央便于抓开挖篮后找鸟到回挥弹标宴，可恋先用忽白灰垮回填50榨0m概m左右障。用回各弹标堆监测浅回弹燃一般墨在基顽坑开谜挖之您前测煌读初目读数牌，在奖基坑样开挖讨到设参计标扭高后宰再测柴读一伪次，跪在浇兆筑基顽础底摧板混屋凝土亡之前丛再监艳测一堂次。回弹梯监测线标2．深幻玉层沉杆降标牛及其钞埋设深层伐沉降疑标由粱一个忆三卡亩锚头阳、一浸根1／4英寸希的内旺管和丽一根1英寸才的外域管组擦成，坟内管译和外摘管都鬼是钢咏管。若用光税学仪座器测嘴量内勾管顶退部的加标高箱，标忽高的剧变化况就相严当于爹锚头寻位置倾土层恶的沉骑降或挑隆起豆。其胳埋设丹方法伐如下闻：1）用象钻机搅在预赛定位疮置钻避孔。2）将1/闪4英寸稀钢管扶旋在否锚头司顶部盼外侧快的螺肚纹联挣结器财上，府用管池钳孝旋紧僻。3）将牌装配薄好的胡深层蛮沉降模标慢奇慢地袍放入定钻孔所内，惹直到嗽放入态孔底闻。用圈外管罚将锚市头压侦入预升测土锤层的峡指定欧标高怖位置才。4）在屑孔口皇临时撕固定散外管万，将尊内管并压下弟约15愧0m积m，此熊时锚足头上散的三铅个卡琴子会坑向外菌弹，容卡在翻土层民里。屑卡子任一旦室弹开曲就不观会再舅缩回股。5）顺别时针飞旋转眼外管断，使伯外管倍与锚嘴头分疑离。茄上提结外管瓦。6）固帮定外碌管，乏将外疯管与生钻孔厦之间喷的空谎隙填挥实，楚做好仅测点误的保妙护装歉置。孔口火一般啄以高板出地细面20先0～10翁00俊mm为宜饱，当级地表间下降哨及孔巩口回存弹使鸽孔口派高出巧地表柴太多酒时，滥因将帅其往雅下截祝。(六）踩土预压力习与孔傍隙水愿压力李监测桩墙捕侧向保水土换压力仆的监寨测通败常是谣在桩物墙迎拔土面活埋设概土压隔力传僻感器衰，通挂过相舌应的测接收球仪器王来读鬼取所嘉需的睁数据种。①土榆压力万盒常用翅的土圾压力述传感亦器有遥钢弦骆式和狭电阻圾式两鸦大类瓶，如愤图9、10所示筑。对财应于安钢弦邮式和罢电阻箩式两搭种传悦感器醉的接针收装父置分孤别为薯频率葱仪和扫电阻欢应变楚仪。其中腐钢弦社式土材压力兼盒耐替久性麻好，侵能适附合各姑种复宝杂环础境，绿因而关尽管选其精泪度相念对较阿差，鸦但在赏目前陵工程悔实践棍中应迫用日私趋广暑泛，再大有棍逐步打取代尝电阻你式土闲压力炕传感赤器的沈趋势追。②孔隙项水压那力测工试孔隙全水压谎力量霸测结垫果可夏用于裁固结闻计算站及有地限应伞力法禽的稳敲定性分属析，康在打盗桩、两堆载殿预压室法地格基加蔑固的孩施工跟速度荡控制糟、基详坑开挖枕、沉徒井下行沉和勒降水绸等引微起的毯地表肥沉降纯的控哑制中瓜具有折十分裳重要的全作用牌。孔隙亡水压泉力探桑头分枯钢弦捎式、懒电阻政式和桂气动笼式三疏种类破型，倾探头由摸金属洒壳体尝和透棚水石项组成丙。埋担设方黑法有卡压入草法和慰钻孔著法。(七)支挡恳结构何内力兵监测采用次钢筋分混凝概土材狠料制趁作的衰围护蹲支挡目构件锹，其左内力旧或轴聪力通南常是蓄在钢病筋混片凝土战中埋吴设钢周筋计豆，通每过测丙定构梨件受云力钢甜筋的重应力喇或应截变，鞭然后悲根据僻钢筋查与混陪凝土自共同计作用酷、变链形协淘调条缸件计此算得场到。①钢德筋计撤类型钢筋范计有像钢弦框式和烦电阻免应变慨式两瞧种，惑二次荣仪表图分别愈用频差率计嚷和电宾阻应蔬变仪虹。(八)土层矛锚杆介试验虚和监红测土层促锚杆煎是一苗种埋弹入土层庆深部寸的受扶拉杆储件，它一疏端与弊构筑烤物相妙连，另一哗端锚姐固在滴土层毕中。(9侍)地下效水位腔监测地下舞水位苦监测阿可采筐用钢辨尺或命钢尺债水位伯计。交钢尺渠水位么计的朗工作分原理观是在商已埋朵设好理的水智管中杠放入秃水位役计测俗头，菠当侧株头接混触到除水位持时，拌启动革讯响山器，饶此时须读取弓测量婆钢尺泻与管币顶的殊距离洽，根淡据管零顶高怒程即宝可计歪算地申下水云位的孤高程领。对于栋地下且水位爷比较云高的灰水位援观测悼井，胁也可无用干伐的钢深尺直哨接插泥入水刑位观飞测井思中测赔量。①相邻核建筑剩物变反形监也测建筑欢物的巡寿变形糟观测卷可以陆分为霉沉降卷观测般、倾枕斜观密测相抓裂缝谨观测霞三部镇分内不容。建筑摇物的剖沉降狗观测沉降生观测拦点布叨设的龄位置缘瑞和数僵量以愿及埋库设方故式，谨应根禁据基伴坑开葛挖有肺可能括影响弯到的狐范围祖和程质度，电同时旦计入席建筑说物本虑身的切结构怀特点聪和重盾要性零予以鱼全盘肺考虑月和确岗定。夏通常弯情况讽下，限观测润点布腿置在拖房屋辣承重贩构件熔或基孟础的害角点番上，咳长边与上可禾适当旋加密饱测点侵。(十)相邻惕环境翁监测相邻续环境朋监测污的范捉围宜否从基弯坑边绣线起锈到开坐挖深敌度约2.体0～3.悼0倍的德距离肝，监咬测周热期应缴从基晕坑开胜挖开狱始，纳至地沾下室金施工其结束僚为止槽。建筑疏物的稍倾斜场观测距变馒形点忧水平疑距离1.换5～2.壤0H处设肾工作造点。两工败作点汤的方卧向交窑角接递近90耍°；建筑介物的狡裂缝参观测建筑亿物的削沉降辽和倾仓斜必聚然会论导致麻结构弄构件乔的应