现场检验与监测讲义清楚明了

第六章现场检验与监测教学目的：要求学生熟悉现场检验和监测的意义、内容；掌握地基桩基和岩土体的现场检验和监测理论和方法.教学内容:现场检验与监测.重点难点：地基桩基和岩土体的现场检验和监测理论和方法.第一节现场检验与监测的意义和内容一、现场检验与监测意义：

现场检验与监测是岩土工程中的一个重要环节，它与勘察、设计、施工一起，构成了岩土工程的完整体系。目的:在于保证工程的质量和安全，提高工程效益。一般在勘察和施工期间进行的。对有特殊要求的工程，则应在营运期间内继续进行。特殊要求工程指的是：有特殊意义的重大建筑物；一旦损坏造成生命、财产巨大损失或重大社会影响的工程；对建筑物和地基变形有特殊限制的工程；用了新的设计、施工或地基处理方案，尚缺乏必要经验的工程。

第一节现场检验与监测的意义和内容二、现场检验和现场监测的含义：1、现场检验的内容

在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的监控。检验包含两方面内容：（1）验证核查岩土工程勘查成果与评价建议，施工时通过基坑开挖获得的工程地质和水文地质资料比勘察阶段更为确切，可以来补充和修正勘察成果。如实际情况与勘察成果出入较大时，应进行施工阶段的补充勘察。（2）对岩土工程施工质量的控制与检验。例如：天然地基基槽的尺寸、槽底标高的检验；桩基础施工中的一系列质量监控；地基处理施工质量的控制与检验；深基坑支护系统施工质量的监控等。2、现场监测意义及内容：

现场监测是在工程勘察、施工以至运营期间，对工程有影响的不良地质现象、岩土性状和地下水等进行监测，其目的是为了工程的正常施工和运营，确保安全。主要含三方面内容：（1）施工和各类荷载作用下岩土反应性状的监测。例如，土压力观测、岩土中的应力量测、岩土体变形和位移监测、孔隙水压力观测等。（2）对施工或营运中结构物的监测。对于像核电站等特别重大的结构物，在整个运营期间都要进行监测。（3）对环境条件的监测。包括对工程地质和水文地质条件中某些要素的监测。如对工程构成威胁的不良地质现象，在勘察期间就应布置监测(如滑坡、崩塌、泥石流、土洞等)；对相邻结物及工程设施在施工过程中可能发生的变化、施工振动、噪声和污染等的监测。下面分别就地基基础的检验与监测、岩土体性状的监测和地下水监测三个问题加以讨论第二节地基基础的检验与监测一、天然地基的基槽检验与监测二、桩基工程的检测三、地基加固和改良的检验与监测四、深基坑开挖和支护的检验与监测五、建筑物的沉降观测一、天然地基的基槽检验与监测(一)现场检验

适用于天然土层为地基持力层的浅基础。主要作基坑开挖后的验槽工作。1、验槽的要求：

(1)核对基槽的施工位置、平面尺寸、基础埋深和槽底标高。平面尺寸由设计中心线向两边量测，长、宽尺寸不应偏小；槽底标高的偏差，一般情况下应控制在0～50mm范围内。

1、验槽的要求(2)槽底基础范围内遇到异常情况时，结合地质、地貌条件提出处理措施。必要时可在槽底进行轻便钎探。当施工揭露的地基土条件与勘察报告有较大出入，可有针对性地进行补充勘察。(3)验槽后应写出检验报告，内容包括：

岩土描述槽底土质平面分布图基槽处理竣工图现场测试记录的检验报告

验槽报告是岩土工程的重要技术档案，应做到资料齐全，及时归档。2、重点进行的验槽：遇到下列情况之一时，应重点验槽：

(1)持力层的顶板标高有较大起伏变化(2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层(3)基础范围内存在局部异常土质或有坑穴、古井、老地基或古迹遗址。(4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及废(古)河道、湖泊、沟谷等不良地质、地貌条件。(5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工，基底土质可能受到影响。(二)现场监测

当重要建筑物基坑开挖较深或地基土层较软弱时，根据需要布置监测工作。1、现场监测内容主要有：（1）基坑底部回弹观测。（2）建筑物基础沉降及各土层的分层沉降观测。（3）地下水控制效果及影响的监测。（4）基坑支护系统工作状态的监测等。基坑底部回弹观测要点：（1）卸荷回弹观测：高层建筑在采用箱形基础时，由于基坑开挖面积大而深，卸除了土层较大的自重应力后，存在基坑底面的回弹。基坑的回弹再压缩量一般约占建筑物完工时沉降量的l／3～2/3。基坑回弹不可忽视，将实测沉降量减去回弹量，才是地基土真正沉降量；否则实际观测的沉降量偏大。（2）在基坑暴露期间，土中粘土矿物吸水膨胀、基坑开挖接近临界深度导致土体产生剪切位移以及基坑底部存在承压水时，皆可引起基坑底部隆起，观测时应注意。因此，基底回弹监测应在开挖完工后立即进行，在基坑的不同部位设置测点用水准仪观测，且继续进行建筑物施工过程中以至竣工之后的地基沉降监测，最终绘制基地的回弹、沉降与卸载、加载关系曲线p112(图6—1)。二、桩基工程的检测

(一)桩基工程检测的意义桩基工程按施工方法，可分为预制桩和灌注桩两大种类，最主要的材料是钢筋混凝土。无论是预制桩还是灌注桩，在施工过程中都容易出现一些质量问题：

预制桩在锤击过程中桩头或桩身破裂，或桩无法穿透硬夹层而达不到设计标高；

灌注桩在浇灌过程夹泥、缩径，沉渣过多，造成桩身强度不够和承载力不够等国家有关规范把桩基工程检测列为必须进行的过程，所以桩基工程检测具有重要的实际意义。(二)桩基工程检测的内容桩基工程检测的内容：核对桩的位置、尺寸、距离、数量、类型，核查选用的施工机械、置桩能量与场地条件和工程要求，核查桩基持力层的岩土性质、埋深和起伏变化，以及桩尖进入持力层的深度等，此外，通常应包括桩基强度、变形和几何受力条件等三个方面。1、桩基强度桩基强度检验包括桩身结构完整性和桩承载力的检验。桩身结构完整性是指桩是否存在断桩、缩颈、离析、夹泥、孔洞、沉碴过厚等施工缺陷。常采用声波法、动测法和静力载荷试验等检测。

(二)桩基工程检测的内容2．桩基变形

重要工程必须进行沉降观测。一般工程只要桩身结构完整性和桩承载力满足要求，桩尖已达设计标高，且土层未发生过大隆起，就可以认为已符合设计要求。桩基变形需通过长期的沉降观测才能获得可靠结果，而且应以群桩在长期荷载作用下的沉降为准。3、几何受力条件

桩的几何受力条件是指桩位、桩身倾斜度、接头情况、桩顶及桩尖标高等的控制。通常应以严格的桩基施工工艺操作来控制。必要时应对置桩过程中造成的土体变形、超孔隙水压力以及对相邻工程的影响进行观测。(三)桩身质量检测的方法

桩身质量的检测包括桩的承载力、桩身混凝土灌注质量和结构完整性等内容。1、桩的承载力检测：（1）静力载荷试验法。最传统而有效的方法，为我国法定确定单桩承载力的方法，其试验要点在国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—2002)等有关规范、手册中均有明确规定。尽管此法费时费钱，在工程实践中仍普遍采用。（2）动测法：高应变法，辅助方法。有史密斯法、凯斯法、波形拟合法和锤击贯入法等，可以反映桩土体系的弹塑性响应，通过波动方程求解桩的极限承载力。2、桩身混凝土灌注质量和结构完整性检测：

主要用于大直径灌注桩。检测方法有钻孔取芯法、声波法和动测法。（1）钻孔取芯法：可以检查桩身混凝土质量和孔底沉碴。由于芯样小，灌注桩的局部缺陷往往难以被发现。（2）声波法：检测灌注桩的混凝土质量，轻便、可靠而直观，已得到广泛应用，其方法是：先在灌注混凝土之前预埋声测管，固定于钢筋笼上。用此法可检测因施工质量造成的断桩、夹泥、缩颈、孔洞等混凝土缺陷。2、桩身混凝土灌注质量和结构完整性检测（3）动测法：在桩顶作用一瞬态振动力，使桩产生振动响应。通过安装在桩顶的传感器，接收桩土系统在动荷载作用下的响应信号，并以时域波形分析、频域波形分析，对桩身结构完整性及承载力作出判断。在对预制桩和灌注桩等不同桩型的检测中已得到广泛应用。按桩身与周围土的相对位移量大小可分为：

低应变法主要有：反射波法、机械阻抗法和动力参数法等，桩土动力响应处于完全弹性范围内，较适用于桩身结构完整性检测。高应变法三、地基加固和改良的检验与监测地基土的强度和变形不能满足设计要求时，需要采用加固与改良的措施。为了保证地基处理方案、使用材料和施工的质量以及确切的处理效果，按《规范》规定，应作现场检验与监测。1、现场检验的内容：①核查选用方案的使用性，预先进行一定规模的试验性施工；②核查换填或加固材料的质量；③核查施工机械特性、输出能量、影响范围和深度；对施工速度、进度、顺序、工序搭接的控制；⑤按有关规范、规程要求，对施工质量的控制；⑥按计划在不同期间和部位对处理效果的核查；⑦检查停工及气候变化或环境条件变化对施工效果的影响。2、现场监测的内容

对施工中土体性状的改变，如地面沉降、土体变形、超孔隙水压力等的监测；用取样试验、原位测试等方法，进行场地处理前后性状比较和处理效果的监测；对施工造成的振动、噪声和环境污染的监测；必要时作处理后地基长期效果的监测。对于不同的地基处理方法，采用不同的检验监测方法：P114表6-2四、深基坑开挖和支护的检验与监测

随着高层建筑基坑开挖深度不断加大，对支护结构的工作状态和位移提出了愈来愈严格的要求，为了施工质量，对整个系统的工作进行检验与监测。检验与监测工作内容有以下几方面：

(1)对支护结构施工安设工作的现场监理。检查结构尺寸、规格、质量、施工方法及支撑程序是否与设计一致。在装设过程中，当由于客观情况致使支护系统构造、尺寸或装设位置不能与设计相符时，施工人员与设计人员应协商，采取调整措施，保证施工正常进行。(2)监测土体变形与支护结构的位移。观测的时间间隔视气象条件和施工进度而定，可为每日、每三日或每周进行一次。(3)对地下水控制设施的装设及运营情况进行监测。观测地下水及土体中孔隙水压力的变化情况，注意施工影响及渗漏、冒水、管涌、流土等不良地质现象的发生。在支护系统运营过程中，观测时间间隔亦视气象条件和施工进度，可定为每日、每三日或每周进行一次。(4)对邻近的建筑物和重要设施进行监测。注意有无沉降、倾斜、裂缝等现象发生。肉眼巡检：

很多工程实例表明：对施工场地及周围环境的肉眼巡检是很有意义的，应专派有经验的工程师逐日进行。施工条件的改变、现场堆载的变化、管道渗漏和施工用水不适当的排放、温度骤变或降雨等，都应在工程师的监视之下并应有完整的记录。地面裂缝、支护结构工作失常、渗漏、管涌、流土等，更是可以通过肉眼巡检在早期发现的。五、旁建筑朴物的仗沉降厦观测1、沉降岁观测的炊对象：①一级揪建筑物代。②不均革匀或软瓜弱地基艺上的重杂要二级锄及以上野建筑物剩。③加滨层、世接建更或因梢地基舱变形筝、局汽部失臂稳而午使结申构产栽生裂搬缝的线建筑阻物。④受夕邻近江深基阁坑开菊挖施梅工影宏响或棋受场材地地柏下水拘等环虹境因氏素变殿化影羊响的刘建筑份物。⑤需国要积如累建州筑经芦验或唇进行逼反分原析计评算参苗数的里工程映。2、观豪测点锤的布认置及勉观测冤方法布点：一般桨是在百建筑夸物周炮边的糟墙、愈柱或鸣基础墓的同沸一高毁程处立设置闪多个风固定忠的观里测点炊；墙角补、纵殖横墙颈交叉铅处和尊沉陷泰缝两隆侧都臭应有衰测点荡控制叫；距离建钢筑物一娘定范围圣设基准产点。观测：从建筑妖物修建尸开始直槐至竣工盯以后的脉相当长诉时间内研定期观谊测各测碍点高程佩的变化察；观测次著数和间介隔时间欧应根据尸观测目笨的、加泉载情况触和沉降溜速率确狠定。当阿沉降速强率小于1mm／100败d时可停说止经常咽性的观荐测。建劲筑物竣支工后的戏观测间秧隔按表6—3确定p11律7。观测结并果资料处整理应成用根据科观测亡结果签绘制偷加载南、沉怨降与跪时问斗的关盈系曲鹊线；可以较效好地划彼定地基县土的变伶形性和挥均一性份；与预测匙的结论兽对比，按以检验数计算采涌用的理她论公式息、方案栽和所用渐参数的拐可靠性拐；获得在捧一定土违质条件盆下选择端建筑结席构型式最的经验凯。第三烤节下岩善土体疲性质膀与状宏态的糖监测一、滔岩土专体变停形监胖测(一)岩土体抚变形监棋测的意狱义1、岩扔土体警的变厅形量遥是评午价岩幻玉土体音及建劈燕筑物驼稳定主状态厅或建负筑物危是否摆能正辟常使鹅用最沫直接事的指姿标，吊监测损结果爬亦可姐用作窝反演拴计算丙的参鹿数或接检验焦计算顷方法味的适座宜性没。对跑工程饺岩土来体采路取加木固措肤时也蚕需以垄变形走监测贫资料篮作依葱据。(一)岩土体患变形监弯测的意壤义2、由兔于岩键土体有的工架程性捐质复领杂而茂多变殊，勘咏察时黑往往命难以榜掌握样清楚门，以加致所好作的或评价寄不够耀准确线。3、对兰一些厌重大炕工程夺，尤悔其是扫复杂急地质评条件摧的工怠程，茶进行湿岩土厉体和含建筑栋物变汪形监傅测就煤十分丘必要需，不声仅可佛及时若发现蹈问题域，采轿取对图策和夏措施印，以暮保证敞工程级的正旨常施锈工和抓使用限，而承且积吵累有辜价值宫的经绝验资摧料，远对发例展岩币土力哗学和杠提高傲勘察杀工作润水平播皆有出重要幻玉意义荡。(二)岩土体非变形监刚测的内斧容和方剂法岩土体炼变形监基测内容跨主要包票括各种乎不良地猎质现象演和各类恩工程(各种地般基基础拣工程、更边坡工肤程和地许下工程)所涉悔及的汽岩土赤体内谅部的崖压缩吓、拉膀伸及惰剪切渔变形轨和表抚面位给移量愿的监卫测。穴介绍躬边坡和工程违和滑络坡以量及地位下工床程岩陷土体墓变形知监测钱的内族容和涂方法泥。1．边坡善工程和打滑坡的欢监测边坡工委程和滑依坡监测俱的目的:①正确纸判定腾稳定蒜状态耕，预午测位揉移、客变形熟的发盟展趋葡势，田作边淋坡失先稳或黎滑坡镜临滑辜前的臂预报将；②为迎整治提皆供科学棕依据以塞及检验种整治的些效果。监测校内容：三激项①地撑面位盗移监察测②岩邀土体职内部移变形仰和滑咬动面溪位置输监测③地下鹿水观测头。本节砌只论述利前两项饼内容。当后一项嘴内容将瓶在下节樱中讨论芳。（1）地陡面位移迫监测主要采睁用经纬条仪、水渡准仪或挎光电测释距仪重抬复观测除各测点叔的位移跃方向水洒平、铅芦直距离永，以此狡来判定姐地面位压移矢量求及其随趣时间变翼化的情融况。测点据屑具体要作求布置狠成不同学型式的养线、网衔，条件悠较复杂港和位移址较大的引部位测嫂点应适叠当加密柔。对于规为模较大障的滑坡悔，还可炉采用航籍空摄影朱测量和苗全球卫径星定位棋系来进列行监测胶。也可采水用伸缩暑仪和倾魄斜计等汗简易方元法监测镜。监测南结果贼应整叛理成叨位移-时间曲村线图，仍并以此跌来分析茅滑坡或此工程边乳坡的稳咸定性发肉展趋势杜，作临职滑预报绕。(2怖)岩土残体内尖部变舱形和种滑动录面位趟置监壤测管式公应变侮计监欠测是在聚斜氯乙烯位管上隔星一定距愁离贴电粱阻应变债片，随瞎后将其华埋置于叮钻孔中撤，用于跳测量由丈于滑坡企滑动引叙起管的顷变形。以安装变群形管时际必须使钻应变片投正对着冶滑动方厌向。测放量结果挨可清楚攀地显示使出滑坡体粮随时间腥不同深浊度的位价移变形必情况以栋及滑动何面的位危置。倾斜仓计是一侨种量测滑坡壳引起钻爆孔弯曲的装置置，环可有考效了奸解滑换动面笨的深作度。缸该装饰置有化两种萝型式以：一担种是终由地口面悬倚挂一鸽个传园感器伙至钻啊孔中绳，量均测预猴定各反深度袄的弯采曲(图6-9椅)；另蜻一种凤是钻崭孔中府按深日度装艇置固蚁定的坦传感贩器位移托计是一种斤靠测量粪金属线笨伸长来将确定滑境动面位圾置的装粥置，一特般采用旗多层位百移计量他测，将欢金属线确固定于穿孔壁的元各层位裤上，末绣端固定音于滑床欺上(图6一12)。它可根以用来苦判断滑影动面的刮深度和瓦滑坡体舰随时间母的位移搅变形。2．洞致室壁慌面收口敛量伐测收敛首量测忌：是直接量选测岩体呼表面两节点间的废距离改巷变量，用于了萄解洞室钱壁面间浊的相对撤变形和这边坡上古张裂缝浓的发展丸变化，贿据以对禾工程稳剥定性趋转势作出炕评价和俯对破坏嘉时间作古出预报确。作收纵敛量董测时葱，首距先要券选择样代表厚性的座洞段制，量缎测前熟在壁热面设邀测桩砍，收谊敛计籍的选钉择可统根据麻量测退方向咽、位烫移大股小和弦观测阳精度屠确定仇。收择敛计糠分垂翅直方桂向的恶、水欢平方财向的港和倾只斜方肌向的坦几种穴。2．洞秀室壁份面收欺敛量哪测垂直收柱敛计量首测洞室律顶、底木板之间慰的相对枯变形，悬挂纹型和螺患栓型二摊种收敛援计。前赤者可免裤除每次炕量测时浪的攀高舌问题，床这种收老敛计可财以从顶蜻板上的献基点作职洞壁全颈断面放霞射状量贫测。后颈者具有窄悬挂型说优点，汪因螺栓眼测点可披以紧靠索开挖工墨作面埋况设，尽岭可能取鹊得岩体顽的“全裕变形”宿资料。水平逆收敛籍计常用的违是带式迷收敛计烛和刚尺钱式收敛心计。倾斜方筝向的变臭形量测，使用服球铰水怒平收敛霞计，以云适应不符同方向昆量测的件要求。当洞室版稳定性底出现问为题时，查应设限盖位开关篇的多点哈地表位勿移伸长莲计及报糟警装置绣。对洞监室稳定骆性进行灭评价时说，应分蚀析变形(位移)与时遮间的焦关系绘曲线低；当买变形阶加速燥发展杏时，滤可根嗽据曲象线的签延伸科趋势杰作出蔽破坏燃时间咸的预酿报。二、岩它土体内辅部应力骡量测岩土息体内由部的巩应力返分为孟初始存应力配和二杨次应膊力。初始狗应力油也称拨地应灰力。二次标应力蓝：工程建耳筑物兴障建后，颤主要指傲的是房艰屋建筑桌基础底扒面与地泼基土的接触压俗力；挡痛土结构称上的土陷压力以来及洞室锐的围岩崇压力等村的量测古问题。岩土压使力的量撑测用压珠力传感迷器，将着压力传望感器埋挡设于结航构物与旦岩土体金的接触光面上。军目前国逼内外采用霸的压挖力传谣感器刺多数灿为压待力盒声，有则液压毁式、存气压研式、束钢弦鸦式和酬电阻挣应变给式等不同型义式和规新格的产般品，后摸两种较绝常用。炎压力观题测是在妻施工和领运营期芦间进行键的。第四得节盛地倒下水义的监芽测一、地邻下水监弱测的意炼义和条才件1、意秆义：（1）地下叫水对喜工程胳岩土毒体的效强度箱和变五形以昂及对阻建筑酱物稳久定性质的影溉响，携极为妄重要。例如鞠，高层桂建筑深做基坑开缠挖和支边护，由恼于地下第水，可驴能会导迟致坑底掘上鼓溃蹈决、流瓜砂突涌食、支护挤结构移恩位倾倒授、降水遇引起周你围地面笼沉降而蹦导致建绩筑物破赌坏。因膨此深基狼坑施工护过程中掘要加强声地下水修的监测含。（2）地下水盯也是各蔑种不良海地质现抖象产生迟的重要漆因素：作用孩于滑性坡上仅的孔配隙水免压力悲、浮很托力挪和动辨水压朽力，狂直接懒影响野滑坡住的稳喉定性束；饱水砂砍土的管忽涌和液割化、岩省溶区的散地面塌汉陷等，槐无不与忽地下水龄的作用币息息相探关。我国松高层渠建筑或深基对坑工离程和慢大型稳地下虾构筑滔物与福日俱板增，愈各类理建筑狸物和请构筑派物建侮于不碍同的欲复杂坡地质杰环境纯中，慎因此肺要对葬地下百水压瓦力、帝孔隙需水压胜力准糟确控骡制，氧以保医证工虏程顺聚利、告安全俩施工置和正黄常运偿行。2监测条化件：①文当地兆下水影位的戴升降腐影响行岩土钳体稳能定，踢以致陪产生糕不良裕地质秘现象告时；②霞当希地下筹水位辟上升柱对构漂筑物蓄产生以浮托帐力或沾对地细下室牛和地链下构奴筑物轻的防吉潮、愁防水活产生他较大轻影响净时；③稠当病施工理排水骡对工拢程有良较大佣影响畜时；④钻当施工该或环境奖条件改暴变造成弊的孔隙原水压力处、地下美水压力吉的变化纷对岩土愁工程有残较大影腾响时。3地下天水监限测的北内容柄：（1）地劳下水隆位的危升降闻、变怀化幅谜度及拴其与充地表糠水、膊大气扁降水牢的关教系；（2）工程废降水对棍地质环枪境及附搬近建筑习物的影虎响；（3）深晒基、着洞室鞭施工木，趟哥斜坡杏、岸公边工掠程稳容定和宵加固贱软土钳地基遗等进处行孔彼隙水僻压力供和地绝下水策压力瓜的监浸控；（4）管酷涌和碰流土滤现象腾对动弦水压宗力的剃监控债；（5）当裳工程怖可能吗受腐师蚀时妙，对霜地下诊水水近质的学监测颗等。二、陪孔隙色水压元力监短测监测目桥的：1、控制残加载速按率；