上海大型构筑物基坑监测技术

基坑监测技术主要内容概述常规监测项目自动化监测概述基坑工程在总体数量、开挖深度、平面尺寸等方面都得到高速的发展(紧、近、深、大)。地质条件复杂。基坑开挖过程中，基坑内外土体应力变化。基坑周围的环境保护要求越来越高。最近几年出现的一些基坑安全事故。概述xx工程建设规范

《基坑工程设计规程》DGJ08-61-1997《地基基础设计规范》DGJ0811-1999《基坑工程施工监测规程》DG／TJ08-2001-2006《xx地铁基坑工程施工规程》SZ-08-2000对地铁、隧道和合流污水工程等大型构筑物安全保护区内的基坑，相关部门都颁布了有关文件确定其环境保护的标准和要求。基坑监测应达到的目的：对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护为信息化施工提供参数验证有关设计参数概述监测项目按监测参数可分为：

垂直位移、水平位移、倾斜、围护体系内力、深层侧向位移（测斜）、裂缝、地下水位、孔隙水压力、土压力、土体分层垂直位移等。围护体系内力监测一、监测项目基坑工程围护体系内力监测包括支撑内力、锚杆拉力、围护墙内力、围檩内力、立柱内力等。支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等级必测项目，三级监测等级选测项目。围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级必测项目，二级监测等级选测项目。立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级选测项目，主要用于逆作法施工。围护体系内力监测二、仪器设备1、监测传感器常用监测传感器

钢弦式传感器基本工作原理钢弦式传感器利用钢弦的振动频率将物理量变为电量，再通过二次测量仪表(频率计)将频率的变化反映出来。

围护体系内力监测二、仪器设备钢弦式传感器物理计算公式：

式中P—待测物理量；

K—与待测物理量相匹配的标定系数；

—测试频率（Hz）；

—初始频率（Hz）。围护体系内力监测二、仪器设备2、测试仪器频率仪。

ZXY-2型频率读数仪围护体系内力监测二、仪器设备钢筋计

埋入式应变计表面应变计轴力计孔隙水压力计土压力盒围护体系内力监测三、传感器适用范围1、支撑内力

1）钢筋混凝土支撑

钢筋计，通过钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件反算支撑的轴力。

2）钢支撑轴力计表面应变计

通过量测到的应变再计算支撑轴力。2、围檩内力钢筋混凝土围檩(钢筋计)

钢围檩(表面应变计)围护体系内力监测三、传感器适用范围3、立柱内力钢筋计，主要用于逆作法施工

4、围护墙内力钢筋计围护体系内力监测四、计算轴向受力：对钢筋混凝土杆件(钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件)：围护体系内力监测四、计算1、支撑轴力计算

钢筋混凝土支撑轴力计算:式中：—支撑轴力(kN)；—钢筋应力(kN/mm2)；—钢筋计监测平均应力(kN/mm2)；

—第j个钢筋计标定系数（kN/Hz2）；

围护体系内力监测四、计算1、支撑轴力计算式中：

—第j个钢筋计监测频率(Hz)；

—第j个钢筋计安装后的初始频率(Hz)；

—第j个钢筋计截面积(mm2)；

—混凝土弹性模量(kN/mm2)；

—钢筋弹性模量(kN/mm2)；

—混凝土截面积(mm2)；AC=Ab-ASAb—支撑截面积(mm2)；

—钢筋总截面积(mm2)。

围护体系内力监测四、计算1、支撑轴力计算钢支撑轴力计算：轴力计：表面应变计：围护蜓体系来内力冰监测四、类计算2、围护超墙内睛力计万算同钢椒筋混辰凝土异支撑扮轴力肚计算3、立贷柱内舒力计豆算同钢搬筋混初凝土闪支撑薯轴力拨计算4、围取檩内幕力计捆算钢筋粪混凝膊土围职檩同肆钢筋妙混凝还土支辣撑轴沉力计匆算钢围拌檩(表面撒应变柱计)同钢熊支撑销轴力握计算(表面驰应变土计)深层拆侧向刊位移配监测(测斜)一、停监测盛内容围护编墙体吴和土绪体的集深层游侧向惜位移贤，一风般用畅在地蛾下连更续墙愁、混为凝土金灌注河桩、防水泥萝土搅绳拌桩则、型炸钢水挠泥土海复合坊搅拌楚桩等吼围护捧形式持上。重力糖式、惯板式维围护有体系诵一、昼二级耍监测俯等级必测蕉项目重力梅式、灶板式肤围护古体系医三级锅监测持等级选测厚项目深层赛侧向系位移晨监测(测斜)二、沸仪器灭设备1、基本讽原理通过乎摆锤闭受重况力作博用来运测量搅探头腹轴线尖与铅絮垂线刮之间悠倾角巾，然来后通摘过三落角关握系计妻算垂吹直位风置各驻点的湾水平态位移氧。当土婆体产捏生位跨移时甲，埋堪入土终体的勾测斜受管随俱土体喇同步位位移乡丰，测它斜管钉的位谋移量糟即为掌土体蔽的位疮移量猫。深层梯侧向召位移最监测(测斜)二、杠仪器练设备1、基本饥原理深层放侧向飘位移挽监测(测斜)二、纪仪器戏设备2、分泛类及栋特点分类隙：按旺测头店传感牛器不魄同，钓滑动俭电阻牙式、也电阻图应变李片式剃、钢屯弦式尺及伺雹服加皂速度出计式取四种稻。较织多采盼用的画是电绝阻应妙变片靠式和后伺服龟加速信度计都式测语斜仪杜。特点提：电阻移应变棋片式昆测斜菠仪：善优点丸是产孙品价殊格便颤宜；擦缺点足是量例程有牲限，躬耐用暂时间侨不长柔；伺服砍加速阁度计扩式测挖斜仪秒：优赤点是宿精度局高、直量程嘉大和含可靠态性好桨；缺瓶点是尼伺服理加速默度计手抗震芒性能踩较差弹，当惹测头茶受到筹冲击悄或受煮到横泽向振去动时废，传片感器晒容易北损坏莫。深层御侧向滚位移捕监测(测斜)二、暗仪器柔设备3、测壁斜仪族的组夺成1)探头辈：装弄有重因力式叼测斜下传感眠器。2)测读京仪：扰测读寇仪是绪二次嘴仪表源，需拆和测厨头配垦套使散用。3)电缆巡寿：连铜接探颂头和汪测读境仪的寒电缆可起向苹探头塑供给土电源虽和给食测读壁仪传起递监脖测信躺号的堪作用比，同呀时也绣起到愤收放丙探头北和测颈量探丛头所充在测章点与日孔口春距离近。4)测斜俭管：惰测斜拳管一蜜般由吵塑料疑管或委铝合吓金管冒制成凶。常淘用直拘径为50～75伶mm，长鞠度每收节2～4m，测贩斜管财内有肤两对丈相互刷垂直果的纵莫向导利槽。滩测量疤时，颤测头肾导轮冲在导忘槽内坑可上扶下自伪由滑削动。深层巨侧向估位移魂监测(测斜)二、谱仪器推设备测斜系管桨测斜缺仪深层给侧向中位移钉监测(测斜)三、辈测试泡方法测斜笛管应席在工鞭程开旧挖前15～30手d埋设悔完毕油，在营开挖凑前的3～5天内给复测2～3次。叫取其粘平均州值作狭为初怨始值贷，开菌始正楚式测布试工珠作。每次悦测试紫时，胞将探塞头导终轮对聚准与弊所测搜位移概方向六一致凉的槽检口，甩缓缓代放至蚀管底剥。待物探头熄与管场内温幕度基插本一市致、舞显示棵仪读某数稳聋定后日开始牲监测鞠。仆一般琴以管鸡口作予为确抽定测怕点位搜置的诊基准侵点，阵每次豪测试陆时管添口基冈准点棋必须曾是同誉一位杯置，稼按探庸头电炸缆上闪的刻短度分打划，喜均速裁提升绑。每隔50惩0m床m读数链一次棚，并颈做记张录。常待探毁头提季升至旧管口遗处。罗旋转18宝0°后，担再按效上述络方法云量测蔽，以友消除问测斜挤仪自偏身的岔误差练。深层芒侧向欲位移尼监测(测斜)四、触测试软数据另处理通常岩使用梦的活恭动式责测斜犯仪采础用带耗导轮卸的测蛙斜探狠头，粮探头倍两对差导轮走间距50筋0m缝m，以弟两对远导轮沿之间奴的间马距为迟一个蠢测段异。每华一测时段上英、下划导轮炒间相续对水隆平偏擦差量化可通夸过下惜式计仁算得迷到：式中号：—上、止下导看轮间妖距；—探头胶敏感争轴与陵重力纤轴夹良角。深层躲侧向测位移期监测(测斜)四、枯测试躺数据匙处理测段n相对环于起驾始点甜的水蔑平偏旷差量贫，由宽从起动始点旗起连升续测妥试得凑到动的乐累计六而成部，即式中恐：—起始疤测段惠的水奇平偏啦差量(m犹m)；—测点n相对粪于起半始点抗的水目平偏臂差量(m秧m)。深层羡侧向树位移金监测(测斜)四、尼测试离数据紫处理测斜眯管本愉次水烛平位惰移曲泥线:测斜俗管累案计水桌平位脱移曲逼线:以底迟部为先起算卡点：以顶肢部为盯起算料点：深层字侧向主位移富监测(测斜)四、饿测试阻数据蛮处理实际酬计算膝：读数稼仪显僻示的丛数值眠一般捡已经龙是经食计算恭转化爆而成透的水嚼平督量，步因此殖只需溜按仪休器使丈用说阻明书驰中告熔知的伏计算升式计贤算即彼可，脸不同款产家私生产鸡的测弊斜仪晋其计螺算公抹式各祸不相较同。深层工侧向执位移专监测(测斜)五、茂注意埋事项测斜贼管中犯有一腊对槽诱口应幕自上跑而下贵始终怨垂直绍于基础坑边打线，崇若因应施工祖原因经致使款槽口耽转向阵而不苍垂直押于基躲坑边混线，挖则须就对两滩对槽峰口进劳行测品试，般然后映在同付一深脾度取栗矢量切和。测点残间距滤应为0.延5m，以炊使导舟轮位谎置能益自始熄至终蚁重合据相连酿，而兄不宜盼取1.碧0m测点订间距属，导达致测拦试结剩果偏啄离。地下位水位住监测一、狼监测职内容坑内闻、坑底外水浪位监外测。监测汉目的扩：通过绸坑内脑水位刑观测狭可以鹅检验温降水疲方案鲜的实惰际效穴果，溜如降陈水速关率和拣降水抓深度戴；通过汽坑外刮水位售观测洁可以痛控制堂基坑脸工程葵施工星降水汇对周描围地艘下水扬位下鸣降的荐影响劝范围痰和程语度，剧防止烤基坑免工程趟施工限中的滴水土惩流失搏；同继时也害可以躺了解像围护决墙的挣止水彼（隔缠水）滋效果趣。坑外洽水位茶监测搜为基掘坑监颂测必测提项目。地下拌水位大监测二、当仪器抢设备水位雅管(地下搁埋入衔材料)；钢尺戒水位鹅计(地表衰测试侍仪器)：由探挂头、袄钢尺垂电缆涨、接翁收系大统、漠绕线面架等淘部分杯组成俱；管口看水准劣测量烘：由水援准仪尽、标恋尺、踢脚架拳、尺请垫等要组成叛。地下爱水位解监测二、才仪器摄设备水位遣管胀水获位计火水准滨仪地下饭水位辣监测三、道测试疮方法先用察水位叙计测院出水量位管颤内水勒面距百管口丙的距读离，木然后迅用水相准测袄量的淹方法优测出摸水位欢管管芦口绝新对高哀程，葬最后磁通过闪计算邻得到络水位亭管内埋水面预的绝置对高捡程。地下榨水位藏监测四、万测试童数据且计算水位帅管内角水面翼应以市绝对喘高程老表示宿：式中锣：—水位析管内辈水面悼绝对萝高程(m什)；—水位乎管管妇口绝虑对高朋程(m照)；—水位习管内找水面娃距管什口的夹距离(m浮)。地下保水位迟监测四、商测试镇数据盆计算本次恳变化舟和累废计水旦位变创化式中监：—第i次水元位绝监对高挠程(m形)；—第i-拘1次水箩位绝寒对高默程(m格)；—水位洞初始止绝对清高程(m鲁)；—累计皆水位担差(m欣)。土体察分层甚垂直蠢位移汪监测一、佩监测搏内容坑内市、外舒土体显深层穿垂直描位移坑内摘土体予深层鞭垂直资位移鱼亦称慈坑内缠土体险回弹连或坑婚底隆脾起。基坑脆底部田隆起垄原因偿：基坑尚在开略挖后喜由于率上部战土体鼠开挖渗卸载题，深蒜层土碰体应薪力释毛放向鞭上隆孙起；鸦另外政，由劝于基真坑内标土体扰开挖馒后，这支护妙内外傻的压燥力差疮使其烫底部虽产生封侧向声位移确，导阔致靠冈近围支护结冻构内侄侧的哲土体辩向上基隆起抖，严驻重者机产生棚塑性滩破坏诱。土体泄分层早垂直矛位移苗监测摄为重著力式陪围护散体系刊一、冰二级口监测莲等级下、板宣式围塞护体急系一禽级监章测等浆级选测滩项目。土体脖分层哀垂直脾位移舰监测二、邪仪器乡丰设备埋入毕地下骂的材暴料部厘分由沉悄降导好管、御底盖亲和沉匪降磁复环等改组成戚；分层臭沉降映仪(地面闯测试课仪器)由测塑头、锄测量号电缆费、接墙收系西统和针绕线戴盘等拾组成汇；管口屠水准威测量由水飘准仪营、标硬尺、袄脚架关、尺览垫等威组成虑。土体冶分层要垂直焦位移更监测二、洗仪器跟设备沉降恰管与赖磁环喊水准缠仪析分愤层沉驴降仪土体匹分层遗垂直雹位移惠监测三、污测试柿方法先用牺水准命仪测掀出沉尾降管超的管永口高牵程然后泽将分疑层沉谎降仪窝的探治头缓肚缓放铺入沉局降管轻中，务当接伍收仪低发生思蜂鸣犁时，额就是嫩磁环亩的位减置。繁捕捉块响第锅一声级时测轰量电取缆在果管口具处的杀深度努尺寸输。这描样由羊上向贩下地俱测量和到孔删底，刮这称义为进程及测读。回收涨测量酿电缆瞧时，角测头蹲再次辅通过亭土层寻中的袍磁环老，接纺收系况统的塌蜂鸣辆器会渔再次欺发出姐蜂鸣辞声。虹此时苗读出起测量厘电缆特在管妹口处菌的深拜度尺裂寸，凳如此征测量堡到孔矿口，材称为回程戒测读。磁环疲距管貌口深无度取宜进、攻回程芦测读矮数平妖均数仇。土体问分层游垂直殃位移龟监测四、咽测试距数据捕计算分层加沉降羡标（雀磁环点）位换置以朴绝对烈高程喊表示列：式中馅：—分层剖沉降简标（静磁环驻）绝抄对高较程(m陕)；—沉降哪管管烧口绝膛对高剥程(m工)；—分层针沉降恰标（王磁环蛮）距始管口咐的距蕉离(m汉)。土体翼分层生垂直昼位移沸监测四、碌测试触数据钞计算本次坟垂直鸭位移护量和些累计非垂直俗位移因量：式中纠：—第i次磁仪环绝超对高骑程(m除)；—第i-毛1次磁掏环绝旬对高轧程(m之)；—磁环赠初始壤绝对积高程(m吹)；—本次取垂直芝位移(m纪m)；—累计驴垂直硬位移(m乱m)。孔隙寻水压物力监淋测一、字监测视内容用于矛量测鄙基坑配工程腰坑外沃不同封深度内土的重孔隙援水压赢力监测汪目的由于低饱和匠土受房诚荷载参后首状先产壶生的吐是孔披隙水嫁压力喜的变剥化，绕随后真才是兰颗粒凶的固依结变晒形，五孔隙枪水压侦力的穴变化露是土浇体运钥动的龄前兆食。结合红土压棚力监馆测，傍可以派进行闻土体兼有效冻应力版分析勾，作寄为土竟体稳忠定计唉算的鸟依据睛；不事同深鄙度孔青隙水盟压力它监测社可以棚为围辅护墙启后水艇、土纱压力下分算泰提供左设计庙依据怀。孔隙疗水压腰力监雷测为天重力史式围辩护体侄系一感、二关级监朵测等冲级、锋板式卧围护今体系躬一级伪监测悄等级选测匀项目。孔隙柏水压眉力监态测二、亦仪器援设备孔隙毒水压啦力计主要顾有钢豪弦式(常用袍形式)、气呈压式损等几会种孔浓压计孔隙饥水压谱力计士组成:滤头(由透短水石轧、开症孔钢功管组筛成，肿主要挎起隔彼断土宏压的默作用)；传及感部许分。数显帖频率奇仪。孔隙喂水压脖力监羽测三、竖测试四方法用数练显频蜘率仪箩测读秧、记成录孔浑隙水腰压力酿计频魔率四、腹测试价数据爬计算式中是：—孔隙先水压漠力（kP倡a）；—标定重系数洪（kP骗a/脖Hz脏2）；—测试烈频率糟（Hz）；—初始蔑频率杏（Hz）。土压怒力监翅测一、钢监测泄内容主要遥用于婆量测花围护堡结构慰内、室外侧坟的土性压力监测绑目的结合叨孔隙别水压拢力监窄测，宣可以至进行稿土体碰有效沫应力讲分析腾，作功为土像体稳雪定计包算的须依据瓦；不篇同深滔度土泽压力摊监测丝式可以酱为围乏护墙铜后水淡、土体压力浑分算席提供羊设计匹依据怀。土压班力监筛测为惜板式袖围护龄体系宁一、速二级形监测墙等级选测广项目。土压者力监旅测二、部仪器栏设备土压于力计铃（盒科）主要泰有钢爆弦式(常用撤形式)、差虽动电把阻式送、电茂阻应灰变式琴等土压堂力盒尸又有泽单膜喊和双矮膜两毅类，掘单膜则一般为用于酒测量笼界面轮土压动力；境双膜爪一般旗用于般测量桶自由功土体屑土压符力。数显国频率醋仪。土压呢力监凳测三、华测试洪方法用数承显频久率仪见测读恋、记属录土道压力责计频太率四、绳测试即数据晓计算式中牵：—土压房诚力（kP央a）；—标定盲系数鞭（kP事a/魔Hz悼2）；—测试呆频率产（Hz）；—初始踩频率闻（Hz）。自动懒化监她测一、吼监测芝内容沉降滑、墙蛇身应逢力、控水/土压轧力和比支撑络轴力经等二、进仪器子设备1、墙腊身应托力、炒水/土压鼠力和限支撑提轴力自动仪数据份采集甚设备(如：球澳大纯利亚Da粥ta喉ta定ke改r公司拢生产斤的Ge裳ol抄og涝ge城r5冬15型数纤据采薯集器)、常农规仪向器(如：螺钢筋动应力驻计、崖轴力遗计、纪孔压穿计、陈土压丽计)、电才脑、大专门挂编制粥的数骆据采等集和量处理替软件匀等。DT持51尖5型数桨据自土动采福集数据雪采集言器的穷现场剧安装自动写化监辨测二、纷仪器内设备2、沉朵降监伟测(静力围水准磨法)静立选水准棉法：鞭利用械静止美的液限面传堡递高班程的寻一种随方法荣。设备孝：自限动数拖据采启集设营备(如：接澳大梳利亚Da收ta闷ta辫ke呼r公司尊生产的Ge册ol丈og叉ge井r5剪15型数永据采何集器)、静最力水壮准自银动沉昨降监测辞系统健、电疑脑、楼专门努编制爆的数浪据管敢理软塌件等皇。自动做化监意测二、塞仪器否设备2、沉仓降监织测静力较水准筐仪工庸作原储理“连掀通管摊”原微理,即两画端开柱口的U型管牧，两央端的渗液位等由于碧大气暴压力属的作虚用而御始终奋保持怠在同侵一高载度。自动状化监世测二、梢仪器权设备2、沉否降监喊测静力腔水准段仪工扭作原脊理图a：水规面在浊两管票中处另于同锣一刻浅度处荡，液邻位（境水面召）刻纺度“1”处。图b：若低连通粉管中谨的右您管（R）所填处之植处发殃生沉月降，舒而左泪管（L）仍撞处在厚原位戏（高槽程未良变）学，则司会出手现下沿述情方况：1)左管边中液倚位不天变，栽液面纸仍在考刻度牛“1”处。2)右管炼中的未液位捆仍保闭持与需左管旱在同惩一高款度（财这是桌“连区通管决”的务特点释，也参是大辣气压敞力作阁用的恒结果欺），饼但由撤于右掀管整撒体向移下（渔沉降谢），经所以刺右管序中液滋面所铅处的爷刻度低发生续变化共，如蚀变化烈到刻感度“1.松5”处。3)这时贪左右零两管慎的高换差ΔH绝=L损-R蛾=1柔-1洽.5布=膛-0员.5刻度巧单位店，负库值表肌示右猪管所军在之油处变湿低，查亦即睬发生呀了0.泊5刻度顺单位次的沉晌降。图c：若戴右管钻所处霸之处盆上抬规，ΔH梅=薯1-肚0.怪5=闹0.浇5刻度肆