深基坑开挖监测工法

深基坑开挖监测工法由广东省基础工程公司完成的工程类施工工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《深基坑开挖监测工法》是广东省基础工程公司完成的工程建设类施工工法；完成人分别是邵孟新、李钦、彭小林、钟国辉和许健；该工法适用于开挖深度超过5米、或开挖深度虽未超过5米但场地地质水文条件和周边环境较复杂的深基坑工程。《深基坑开挖监测工法》主要特点是：测点选择有代表性和针对性，基本上能反映整个工程结构的受力或变形情况，同时能监测到整个工程结构受力或变形的最大值，起到监测的预警作用。对围护结构的位移观测，在长边中点有可能位移最大值处布置位移观测点，在钢筋混凝土支撑的支撑长度的1/3部位布置位移观测点等，便于施工企业以动态监测数据为依据，反馈计算并优化基坑支护体系，保证工程质量、安全和进度。2011年9月30日，《深基坑开挖监测工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为国家二级工法。形成原因形成原因鉴于中国国内基本建设领域的深基坑设计施工过程中，因地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他条件的复杂影响，以及基于土压力计算理论和边坡计算模型的局限性，难以单纯从理论上预测工程中可以遇到的问题，所以进行深基坑的信息化施工确有必要。即在深基坑的开挖过程中，对支护结构、基坑邻近建筑物、地下管线以及周围土体等在理论分析指导下有计划地监测，以此监测数据为依据，对基坑支护进行动态设计很重要。广东省基础工程公司通过广东省工商银行业务大楼、东门车库、合银广场、粤财大厦等基坑的施工监测，总结出了《深基坑开挖监测工法》，并于2001年被评为国家级工法。《深基坑开挖监测工法》2001年获得国家级工法以来，广东省基础工程公司在完成的一百多个深基坑工程中都采用了该工法技术进行监测

。2001年以来，中国地下空间的不断开发和利用，基坑支护体系也在不断发展，如：组合内支撑技术、SMW工法、复合土钉墙支护技术等，基坑监测的手段和监测内容也不断发展，如深层土体的沉降和位移监测、地下管道的变形监测等。2009年，中华人民共和国住房和城乡建设部颁布实施了《建筑基坑工程监测技术规范》GB-2009，以及各地建设部门也出台了一定数量的深基坑管理规定，都使建筑基坑工程的监测工法技术得到了丰富和发展。工法特点工法特点1、监测对象的代表性、针对性由于监测数据的测读、处理的烦琐。布置测点不可能面面俱到，测点一定有代表性和针对性。选择监测的点、施工段基本上能反映整个结构的受力或变形情况，同时要尽可能监测到整个结构受力或变形的最大值，能起到监测的预警作用。如对围护结构的位移的观测，其长边中点处有可能是位移最大值，在该处就要布置位移观测点。又如钢筋混凝土支撑的测点应布置在支撑长度的1/3部位等。2、监测项目要全面对基坑进行一项或很少的几项原位监测往往是不够的，如果有人为误差，便无法对监测数据进行检验。基坑开挖过程中，围护结构的位移、内力、支撑轴力等都有变化，应采用多项监测手段，使其结果可以互相验证。3、监测人员技术要求高基坑监测技术含量高，要求监测人员具备测量、土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、结构试验等方面的知识。4、监测的时效性基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时效性。操作原理适用范围工艺原理工艺流程操作要点操作原理适用范围《深基坑开挖监测工法》适用于开挖深度超过5米、或开挖深度虽未超过5米但场地地质水文条件和周边环境较复杂的基坑工程

。工艺原理《深基坑开挖监测工法》实施中的基坑监测，是通过对基坑围护结构、支撑或周围土体、建筑物布置测点、埋设监测仪器，每一测试项目都应根据实际情况的客观环境和计算说明书，事先确定相应的警戒值，在基坑开挖过程中，通过对监测项目各点进行数据测读，以判断位移或受力状况是否会超过允许的范围，判断工程是否安全可靠、经济合理，是否需要调整施工步骤或优化原设计方案。基坑开挖监测原理如下图所示

：基坑开挖监测原理示意图工艺流程《深基坑开挖监测工法》工艺流程图

：基坑监测施工工艺流程图操作要点一、监测项目与监测方法二、监测点布置监测点布置可按设计要求进行布设，设计无要求时，可按以下原则布设监测点：1、围护墙或基坑边坡顶部的水平位移和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点，且宜为共同点。监测点间距不宜大于20米，每边监测点数目不应少于3个。监测点宜设置在围护墙顶或基坑坡顶上。2、深层水平位移监测孔宜布置在基坑边坡、围护墙周边的中心处及代表性的部位，每边至少应设1个监测孔。3、围护墙内力监测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位，每边至少应设1处监测点。竖直方向监测点应布置在弯矩较大处，监测点间距宜为3~5米。4、支撑内力监测点的布置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起关键作用的杆件上；每道支撑的内力监测点不应少于3个；钢支撑的监测截面宜布置在支撑长度的1/3部位或支撑的端头。钢筋混凝土支撑的监测截面宜布置在支撑长度的1/3部位。材料设备材料设备《深基坑开挖监测工法》主要的材料及施工机具见下表：质量控制质量控制一、质量要求施工企业采用《深基坑开挖监测工法》涉及的规范主要有：二、质量控制措施1、应编制切实可行的深基坑监测实施方案。监测人员须经过专业培训，能熟练操作仪器，并能及时处理监测数据。对作业人员应进行技术交底，明确监测要点。2、制定基准点和监测点的保护措施，采取设置防护围栏、醒目警示标志等措施，严禁破坏监测点。3、使用的量测设备、元器件等均必须经检测合格，且处于有效期内。4、量测仪器管理采取专人使用，专人保养，定期检验的制度。5、监测的过程应严格遵守相应的规范和细则。6、监测的数据须经现场检查，并在室内复核后才可上报。7、根据前一次监测分析的结果，及时调整下一次监测方案的实施。安全措施安全措施1、监测人员进入施工现场前，进行安全生产教育，严格执行《安全生产规章制度》。2、焊接监测仪器时，作业人员须持证上岗，穿戴手套、绝缘鞋等劳保用品。3、监测施工用电、现场临时用电线路、设施的安装和使用必须按照《施工临时用电安全技术规范》操作，用电实行三相五线制，装设漏电保护开关。4、监测人员应正确使用劳动保护用品，进入施工现场必须戴安全帽，高空作业时，须佩戴好安全带。5、基坑监测需24小时实时监测，作业人员严禁酒后作业和疲劳作业

。环保措施环保措施1、焊接监测仪器时，应有适当的遮挡措施，防止造成光污染。2、布设监测点时，应适当避开市政设施，严禁破坏市政设施。3、在临近住宅区进行监测时，尤其是在夜间监测，严格控制人为噪声，不得喊叫，无故敲打、乱吹哨，限制高音喇叭的使用，最大限度地减少噪声扰民。4、施工现场要求各作业班组做到工完料净，机具、材料等堆放整齐，不得随意放置、丢弃

。效益分析效益分析施工企业采用《深基坑开挖监测工法》需要投入一定的资金购置、安装监测仪器，并委托专业人员进行全过程的监测、数据分析与反馈、监测报告的编制等。通过采用一定的监测手段，减少了施工的盲目性，能及时发现施工过程中的异常并预警，保证了基坑支护结构和地下室结构的全过程安全，减少了深基坑事故的发生。同时，通过对周边环境的监测，减小基坑工程带来的对周边环境的不利影响（如因降水引起的地面附加沉降）。另外，通过监测数据的搜集为基坑支护的动态设计提供了充分的依据，因此其社会效益显著。对于某一项具体的工程项目而言，通过监测数据的反馈与分析，从而调整支护结构的设计、或者合理安排施工顺序，可以产生一定的经济效益。例如，深圳地铁罗湖站通过分析第一、二道钢支撑的轴力、支护桩的应力和应变等数据，调整了钢支撑的布置，优化了锚杆的数量和长度。不仅使支护结构本身的投入量减少，而且为后续的土方开挖、主体结构施工提供了较宽畅的作业空间，提高了工效，简化了施工工序，从而缩短了工期，综合经济效益明显。该项目支护结构共节省费用1000多万元，项目工期缩短了106天

。注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算应用实例应用实例广东省基础工程公司采用《深基坑开挖监测工法》的主要应用实例概况见下表：工程实例一：深圳地铁罗湖站罗湖地铁站为地下3层车站，自上而下分别为地下交通层、站厅层和站台层。总建筑面积为平方米。车站长度353.48米，高度13.04米，标准段宽度32.95米，交通层基坑开挖深度约7米，车站主体基坑开挖深度约20米。距周边建筑物（如深圳火车站、罗湖商业城、大巴站场、罗湖口岸广场前高架桥基础等）距离4~6米。罗湖地铁站采用了深基坑开挖监测工法施工，监测的项目有测斜、土压力、支护桩钢筋应力、锚杆拉力、钢支撑轴力、地下水位、周边建筑物的裂缝、沉降与倾斜。通过监测不仅保证了基坑的安全和周边环境的安全，同时还将监测数据反馈于钢支撑和锚杆的优化调整。其中对R-R结构断面处的钢支撑优化具有一定的代表性：该项目北端段基坑深14米，其北侧与其他标段相连。该段基坑采用人工挖孔桩加四道钢支撑梁的围护结构形式。