深基坑工程施工监测课件

5.1概述1一、基坑的用途高层建筑基础；城市地铁车站和区间隧道明挖；过江隧道；合流污水处理系统；过街通道和地下立交；5.1概述2二、基坑监测的目的检验设计计算理论、模型和参数的正确性；及时反馈，指导基坑开挖和支护结构的施工；确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；为提高基坑工程设计和施工水平积累工程经验。5.1概述三、基坑工程的施工过程35.2

监测仪器和方法4基坑工程施工现场监测的内容围护结构本身围护桩墙支撑围檩和圈梁立柱坑内土层相邻环境相邻土层地下管线相邻房屋5.2

监测仪器和方法55.2

监测仪器和方法65.2

监测仪器和方法75.2

监测仪器和方法8一、观察和描述的内容围护结构和支撑体系的施工质量；围护体系是否有渗漏水及其渗漏水的位置和多少；施工条件的改变情况；坑边和支撑上的堆载的变化；地表降水、施工用水的排放情况；基坑周围的地面裂缝；围护结构和支撑体系的工作失常情况；邻近建筑物和构筑物的裂缝；流土或局部管涌现象等；施工进度与施工工况。5.2

监测仪器和方法二、围护墙顶沉降监测仪器：水准仪方法：高程测量要求：在一个测区内，应设3个以上基准点；基准点设在距基坑开挖深度5倍以外的稳定地方。测点设置：用铆钉枪打入铝钉；钻孔埋设膨胀螺丝；涂红漆标记。95.2

监测仪器和方法三、围护墙顶水平位移监测仪器：经纬仪方法：轴线法或视准线法沿基坑边线或其延长线上的两端设置工作基点A、B，A、B两点形成的直线即为视准线，在视准线上沿基坑边线按照需要设置若干测点。105.2

监测仪器和方法测量基点A、B的设置：距基坑一定距离的稳定地段；有支撑的围护结构，可在基坑角点设临时基点C、D，变换工况时用基点A、B测量临时基点C、D水平位移，再用此结果对各测点的水平位移值作校正。其它测点的设置：最好设在基坑圈梁、压顶等较易固定的地方；基坑有支撑时，测点宜设在两根支撑的跨中。适用条件：场地条件好的浅基坑。115.2

监测仪器和方法12方法：前方交会法前方交会法是在距基坑一定距离的稳定地段设置一条交会基线，或者设两个或多个工作基点，以此为基准，用交会方法测出各测点的位移量。适用条件：工程场地小，施工障碍物多，基坑边线不都是直线的深基坑。5.2

监测仪器和方法四、深层水平位移测量深层水平位移就是测量围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移。仪器组成测斜管测斜探头数字式测读仪电缆135.2

监测仪器和方法145.2

监测仪器和方法测量原理155.2

监测仪器和方法当土体内发生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，通过逐点测量测斜管内测斜探头轴线与铅垂线之间倾角φ，可计算各点偏离垂线的水平偏差：16Li为第i量测段的长度，通常取为0.5m、1.0m等整数，单位mm；φi为第i量测段的倾角值，单位度。以管口为参照点，并从管口向下第n个测点的水平偏差值为：δ0为管口的水平位移值，单位mm。5.2

监测仪器和方法即：本次测得的水平偏差减去测斜管的初始水平偏差。式中：δ0n从管口下数第n个测点处的水平偏差初始值；φ0i从管口下数第n个测点处的倾角初始值；Δ0

是实测的管口水平位移。说明：埋设好测斜管时不可能是铅垂线，故必有初始水平偏差值；当管底不动时，则以管底为参照点，从下往上计算各测点的水平偏差；可以依次测两个相互垂直方向的位移，并求得位移总量和方向。按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线，即围护桩墙深层绕曲线。17第n个测点的水平位移Δn：5.2

监测仪器和方法18埋设绑扎埋设测斜管绑扎于桩墙钢筋笼上，随钢筋笼一起下到孔槽内；钻孔埋设钻孔--放测斜管--回填空隙。注意事项：在管节连接时必须将上、下管节的滑槽严格对准；避免管子的纵向旋转；测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（垂直基坑边线方向）；用清水将测斜管内冲洗干净；可先用模型探头检查测斜管导槽是否正常可用；需测量测斜管导槽的方位、管口坐标及高程；

在测斜管外部设置金属套管或砌筑窨井并加盖；5.2

监测仪器和方法19量测(1)将仪器预热半小时，在测斜管中放置15分钟；

(2)将测头缓慢下至孔底，自下而上将测头稳定在测点位置上测读；将测头旋转180度插入同一对导槽，按以上方法在同一位置上重复测量；深层水平位移的初始值应是基坑开挖之前连续三次测量无明显差异读数的平均值；测斜管孔口需布设地表水平位移测点，以便对深层水平位移量进行校正。5.2

监测仪器和方法五、土体分层沉降测试分层沉降是土层内离地表不同深度处的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。仪器和测量原理测量仪器：磁性分层沉降仪。组成：探头、分层沉降管、钢环、带刻度的导线、电感探测装置。205.2

监测仪器和方法测量原理：埋入土体内的钢环与土体同步

位移，用探头在分层沉降管探

测钢环的位置，钢环位置的变

化即为该深度处的沉降或隆起。215.2

监测仪器和方法22六、基坑回弹监测基坑回弹是开挖土体的卸荷过程引起的基坑底面的隆起。仪器和原理仪器：回弹标或深层沉降标、精密水准仪原理：高程测量。即埋设于基坑开挖面以下的分层沉降环监测到的土层隆起就是土层回弹量。埋设回弹标深层沉降标5.2

监测仪器和方法235.2

监测仪器和方法七、土压力监测245.2

监测仪器和方法；埋设方法1、预先安装法适用于钢板桩或钢筋混凝土预制构件2、挂布法适用于地下连续墙；255.2

监测仪器和方法；；埋设方法3、弹入法适用于地下连续墙4、活塞压入法适用于地下连续墙5、钻孔法适用于土层中。265.2

监测仪器和方法275.2

监测仪器和方法八、孔隙水压力监测仪器孔隙水压力传感器（孔隙水压力计）和频率仪285.2

监测仪器和方法29原理探头由金属壳体和透水石组成。孔隙水压力计的工

作原理是把多孔元件（如透水石）放置在土中，使土中水连续通过元件的孔隙（透水后），把土体颗

粒隔离在元件外面而只让水进入有感应膜的容器内，再测量容器中的水压力，即可测出孔隙压力。孔隙水压力计的埋设压入法：直接将孔隙水压力计压到埋设深度，或先钻孔至埋设深度以上1m处，再将孔隙水压力计压至埋设深度，用粘土球封孔至孔口。适用于较软土质。钻孔法适用于土层中，原则上一个钻孔只能埋设一个探头。5.2

监测仪器和方法305.2

监测仪器和方法fh、支挡结构内力监测仪器钢筋应力计和频率仪或电阻应变仪；钢筋应变计和频率仪或电阻应变仪。钢筋应力计的量程根据钢筋的直径和等级。315.2

监测仪器和方法原理说明：结构浇筑初期应考虑混凝土龄期对弹性模量的影响；温度变化大时，还需注意温差对监测结果的影响。325.2

监测仪器和方法埋设钢筋应力计：割断主筋，与结构主筋串联焊接钢筋应变计：并在结构主筋附近（与主筋并联）335.2

监测仪器和方法说明：钢筋计在混凝土结构内相对的钢筋层上对称布置矩形断面可以布置在4个角点处。345.2

监测仪器和方法35钢支撑轴力的监测在钢支撑端头安装轴力计（串联），直接测得轴力；在钢支撑表面焊接钢弦式表面应变计，用频率计或应变仪测读；在钢支撑表面粘贴电阻应变片，用应变仪测读；在钢支撑上安装位移计或千分表，测得钢支撑变形。 对于b.、c.、d.三种监测方法:每个截面上均匀布置3个或4个监测元件；根据钢支撑截面积和平均应变，可以计算其轴力。5.2

监测仪器和方法36十、土层锚杆拉力监测仪器和原理锚杆拉力计、频率仪或电阻应变仪，直接测得锚杆拉力；埋设锚杆拉力计安装在承压板与锚头之间。5.2

监测仪器和方法37十一、地下水位监测仪器水位管：钻有小孔的塑料管，外包细纱布挡泥土。钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪。埋设--钻孔埋设注意事项：清水冲孔后放入水位管；在水位管与孔壁间用干净细砂填实，上面2米用粘土球封孔；水位管应高出地面约200mm，上面加盖；做好水位观测井的保护装置。5.2

监测仪器和方法38十二、邻近建筑物变形监测邻近建筑物资料收集和调查建筑物平面位置图等;建筑物基础和结构的设计图纸；建筑物基坑工程围护方案；建筑物既有的测点布设图和监测资料；建筑物已有裂缝的宽度、长度和走向等。监测内容沉降水平位移倾斜裂缝5.2

监测仪器和方法39十三、相邻地下管线监测相邻地下管线资料收集和调查市政综合管线图;管线埋置深度和走向、管材和接头的型式;管线的基础型式、地基处理情况等；管线地面道路人流与交通状况。监测内容沉降水平位移5.2

监测仪器和方法测点布设间接测点设在管线的窨井盖上；将钢筋打入至管底深度。直接测点抱箍式套筒式405.3

监测方案设计41监测方案制定步骤：收集和阅读有关资料综合平面图工程地质勘察报告围护结构和主体结构(0.00以下部分)的设计图纸围护施工组织设计综合管线图等相邻建筑物基础和结构的设计图纸现场踏勘拟定监测方案初稿，提交协调会议讨论，形成会议纪要根据会议纪对监测方案初稿进行修改，形成正式监测方案5.3

监测方案设计42基坑工程监测方案设计的内容监测内容--测什么；监测方法和仪器--怎么测；施测部位和测点布置--测哪里；监测期限和频度--何时测；预警值及报警制度等实施计划--怎么办。根据规范确定:上海市《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)国家行业标准《建筑基坑支护技术规程序号监测项目围护结构施工基坑开挖水泥土围护墙板式支护体系放坡开挖1围护墙(边坡)顶水平位移-○○○2围护墙(边坡)顶沉降-○○○3立柱沉降--○-4围护墙侧向位移-*○-5土体深层侧向位移-***6支撑或锚杆轴力--○-7基坑内外地下水位-○○○8孔隙水压力-**-9围护墙体土压力--*-10坑底隆起（回弹）--*-11裂缝监测邻近建筑物**○*12邻近地面****13邻近建筑物沉降○○○○14邻近地下管线水平、竖向位移○○○○43基坑工程的施工监测项目表据DGJ08-11-1999注：○必须监测；*选择监测；-不用监测基坑工程等级划分及变形监控允许值44安全等级一级二级三级破坏后果很严重一般不严重重要性系数γ01.101.000.90监测项目支护结构水平位移○○○周围建筑物、地下管线变形○○*地下水位○○△桩、墙内力○*△锚杆拉力○*△支撑轴力○*△立柱变形○*△土体分层竖向位移○*△支护结构界面上侧向压力*△△应测；*宜测；△可测。混凝土灌注桩检测45一、关于灌注桩完整性的概念桩是构筑物基础中的柱状构件。它的作用在于穿过软弱的可压缩性土层，把来自上部结构荷载传递到更密实、更坚硬、可压缩性较小的土壤或岩石上。桩在工作时要承受复杂的荷载，桩的质量将对整个结构物的安全起决定性作用。桩的种类很多，混凝土灌注桩是常用的基桩型式之一。灌注桩在工地条件下，现场灌注成桩，施工工艺较为复杂，影响灌注质量的因素较多，极易形成各种缺陷而影响桩身的完整性。据统计，现场灌注桩施工中桩身混凝土出现缺陷的概率约为15%—20%。混凝土灌注桩检测46灌注桩的综合质量体现在以下三方面桩的承载力桩的完整性桩的耐久性其中承载力可通过静载和动载试验测量，而当地下无明显腐蚀性介质而且桩身完整时也未见有因耐久性破坏的报导。所以，承载力和完整性是混凝土灌注桩质量的主要指标。混凝土灌注桩静载试验47概念采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压极限承载力。基本原理桩的承载力是桩土的摩擦力和桩尖的抵抗力组成。在这两部分力的组合尚未充分发挥的，桩的下沉量与桩顶承受的力是成正比的。当桩顶荷载达到破坏荷载时，桩的下沉量会突然增加或不停地变化，此时的前一级荷载则为极限荷载。混凝土灌注桩静载试验单桩竖向抗压静载试验加载装置锚桩横梁反力装置48混凝土灌注桩静载试验单桩竖向抗压静载试验加载装置压重平台反力装置49混凝土灌注桩静载试验单桩竖向抗压静载试验加载装置锚桩压重联合反力装置横梁上堆重横梁下挂重50混凝土灌注桩静载试验51单桩竖向抗压静载试验试验方法试桩的要求试桩与工程桩条件保持一致顶部加强，不能影响承载力试验期间不能改变桩工作的环境加载要求加载总量满足设计要求，安全系数储备加载方式慢速法快速法等贯入速率法循环加载卸载试验法混凝土灌注桩完整性检测52灌注桩的完整性所谓灌注桩的完整性是指桩身混凝土质量均匀，无全断面断裂及影响断面承载面积或导致钢筋外露的明显缺陷。据研究，混凝土灌注桩完整性不合格的概率高于承载力不合格的概率。换而言之，在设计无误的前提下，完整性合格的桩，承载力一般都能满足要求。而承载力合格的桩，完整性不一定能满足要求，其耐久性也不一定能满足要求。混凝土灌注桩完整性检测53按承载方式，灌注桩可分为端承桩摩擦桩按混凝土的灌注方式而言，灌注桩可分为水下灌注干孔灌注桩身混凝土中的缺陷与施工方法密切相关。不同施工方法出现缺陷的类型以及不同类型的缺陷出现的几率都不一样。混凝土灌注桩完整性检测水下灌注桩的常见缺陷断桩局部截面夹泥或颈缩分散性泥团及“蜂窝”状缺陷集中性气孔桩底沉渣桩头混凝土低强区54混凝土灌注桩完整性检测干孔灌注桩的常见缺陷混凝土层状离析或断桩局部夹泥或“蜂窝”状缺陷局部严重离析桩底沉渣55混凝土灌注桩完整性检测56检测桩基完整性的主要方法钻芯法超声脉冲法低应变动力法的反射波法。混凝土灌注桩完整性检测57检测桩基完整性的主要方法钻芯法钻芯法是利用工程地质钻机在桩身混凝土中钻一竖向勘探孔，可取出芯样观察和检测不同高程混凝土的质量状况，也可依靠仔细地监视钻进速率和水中带出的钻渣的颜色和成分来判别混凝土质量。钻芯法虽然直观可靠，但价格昂贵、工程量大，一般不使用。混凝土灌注桩完整性检测58检测桩基完整性的主要方法低应变动力法的反射波法反射波法是根据桩头受到一次竖向冲击后，冲击波在桩身混凝土中向下传播时，遇到缺陷内界面或桩的底面发生反射而返回桩顶的时间、相位、幅值、频率等来判断缺陷的类型、位置的一种方法。该法也可对桩长进行核对，根