基坑監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

1、第七章基坑監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)7.1 監(jiān)測(cè)方案的選定近年來，基坑工程信息化施工受到了越來越廣泛的重視。為保證工程安全順利地進(jìn)行，在基坑開挖及結(jié)構(gòu)構(gòu)筑期間開展嚴(yán)密的施工監(jiān)測(cè)是很有必要的，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以成為工程的“體溫表”，不論是安全還是隱患狀況都會(huì)在數(shù)據(jù)上有所反應(yīng)。從某種意義上來說施工監(jiān)測(cè)也可以說是一次1：1的巖土工程原型試驗(yàn)，所取得的數(shù)據(jù)是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍地層在施工過程中的真實(shí)反映，是各種復(fù)雜因素影響下的綜合體現(xiàn)。與其它客觀實(shí)物一樣，基坑工程在空間上是三維的，在時(shí)間上是發(fā)展的，缺少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，對(duì)于認(rèn)識(shí)和把握其客觀規(guī)律幾乎是不可能的。監(jiān)測(cè)方案根據(jù)不同的需要會(huì)有不同的內(nèi)容，一般包括工程概況、工

2、程設(shè)計(jì)要點(diǎn)、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境狀況、監(jiān)測(cè)目的、編制依據(jù)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)人員配置、監(jiān)測(cè)方法及精度、數(shù)據(jù)整理方法、監(jiān)測(cè)頻率、報(bào)警值、主要儀器設(shè)備擬提供的檢測(cè)成果以及監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋制度、費(fèi)用預(yù)算等。(1)基坑工程監(jiān)測(cè)應(yīng)遵照山東工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范DBJ14-024-2004的規(guī)定實(shí)施。(2)監(jiān)測(cè)單位編寫監(jiān)測(cè)方案前，應(yīng)了解委托方和設(shè)計(jì)方對(duì)監(jiān)測(cè)工作的技術(shù)要求，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、收集、分析和利用已有的資料，制定經(jīng)濟(jì)合理的監(jiān)測(cè)方案。(3)監(jiān)測(cè)單位應(yīng)收集周圍建筑物、道路及地下設(shè)施、地下管線的原始資料和使用階段資料，了解當(dāng)前的工作性狀。如有異常情況，應(yīng)及時(shí)拍照或者錄像并保存有關(guān)資料。(4)監(jiān)測(cè)

3、單位應(yīng)嚴(yán)格實(shí)施監(jiān)測(cè)方案，及時(shí)分析、處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果和評(píng)價(jià)及時(shí)向監(jiān)理、施工方和設(shè)計(jì)人員反饋。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到監(jiān)控報(bào)警值時(shí)必須立刻通報(bào)施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位及相關(guān)人員。(5)基坑工程監(jiān)測(cè)頻度應(yīng)以系統(tǒng)地反映監(jiān)測(cè)對(duì)象所監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目的重要變化過程，而又不遺漏其變化時(shí)刻為原則。開挖期間和開挖至坑底一周時(shí)間應(yīng)保證1天監(jiān)測(cè)一次，其后可適當(dāng)降低監(jiān)測(cè)頻度，直至回填結(jié)束。出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)。(6)監(jiān)測(cè)方案應(yīng)經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工等單位共同認(rèn)可，必要時(shí)還需要與市政道路、地下管線、人防等主管部門協(xié)商一致后方可實(shí)施。其主要步驟及監(jiān)測(cè)流程如下圖7.2 監(jiān)測(cè)目的基坑工程監(jiān)測(cè)的主要目的為：(1)在施工過程中通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

4、檢驗(yàn)工程設(shè)計(jì)中所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，及時(shí)改進(jìn)施工技術(shù)或調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以取得更好的工程效果；(2)使參建各方能夠完全客觀真實(shí)地把握工程質(zhì)量，掌握工程各部分的關(guān)鍵性指標(biāo)，確保工程安全；(3)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的先兆，判斷工程的安全性，防止各種工程安全事故的發(fā)生，對(duì)可能出現(xiàn)的事故，提前做好相應(yīng)的工程措施。(4)積累工程經(jīng)驗(yàn)，為提高基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及基坑支護(hù)施工水平提供依據(jù)。(5)以工程監(jiān)測(cè)的結(jié)果指導(dǎo)工程現(xiàn)場(chǎng)施工，確定并優(yōu)化施工參數(shù)，進(jìn)行信息化施工。7.3監(jiān)測(cè)內(nèi)容及項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容分為兩大部分，即基坑本體監(jiān)測(cè)和相鄰環(huán)境監(jiān)測(cè)?；颖倔w中包括圍護(hù)樁、錨桿、坑內(nèi)地下水、地下水等；相鄰環(huán)境中

5、包括周圍地層、地下管線、相鄰建筑物、相鄰道路等?；舆^程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)以一起觀測(cè)為主、儀器觀測(cè)和巡視檢查相結(jié)合。其工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要包括：(1)相關(guān)的自然環(huán)境及施工狀況；(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)；(3)地下水位；(4)基坑底部及周圍土體；(5)周圍建筑物；(6)周圍重要的地下管線及地下設(shè)施；(7)周圍重要的道路。工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇在充分考慮工程地質(zhì)條件、水文條件、基坑工程安全等級(jí)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及變形控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)下表進(jìn)行選擇?；庸こ瘫O(jiān)測(cè)項(xiàng)目表廳P監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基坑工程安全等級(jí)基坑工程安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)1坡頂水平位移和垂直位移應(yīng)測(cè)應(yīng)測(cè)2圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移應(yīng)測(cè)應(yīng)測(cè)3周圍建筑物位移和裂縫應(yīng)測(cè)應(yīng)測(cè)4地下

6、水位應(yīng)測(cè)應(yīng)測(cè)5錨桿拉力應(yīng)測(cè)宜測(cè)6基坑周圍地表沉降應(yīng)測(cè)宜測(cè)7.4監(jiān)測(cè)常用儀器支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)，主要分為變形監(jiān)測(cè)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)兩類。變形監(jiān)測(cè)主要用機(jī)械系統(tǒng)儀器、電器系統(tǒng)儀器及光學(xué)系統(tǒng)儀器；而應(yīng)力監(jiān)測(cè)則主要使用機(jī)械系統(tǒng)儀器和電力系統(tǒng)儀器。(1)應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器主要有：測(cè)量土壓力使用的埋設(shè)式土壓力計(jì)(也稱為土壓力盒)，作用為觀測(cè)作用于圍護(hù)墻上的土壓力變化情況。它又有鋼弦式、氣壓平橫式(有電阻應(yīng)變式、差動(dòng)電阻式、電感式)和液壓式，其中應(yīng)用最多的是鋼弦式土壓力計(jì)?？紫端畨毫τ?jì)，作用是測(cè)量土的孔隙水壓力。使用最多的是鋼弦式水壓力計(jì)。支撐內(nèi)力測(cè)試儀器，主要用于測(cè)量鋼或者鋼筋混凝土支撐的內(nèi)力。常用的有千分表位移量測(cè)裝置、

7、壓力傳感器及應(yīng)力應(yīng)變傳感器等。應(yīng)力應(yīng)變傳感器多用鋼弦式傳感器。對(duì)于一般以承受軸力為主的桿件，測(cè)量桿件的內(nèi)力，只需在桿件混凝土中埋入混凝土計(jì)。對(duì)于兼有軸力和彎矩的支撐桿件和圍楝等，則要同時(shí)埋入混凝土計(jì)和鋼筋計(jì)，才能夠獲得所需的內(nèi)力數(shù)據(jù)。其中，混凝土計(jì)直接埋設(shè)在需測(cè)試的截面內(nèi)；鋼筋計(jì)要直接與鋼筋固定，可以采取焊接或者是用接駁器連接的方法連接。(2)變形監(jiān)測(cè)儀器：變形監(jiān)測(cè)儀器除了常用的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀之外，主要是測(cè)斜儀，它是用來測(cè)量圍護(hù)墻或者土層各點(diǎn)的水平位移。測(cè)斜儀最為常用的是電阻應(yīng)變片測(cè)斜儀，這種測(cè)斜儀造價(jià)較低，并且精度也能滿足工程實(shí)際需要。測(cè)斜儀可以用工程塑料、聚乙烯塑料或者是鋁制圓管，內(nèi)壁有兩

8、對(duì)互成90°的導(dǎo)槽。7.5 測(cè)點(diǎn)位置和數(shù)量(1)位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，且應(yīng)設(shè)在基坑工程影響范圍以外。一般距離基坑邊緣不小于5倍的開挖深度，也不宜小于30-50m。位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到量測(cè)便利，減少轉(zhuǎn)戰(zhàn)引點(diǎn)導(dǎo)致的誤差；(2)基坑坡頂?shù)乃轿灰坪痛怪蔽灰朴^測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿基坑周邊布置，一般在每邊中部和端部均應(yīng)布置子觀測(cè)點(diǎn)，且觀測(cè)點(diǎn)間距不宜大于20m。觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在鋼筋混凝土護(hù)頂上；(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和垂直位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)的周邊布置，一般每邊的中部和端部均應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)，且觀測(cè)點(diǎn)間距不宜大于20m。觀測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在與圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛性連接的鋼筋混凝土冠梁上；(4)支護(hù)結(jié)構(gòu)或坡體水平位

9、移點(diǎn)應(yīng)設(shè)在結(jié)構(gòu)受力、變形較大的部位，觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量和間距視具體情況而定；(5)建筑物的水平位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在建筑物的墻角、柱基及裂縫的兩邊等位置；(6)基坑外周圍地表沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置范圍宜為基坑深度的2-3倍，并由密到疏布置測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在基坑縱橫軸線或其他有代表性的部位；(7)地下水位觀測(cè)孔的位置和數(shù)量根據(jù)觀測(cè)需要布置?？觾?nèi)降水觀測(cè)孔宜設(shè)在基坑的每邊中間和基坑中央，埋深一般與降水井點(diǎn)的埋深相同?？油饨邓^測(cè)孔應(yīng)設(shè)在止水帷幕以外，沿基坑周邊布置?；毓嗑c(diǎn)觀測(cè)孔應(yīng)設(shè)在回灌井點(diǎn)與被保護(hù)井點(diǎn)與被保護(hù)對(duì)象之間。(8)基坑及周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置：坡頂水平、豎向位移監(jiān)測(cè)是沿冠梁頂每隔20m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，總共

10、設(shè)置20個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；周圍建筑物監(jiān)測(cè)是對(duì)南側(cè)的兩棟建筑物各布置4個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在配電室不止一個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。7.6 監(jiān)測(cè)頻度基坑工程監(jiān)測(cè)頻率的確定應(yīng)滿足能反映監(jiān)測(cè)對(duì)象所測(cè)項(xiàng)目的重要變化過程而又不遺漏其變化時(shí)刻的要求。監(jiān)測(cè)工作應(yīng)從基坑工程施工前開始，直至地下工程完成為止，貫穿于基坑工程和地下工程施工全過程。對(duì)于有特殊要求的基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)應(yīng)該根據(jù)需要延續(xù)至變形趨于穩(wěn)定為止?；庸こ痰臋z測(cè)頻率不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)基坑開挖及地下工程的施工進(jìn)程、施工工況以及其他外部環(huán)境影響因素的變化及時(shí)地作出調(diào)整。一般在基坑開挖期間，地基土處于卸荷階段，支護(hù)體系處于逐漸加荷狀態(tài)應(yīng)適當(dāng)加密監(jiān)測(cè)；當(dāng)基坑開挖后一段時(shí)間，監(jiān)測(cè)

11、值相對(duì)穩(wěn)定，可適當(dāng)降低監(jiān)測(cè)頻率。當(dāng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象和數(shù)據(jù)，或臨近報(bào)警狀態(tài)時(shí)，應(yīng)提高監(jiān)測(cè)頻率甚至連續(xù)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)綜合基坑類別、基坑及地下工程的不同施工階段以及周邊環(huán)境、自然條件的變化和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)而定。對(duì)于應(yīng)測(cè)項(xiàng)目，在無數(shù)據(jù)異常和事故征兆的情況下，開挖后現(xiàn)場(chǎng)儀器監(jiān)測(cè)頻率可按下表確定：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)頻度基坑工程安全等級(jí)施工進(jìn)程基坑設(shè)計(jì)深度<5m5-10m10-15m>15m一級(jí)開挖面深度<5m1d2d2d2d5-10m1d1d1d10-15m12h-1d12h-1d基坑開挖完后時(shí)間<7d1d1d12h-1d12h-1d7-15d3d2d1d1d15-30d7d4d2d

12、1d>30d10d7d5d3d二級(jí)開挖面深度<5m2d2d5-7m1d基坑開挖完后時(shí)間<7d2d2d7-15d5d5d15-30d10d7d>30d10d10d基坑開挖施工前進(jìn)行第一次觀測(cè)，觀測(cè)值作為初始值，基坑開挖前期每三天觀測(cè)一次，中期每天觀測(cè)一次，開挖至坑底后每天觀測(cè)一次，主體結(jié)構(gòu)施工期間10-20天測(cè)量一次。當(dāng)有變形超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或場(chǎng)地條件變化較大時(shí)，應(yīng)加密觀測(cè)；當(dāng)大雨、暴雨或基坑邊載條件改變時(shí)應(yīng)及時(shí)觀測(cè)；當(dāng)有危險(xiǎn)事故征兆時(shí)，應(yīng)連續(xù)觀測(cè)。7.7 監(jiān)測(cè)報(bào)警當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即報(bào)警，并停止施工，并對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境中的保護(hù)對(duì)象采取應(yīng)急措施：(1)排樁擋墻

13、的最大位移已大于3m或排樁擋墻水平位移速率已連續(xù)三日大于2mm/d(2)錨桿體系中有個(gè)別構(gòu)件出現(xiàn)應(yīng)力劇增、壓屈、斷裂、松弛或拔出的跡象時(shí)；(3)建筑物的不均勻沉降(差異沉降)已大于現(xiàn)行建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的允許沉降差或建筑物的傾斜速率已連續(xù)三日大于0.0001H/d。(H為建筑物承重結(jié)構(gòu)高度)(4)已有建筑物的砌體部分已連續(xù)三日大于1.5mm的變形裂縫或其附近地面出現(xiàn)寬度大于10mmi勺裂縫，且上述裂縫還有可能發(fā)展；(5)基坑底部或周圍土體出現(xiàn)可能導(dǎo)致剪切破壞的跡象或其他可能影響安全的征兆，如少量流砂、管涌、隆起、陷落等。7.8監(jiān)測(cè)成果反饋對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)采集到的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，首先需利用統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行粗差探測(cè)檢驗(yàn)，確認(rèn)不含粗差后再進(jìn)行整體平差計(jì)算及測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)，采用科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行整理