深基坑工程监测施工技术讲座PPT课件

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1、 根据相关规划，到2020年北京市地下空间建成面积将达到9000万平方米，中心城区的地下空间规划将达到地面建筑总面积的20%-30%，北京到2015年，全市轨道交通运行线路将达到19条、561公里。2020年远景目标更将达到惊人的1050公里。第1页/共123页广州 地下空间开发规模 2007年 1000万平米 2012年4000万平米 2020年9000万平米 地铁 目前 236km 2015年 629km 珠江新城 50万平米，火车南站110万平米，金融城150万平米第2页/共123页1. 基坑基本知识 1.1 基坑概念 基坑定义：为进行建（构）筑物基础、地下建筑物施工所开挖形成的地面以下

2、空间。坑壁坑底第3页/共123页基坑等级等级分类标准一级l)重要工程或支护结构做主体结构的一部分2)开挖深度大于大于10m3)与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑4)基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严严加保护的基坑二级 除一级和三级外的基坑属二级基坑三级开挖深度小于开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑第4页/共123页1.2 基坑常见的支护方式 钢板桩支护钢板桩第5页/共123页 桩撑支护1.2 基坑常见的支护方式第6页/共123页 地下连续墙支护1.2 基坑常见的支护方式第7页/共123页1.2 基坑常见的支护方式 桩锚支护第8页/共123页 逆作拱墙支

3、护1.2 基坑常见的支护方式第9页/共123页 喷锚支护1.2 基坑常见的支护方式第10页/共123页2. 基坑监测基本常识l 基坑监测的重要性l 基坑监测对监测人员的基本要求 l 基坑监测项目 l 监测点的布设l 监测方法l 监测危险情况报警l 基坑监测的基本规定 第11页/共123页 地下空间工程在深度和广度上迅猛发展； 广州地区工程地质条件复杂，老城区地质条件相对较好但周边环境条件复杂，南沙地区存在深厚软土层且工程地质条件很差； 许多新的情况、支护形式有不少新的发展； 周边环境保护要求越来越高； 每年都有一定数量的基坑出现事故，有些甚至很严重。例如广州的江南西事件、康王南路事件等。2.1

4、.1 引言第12页/共123页广州江南西基坑坍塌第13页/共123页2.1.2 基坑设计值与实际工作状态差异的主要原因 l地质勘察所获得的数据还很难准确代表岩土层的全面情况； l采用的土压力值与设计值不符，是一种近似； l空间问题简化为平面问题计算，不考虑结构和土体共同工作； 第14页/共123页土压力与位移的关系 第15页/共123页2.1.2 基坑设计值与实际工作状态差异的主要原因 l基坑的位移控制要求与施工方法和施工工艺的关系密切相关； 土体不是弹性体，软土具有明显的蠕变（流变）特性-时间效应 （目前这方面的特性认识尚处于研究阶段）； 基坑空间变形特性不同-空间效应 第16页/共123页

5、2.1.3 小结 基于2.1.2、2.1.3所述情况，基坑工程的设计计算虽能大致描述正述正常施工条件下支护结构以及相邻周边环境的变形规律和受力范围，但必须在基坑工程期间开展严密的现场监测，才能保证基坑及周边环境的安全，保证建设工程的顺利进行。 综上所述，在理论分析指导下有计划地进行基坑工程现场监测就显得十分必要。 第17页/共123页2.2.1 必须掌握设计计算的基本理论和监测技术的 基本概念第18页/共123页2.2.2 必须掌握设计计算的基本理论和监测技术的基本概念l构件内部的应力应变关系、应力应变的分布规律;l要对监测仪器的工作原理、内部结构和埋设、安装工艺及安装注意事项有基本的了解；l

6、 对可能发生的破坏和失稳的临界状态做到预判。 第19页/共123页2.2.3 必须掌握测量中的误差类型及产生的原因l了解测量的全过程，了解其中每一步可能产生的误差;l了解每一过程各环节产生误差的大小、产生的原因、随机分布规律、全过程中各种误差的积累、抵消或叠加的关系、减小或消除各种误差的方法； 第20页/共123页2.3 基坑监测的基本规定 开挖深度大于等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。 2.3.1 基坑工程监测实施范围的界定 遇到以下情形，监测方案需专门论证地质和环境条件复杂的基坑工程；已发生严重事故，重新组织施工

7、的基坑工程；采用新技术、新工艺、新材料、新设备的一、二、级基坑工程；临近重要建筑和管线，以及地铁、隧道等破坏后果很严重的基坑工程。第21页/共123页基坑工程的现场监测方法：仪器监测巡视检查两者相结合第22页/共123页2.3.2 基坑工程现场监测的对象1.支护结构 基坑围护桩顶水平位移、围护体深层水平位移、围护结构内力监测;2.周边环境监测 周边地表沉降监测、地下水位观测、周边地下管线监测、周边建筑变形观测；3.其他监测内容 坑底隆起及回弹监测、坑内坑外水位监测、土体分层沉降监测、孔隙水压力和土压力监测。 其中支护结构及周边环境监测是核心。第23页/共123页 一级二级三级（坡）顶水平位移应

8、测应测应测墙（坡）顶竖向位移应测应测应测围护墙深层水平位移应测应测宜测土体深层水平位移应测应测宜测墙（桩）体内力宜测可测可测支撑内力应测宜测可测立柱竖向位移应测宜测可测锚杆、土钉拉力应测宜测可测2.3.3 仪器监测基坑工程仪器监测项目应根据表2.1进行选择 基坑类别监测项目表2.1 仪器监测项目表第24页/共123页续表2.12.3.3 仪器监测坑底隆起软土地区宜测可测可测其他地区可测可测可测土压力宜测可测可测孔隙水压力宜测可测可测地下水位应测应测宜测土层分层竖向位移宜测可测可测墙后地表竖向位移应测应测宜测周围建（构）筑物变形竖向位移应测应测应测倾斜应测宜测可测水平位移宜测可测可测裂缝应测应测

9、应测周围地下管线变形应测应测应测基坑类别监测项目一级二级三级第25页/共123页2.3.4 巡视检查 基坑工程整个施工期内，每天均应有专人进行巡视检查。 基坑工程巡视检查应包括以下主要内容： 1 支护结构（1）支护结构成型质量；（2） 冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现；（3）支撑、立柱有无较大变形；（4）止水帷幕有无开裂、渗漏；（5）墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移；（6）基坑有无涌土、流砂、管涌。 第26页/共123页2.3.4 巡视检查2 施工工况（1）开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；（2）基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖；（3）场地地表水、地下水排放状

10、况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常；（4）基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。第27页/共123页3 基坑周边环境（1）地下管道有无破损、泄露情况；（2）周边建（构）筑物有无裂缝出现；（3）周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；（4）邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。2.3.4 巡视检查第28页/共123页2.3.4 巡视检查4 监测设施（1）基准点、测点完好状况；（2）有无影响观测工作的障碍物；（3）监测元件的完好及保护情况。 5 根据设计要求或当地经验确定的其他 巡视检查内容。第29页/共123页2.4 基坑监测点的布设基本要求：监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势，监测应

11、布置在内力及变形关键特征点上，并应满足监控要求。第30页/共123页 沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共用点，监测点宜设置在围护墙顶或基坑坡顶上。 2.4.1 基坑及支护结构1. 围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点布置：第31页/共123页2.4.1 基坑及支护结构2.围护墙或土体深层水平位移监测点布置： 围护墙或土体深层水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为2050m，每边监测点数目不应少于1个。 第32页/共123页2.4.1 基坑及支护结构3.

12、 围护墙内力监测点布置： 应布置在受力、变形较大且有代表性的部位。监测点数量和水平间距视具体情况而定。竖直方向监测点应布置在弯矩极值处，竖向间距宜为2m4m。 最后将钢筋计轴力转化为弯矩 第33页/共123页2.4.1 基坑及支护结构4. 支撑内力监测点布置符合下列要求：（1）. 监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上；（2）. 每层支撑的内力监测点不应少于3个，各层支撑的监测点位置宜在竖向保持一致；（3）. 钢支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3部位或支撑的端头；混凝土支撑的监测面宜选择在两支点间1/3部位，并避开节点位置；（4）. 每个监测点截面内传感器数量及布置应

13、满足不同传感器测试要求；（5）根据不同的支撑形式选取选取合适的传感器类型。（应变式还是应力式？）第34页/共123页2.4.1 基坑及支护结构5.立柱的竖向位移监测点布置符合下列要求： 首先要了解基坑的变形特性，（空间上的变形特性、支护结构的特点、地质条件的变化） 宜布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上。监测点不应少于立柱总根数的5%，逆作法施工的基坑不应少于10%，且不应少于3根。立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立柱上，位置宜设在坑底以上各层立柱下部的13部位。 第35页/共123页2.4.1 基坑及支护结构6.锚杆的内力监测点布置符合下列要求： 应选择在受力较大且有代表

14、性的位置，基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总的l%3%，并不应少于3根。各层监测点位置在竖向上宜保持一致。每根杆体上的测试点宜设置在锚头附近和受力有代表性的位置。 预应力锚杆或锚索采用 第36页/共123页2.4.1 基坑及支护结构7.土钉的内力监测点布置符合下列要求： 应选择在受力较大且有代表性的位置，基坑每边中部、角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。监测点数量和间距应视具体情况而定，各层测点位置宜在竖向保持一致。每根土钉杆体上的测试点应设置在受力有代表性的位置。 第37页/共123页2.4.1 基坑及支护结构8.坑底隆起监测点布置

15、符合下列要求：（1）. 监测点宜按纵向或横向剖面布置，剖面宜选择在基坑的中央以及其他能反映变形特征的位置，剖面数量不应少于2个；（2）. 同一剖面上监测点横向间距宜为1030m，数量不应少于3个。第38页/共123页2.4.1 基坑及支护结构9. 围护墙侧向土压力布置符合下列要求：（1）. 监测点应布置在受力、土质条件变化较大或其他有代表性的部位；（2）. 平面布置上基坑每边不宜少于2个监测点。竖向布置上监测点间距宜为2m5m，下部宜加密；（3）. 当按土层分布情况布设时，每层应至少布设1个测点，且宜布置在各层土的中部。第39页/共123页2.4.1 基坑及支护结构10.地下水位监测点布置符合

16、下列要求：（1） 基坑内地下水位当采用深井降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位；当采用轻型井点、喷射井点降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处，监测点数量应视具体情况确定；（2） 基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之问置，监测点间距宜为2050m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测，点；当有止水帷幕时，宜布置在止水帷幕的外侧约2m处；（3） 水位观测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下35m。承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压含水层中；（4） 回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。第40

17、页/共123页2.4.2 基坑周边环境 从基坑边缘以外13倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象。必要时尚应扩大监测范围。 第41页/共123页2.4.2 基坑周边环境 1.建筑竖向位移监测点布置应符合下列要求：（1）建筑四角、沿外墙每1015m处或每隔2-3根柱基上，且每侧不少于3个监测点；（2）不同地基或基础的分界处；（3）不同结构的分界处；（4）变形缝、抗震缝或严重开裂处的两侧；（5）新、旧建筑或高、低建筑交接处的两侧；（6）高耸构筑物基础轴线的对称部位，每一构筑物不应少于4点。 第42页/共123页2.4.2 基坑周边环境 2. 建筑水平位移监测点布置应符合下列要求： 应

18、布置在建筑的外墙墙角、外墙中中间部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位，监测点间距视具体情况而定，一侧墙体的监测点不少于3点。 （建筑物水平位移监测的较少）第43页/共123页2.4.2 基坑周边环境 3. 建筑倾斜监测点布置应符合下列要求：（1）. 监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或墙上；（2）. 监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设，上、下监测点应布置在同一竖直线上；第44页/共123页2.4.2 基坑周边环境 4.建筑裂缝、地表裂缝监测点布置应符合下列要求： 应选择有代表性的裂缝进行布置，当原有裂缝增大或出现新裂缝时，应及时增设监控测点。对需要观测的裂缝，每条裂缝的监

19、测点至少应设2个，且宜设置在裂缝的最宽处及裂缝末端。 第45页/共123页2.5 基坑监测方法技术2.5.1 竖向位移监测1.监测项目地表，围护墙顶，坑内立柱，管线，建筑物，防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测垂直位移。2.监测设备水准仪，连通管（静力水准仪-测量相对变化），全站仪（三角高程，比较少）。水准仪第46页/共123页2.5.1 竖向位移监测3.原理方法 水准路线的分类 （1）附合水准路线：从一个已知高程的水准点(BM1)起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后连测到另一个已知高程的水准点(BM2)，称为附合水准路线。如下图所示 。第47页

20、/共123页2.5.1 竖向位移监测(2)支水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后不连测到任何已知高程的水准点称为支水准路线。为了对测量成果进行检核，并提高成果的精度，单一水准支线必须进行往返测量。第48页/共123页2.5.1 竖向位移监测(3) 闭合水准路线：从一个已知高程的水准点(BM1)起，沿一条环形路线进行水准测量，测定沿线一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后又回到水准点(BM1)，称为闭合水准路线。如下图所示第49页/共123页2.5.1 竖向位移监测(4)水准路线的拟定： 日常监测中，应采用附合水准路线或闭合

21、水准路线。在测量的布局上，由整体到局部； 在测量的次序上，先控制后细部； 在测量的精度上，从高级到低级。 第50页/共123页2.5.1 竖向位移监测4. 水准测量误差及其消除(1) 仪器和工具误差水准仪误差、水准尺误差 （限制视距差是水准仪i角误差的有效措施）(2) 观测误差水准管气泡居中误差、估读误差、水准尺倾斜误差(3) 外界环境误差第51页/共123页2.5.1 竖向位移监测4. 水准测量误差及其消除(3) 外界环境误差地球曲率影响（限制视距差）；大气折光影响（视线与地面高度、观测时间）；温度变化影响（高温遮伞）；仪器和尺垫下沉影响（后、前、前、后观测方法；往返测取平均值）第52页/共

22、123页竖向位移报警值累计值S(mm)S2020S4040S60S60变化速率vs(mm/d)vs22vs44vs6vs6监测点测站高差中误差0.150.30.51.55.竖向位移精度要求2.5.1 竖向位移监测第53页/共123页2.5.2 水平位移监测1.监测项目 地表，围护墙顶，管线，建筑物，防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测水平位移的项目。2.监测设备全站仪。全站仪第54页/共123页2.5.2 水平位移监测3.原理方法 （1）视准线法 视准线法监测示意图A、B基坑两端的工作基点；a、b、c、d位移监测点第55页/共123页2.5.2 水平位移监测3.原理方法 （2）小角度法

23、 (用小角度法测量时角度不应超过30)小角度法监测示意图第56页/共123页2.5.2 水平位移监测3.原理方法 （3）前方交会法（可测定监测点任意方向的水平位移）（用交会法进行水平位移监测时，宜采用三点交会法；角交会法的交会角，应在60120之间，边交会法的交会角，宜在30150之间）第57页/共123页2.5.2 水平位移监测3.原理方法 （4）自由设站法（可测定监测点任意方向的水平位移） 是一种以角度与距离同时测量的极坐标法为基础,应用高精度全站仪在基坑附近一方便观测的位置设一观测站,随意设置测站点的坐标及任一个方向的方位角进行定向。第58页/共123页2.5.2 水平位移监测3.原理方

24、法 （5）极坐标法（可测定监测点任意方向的水平位移）（本系统采用方法）通过极坐标法测量获得位移点在施工测量坐标系下的坐标值，将基坑边线划分为若干个直线段，计算测点到该直线段距离，通过方位比较角判断变形的方向。第59页/共123页4.水平位移测量误差及其消除 （1 ）.仪器对中误差 （可采用观测墩来消除仪器对中误差） （2）目标偏心点误差 （可采用强制对中方式来消除或减小偏心误差） （3）测量误差 （多次观测减少误差）2.5.2 水平位移监测第60页/共123页2.5.2 水平位移监测5.水平位移精度要求 水平位移报警值累计值D(mm)D2020D4040D60D60变化速率vd(mm/d)vd

25、22v44v6v6监测点坐标中误差0.31.01.53.0第61页/共123页6. 水平位移计算 点到直线的距离 DM1-DM2断面可用以下直线方程表示：A点偏移量2.5.2 水平位移监测第62页/共123页6. 水平位移计算 正负号约定虚拟段面定义要沿着基坑顺时针或者逆时针排顺序，如DM1-DM2, DM2-DM3.。判断方位角大小约定正北为X方向角度为0度（360度）2.5.2 水平位移监测第63页/共123页6. 水平位移计算 正负号约定若虚拟段面沿基坑顺时针方向设置，则距离正负号判定如下： ，表示A点在基坑范围（虚拟段面）内，距离值为正，反之为负。112DM ADM DM2.5.2 水

26、平位移监测第64页/共123页7. 水平位移中误差 （1）仪器测距精度：2+2ppm, 两点距离为D时， 距离 中误差为： mD=2+2D（2）仪器测角精度：, 角度中误差为 222m（3）监测点P坐标中误差点位中误差，即m= 2.5.2 水平位移监测第65页/共123页2.5.3 围护体系内力监测一.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。第66页/共123页2.5.3 围护体系内力监测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

27、试频率（Hz）； 初始频率（Hz）。第67页/共123页2、测试仪器v频率仪。 ZXY-2型频率读数仪2.5.3 围护体系内力监测第68页/共123页钢筋计 埋入式应变计 表面应变计轴力计 孔隙水压力计 土压力盒2.5.3 围护体系内力监测第69页/共123页二、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) 2.5.3 围护体系内力监测第70页/共123页二、传感器适用范围3、立柱内力 钢筋计，主要用于逆

28、作法施工 4、围护墙内力 钢筋计2.5.3 围护体系内力监测第71页/共123页三、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) ： ()ccssNE AE A2.5.3 围护体系内力监测NAE A第72页/共123页三、计算1、支撑轴力计算（1）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）； ccscssEN(AA )EcjcssEs(AA )E cNsjsjk2.5.3 围护体系内力监测第73页/共123页四、计算1、支撑轴力计算式中： 第j个钢筋计监测频

29、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-AS Ab支撑截面积(mm2)； 钢筋总截面积(mm2)。 jif0jfjsAcEsEcAsA2.5.3 围护体系内力监测第74页/共123页 （2）钢支撑轴力计算： 轴力计： 表面应变计：220()iNkff22011()njjijsjNkffE An2.5.3 围护体系内力监测第75页/共123页2、围护墙内力计算2.5.3 围护体系内力监测第76页/共123页2.5.3 围护体系内力监测)(210ss

30、scdEIEMM第77页/共123页3、立柱内力计算 同钢筋混凝土支撑轴力计算4、围檩内力计算 钢筋混凝土围檩同钢筋混凝土支撑轴力计算 钢围檩(表面应变计) 同钢支撑轴力计算(表面应变计) 2.5.3 围护体系内力监测第78页/共123页5、锚索轴力 2.5.3 围护体系内力监测第79页/共123页五、安装2.5.3 围护体系内力监测第80页/共123页2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)一.仪器设备1、基本原理 通过摆锤受重力作用来测量探头轴线与铅垂线之间倾角 ，然后通过三角关系计算垂直位置各点的水平位移。 当土体产生位移时，埋入土体的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。第

31、81页/共123页2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第82页/共123页1、基本原理2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)1）基坑监测时，一般只考虑垂直于围护体的方向，即X+、X-方向，需连续测二次来消除力平衡伺服加速度仪零漂的影响(一测回)；2）每点水平偏移量是通过计算上部滑轮组相对于下部滑轮组所产生的倾角()乘以观测读数间(L)和相应的系数得到。 总水平偏移量是将每点的水平偏移量进行累加获到，该偏移曲线为一条连续的曲线，也就是说只要确定了一个基准点，整条曲线的位置就能确定下来。第83页/共123页一、仪器设备2、分类及特点 分类：按测头传感器不同，滑动电阻式、电阻应变片式、钢弦式及伺服加速

32、度计式四种。较多采用的是电阻应变片式和伺服加速度计式测斜仪。 特点： 电阻应变片式测斜仪：优点是产品价格便宜；缺点是量程有限，耐用时间不长； 伺服加速度计式测斜仪：优点是精度高、量程大和可靠性好；缺点是伺服加速度计抗震性能较差，当测头受到冲击或受到横向振动时，传感器容易损坏。2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第84页/共123页一、仪器设备3、测斜仪的组成1) 探头：装有重力式测斜传感器。2) 测读仪：测读仪是二次仪表，需和测头配套使用。3) 电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电源和给测读仪传递监测信号的作用，同时也起到收放探头和测量探头所在测点与孔口距离。4) 测斜管：测斜管一般由塑

33、料管或铝合金管制成。常用直径为5075mm，长度每节24m，测斜管内有两对相互垂直的纵向导槽。测量时，测头导轮在导槽内可上下自由滑动。2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)注：测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m，分辨率不宜低于0.02mm/500mm。 第85页/共123页一、仪器设备 测斜管 测斜仪 2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第86页/共123页二、测试方法1.测斜管应在工程开挖前1530d埋设完毕，在开挖前的35天内复测23次。取其平均值作为初始值，开始正式测试工作。2.每次测试时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓放至管底。待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定

34、后开始监测。 一般以管口作为确定测点位置的基准点，每次测试时管口基准点必须是同一位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升。3.每隔500mm读数一次，并做记录。待探头提升至管口处。旋转180后，再按上述方法量测，以消除测斜仪自身的误差。2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第87页/共123页三、测试数据处理通常使用的活动式测斜仪采用带导轮的测斜探头，探头两对导轮间距500mm，以两对导轮之间的间距为一个测段。每一测段上、下导轮间相对水平偏差量可通过下式计算得到：式中： 上、下导轮间距； 探头敏感轴与重力轴夹角。sin ll2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第88页/共123页三、测试数据处理

35、测段n相对于起始点的水平偏差量，由从起始点起连续测试得到 的累计而成，即式中： 起始测段的水平偏差量(mm)； 测点n相对于起始点的水平偏差量(mm)。00sin nnniiiil0n2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第89页/共123页三、测试数据处理 两个互相垂直的导槽分别定义为X方向和Y方向，第 测段上X方向和Y方向的本次偏移量分别为： （0度时读数为+值。180度时读数为-值） 2.5.4 深层侧向位移监测(测斜) 用测斜仪测量时，先测一个方向的一组数据，然后将仪器旋转180再测一组数据。两组数据对应深度的测值之差为偏斜量的2倍，而如果两组对应深度的测值之和近似为常数，则说明测试无误

36、。 第90页/共123页四、注意事项1. 测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线，若因施工原因致使槽口转向而不垂直于基坑边线，则须对两对槽口进行测试，然后在同一深度取矢量和。2.测点间距应为0.5m，以使导轮位置能自始至终重合相连，而不宜取1.0m测点间距，导致测试结果偏离。3.安装注意事项：注水安装、瓜米石填实（提前10-15天）、孔口保护（特别是安装在围护结构内）4. 为从管底起算，测斜管的深度要埋置得足够深以保证坑底无位移。2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第91页/共123页四、注意事项1. 测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线，若因施工原因致使槽口转向而不垂直于基

37、坑边线，则须对两对槽口进行测试，然后在同一深度取矢量和。2.测点间距应为0.5m，以使导轮位置能自始至终重合相连，而不宜取1.0m测点间距，导致测试结果偏离。3.安装注意事项：注水安装、瓜米石填实（提前10-15天）、孔口保护（特别是安装在围护结构内）2.5.4 深层侧向位移监测(测斜)第92页/共123页2.5.5地下水位监测一、仪器设备水位管(地下埋入材料)；钢尺水位计(地表测试仪器)： 由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成；或压差式水位计管口水准测量： 由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。第93页/共123页一、仪器设备水位管 钢尺水位计 压差水位计 水准仪 2.5.5地下水位监测

38、第94页/共123页2.5.5地下水位监测二、测试方法 钢尺水位计： 先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用水准测量的方法测出水位管管口绝对高程，最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程。压差水位计 先测出仪器测量点距离孔口深度，再用压差水位计测出测点距液面距离，二者只差即为地下水液面距孔口深度。 第95页/共123页三、测试数据计算钢尺水位计计算： 水位管内水面应以绝对高程表示 ： 式中： 水位管内水面绝对高程(m)； 水位管管口绝对高程(m)； 水位管内水面距管口的距离(m)。sssDHhsDsHsh2.5.5地下水位监测第96页/共123页三、测试数据计算压差水位计计算： 2.5.

39、5地下水位监测第97页/共123页三、测试数据计算本次变化和累计水位变化 式中： 第i次水位绝对高程(m)； 第i-1次水位绝对高程(m)； 水位初始绝对高程(m)； 累计水位差(m)。1iiissshDD0issshDDisD1isD0sDsh2.5.5地下水位监测第98页/共123页四、注意事项1.水位管宜在基坑开始降水前至少1周 埋设，连续观测水位获得的稳定平均值作为初始值； 2.潜水水位管滤管长度应满足量测要求；承压水位监测时被测含水层与其他含水层之间应采取有效的隔水措施；3.地下水位测精度不宜低于10mm； 4. 地下水位化累计值超过1000mm或变化速率超过500mm/d应进行报警

40、. 2.5.5地下水位监测第99页/共123页2.5.6土体分层垂直位移监测一、仪器设备埋入地下的材料部分 由沉降导管、底盖和沉降磁环等组成；分层沉降仪(地面测试仪器) 由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成；管口水准测量 由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。第100页/共123页2.5.6土体分层垂直位移监测二、测试方法 1.先用水准仪测出沉降管的管口高程 2.然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中，当接收仪发生蜂鸣时，就是磁环的位置。捕捉响第一声时测量电缆在管口处的深度尺寸。这样由上向下地测量到孔底，这称为进程测读。3.回收测量电缆时，测头再次通过土层中的磁环，接收系统的蜂鸣器会再次发出蜂

41、鸣声。此时读出测量电缆在管口处的深度尺寸，如此测量到孔口，称为回程测读。4. 磁环距管口深度取进、回程测读数平均数。第101页/共123页2.5.6土体分层垂直位移监测四、测试数据计算分层沉降标（磁环）位置以绝对高程表示： 式中： 分层沉降标（磁环）绝对高程(m)； 沉降管管口绝对高程(m)； 分层沉降标（磁环）距管口的距离(m)。 cccDHhcDcHch第102页/共123页三、测试数据计算本次垂直位移量和累计垂直位移量： 式中： 第i次磁环绝对高程(m)； 第i-1次磁环绝对高程(m)； 磁环初始绝对高程(m)； 本次垂直位移(mm)； 累计垂直位移(mm)。 1iiiccchDD0ic

42、cchDDicD1icD0cDichch2.5.6土体分层垂直位移监测第103页/共123页2.5.7孔隙水压力监测一、仪器设备 孔隙水压力计 主要有钢弦式(常用形式)、气压式等几种孔压计 孔隙水压力计组成: 滤头(由透水石、开孔钢管组成，主要起隔断土压的作用)；传感部分。 数显频率仪。第104页/共123页2.5.7孔隙水压力监测二、测试方法用数显频率仪测读、记录孔隙水压力计频率 三、测试数据计算 式中： 孔隙水压力（kPa）； 标定系数（kPa/Hz2）； 测试频率（Hz）； 初始频率（Hz）。220()iukffukif0f第105页/共123页2.5.8土压力监测一、仪器设备 土压力计

43、（盒） 主要有钢弦式(常用形式)、差动电阻式、电阻应变式等 土压力盒又有单膜和双膜两类，单膜一般用于测量界面土压力；双膜一般用于测量自由土体土压力。 数显频率仪。第106页/共123页2.5.8土压力监测二、测试方法 用数显频率仪测读、记录土压力计频率 三、测试数据计算 式中： 土压力（kPa）； 标定系数（kPa/Hz2）； 测试频率（Hz）； 初始频率（Hz）。kif0f220()iPkffP第107页/共123页2.5.8土压力监测二、测试方法 用数显频率仪测读、记录土压力计频率 三、测试数据计算 式中： 土压力（kPa）； 标定系数（kPa/Hz2）； 测试频率（Hz）； 初始频率（H

44、z）。kif0f220()iPkffP第108页/共123页2.5.9 裂缝监测 裂缝监测应监测裂缝的位置、走向、长度、宽度，必要时尚应监测裂缝深度。 第109页/共123页2.5.10 倾斜 1.基础沉降差异法。 Dhh21H21Dhh倾斜率 倾斜量 第110页/共123页2.5.10 倾斜 2.前方交会沉降法 前方交会法测量上下两处水平截面中心的坐标，从而推算独立构筑物在两个坐标轴方向的倾斜值。这种方法常用于水塔、烟囱等高耸构筑物的倾斜观测。 分别算出底端点坐标D1(Xd1,Yd1,Zd1) 和相应顶端坐标D2(Xd2,Yd2,Zd2)，则。第111页/共123页2.5.10 倾斜 3.经

45、纬仪投点法 观测时，应在底部观测点位置安置水平读数尺等量测设施。在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法测出没对上下观测点标志间的水平位移分量，再按矢量相加法求的水平位移值（倾斜量）和位移方向（倾斜方向） 。第112页/共123页2.5.10 倾斜 2.全站仪投点法 选择合适位置架设免棱镜全站仪，以待测建筑物底端点定向，分别测得底端点坐标D1(Xd1,Yd1,Zd1) 和相应顶端坐标D2(Xd2,Yd2,Zd2)，则。第113页/共123页2.6 监测频率注：1）有支撑的支护结构各道支撑拆除完成后3d内监测频率应为1次/1d; 2）基坑工程施工至开挖前的监测频率视具体情况确定； 3）当基坑类别为

46、3级时，监测频率可视具体情况适当降低； 4）宜测、可测项目的仪器监测频率可识具体情况适当降低。第114页/共123页2.7 监测危险报警情况 在基坑现场监测过程中，当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。 （1）当监测数据达到监测报警值的累计值；（2） 基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等；第115页/共123页（3） 基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象；（4） 周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；（5） 周边管线变形

47、突然明显增长或出现裂缝、泄漏等；（6） 根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。2.7 监测危险报警情况第116页/共123页2.7 监测注意事项 2.7.1 时效性 普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。 基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。 第117页/共123页2.7.2高精度 普通

48、工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。 第118页/共123页2.7.3等精度 基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在基坑边壁变形测量中，只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可，而边壁原来的位置（坐标及高程）可能完全不需要知道。 第119页/共123页 由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。 第120页/共123页 因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。 第121页/共123页第122页/共123页感谢您的观看！第123页/共123页