《基坑变形监测》PPT课件.ppt

第三节 监测方案设计一、监测方案的原则、步骤和内容监测方案的原则、步骤和内容 (1)(1)监测方案制定的原则监测方案制定的原则 监测方案规定了监测工作预期目标、拟采用的技术监测方案规定了监测工作预期目标、拟采用的技术路线和方法、工作内容和开展计划，以及所需的经费投路线和方法、工作内容和开展计划，以及所需的经费投入等，其制定必须建立在对工程场地地质条件和相邻环入等，其制定必须建立在对工程场地地质条件和相邻环境，包括地下管线和地表构筑物分布状况，以及主体建境，包括地下管线和地表构筑物分布状况，以及主体建筑物桩基和地下室详尽的调查和掌握基础之上，同时还筑物桩基和地下室详尽的调查和掌握基础之上，同时还需与工程建设单位、施工单位、监理单位、设计单位，需与工程建设单位、施工单位、监理单位、设计单位，以及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。以及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。(2)(2)监测方案制定的主要步骤监测方案制定的主要步骤 a.收集和阅读有关场地地质条件、结构构造和周围环境收集和阅读有关场地地质条件、结构构造和周围环境的有关材料。包括地质报告、围护结构设计图纸、主体结构的有关材料。包括地质报告、围护结构设计图纸、主体结构桩基与地下室图纸、综合管线图、基础部分施工组织设计等；桩基与地下室图纸、综合管线图、基础部分施工组织设计等；b.现场踏勘。重点掌握地下管线走向，与围护结构的对现场踏勘。重点掌握地下管线走向，与围护结构的对应关系，以及相邻构筑物状况；应关系，以及相邻构筑物状况；c.拟定监测方案初稿，提交工程建设单位等讨论审定。拟定监测方案初稿，提交工程建设单位等讨论审定。初步通过后提交由市政道路监察部门召集主持，煤气、电缆、初步通过后提交由市政道路监察部门召集主持，煤气、电缆、电讯。上水、下水等地下管线主管单位参加的协调会议。方电讯。上水、下水等地下管线主管单位参加的协调会议。方案通过后形成会议纪要，监测工作始能正式实施；案通过后形成会议纪要，监测工作始能正式实施；d.监测方案在实施过程中可以根据实际施工情况适当予监测方案在实施过程中可以根据实际施工情况适当予以调整与充实，但大的原则一般不能更，特别是埋设元件的以调整与充实，但大的原则一般不能更，特别是埋设元件的种类和数量、测试频率和报表数量等应严格按商定的方案实种类和数量、测试频率和报表数量等应严格按商定的方案实施。施。3)3)监测方案设计的主要内容监测方案设计的主要内容 尽管各个工程的监测重点有所差异，但就监测方案涉及尽管各个工程的监测重点有所差异，但就监测方案涉及的范围而言，一般应包括以下几项内容：的范围而言，一般应包括以下几项内容：a.工程概况工程概况(主体结构、围护结构、地质条件主体结构、围护结构、地质条件)b.监测目的监测目的 c.监测内容的确定监测内容的确定 d.监测方法监测方法(元件埋设、监测仪器、测试频率元件埋设、监测仪器、测试频率)e.施测部位和测点布置的确定施测部位和测点布置的确定 f.监测周期、预警值及报警制度等实施计划的制定监测周期、预警值及报警制度等实施计划的制定 g.监测成果提交监测成果提交(当日报表、监测总结报告当日报表、监测总结报告)二二.监测内容和方法的确定监测内容和方法的确定 监测方案的制订应充分满足如下要求：确保基坑工程的监测方案的制订应充分满足如下要求：确保基坑工程的安全和质量，对基坑周围的环境进行有效的保护，检验设计安全和质量，对基坑周围的环境进行有效的保护，检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，并为改进设计、提高工所采取的各种假设和参数的正确性，并为改进设计、提高工程整体水平提供依据。程整体水平提供依据。对于具体一个基坑工程，可以根据地质、结构、周围环境对于具体一个基坑工程，可以根据地质、结构、周围环境以及允许的经费投入等有目的、有侧重地选择其中的一部分，以及允许的经费投入等有目的、有侧重地选择其中的一部分，可参照下表实施。可参照下表实施。序号序号监监 测测 项项 目目围护结围护结构施工构施工基基 坑坑 开开 挖挖水泥土围护墙水泥土围护墙板式支护体系板式支护体系放坡开挖放坡开挖1围护墙围护墙(边坡边坡)顶水平顶水平位移位移必监必监必监必监必监必监2围护墙围护墙(边坡边坡)顶沉降顶沉降必监必监必监必监必监必监3立柱沉降立柱沉降必监必监4围护墙侧向位移围护墙侧向位移可选可选必监必监5土体深层侧向位移土体深层侧向位移可选可选可选可选可选可选6支撑或锚杆轴力支撑或锚杆轴力必监必监7基坑内外地下水位基坑内外地下水位必监必监必监必监必监必监8孔隙水压力孔隙水压力可选可选可选可选可选可选9围护墙体土压力围护墙体土压力可选可选10坑底隆起坑底隆起(回弹回弹)可选可选11裂缝监测裂缝监测邻近建筑邻近建筑物物可选可选可选可选必监必监12邻近地面邻近地面可选可选可选可选可选可选可选可选13邻近建筑物沉降邻近建筑物沉降必监必监必监必监必监必监必监必监14邻近地下管线水平、邻近地下管线水平、竖向位移竖向位移必监必监必监必监必监必监必监必监表8-3 基坑工程等级划分及变形监控允许值 三、施测位置与测点布置原则 1.1.桩墙顶水平位移和沉降桩墙顶水平位移和沉降 桩墙顶水平位移和垂直沉降是基坑工程中最直接、最重要的监测内容。测点一般布置在将围护桩墙连接起来的混凝土圈梁上，水泥搅拌桩、土钉墙、放坡开挖时的上部压顶上。采用铆钉枪打入铝钉，或钻孔埋设膨胀螺丝，也有涂红漆等作为标记的。测点的间距一般取为8-15m，可以等距离布设，亦可根据现场通视条件、地面堆载等具体情况随机布置。有水平支撑时，测点应布置在两根支撑的中间部位。立柱沉降测点应直接布置在立柱桩上方的支撑面上，对多根支撑交汇受力复杂处的立柱应作重点监测，用作施工栈桥处的立柱也应重点监测。2 2桩墙深层侧向位移桩墙深层侧向位移 桩墙深层侧向位移监测，亦称桩墙测斜。通常在基坑每边上布设1个测点，一般应布设在围护结构每边的跨中处。对于较短的边线也可不布设，而对于较大的边线可增至23个。原则上，在长边上应每隔3040m布设1个测斜孔。监测深度一般取与围护桩墙深度一致，并延伸至地表，在深度方向的测点间距为。3.3.结构内力结构内力 对于设置内支撑的基坑工程，一般可选择典型支撑进对于设置内支撑的基坑工程，一般可选择典型支撑进行轴力变化监测，以便掌握支撑系统的受力状况。行轴力变化监测，以便掌握支撑系统的受力状况。测点的布置主要由平面、立面和断面三方面因素所决测点的布置主要由平面、立面和断面三方面因素所决定：定：平面指设置于同一标高内量测杆件的选择原则上应参平面指设置于同一标高内量测杆件的选择原则上应参照设计方案中支撑内力计算结果，选择轴力最大的杆件监照设计方案中支撑内力计算结果，选择轴力最大的杆件监测。测。立面指基坑竖直方向不同标高处支撑监测的选择，应立面指基坑竖直方向不同标高处支撑监测的选择，应对各道支撑都进行监测。对各道支撑都进行监测。断面应布设在支撑的跨中部位，对监测轴力的重要支断面应布设在支撑的跨中部位，对监测轴力的重要支撑，宜同时监测其两端和中部的沉降和位移。撑，宜同时监测其两端和中部的沉降和位移。采用土层锚杆的围护体系，每道土层锚杆中都必须选采用土层锚杆的围护体系，每道土层锚杆中都必须选择两根以上受力具有代表性的锚杆进行监测。择两根以上受力具有代表性的锚杆进行监测。4.4.土体分层沉降和水土压力测点布设土体分层沉降和水土压力测点布设 a.应紧邻围护桩墙布设，土压力盒应尽量在施工围应紧邻围护桩墙布设，土压力盒应尽量在施工围护桩墙时埋设在土体与围护桩墙的接触面上；护桩墙时埋设在土体与围护桩墙的接触面上；b.主要布设在主要布设在 最大弯矩和反弯点的位置；最大弯矩和反弯点的位置；水土压力最大位置；水土压力最大位置；变截面或配筋率改变的位置；变截面或配筋率改变的位置；结构内支撑或拉锚所在的位置；结构内支撑或拉锚所在的位置；c.c.土体分层沉降还应在各土层的分界面布设测点；土体分层沉降还应在各土层的分界面布设测点；d.孔隙水压力一般布设在土层中部。孔隙水压力一般布设在土层中部。5 5土体回弹土体回弹 回弹测点宜按下列要求在有代表性的位置和方向线上回弹测点宜按下列要求在有代表性的位置和方向线上布设：布设：1 1）在基坑中央和距坑底边缘）在基坑中央和距坑底边缘1/41/4坑底宽度处及特征变坑底宽度处及特征变形点必须设置，方形、圆形基坑可按单向对称布点，矩形形点必须设置，方形、圆形基坑可按单向对称布点，矩形基坑可按纵横向布点，复合矩形基坑可多向布点，地质情基坑可按纵横向布点，复合矩形基坑可多向布点，地质情况复杂时应适当增加点数；况复杂时应适当增加点数；2 2）基坑外的观测点，应在所选坑内方向线上的一定）基坑外的观测点，应在所选坑内方向线上的一定距离（基坑深度的倍）布设；距离（基坑深度的倍）布设；3 3）当所选点遇到地下管线或其他建筑物时，可将观）当所选点遇到地下管线或其他建筑物时，可将观测点移到与之对应方向线的空位上；测点移到与之对应方向线的空位上；4 4）在基坑外相对稳定或不受施工影响的地点，选设）在基坑外相对稳定或不受施工影响的地点，选设工作水准点，以及为寻找标志用的定位点。工作水准点，以及为寻找标志用的定位点。(6)(6)坑外地下水位监测井的布设坑外地下水位监测井的布设布设在止水帷幕外，井深在常年水位以下布设在止水帷幕外，井深在常年水位以下45m即可。即可。(7)(7)环境监测环境监测 环境监测应包含基坑开挖环境监测应包含基坑开挖3倍深度以内的范围，建倍深度以内的范围，建筑物以沉降监测为主，测点应布设在墙角、柱身、门筑物以沉降监测为主，测点应布设在墙角、柱身、门边等外形凸出部位。边等外形凸出部位。总之，在测点布设时应尽量将桩墙挠曲、支撑轴力总之，在测点布设时应尽量将桩墙挠曲、支撑轴力和围护结构内力、土体分层沉降和水土压力等测点布和围护结构内力、土体分层沉降和水土压力等测点布置在相近的范围内，形成若干系统监测断面，以便监置在相近的范围内，形成若干系统监测断面，以便监测结果相互对照，相互检验。测结果相互对照，相互检验。四.监测期限和频率监测期限和频率(1)基坑开挖前埋设监测点并读取初值。基坑开挖前埋设监测点并读取初值。(2)围护结构水平位移和沉降、深层侧向位移监测贯穿基坑开围护结构水平位移和沉降、深层侧向位移监测贯穿基坑开挖到主体结构施工到挖到主体结构施工到0.00 的全过程。的全过程。监测频率为：监测频率为：a.基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测1次；次；b.浇筑完主体结构底板到主体结构施工到浇筑完主体结构底板到主体结构施工到，每周监，每周监测测23次；次；c.各道支撑拆除后的各道支撑拆除后的3天到一周，每天监测天到一周，每天监测1次。次。(3)周边环境的监测周期为围护结构施工到主体结构施工到周边环境的监测周期为围护结构施工到主体结构施工到，周围环境的沉降和水平位移需每天监测，周围环境的沉降和水平位移需每天监测1次；建筑物倾次；建筑物倾斜和裂缝的监测频率为每周监测斜和裂缝的监测频率为每周监测12次。次。(4)支撑轴力和锚杆拉力的监测周期从支撑和锚杆施工到全支撑轴力和锚杆拉力的监测周期从支撑和锚杆施工到全部支撑拆除实现换撑，每天监测部支撑拆除实现换撑，每天监测1次。次。(5)地下水位的监测周期是整个降水期间，或从基坑开挖到地下水位的监测周期是整个降水期间，或从基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测浇筑完主体结构底板，每天监测1次。当围护结构出现渗漏次。当围护结构出现渗漏水的现象时，需加强监测。水的现象时，需加强监测。(6)土体分层沉降、深层沉降表测回弹、水土压力、围护结土体分层沉降、深层沉降表测回弹、水土压力、围护结构内力监测一般也贯穿基坑开挖到主体结构施工到构内力监测一般也贯穿基坑开挖到主体结构施工到的全过程，监测频率为：的全过程，监测频率为：a.基坑每开挖其深度的基坑每开挖其深度的1/51/4，或在每道支撑，或在每道支撑(或锚杆或锚杆)施工间隔的时间内测读施工间隔的时间内测读23次，必要时可加密到每周监测次，必要时可加密到每周监测12次；次；b.基坑开挖的设计深度到浇筑主体结构底板，每周监测基坑开挖的设计深度到浇筑主体结构底板，每周监测34次；次；c.浇筑完主体结构底板到全部支撑拆除实现换撑，每周浇筑完主体结构底板到全部支撑拆除实现换撑，每周监测监测1次。次。5.5.预警值和预警制度预警值和预警制度(1)预警值预警值 a.支护桩：水平位移速度不超过支护桩：水平位移速度不超过2mm/d。b.周围建筑物沉降速度不超过周围建筑物沉降速度不超过3mm/d，房屋差异沉降不，房屋差异沉降不超过超过1/1000。允许值为。允许值为12mm，报警值为，报警值为10mm，当监测值达，当监测值达到报警值立即停止开挖，及时采取补救措施。建筑物周边到报警值立即停止开挖，及时采取补救措施。建筑物周边地面沉降量不允许超过地面沉降量不允许超过30mm。c.支护结构顶部水平位移总量应小于挖深的，报警支护结构顶部水平位移总量应小于挖深的，报警值为挖深的。值为挖深的。d.另外，对于测斜光滑的变化曲线，若曲线上出线明另外，对于测斜光滑的变化曲线，若曲线上出线明显的折点变化，也要做报警处理。显的折点变化，也要做报警处理。e.可参照下表进行报警。可参照下表进行报警。位移是主要的预警值 经验类比值是根据大量工程实际经验积累而确定的预警值，如下一些经验预警值可以作为参考：基坑围护墙测斜：对于只存在基坑本身安全的测试，最大位移一般取80mm，每天发展不超过10mm。对于周围有需严格保护构筑物的基坑，应根据保护对象的需要来确定。例如上海市地铁一号线隧道，周围施工对其影响所造成的位移不得超过20mm。1.煤气管道的沉降和水平位移：均不得超过l0mm，每天发展不得超过2mm；2.自来水管道沉降和水平位移：均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm；3.基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm；4.基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过l0mm，每天发展不得超过2mm；基坑工程等级划分及变形监控允许值基坑工程等级划分及变形监控允许值表表8-6 重力式重力式挡墙挡墙最大水平位移最大水平位移预预估估值值墙的纵向长度30m3050m50m土层条件良好地基(0.0050.01)H(0.0100.015)H0.015H一般地基(0.0150.02)H(0.020.025)H0.025H软弱地基(0.0250.035)H(0.0350.045)H0.045H表8-7 建筑物的基础倾斜允许值建筑物类别允许倾斜多层和高层建筑物H24m0.00424mH60m0.00360m100m0.0015高耸建筑物H20m0.00820mH50m0.00650mH100m0.005100mH150m0.004150mH200m0.003200mH250m0.002注：1.H为建筑物地面以上高度；2.倾斜是基础倾斜方向二端点的沉降差与其距离的比值。(2)预警制度预警制度 预警制度宜分级进行，如深圳地区深基坑地下连预警制度宜分级进行，如深圳地区深基坑地下连续墙安全性判别给出了安全、注意、危险三种指标，续墙安全性判别给出了安全、注意、危险三种指标，达到这三类指时，应采取不同的措施，如：达到这三类指时，应采取不同的措施，如：达到报警值的达到报警值的80时，在监测日志上作上预警记号时，在监测日志上作上预警记号，口头报告管理人员；，口头报告管理人员；达到预警值的达到预警值的100时，除在监测日报表上作报警时，除在监测日报表上作报警记号外，写出书面报告和建议；记号外，写出书面报告和建议；达到预警值的达到预警值的120时，除在监测日报表上作报警时，除在监测日报表上作报警记号，写出书面报告和建议外，应通知主管工程师立记号，写出书面报告和建议外，应通知主管工程师立即到现场调查，即到现场调查，召开现场会议，研究应急措施。召开现场会议，研究应急措施。第四节第四节 监测报表与监测报告监测报表与监测报告一、监测报表一、监测报表 监测报表一般形式有当日报表、周报表、阶段报表，监测报表一般形式有当日报表、周报表、阶段报表，其中当日报表最为重要，通常作为施工调整和安排的依据。其中当日报表最为重要，通常作为施工调整和安排的依据。周报表通常作为参加工程例会的书面文件，对一周的监测周报表通常作为参加工程例会的书面文件，对一周的监测成果作简要的汇总，阶段（月报表）报表作为某个基坑施成果作简要的汇总，阶段（月报表）报表作为某个基坑施工阶段监测数据的小结。工阶段监测数据的小结。监测日报表应及时提交给工程建设、监理、施工、设监测日报表应及时提交给工程建设、监理、施工、设计、管线与道路监察等有关单位，并另备一份经工程建设计、管线与道路监察等有关单位，并另备一份经工程建设或现场监理工程师签字后返回存档，作为报表收到及监测或现场监理工程师签字后返回存档，作为报表收到及监测工程量结算的依据。报表中应尽可能配备形象化的图形或工程量结算的依据。报表中应尽可能配备形象化的图形或曲线，如测点位置图或桩墙体深层水平位移曲线图等，使曲线，如测点位置图或桩墙体深层水平位移曲线图等，使工程施工管理人员能够一目了然。报表中呈现的必须是原工程施工管理人员能够一目了然。报表中呈现的必须是原始数据，不得随意修改、删除，对有疑问或由人为和偶然始数据，不得随意修改、删除，对有疑问或由人为和偶然因素引起的异常点应该在备注中说明。因素引起的异常点应该在备注中说明。测点编号初读数/mm本次读数/mm增量/mm速率/(mm/天)测点编号初读数/mm本次读数/mm增量/mm速率/(mm/天)测点位置简图备注测试日期 报表编号 工程基坑围护桩墙顶水平位移和沉降现场监测当日报表测试单位：测试人员：填表人员：审核审定：二、监测曲线二、监测曲线 在监测过程中除了要及时出各种类型的报表、绘制测点布置位置平面和剖面图外，还要及时整理各监测项目的汇总表和以下一些曲线。1.各监测项目时程曲线；2.各监测项目的速率时程曲线；3.各监测项目在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图（如围护墙顶、建筑物和管线的水平位移和沉降用平面图，深层侧向位移、深层沉降、围护墙内力、不同深度的孔隙水压力和土压力可用剖面图）。三、监测报告三、监测报告 在工程结束时应提交完整的监测报告，监测报告是监测工作的回顾和总结，监测报告主要包括如下几部分内容：1.工程概况；2.监测项目和各测点的平面和立面布置图；3.所采用的仪器设备和监测方法；4.监测数据处理方法和监测结果汇总表和有关汇总和分析曲线；5.对监测结果的评价。实例2：全站仪观测基坑工程 图为南京市某建筑物基坑工程全站仪观测平面示意图。该工程基坑开挖面积近2000 m2，基坑支护采用深搅施工，支护结构采用700双轴深层搅拌桩，重力墙的墙宽度为3.2 m，水泥掺入比为15%，基坑开挖深度为5 m。下面简单介绍该基坑工程变形监测的实践。（2）边角后方交会监测工作基点（测站点）的稳定性（1）用全站仪监测水平位移 一般基坑支护工程变形观测要求：点位测量中误差应2mm，因此，用基于边角后方交会的全站仪直接观测法是可以满足工程需要的。（3）m i 1.86 mm （4）结论和建议 1）工作基点P宜埋设有强制对中装置的固定观测墩，这样可以消除对中误差，提高观测精度，同时也可提高工作效率，而且在繁杂的工地上也易于受到保护；2）一般情况下，工作基点P离基坑较近，因此，对工作基点的稳定性进行监测是非常必要的。本节介绍的边角后方交会法是比较实用的，仪器无须换站，P点定位精度较高，并克服因P点位移带来的影响，但测量工作稍费时间；3）观测点应做在支护桩圈梁上，与圈梁连成一体。具体做法是：用水泥或通过电焊把钢筋埋在圈梁上，并在钢筋顶部划上“+”字标志；最好再在点旁边做醒目标志，以便找点；4）在现场观测中，要尽可能提高水平角和平距的测量精度，具体经验是：观测角度i 时，用细钢钎插在观测点的“+”字标志上，仪器直接瞄准细钢钎根部；观测平距Di 时，用对中杆架设棱镜方便、迅速，且精度高，但对中杆上的气泡要经常检校；也可用小型对中杆架设棱镜或反射片；为避免出现粗差，每个点的i 和Di各观测2次，确保i 2和Di1 mm；5）监测成果应及时反馈，与建设单位、施工单位及时沟通，及时解决施工中出现的问题。设立基坑变形报警值是十分必要的。本章结束