岩土工程测试技术(第六章)基坑工程监测.ppt

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1、第第第第6 6章章章章 基坑工程监测基坑工程监测基坑工程监测基坑工程监测1 1 概述概述u基坑工程在总体数量、开挖深度、平面尺寸等方面都基坑工程在总体数量、开挖深度、平面尺寸等方面都得到高速的发展得到高速的发展(紧、近、深、大紧、近、深、大)u地质条件复杂地质条件复杂u基坑开挖过程中，基坑内外土体应力变化基坑开挖过程中，基坑内外土体应力变化u基坑周围的环境保护要求越来越高基坑周围的环境保护要求越来越高u最近几年出现的一些基坑安全事故最近几年出现的一些基坑安全事故1.1 1.1 监测目的监测目的u将监测获取的数据与理论计算值相比较以判断原施工参将监测获取的数据与理论计算值相比较以判断原施工参数取

2、值是否合理，以便调整下一步有关施工参数，做好数取值是否合理，以便调整下一步有关施工参数，做好信息化施工信息化施工 u将监测结果信息反馈优化设计，使之更符合实际，使支将监测结果信息反馈优化设计，使之更符合实际，使支护结构设计更加经济、安全护结构设计更加经济、安全u积累基坑工程施工、设计优化的实际资料，用以指导今积累基坑工程施工、设计优化的实际资料，用以指导今后设计、施工后设计、施工1.2监监测测内内容容工程结束时应提交完整的监测报告，报告内容工程结束时应提交完整的监测报告，报告内容包括：包括：u监测项目和各测点的平面和立面布置图监测项目和各测点的平面和立面布置图u采有仪器的型号、规格和标定资料采

3、有仪器的型号、规格和标定资料u测试资料整理的计算方法测试资料整理的计算方法u监测值全部过程变化曲线监测值全部过程变化曲线u监测最终结果评述监测最终结果评述1.3 1.3 监测点布置监测点布置u设置在围护结构里的测斜管，按对基坑工程控制变设置在围护结构里的测斜管，按对基坑工程控制变形的要求，一般情况下，形的要求，一般情况下，基坑每边设基坑每边设1 13 3点点；测斜；测斜管深度与结构入土深度一样。管深度与结构入土深度一样。u围护桩（墙）顶的水平位移、垂直位移测点应沿基围护桩（墙）顶的水平位移、垂直位移测点应沿基坑周边每隔坑周边每隔101020m20m设一点，并在远离基坑（大于设一点，并在远离基坑

4、（大于5 5倍的基坑开挖深度）的地方设基准点，对此基准点倍的基坑开挖深度）的地方设基准点，对此基准点要按其稳定程度要按其稳定程度定时测量定时测量其位移和沉降其位移和沉降u 环境监测应包括基坑开挖深度环境监测应包括基坑开挖深度3 3倍以内的范围。房屋沉倍以内的范围。房屋沉降量测点则应布置在墙角、柱身（特别是代表独立基础降量测点则应布置在墙角、柱身（特别是代表独立基础及条形基础差异沉降的柱身）、门边等外形突出部位，及条形基础差异沉降的柱身）、门边等外形突出部位，测点间距要能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降为宜测点间距要能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降为宜u立柱桩沉降测点直接布置在立柱桩上方的支撑

5、面上。每立柱桩沉降测点直接布置在立柱桩上方的支撑面上。每根立柱桩的隆沉量、位移量均需测量，特别对基坑中多根立柱桩的隆沉量、位移量均需测量，特别对基坑中多个支撑交汇受力复杂处的立柱应作为重点测点。对此重个支撑交汇受力复杂处的立柱应作为重点测点。对此重点，变形与应力量测应配套进行点，变形与应力量测应配套进行u在实际工程中，应根据工程施工引起的应力场、位移场在实际工程中，应根据工程施工引起的应力场、位移场分布情况分清重点与一般，抓住关键部位，做到重点量分布情况分清重点与一般，抓住关键部位，做到重点量测项目配套，强调量测数据与施工工况的具体施工参数测项目配套，强调量测数据与施工工况的具体施工参数配套，

6、以形成有效的整个监测系统。使工程设计和施工配套，以形成有效的整个监测系统。使工程设计和施工设计紧密结合，以达到保证工程和周围环境安全和及时设计紧密结合，以达到保证工程和周围环境安全和及时调整优化设计及施工的目的调整优化设计及施工的目的1.4 1.4 监测项目安全警戒值监测项目安全警戒值u在工程监测中，每一测试项目都应根据实际情况的客观在工程监测中，每一测试项目都应根据实际情况的客观环境和设计计算书，事先确定相应的安全警戒值，以判环境和设计计算书，事先确定相应的安全警戒值，以判断位移或受力状况是否会超过允许的范围，判断工程施断位移或受力状况是否会超过允许的范围，判断工程施工是否安全可靠，是否需调

7、整施工步骤或优化原设计方工是否安全可靠，是否需调整施工步骤或优化原设计方案。因此，测试项目的安全警戒值的确定至关重要案。因此，测试项目的安全警戒值的确定至关重要u一般情况下，每个警戒值应由两部分控制，即总允许变一般情况下，每个警戒值应由两部分控制，即总允许变化量和单位时间内允许变化量化量和单位时间内允许变化量安全警戒值确定的原则：安全警戒值确定的原则：u满足设计计算的要求，不可超出设计值满足设计计算的要求，不可超出设计值u满足测试对象的安全要求，达到保护目的满足测试对象的安全要求，达到保护目的u对于相同的保护对象，应针对不同的环境和不同的对于相同的保护对象，应针对不同的环境和不同的施工因素而确

8、定施工因素而确定u满足各保护对象的主管部门提出的要求满足各保护对象的主管部门提出的要求u满足现行的相关规范、规程的要求满足现行的相关规范、规程的要求u在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入因素，减少不必要的资金投入u根据以上原则及实践经验，安全警戒值的参考值：根据以上原则及实践经验，安全警戒值的参考值：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,80mm,每天发展不超过每天发展不超过10mm10mm。对于周围有需严格保护构筑物的基坑，

9、。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。重要建筑物、构筑物，周围施工对其应根据保护对象的需要来确定。重要建筑物、构筑物，周围施工对其影响所造成的位移不得超过影响所造成的位移不得超过20mm20mm煤气管道的变位：沉降或水平位移均不得超过煤气管道的变位：沉降或水平位移均不得超过10mm10mm，每天发展不得超，每天发展不得超过过2mm2mm自来水管道变位：沉降或水平位移均不得超过自来水管道变位：沉降或水平位移均不得超过30mm30mm，每天发展不得超，每天发展不得超过过5mm5mm基坑外水位：坑内降水或基坑开挖引起坑外水位下降不得超过基坑外水位：坑内降水或基坑开挖引起坑外

10、水位下降不得超过1000mm1000mm，每天发展不得超过，每天发展不得超过500mm500mm立柱桩差异隆沉：基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过立柱桩差异隆沉：基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10mm10mm，每天发展不超过，每天发展不超过2mm2mm弯矩及轴力：根据设计计算书确定，一般将警戒值定在弯矩及轴力：根据设计计算书确定，一般将警戒值定在80%80%的设计允的设计允许最大值内许最大值内对于测斜、围护结构纵横向弯矩等光滑的变化曲线，若曲线上出现明对于测斜、围护结构纵横向弯矩等光滑的变化曲线，若曲线上出现明显的折点变化，也应作出报警处理显的折点变化，也应作出报警处理2 2

11、常见的基坑围护结构方案常见的基坑围护结构方案u自立式挡土体系自立式挡土体系放坡大开挖放坡大开挖土钉墙土钉墙水泥搅拌桩重力坝水泥搅拌桩重力坝u弹性墙加支撑挡土体系弹性墙加支撑挡土体系SMWSMW工法加支撑工法加支撑钻孔贯灌注桩排桩加支撑加水泥搅拌桩隔水帷幕钻孔贯灌注桩排桩加支撑加水泥搅拌桩隔水帷幕地下连续墙加支撑地下连续墙加支撑2.1 自立式挡土体系土钉墙排排桩桩加加支支撑撑挡挡土、土、隔隔水水帷帷幕幕2.2 2.2 弹性墙加支撑挡土体系弹性墙加支撑挡土体系排桩加土锚挡土、隔水帷幕排桩加土锚挡土、隔水帷幕型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）SMWSMW工法工法型钢水泥土挡墙加

12、支撑（土锚）型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）SMWSMW工法工法3 3 变形监测变形监测u一、垂直位移测量一、垂直位移测量u二、水平位移测量二、水平位移测量u三、倾斜测量三、倾斜测量 u四、裂缝观测四、裂缝观测u五、深层水平位移五、深层水平位移u六、围护体系内力六、围护体系内力u七、孔隙水压力七、孔隙水压力u八、土压力八、土压力u九、地下水位九、地下水位u十、分层沉降十、分层沉降(坑底隆起坑底隆起)一、垂直位移测量一、垂直位移测量 1.1 监测项目监测项目地表、围护墙顶、坑内立柱、管线、建筑物、防地表、围护墙顶、坑内立柱、管线、建筑物、防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物的垂直位移监测汛墙、高架立柱

13、、地铁隧道等构筑物的垂直位移监测1.2 仪器仪器水准仪，连通管（静力水准仪水准仪，连通管（静力水准仪测量相对变化），测量相对变化），全站仪（三角高程，比较少）全站仪（三角高程，比较少）1.3 1.3 原理方法原理方法水准路线的分类：水准路线的分类：附合水准路线：附合水准路线：从一个已知高程的水准点从一个已知高程的水准点(BM1)(BM1)起，起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或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的水准点(BM2)(BM2)，称为，称为附合水准路线附合水准

14、路线 如下图所示如下图所示 支水准路线：支水准路线：从一个已知高程的水准点起，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的水准点称为支水准路线支水准路线。为了对测量成果进行检核，并提高成果的精度，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。单一水准支线必须进行往返测量。闭合准路线闭合准路线：从一个已知从一个已知高程的水准点高程的水准点(BM1)(BM1)起，沿起，沿一条环形路线进行水准测一

15、条环形路线进行水准测量，测定沿线一些水准点量，测定沿线一些水准点或垂直位移监测点的高程，或垂直位移监测点的高程，最后又回到水准点最后又回到水准点(BM1)(BM1)，称为称为闭合水准路闭合水准路线。线。如右图所示如右图所示 水准路线的拟定：水准路线的拟定：日常监测中，应采用日常监测中，应采用附合水准路线附合水准路线或或闭合闭合水准路线水准路线。没有任何规范中规定变形观测采用。没有任何规范中规定变形观测采用支水准路线支水准路线观测观测 2.1 2.1 视准线法视准线法u以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量监测点到以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量监测点到基准线的距离，确定偏移量的测量方

16、法基准线的距离，确定偏移量的测量方法二、水平位移测量二、水平位移测量二、水平位移测量二、水平位移测量2.2 2.2 小角度法小角度法 在测站上测量测站点至监测点的距离及固定方向与在测站上测量测站点至监测点的距离及固定方向与监测点方向间的夹角监测点方向间的夹角,以确定以确定位移矢量的方法位移矢量的方法每次测量夹角的变化，夹角变化量与距离的乘积即每次测量夹角的变化，夹角变化量与距离的乘积即位移量位移量三、倾斜测量三、倾斜测量 u建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：一是直接测定建筑物的倾斜一是直接测定建筑物的倾斜二是通过测量建筑物基础二是通过测量建筑物基础相对

17、沉降相对沉降的方法来确定建筑的方法来确定建筑物的倾斜物的倾斜u直接测定建筑物的倾斜直接测定建筑物的倾斜应测定建筑物顶部相对于底部或各层间相对于下层的应测定建筑物顶部相对于底部或各层间相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度斜方向以及倾斜速度四、裂缝观测四、裂缝观测 u在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝（裂缝宽度），同时在裂缝的两端也各作一个裂缝（裂缝宽度），同时在裂缝的

18、两端也各作一个标记，以观测裂缝的开展情况（裂缝长度）；也可标记，以观测裂缝的开展情况（裂缝长度）；也可以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使其与裂缝两侧以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使其与裂缝两侧牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，监测时可测定其裂缝的大小和变化监测时可测定其裂缝的大小和变化五五 深层侧向位移监测深层侧向位移监测(测斜测斜)5.1 5.1 测斜仪的组成测斜仪的组成1)1)探头：装有重力式测斜传感器探头：装有重力式测斜传感器2)2)测读仪：测读仪是二次仪表，需和测头配套使用测读仪：测读仪是二次仪表，需和测头配套使用3)3)电缆：连接探

19、头和测读仪的电缆起向探头供给电源和电缆：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和测量探头所在测点与孔口距离4)4)测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用直径为直径为505075mm75mm，长度每节，长度每节2 24m4m，测斜管内有两对相，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下自由滑动主要测斜仪主要测斜仪 美国美国Geokon-603Ge

20、okon-603测斜仪测斜仪 美国Geokon公司生产，Geokon603读数仪，配6000系列探头，能自动记录观测数据。系统总量程为53，系统精度6 mm/30 m，灵敏度10弧秒(0.05 mm/m)。SINCOSINCO测斜仪、电缆和读数仪测斜仪、电缆和读数仪美国SINCO测斜仪，能自动记录观测数据。测量范围：垂直方向53精度：0.02mm/每500mm重复性：0.003 工作温度范围：-20-+50重量：1.8公斤 北京航天北京航天CX-06ACX-06A测斜仪测斜仪北京航天测斜仪，能自动记录观测数据。传感器分辨率：0.02mm/8系统总精度：4mm/15m 测量范围：50数字显示：4

21、.5位测量电缆：9.5mm六芯导线导轮间距：500mm 测斜用测斜用PVCPVC高精度测斜管高精度测斜管 ABSABS、铝合金高精度测斜管、铝合金高精度测斜管5.2 5.2 测试方法测试方法u测斜管应在工程开挖前测斜管应在工程开挖前1530d埋设完毕，在开挖前的埋设完毕，在开挖前的35天内复测天内复测23次。取其平均值作为初始值，开始次。取其平均值作为初始值，开始正式测试工作正式测试工作u每次测试时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的每次测试时，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、槽口，缓缓放至管底。待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始监测

22、。显示仪读数稳定后开始监测。一般以管口作为确定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，均速提升位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升u每隔每隔500mm读数一次，并做记录。待探头提升至管口读数一次，并做记录。待探头提升至管口处。旋转处。旋转180后，再按上述方法量测，以消除测斜仪后，再按上述方法量测，以消除测斜仪自身的误差自身的误差5.3 5.3 计算原理计算原理 基坑监测时，一般只考虑垂基坑监测时，一般只考虑垂直于围护体的方向，即直于围护体的方向，即X+X+、X-X-方向，需连续测二次方向

23、，需连续测二次来消来消除力平衡伺服加速度仪零漂除力平衡伺服加速度仪零漂的影响的影响(一测回一测回)每点水平偏移量是通过计算每点水平偏移量是通过计算上部滑轮组相对于下部滑轮上部滑轮组相对于下部滑轮组所产生的组所产生的倾角倾角()()乘以观乘以观测测读数间距读数间距(L)(L)和相应的系和相应的系数得到数得到总水平偏移量是将每点的水总水平偏移量是将每点的水平偏移量进行累加获到，该平偏移量进行累加获到，该偏移曲线为一条连续的曲线，偏移曲线为一条连续的曲线，也就是说只要确定了一个基也就是说只要确定了一个基准点，整条曲线的位置就能准点，整条曲线的位置就能确定下来确定下来土体深层水平位移监测土体深层水平位

24、移监测L L为传感器两对滑轮中心距为传感器两对滑轮中心距(一般一般为为500)500)k k为读数的放大倍数，采用公制为读数的放大倍数，采用公制时取时取2500025000，英制时取，英制时取2000020000L/kL/k称为仪器的标定系数称为仪器的标定系数【标定系数标定系数】基康基康6036030.0250.025美国新科美国新科0.020.02北京航天北京航天0.020.02南京葛南南京葛南视标定情况而定视标定情况而定5.4 5.4 测斜数据处理测斜数据处理计算方法计算方法 以孔口作为基准点以孔口作为基准点 以孔底作为基准点以孔底作为基准点 测斜数据的矢量和测斜数据的矢量和5.5 5.5

25、 注意事项注意事项u测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线，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须对两对槽口进行测试，然后在同一深度取矢量和u测点间距应为测点间距应为0.5m0.5m，以使导轮位置能自始至终重合相，以使导轮位置能自始至终重合相连，而不宜取连，而不宜取1.0m1.0m测点间距，导致测试结果偏离测点间距，导致测试结果偏离六六 围护体系内力围护体系内力6.1 6.1 监测项目监测项目u主要包括主要包括支撑内力支撑内力、锚杆拉力锚杆

26、拉力、围护墙内力围护墙内力、围檩内围檩内力力、立柱内力立柱内力等等u支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等级级必测项目必测项目，三级监测等级，三级监测等级选测项目选测项目u围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级必测项目必测项目，二级监测等级，二级监测等级选测项目选测项目u立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级选测项目选测项目，主要用于逆作法施工主要用于逆作法施工支撑轴力支撑轴力 地墙内力地墙内力 锚索拉力锚索拉力立柱内力立柱内力6.2 6.2 仪器和

27、设备仪器和设备6.2.1 6.2.1 钢筋应力计钢筋应力计 用于测量钢筋混凝土用于测量钢筋混凝土构件内的钢筋应力构件内的钢筋应力6.2.2 6.2.2 应变计应变计埋入式应变计埋入式应变计u埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝土中用于地下工程的长期应变测量土中用于地下工程的长期应变测量埋入式应变计的两端有两埋入式应变计的两端有两个不锈钢圆盘。圆盘之间个不锈钢圆盘。圆盘之间用柔性的铝合金波纹管连用柔性的铝合金波纹管连接中间放置一根张拉好接中间放置一根张拉好的钢弦，将应变计埋入混的钢弦，将应变计埋入混凝土内。混凝土的变形凝土内。混凝土的变形(

28、即即应变应变)使两端圆盘相对移动，使两端圆盘相对移动，这样就改变了张力，用电这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通过监磁线圈激振钢弦，通过监测钢弦的频率求混凝土的测钢弦的频率求混凝土的变形变形表面应变计表面应变计u基坑监测中主要安装在钢基坑监测中主要安装在钢支撑表面，用于钢支撑受支撑表面，用于钢支撑受力后的应变测量力后的应变测量u表面应变计由两块安装钢表面应变计由两块安装钢支座、微振线圈、电缆组支座、微振线圈、电缆组件和应变杆组成。安装时件和应变杆组成。安装时使用一个定位托架，用电使用一个定位托架，用电弧焊将两端的安装钢支座弧焊将两端的安装钢支座焊（或安装）在待测结构焊（或安装）在待测结构的

29、表面的表面6.2.3 6.2.3 轴力计轴力计 在基坑工程中轴力在基坑工程中轴力计主要用于测量钢支撑计主要用于测量钢支撑的轴力。轴力计的外壳的轴力。轴力计的外壳是一个经过热处理的高是一个经过热处理的高强度钢筒。强度钢筒。在筒内装有在筒内装有应变计，用来测读作用应变计，用来测读作用在钢筒上的荷载在钢筒上的荷载l轴力计轴力计可直接监测支撑轴力可直接监测支撑轴力l表面应变计表面应变计则是通过量测到的应变再计算支撑轴力则是通过量测到的应变再计算支撑轴力l钢筋应力计钢筋应力计则通过钢筋和混凝土应变协调的假定来则通过钢筋和混凝土应变协调的假定来换算支撑轴力换算支撑轴力钢筋混凝土支撑 钢筋混凝土支撑 建议建

30、议:问题一问题一1 1）合理选择确定初始值的时间，建议在混凝土浇筑）合理选择确定初始值的时间，建议在混凝土浇筑后第二天就采集数据，对数据变化作综合分析后第二天就采集数据，对数据变化作综合分析2 2）在同一截面上同时安装钢筋应力计、混凝土应变）在同一截面上同时安装钢筋应力计、混凝土应变计等进行比对测试计等进行比对测试问题二问题二1)1)应采用等直径的钢筋应力计置换原支撑内的主筋应采用等直径的钢筋应力计置换原支撑内的主筋2)2)如确有困难，采用埋设法安装时要用加长的钢筋应如确有困难，采用埋设法安装时要用加长的钢筋应力计的拉杆，达到钢筋绑扎法锚固力的要求力计的拉杆，达到钢筋绑扎法锚固力的要求3)3)

31、注意计算公式中钢筋应力计应按实际面积计算注意计算公式中钢筋应力计应按实际面积计算七七 孔隙水压力监测孔隙水压力监测7.1 7.1 监测内容监测内容l用于量测基坑工程坑外不同深度土的孔隙水压力用于量测基坑工程坑外不同深度土的孔隙水压力 u监测目的监测目的由于饱和土受荷载后首先产生的是孔隙水压力的变化，由于饱和土受荷载后首先产生的是孔隙水压力的变化，随后才是颗粒的固结变形，孔隙水压力的变化是土体运随后才是颗粒的固结变形，孔隙水压力的变化是土体运动的前兆动的前兆结合土压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土结合土压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据；不同深度孔隙水压力监测可以

32、为围体稳定计算的依据；不同深度孔隙水压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据护墙后水、土压力分算提供设计依据u孔隙水压力监测为重力式围护体系一、二级监测等级、孔隙水压力监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级板式围护体系一级监测等级选测项目选测项目7.2 7.2 仪器设备仪器设备u孔隙水压力计孔隙水压力计 主要有主要有钢弦式钢弦式(常用形式常用形式)、气压式、气压式等几种孔压计等几种孔压计孔隙水压力计组成孔隙水压力计组成:滤头滤头(由透水石、开孔钢管组成，主由透水石、开孔钢管组成，主要起隔断土压的作用要起隔断土压的作用)；传感部分；传感部分u数显频率仪数显频率仪

33、7.3 7.3 测试数据计算测试数据计算 式中：式中：孔隙水压力（孔隙水压力（kPakPa）标定系数（标定系数（kPa/Hz2kPa/Hz2）测试频率（测试频率（HzHz）初始频率（初始频率（HzHz）八八 土压力监测土压力监测8.1 8.1 监测内容监测内容l主要用于量测围护结构内、外侧的土压力主要用于量测围护结构内、外侧的土压力 u监测目的监测目的结合孔隙水压力监测，可以进行土体有效应力分析，结合孔隙水压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据作为土体稳定计算的依据不同深度土压力监测可以为围护墙后水、土压力分不同深度土压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据算提供设

34、计依据u土压力监测为板式围护体系一、二级监测等级土压力监测为板式围护体系一、二级监测等级选测选测项目项目8.2 8.2 仪器设备仪器设备u土压力计（盒）土压力计（盒）主要有钢弦式主要有钢弦式(常用形式常用形式)、差动电阻式、电阻应变式等、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土压力；双膜一般用于测量自由土体土压力u数显频率仪数显频率仪8.3 8.3 土压力计（盒）安装土压力计（盒）安装u钻孔法钻孔法 钻孔法是通过钻孔和特制的安装架将土压力计埋入土钻孔法是通过钻孔和特制的安装架

35、将土压力计埋入土体内。具体步骤如下体内。具体步骤如下先将土压力盒固定在安装架内先将土压力盒固定在安装架内钻孔到设计深度以上；放入带土压力盒的安装架，逐钻孔到设计深度以上；放入带土压力盒的安装架，逐段连接安装架，土压力盒导线通过安装架引到地面。段连接安装架，土压力盒导线通过安装架引到地面。然后通过安装架将土压力盒送到设计标高然后通过安装架将土压力盒送到设计标高回填封孔回填封孔u挂布法挂布法 挂布法用于量测挂布法用于量测土体与围护结构间接触压力土体与围护结构间接触压力 具体步骤如下：具体步骤如下：先用帆布制作一幅挂布，在挂布上缝有安放土压力盒先用帆布制作一幅挂布，在挂布上缝有安放土压力盒的布袋，布

36、袋位置按设计深度确定的布袋，布袋位置按设计深度确定将挂布绑在钢筋笼外侧，并将带有压力囊的土压力盒将挂布绑在钢筋笼外侧，并将带有压力囊的土压力盒放入布袋内，压力囊朝外，导线固定在挂布上引至围放入布袋内，压力囊朝外，导线固定在挂布上引至围护结构顶部护结构顶部放置土压力计的挂布随钢筋笼一起吊入槽（孔）内放置土压力计的挂布随钢筋笼一起吊入槽（孔）内混凝土浇筑时，挂布将受到流态混凝土侧向推力而与混凝土浇筑时，挂布将受到流态混凝土侧向推力而与槽壁土体紧密接触槽壁土体紧密接触挂布法埋设挂布法埋设 8.4 8.4 测试数据计算测试数据计算 式中：式中：土压力（土压力（kPakPa）；）；标定系数（标定系数（k

37、Pa/Hz2kPa/Hz2）测试频率（测试频率（HzHz）初始频率（初始频率（HzHz）8.5 8.5 注意事项注意事项(1)(1)土压力计应按测试量程选择，上限可取土压力计应按测试量程选择，上限可取预计最大量程的预计最大量程的1.51.5倍倍(2)(2)压力盒固定在安装架时，压力盒侧向的固定螺丝不能拧得太紧，压力盒固定在安装架时，压力盒侧向的固定螺丝不能拧得太紧，以免造成压力盒内钢弦松弛以免造成压力盒内钢弦松弛(3)(3)压力盒沉放过程中，始终要压力盒沉放过程中，始终要跟踪监测土压力盒频率跟踪监测土压力盒频率，看是否正常，看是否正常，如果频率有异常变化，要及时收回，检查导线是否受损如果频率有

38、异常变化，要及时收回，检查导线是否受损(4)(4)压力盒沉放到位施压前，到检查压力盒是否垂直，压力盒面的方压力盒沉放到位施压前，到检查压力盒是否垂直，压力盒面的方向是否向是否与被测土压力的方向垂直与被测土压力的方向垂直(5)(5)采用挂布法安装时，由于土压力盒挂在钢筋笼外侧，因此在钢笼采用挂布法安装时，由于土压力盒挂在钢筋笼外侧，因此在钢笼下槽过程中，要格外小心压力囊经过导墙时受挤压、摩擦而破损下槽过程中，要格外小心压力囊经过导墙时受挤压、摩擦而破损漏油。挂布要尽可能兜住钢筋笼外侧，漏油。挂布要尽可能兜住钢筋笼外侧，防止混凝土浇筑时水泥浆防止混凝土浇筑时水泥浆液流到挂布外侧裹住土压力盒液流到挂

39、布外侧裹住土压力盒九九 地下水位监测地下水位监测9.1 9.1 监测内容监测内容l坑内、坑外水位监测坑内、坑外水位监测u监测目的监测目的通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如降水速率和降水深度降水速率和降水深度通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失；同时也可以了解围护墙的止水（隔水）中的水土流失；同时也可以了解围护墙的止水（隔水）效果效果u坑外水位监测为基坑监测坑外水位监测为基坑监测必

40、测项目必测项目9.2 9.2 仪器设备仪器设备u水位管水位管(地下埋入材料地下埋入材料)u钢尺水位计钢尺水位计(地表测试仪器地表测试仪器)由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成u管口水准测量管口水准测量 由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成 水位管水位管 水位计水位计 水准仪水准仪 9.3 9.3 测试方法测试方法先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用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

41、绝对高程计算得到水位管内水面的绝对高程9.49.4测试数据计算测试数据计算u水位管内水面应以绝对高程表示水位管内水面应以绝对高程表示 式中：式中：水位管内水面绝对高程水位管内水面绝对高程(m)(m)水位管管口绝对高程水位管管口绝对高程(m)(m)水位管内水面距管口的距离水位管内水面距管口的距离(m)(m)u本次变化和累计水位变化本次变化和累计水位变化 式中：式中：第第i i次水位绝对高程次水位绝对高程(m)(m)第第i-1i-1次水位绝对高程次水位绝对高程(m)(m)水位初始绝对高程水位初始绝对高程(m)(m)累计水位差累计水位差(m)(m)十十 土体分层垂直位移监测土体分层垂直位移监测10.

42、1 10.1 监测内容监测内容l坑内、外土体深层垂直位移坑内、外土体深层垂直位移 坑内土体深层垂直位移亦称坑内土体回弹或坑底隆起坑内土体深层垂直位移亦称坑内土体回弹或坑底隆起 u基坑底部隆起原因基坑底部隆起原因 基坑在开挖后由于上部土体开挖卸载，深层土体应力基坑在开挖后由于上部土体开挖卸载，深层土体应力释放向上隆起；另外，由于基坑内土体开挖后，支护内释放向上隆起；另外，由于基坑内土体开挖后，支护内外的压力差使其底部产生侧向位移，导致靠近围护结构外的压力差使其底部产生侧向位移，导致靠近围护结构内侧的土体向上隆起，严重者产生塑性破坏内侧的土体向上隆起，严重者产生塑性破坏u土体分层垂直位移监测为重力

43、式围护体系一、二级监测土体分层垂直位移监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级等级、板式围护体系一级监测等级选测项目选测项目10.2 10.2 仪器设备仪器设备u埋入地下的材料部分埋入地下的材料部分 由沉降导管、底盖和沉降磁环等组成由沉降导管、底盖和沉降磁环等组成u分层沉降仪分层沉降仪(地面测试仪器地面测试仪器)由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成u管口水准测量管口水准测量 由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成沉降管与磁环沉降管与磁环 水准仪水准仪 分层沉降仪分层沉降仪10.3 10.3 测试方法测试

44、方法u先用水准仪测出沉降管的管口高程先用水准仪测出沉降管的管口高程u然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中，当接收仪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，缆在管口处的深度尺寸。这样由上向下地测量到孔底，这称为这称为进程测读进程测读u回收测量电缆时，测头再次通过土层中的磁环，接收系回收测量电缆时，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鸣声。此时读出测量电缆在管统的蜂鸣器会再次发出蜂鸣声。此时读出测量电缆在管口处的深度尺寸，如此测

45、量到孔口，称为口处的深度尺寸，如此测量到孔口，称为回程测读回程测读u磁环距管口深度取进、回程测读数平均数磁环距管口深度取进、回程测读数平均数10.4 10.4 测试数据计算测试数据计算u分层沉降标（磁环）位置以绝对高程表示：分层沉降标（磁环）位置以绝对高程表示：式中：式中：分层沉降标（磁环）绝对高程分层沉降标（磁环）绝对高程(m)(m)沉降管管口绝对高程沉降管管口绝对高程(m)(m)分层沉降标（磁环）距管口的距离分层沉降标（磁环）距管口的距离(m)(m)u本次垂直位移量和累计垂直位移量：本次垂直位移量和累计垂直位移量：式中：式中：第第i i次磁环绝对高程次磁环绝对高程(m)(m)第第i-1i-

46、1次磁环绝对高程次磁环绝对高程(m)(m)磁环初始绝对高程磁环初始绝对高程(m)(m)本次垂直位移本次垂直位移(mm)(mm)累计垂直位移累计垂直位移(mm)(mm)现场巡检案例现场巡检案例杭州地铁某地铁站杭州地铁某地铁站u车站标准段深度约车站标准段深度约14.714.7米，端米，端头井处深约头井处深约16.316.3米米u车站采用车站采用明挖明挖顺做法施工，围顺做法施工，围护结构采用地下连续墙加四道护结构采用地下连续墙加四道钢支撑，车站两侧区间采用盾钢支撑，车站两侧区间采用盾构法施工构法施工u标准段采用标准段采用600600厚地下连续墙，厚地下连续墙，端头井采用端头井采用800800厚地连墙

47、。地连厚地连墙。地连墙插入比为墙插入比为1 1：1 1，标准段地连，标准段地连墙插入深度为墙插入深度为28m28m左右左右u 地连墙底部土层为地连墙底部土层为2 2淤泥质粉淤泥质粉质粘土，灰色，流塑，含有机质粘土，灰色，流塑，含有机质，夹少量薄层状粉土质，夹少量薄层状粉土 杭州地铁杭州地铁XXXX站地下连续墙变形站地下连续墙变形实际变形超过40cm报表变形约4cm监测报告数据仅为实际值的10%,导致墙体侵限超过30cm,差一点造成不可弥补的严重后果。围墙裂缝超过15cm地面裂缝超过2cm杭州地铁杭州地铁杭州地铁杭州地铁XXXXXXXX站站站站地连墙裂缝超过2mm杭州地铁杭州地铁杭州地铁杭州地铁XXXXXXXX站站站站地表裂缝随处可见杭州地铁杭州地铁杭州地铁杭州地铁XXXXXXXX站站站站基坑工程成败的五个要点基坑工程成败的五个要点完善的设计方案完善的设计方案详实的工程地质报告详实的工程地质报告高质量的施工队伍高质量的施工队伍周密的信息化监测系统周密的信息化监测系统高度重视安全的项目管理组织高度重视安全的项目管理组织The end