6.7.1基坑監(jiān)測的目的：

1．檢驗設(shè)計所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，指導基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)的施工，確保施工安全。目前基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計尚處于半理論半經(jīng)驗的狀態(tài)，土壓力計算大多采用經(jīng)典的側(cè)向土壓力公式，現(xiàn)場實測值相比較有一定的差異，也還沒有成熟的方法計算基坑周圍土體的變形。因此，在施工過程中需要知道現(xiàn)場實際的受力和變形情況。基坑施工總是從點到面，從上到下分工況局部實施，可以根據(jù)由局部和前一工況的開挖產(chǎn)生的應力和變形實測值與預估值的分析，驗證原設(shè)計和施工方案正確性，同時可對基坑開挖到下一個施工工況時的受力和變形的數(shù)值和趨勢進行預測，并根據(jù)受力和變形實測和預測結(jié)果與設(shè)計采用的值進行比較，必要時對設(shè)計方案和施工工藝進行修正。

2．確?；又ёo結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全。

在深基坑開挖與支護施筑過程中，必須在滿足支護結(jié)構(gòu)及被支護土體的穩(wěn)定性，避免破壞和極限狀態(tài)發(fā)生的同時，不產(chǎn)生由于支護結(jié)構(gòu)及被支護土體的過大變形而引起鄰近建筑物的傾斜或開裂，鄰近管線的滲漏等。從理論上說，如果基坑圍護工程的設(shè)計是合理可靠的，那么表征土體和支護系統(tǒng)力學形態(tài)的一切物理量都隨時間而漸趨穩(wěn)定，反之，如果測得表征土體和支護系統(tǒng)力學形式特點的某幾種或某一種物理量，其變化隨時間而不是漸趨穩(wěn)定，則可以斷言土體和支護系統(tǒng)不穩(wěn)定，支護必須加強或修改設(shè)計參數(shù)。在工程實際中，基坑在破壞前，往往會在基坑側(cè)向的不同部位上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大，在20世紀90年代初期，基坑失穩(wěn)引起的工程事故比較常見，隨著工程經(jīng)驗積累，這種事故越來越少。但由于支護結(jié)構(gòu)及被支護的目的也就出于保護鄰近建筑物和管線破壞則仍然時有發(fā)生，而事實上大部分基坑圍護的目的也就是出于保護鄰近建筑物和管線。因此，基坑開挖過程中進行周密的監(jiān)測，在建筑物和管線的變形在正常的范圍內(nèi)時可保證基坑的順利施工，在建筑物和管線的變形接近警戒值時，有利于采取對建筑物和管線本體進行保護的技術(shù)應急措施，在很大程序上避免或減輕破壞的后果。

3、積累工程經(jīng)驗，為提高基坑工程的設(shè)計和施工的整體水平提供依據(jù)。

支護結(jié)構(gòu)上所承受的土壓力及其分布，受地質(zhì)條件、支護方式、支護結(jié)構(gòu)剛度、基坑平面幾何形狀、開挖深度、施工工藝等的影響，并直接與側(cè)向拉移有關(guān)，而基坑的側(cè)向位移又與挖土空間順序、施工進度等時間和空間因素等有復雜的關(guān)系，現(xiàn)行設(shè)計分析理論尚未完全成熟?；訃o的設(shè)計和施工，應該在充分借鑒現(xiàn)有成功經(jīng)驗和吸取失敗教訓的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的特點，力求在技術(shù)方案中有所創(chuàng)新、更趨完善。對于某一基坑工程，在方案設(shè)計階段需要參考同類工程的圖紙和監(jiān)測成果，在竣工完成后則為以后的基坑工程設(shè)計增添了一個工程實例。現(xiàn)場監(jiān)測不僅確保了本基坑工程的安全，在某種意義上也是一次1：1的實體試驗，所取得的確切數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)和土層在工程施工過程中真實反應，是種種復雜因素影響和作用下基坑系統(tǒng)的綜合體現(xiàn)，因而也為該領(lǐng)域的科學和技術(shù)發(fā)展積累了第一手資料。

6.7.2、基坑監(jiān)測的基本要求

1、監(jiān)測工作必須是計劃的，應根據(jù)設(shè)計提出的監(jiān)測要求和業(yè)主下達的監(jiān)測任務書預先制訂詳細的基坑監(jiān)測方案，計劃性是監(jiān)測數(shù)據(jù)完整性的保證，但計劃性也是必須與靈活性相結(jié)合，因為基坑工程在施工過程中會發(fā)生意想不到的情況，就應該根據(jù)變化了的情況來修正原先的監(jiān)測方案，但基本原則是不能變的。

2、監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是可靠真實的，數(shù)據(jù)的可靠性由測試元件安裝或埋設(shè)的可靠性、監(jiān)測儀器的精度、可靠性以及監(jiān)測人員的素質(zhì)來保證。監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性要求所有數(shù)據(jù)必須以原始記錄為依據(jù)，原始記錄任何人不得更改、刪除。

3、監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是及時的，監(jiān)測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時計算處理，計算有問題可及時復測，盡量做到當天報表當天出。因為基坑開挖是一個動態(tài)的施工過程，只有保證及時監(jiān)測，才能有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時采取措施，確保安全施工。

4、埋設(shè)于結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測元件應盡量減少對結(jié)構(gòu)的正常受力影響，埋設(shè)水土壓力監(jiān)測元件、測斜管和分層沉降管時的回填土應注意與巖土介質(zhì)的匹配；

5、采用多種方法、實行多項內(nèi)容的監(jiān)測方案，基坑工程在開挖和支撐施工過程中的力學效應是從各個側(cè)面同時展現(xiàn)出來的，在諸如圍護結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力、地層移動和地表沉降等物理量之間存在著內(nèi)在的緊密聯(lián)系，通過對多方面的連續(xù)監(jiān)測資料進行綜合分析之后，各項監(jiān)測內(nèi)容的結(jié)果可以互相印證、互相檢驗、從而對監(jiān)測結(jié)果有全面正確的把握。

6、對重要的監(jiān)測項目，應按照工程具體情況預先設(shè)定預警值和報警制度，預警值應包括變形或內(nèi)力量值及其變化速率。

7、基坑監(jiān)測應整理完整的監(jiān)理記錄表、數(shù)據(jù)報表、形象的圖表和曲線，監(jiān)測結(jié)束后整理出監(jiān)測報告。

6.7.2?? 監(jiān)測儀器和方法

基坑工程施工現(xiàn)場監(jiān)測的內(nèi)容分為兩大部分，即圍護結(jié)構(gòu)本身和相鄰環(huán)境。圍護結(jié)構(gòu)中包括圍護樁墻、支撐、圍檀和圈梁、立注、坑內(nèi)土層等五部分。相鄰環(huán)境中包括相鄰土層、地下管線、相鄰房屋等三部分，具體見表6.7.2

基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容???????????????? 表6.7.2

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1、肉眼觀察

肉眼觀察是不借助于任何量測儀器，而用肉眼憑經(jīng)驗觀察獲得對判斷基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性有用的信息，這是一項十分重要的工作，在進行其他需使用儀器的監(jiān)測項目前，由有一定工程經(jīng)驗的監(jiān)測人員進行。主要觀察圍護結(jié)構(gòu)和支撐體系的施工質(zhì)量、圍護體系是否有滲漏水及其滲漏水的位置和多少、施工條件的改變情況、坑邊堆載的變化、管道滲漏和施工用水的不適當排放、以及降雨等氣候條件的變化等對基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關(guān)系密切的信息。同時需密切注意基坑周圍的地面裂縫、圍護結(jié)構(gòu)和支撐體系的工作失常情況、鄰近建筑物和構(gòu)筑物的裂縫、流土或局部管涌現(xiàn)象等工程隱患的早期發(fā)現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)隱患苗頭及時處理，盡量減少工程事故的發(fā)生。這項工作應與施工單位的工程技術(shù)人員配合進行，并及時交流信息和資料，同時，記錄施工進度與施工工況。這些內(nèi)容都要詳細地記錄在監(jiān)測日記中，重要的信息則需寫在監(jiān)測報表的備注欄內(nèi)，發(fā)現(xiàn)重要的工程隱患則要專門寫出監(jiān)測備忘錄。

2、圍護墻頂水平位移和沉降監(jiān)測

圍護墻頂沉降監(jiān)測方法主要采用精密水準測量，在一個測區(qū)內(nèi)，應設(shè)3個以上基準點，基準點要設(shè)置在距基坑開挖深度5倍的距離以外的穩(wěn)定地點。

在基坑水平位移監(jiān)測中，在有條件的場地，用軸線法也即視準線法比較簡便。采用視準線法測量時，需沿欲測量的基坑邊線設(shè)置一條視準線，在該線的兩端設(shè)置工作基點A、B。在基線上沿基坑邊線按照需要設(shè)置若干測點，基坑有支撐時，測點宜設(shè)置在兩根支撐的跨中。也可用小角度法用經(jīng)緯儀測出各測點的側(cè)向水平位移。各測點最好設(shè)置在基坑圈梁、壓頂?shù)容^易固定的地方，這樣設(shè)置方便，不宜損壞，而且真實反映基坑側(cè)向變形。測量基點A、B需設(shè)置在基坑一定距離的穩(wěn)定地段，對于有支撐的地下連續(xù)墻或大孔徑灌注樁這類圍護結(jié)構(gòu)，基坑角點的水平位移通常較小，這時可將基坑角點設(shè)為臨時基點C、D，在每個工況內(nèi)可以用臨時基點監(jiān)測，變換工程時用基點A、B測量基點C、D的側(cè)向水平位移，再用此結(jié)果對各測點的側(cè)向水平位移值作校正。

由于深基坑工程場地一般比較小，施工障礙物多，而且基坑邊線也并非都是直線，因此，視準線的建立比較困難，在這種情況下可用前方交會法。前方交會法是在距基坑一定距離的穩(wěn)定地段設(shè)置一條交會基線，或者設(shè)兩個或多個工作基點，以此為基準，用交會法測出各測點的位移量。

3、深層水平位移測量

1）深層水平位移就是測量圍護樁墻和土體在不同深度上的點的水平位移，通常采用測斜儀測量，將圍護樁墻在不同深度上的點的水平位移按一定比例繪制出水平位移隨深度變化的曲線，即圍護樁墻深層撓曲線。測斜儀由測斜管、測斜探頭、數(shù)字式測讀儀三部分組成，測斜管在基坑開挖前埋設(shè)于圍護樁墻和土體內(nèi)，測斜管內(nèi)有四條十字型對稱分布的凹型導槽，作為測斜儀滑輪上下滑行軌道，測量時，使測斜探頭的導向滾輪卡在測斜管內(nèi)壁的導槽中，沿槽滾動將測斜探頭放入測斜管，并由引出的導線將測斜管的傾斜角或其正弦值顯示在測讀儀上。

??? 實際測量時，將測斜儀探頭沿管內(nèi)導糟插入測斜管內(nèi)，緩慢下滑，按取定的間距L逐段測定各量測段處的測斜管與鉛直線的傾角，就能得到整個樁墻軸線的水平撓曲或土體不同深度的水平位移。

2）測斜儀的種類

測斜儀按探頭的傳感元件不同，可分為滑動電阻式、電阻片式、鋼弦式及伺服和加速度式四種。

3）測斜儀的埋設(shè)

?? 測斜管有綁扎埋設(shè)和鉆孔埋設(shè)兩種方式：

a、綁扎埋設(shè)?主要用于樁墻體探層撓曲測試，埋設(shè)時將測斜管在現(xiàn)場組裝后綁扎固定在樁墻鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起下到孔槽內(nèi)，并將其澆筑在混凝土中，澆筑之前應封好管底蓋并在測斜管內(nèi)注滿清水，防止測斜管在澆筑混凝土時浮起，并防止水泥漿滲入管內(nèi)。

b、鉆孔埋設(shè)?首先在土層中預鉆孔，孔徑略大于所選用測斜管的外徑，然后將測斜管封好底蓋逐節(jié)組裝逐節(jié)放入鉆孔內(nèi)，并同時在測斜管內(nèi)注滿清水，直到放至預定的標高為主。隨后在測斜管與鉆孔之間空隙內(nèi)回填細砂，或水泥和粘土拌合的材料固定測斜管，配合比取決于土層的物理力學性質(zhì)。

4、土體分層沉降測試

土體分層沉降是指離地面不同深度處土層內(nèi)的點的沉降或隆起，通常用磁性分層沉降儀量測。

分層沉降管和鋼環(huán)的埋設(shè)

用鉆機在預定位置鉆孔，取出的土分層分別堆放，鉆到孔底標高略低于欲測量土層的標高。提起套管300~400mm，然后將引導管放入，引導管可逐節(jié)連接直至略深于預定的最底部的監(jiān)測點的深度位置，然后，在引導管與孔壁部用膨脹粘土球填充并搗實到最低的沉降環(huán)位置，再用一只鉛質(zhì)開口送筒裝上沉降環(huán)，套在引導管上，沿引導管送至預埋位置，再用ф50mm的硬質(zhì)塑料管把沉降環(huán)推出壓入土中，彈開沉降鋼環(huán)卡子，使沉降環(huán)的彈性卡子牢固地嵌入土中，提起套管至待埋沉降環(huán)以上300-400mm，待鉆孔內(nèi)口填該層土做的土球至要埋的一個沉降環(huán)標高處，再用如上步驟推入上一標高的沉降環(huán)，直至埋完全部沉降環(huán)。固定孔口，做好孔口的保護裝置，并測量孔口標高和各磁性沉降鋼環(huán)的初始標高。

5、基坑回彈監(jiān)測

基坑回彈是基坑開挖對坑底的土層的卸荷過程引起基坑底面及坑外一定范圍內(nèi)土體的回彈變形或隆起。深大基坑的回彈量對基坑本身和鄰近建筑物都有較大影響，因此需作基坑回彈監(jiān)測。基坑回彈監(jiān)測可采用回彈監(jiān)測標和深層沉降標兩種，當分層沉降環(huán)埋設(shè)于基坑開挖面以下時所監(jiān)測到的土層隆起也就是土層回彈量。

回彈監(jiān)測點應根據(jù)基坑形狀及工程地質(zhì)條件布設(shè)，布點原則是以最少的測點測出所需的各縱橫斷面的回彈量。

6、土壓力與孔隙水壓力監(jiān)測

土壓力是基坑支護結(jié)構(gòu)周圍的土體傳遞給擋土構(gòu)筑物的壓力，也稱支護結(jié)構(gòu)與土體的接觸壓力，或由自重及基坑開挖后土體中應力重分布引起的土體內(nèi)部的應力。通常采用在量測位置上埋設(shè)壓力傳感器（壓力盒）來進行。常用的土壓力盒有鋼弦式和電阻式等。

1）土壓力傳感器的埋設(shè)

對于作用在擋土構(gòu)筑物表面的土壓力盒應鑲嵌在擋土構(gòu)筑物內(nèi)，使其應力膜與構(gòu)筑物表面平齊，土壓力盒后面應具有良好的剛性支撐，在土壓力作用下盡量不產(chǎn)生位移，以保證測量的可靠性。

對于鋼板樁或鋼筋混凝土預制構(gòu)件擋土結(jié)構(gòu)，施工時多用打入或振動壓入方式。土壓力盒及導線只能在施工前安裝在構(gòu)件上，土壓力盒用固定支架安裝在預制構(gòu)件上，固定支架、擋泥板及導線保護管使土壓力盒和導線在施工過程中免受損壞。

對于地下連續(xù)墻等現(xiàn)澆混凝土擋土結(jié)構(gòu)，土壓力傳感器安裝時需緊貼在圍護結(jié)構(gòu)迎土面上，但由于土壓力傳感器如隨鋼筋籠下入槽孔后，其面向土層的表面鋼膜很容易在水下澆筑過程中被混凝土材料所包裹，混凝土凝固結(jié)硬后，水土壓力根本無法被壓力傳感器所感應和接收，造成埋設(shè)失敗。這種情況下土壓力盒的埋設(shè)可采用掛布法、活塞壓入法和彈入法。

a、掛布法 取約為1/2-1/3的槽段寬度的布簾，在布簾上縫制好用以放置土壓力盒的口袋，把壓力盒放入后封口固定；將布簾平鋪在土壓力量測位置鋼筋籠迎土面一側(cè)的外表面，通過縱橫分布的繩索將布簾固定于鋼筋籠上，將土壓力盒導線固定在鋼筋籠的鋼筋上，并引至鋼筋籠頂站；布簾隨鋼筋籠一起吊入槽孔，放入導管澆筑水下混凝土。由于混凝土在布簾的內(nèi)側(cè)，利用流態(tài)混凝土的側(cè)向擠壓力將布簾連同土壓力傳感器一起壓向土層，隨水下混凝土液面上升所造成的側(cè)壓力增大迫使傳感器與土層垂直表面密貼。

b、彈入法 主要由彈簧、，鋼架和限位插銷三部分所組成。首先將裝有壓力盒的機械裝置焊接在鋼筋籠上，利用限位插銷將彈簧壓縮貯存向外彈力能量，待鋼筋籠吊入槽孔之后，在地面通過牽引鐵絲將限位插銷拔除，由彈簧彈力將壓力盒推向土層側(cè)壁，根據(jù)壓力盒讀數(shù)的變化可判定壓力盒安裝情況。從實際情況看，壓力盒具有較高的成活率，基本上未出現(xiàn)鋼膜被砂漿包裹的情況。彈入法的關(guān)鍵在于必須保證彈入裝置具備足夠的行程，保證壓力盒抵達槽壁土層，同時需與擋墻施工單位密切配合，在限位插銷拔除諸方面做到萬無一失。