基坑工程监测课件

基坑工程监测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空间。基坑监测定义：在建筑基坑施工及使用阶段，对建筑基坑及周边环境实施的检查、量测和监视工作。坑壁坑底1.2基坑监测原因及目的①、城市建设发展迅速。基坑工程越来越大、越来越深。风险性越来越大。②、许多新的情况，支护形式有不少新的发展。设计值需要进一步优化。③、基坑周围的环境保护要求越来越高。④、十多年来，我国每年都会有一定数量的基坑出现事故，有些甚至是很严重的。1.2.1基坑监测的基本原因1.2.2基坑监测的主要目的①、为信息化施工提供依据。②、为基坑周边环境中的建筑、各种设施的保护提供依据。③、为优化设计提供依据。④、监测工作是发展基坑工程设计理论的重要手段。1.3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)基坑范围邴内有历史文物、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7m，且周围环境无特别要求时的基坑1.4基坑监测等级与监测项目参照表基坑工程仪器监测项目应根据表1.4进行选择基坑类别监测项目一级二级三级围护墙（坡）顶水平位移应测应测应测围护墙（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表1.4仪器监测项目表续表1.4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1.5基坑常见的支护方式①钢板桩支护钢板桩②水泥土墙支护1.5基坑常见的支护方式1.5基坑常见的支护方式③地下连续墙支护④土钉墙支护1.5基坑常见的支护方式⑤锚杆支护1.5基坑常见的支护方式2.基坑监测技术基坑监测的基本规定基坑监测项目监测点的布设监测方法监测危险情况报警2.1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（压力管线、高压铁塔、重要建筑等）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。2.1.1基坑工程监测实施范围的界定2.2.1基坑工程监测工作一般步骤①、接受委托（有相应资质的第三方）②、现场踏勘，收集资料。（施工前周边环境、岩土勘察资料，设计及市政管线分布等资料）。③、定制监测方案④、监测点设置与验收，设备、仪器校验和元器件标定。⑤、现场监测⑥、监测数据的处理、分析及信息反馈⑦、提交阶段性监测结果和报告⑧、现场监测工作结束后，提交完整的监测资料。2.2.2基坑工程监测方案应包括下列内容①、工程概况②、建设场地岩土工程条件及基坑周边环境状况③、监测目的和依据④、监测内容及项目⑤、基准点、监测点的布设与保护⑥、监测方法及精度⑦、监测期和监测频率⑧、监测报警及异常情况下的监测措施⑨、监测数据处理与信息反馈⑩、监测人员的配备。⑪、监测仪器设备及检定要求。⑫、作业安全及其他管理制度2.3基坑监测项目基坑工程的现场监测方法：仪器监测巡视检查两者相结合2.3.1基坑工程现场监测的对象⑦、其他应监测的对象①、支护结构②、地下水状况③、基坑底部及周边土体④、周边建筑⑤、周边管线及设施⑥、周边重要的道路2.3.2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。2.3.2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。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。2.3.2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。2.3.4巡视监测日报表表样2.4基坑监测点的布设及测量方法基本要求：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，监测应布置在内力及变形关键特征点上，并应满足监控要求。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：2.垂直位移监测方法①、仪器：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）。②、原理方法：水准路线的分类：★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2.垂直位移监测方法★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。如右图所示2.垂直位移监测方法★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。水准路线的拟定：日常监测中，应采用附合水准路线或闭合水准路线。没有任何规范中规定变形观测采用支水准路线观测2.垂直位移监测方法3.水平位移监测方法①、视准线法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法。观测仪器：全站仪、经纬仪等②、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监测点方向间的夹角,以确定位移矢量的方法。每次测量夹角的变化，夹角变化量与距离的乘积即位移量。3.水平位移监测方法水平位移测量的方法有很多除了以上两种还有：投点法、极坐标法、前方交会法、后方交会法等应看监测条件合理选择。当测点与基准点无法通视或距离较远时，可采用GPS测量法或三角、三边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。3.水平位移监测方法2.4.1基坑及支护结构4.围护墙或土体深层水平位移监测布点要求：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20～50m，每边监测点数目不应少于1个。监测目的：1.挡土墙板、排桩（围护墙）变形后的形状2.不同深度土体位移，监测是否有土体失稳的预兆及现象3.在与坑边垂直的剖面上位移随与坑边距离变化的规律5.深层水平位移监测方法①、仪器工作原理测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来监测围护墙体、土体深层侧向位移的高精度仪器。②、计算原理二、深层侧向位移(测斜)原理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)；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(θ)乘以观测读数间距(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。Y-方向Y+方向X-方向X+方向准原总位移电缆位移Lsinθ测读间距测头导槽钻孔回填导管导轮测斜仪工作原理示意图线测读设备每测段相对水平偏移量计算式为σ=（A0-A180）/2。6.深层水平位移数据处理①、计算方法以孔口作为基准点以孔底作为基准点测斜数据的矢量和1、先采用“孔口控制、孔底自由”的计算方式(孔口位移为“0”)，得到孔底有向基坑外13.8mm的位移量。2、根据管口水平位移修正测斜管位移。数据处理图25CX18孔侧向位移曲线0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.00.020.040.060.080.0位移量(mm)深度(m)2011-8-29开挖完成2011-9-17底板浇筑2011-11-7顶板浇筑深层水平位移现场测量图片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10～30m，数量不应少于3个。监测点的布置：7.分层土体沉降(坑底隆起)监测仪器及元件埋设：7.分层土体沉降(坑底隆起)计算方法：分层沉降标（磁环）位置应以绝对高程表示，计算式如下：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)。cccDHhcDcHch7.分层土体沉降(坑底隆起)8.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2m～4m。地墙内力频率计和钢筋应力计钢筋应力计安放2.4.1基坑及支护结构9.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的安置数量及布置应满足不同传感器测试要求。钢筋混泥土支撑轴力数据处理2.4.1基坑及支护结构10.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。锚索拉力立柱内力计算方法公式适用于振弦式应力计（围护墙体内力、立柱内力、围檩内力）2.4.1基坑及支护结构11.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。土钉拉力监测较难，一般不做。2.4.1基坑及支护结构12.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2m～5m，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。土压力计和埋设方法计算方法钢弦式传感器基本原理●钢弦张力与自振频率的平方差呈正比关系。计算公式：式中—待测物理量；—与待测物理量相匹配的标定系数；—测试频率（Hz）；—初始频率（Hz）。●根据预先标定的频率-应力曲线或频率—应变曲线即可换算出所需测定的压力值或变形值。220()iPKff13.孔隙水压力孔隙水压力监测点宜布置在基坑受力、变形较大或有代表性的部位。监测点竖向布置宜在水压力变化影响深度范围内按土层分布