基坑工程监测

1、基坑工程特点2、基坑工程监测概况3、监测方法及基本要求4、自动化监测与远程监控5、监测报警值确定6、相关文献基坑工程监测109:241、基坑工程是一个临时性工程。基坑工程是为基础及上部结构施工服务的，一般施工至地上2-3层，即可以进行基坑回填，最晚在工程交付使用前必须回填，从而失去作用。其投资大，却又不能给业主带来经济效益。投资者往往不重视基坑工程，感觉这种投资就是浪费。——投资与回报矛盾一、基坑工程特点209:242、基坑工程是一门实践性很强的学科。岩土体具有复杂多变性和计算模型存在着局限性。由此造成基坑工程设计的理论计算结果与实测数据存在着较大差异。因此，无法事先准确预测基坑支护结构和周围土体在施工过程中的变化。施工过程中如果出现异常变化，而这种变化又没有被及时发现并任其发展，后果将不堪设想。——理论与实际差别大309:24一、基坑工程特点3、基坑工程是一项风险性较大的工程。基坑工程涉及单位多，如：市政道路与地下管线、居民住宅等；工程质量影响因素多，如：天气、地质、水文、市政水管等；不同工程之间可参考性差，工程特点各有不同；质量控制难度大，在勘察、设计、施工、监测四个主要单位中任何一个环节出现问题都可能引起重大安全事故。409:24一、基坑工程特点4、基坑工程必须采取信息化施工方式基坑工程在空间上是三维的，在时间上是发展的，没有现场实测结果和数据分析，对于认识和把握其客观规律是不可能的。为保证工程安全顺利地进行，在基坑开挖及结构施工期间开展严密的施工监测是必要的，监测数据可以称为工程的“体温表”。根据数据变化情况指导施工。——信息化509:24一、基坑工程特点609:24信息化施工监测流程图一、基坑工程特点监测存在的问题：1、现场数据分析水平有待提高目前大部分现场监测的模式停留在“测点埋设—数据测试—数据简单处理—提交数据报表”阶段，监测人员很少对所测得的数据及其变化规律进行分析，更谈不上预测下一步发展趋势及指导施工。设计人员很少常驻现场；监测数据分析需要多学科知识，监测人员达不到专业数据分析的水平。709:24二、基坑工程监测概况监测存在的问题：2、现场监测数据的可靠性和真实性的问题（1）现场监测设备和测试元件是否满足实际工程监测的精度、稳定性和耐久性要求。——失真（2）现场数据采集和处理过程是否满足监测技术要求。——真假并存809:24二、基坑工程监测概况监测存在的问题：3、监测数据报警值标准的问题基坑报警值（警戒值、控制值）的确定缺乏系统的研究，大多数还是依赖经验，而且各地区差异较大，很难形成量化指标。——误报、错报909:24二、基坑工程监测概况监测存在的问题：4、监测数据的利用率和经验积累的问题各基坑工程监测项目资料的汇总和总结尚无统一规划和系统收集。——无法共享1009:24二、基坑工程监测概况《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009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。二、基坑工程监测概况1109:24二、基坑工程监测概况1209:24一般要求：基坑工程施工前，应由建设方委托具备相应资质的第三方监测单位对基坑工程实施现场监测。监测单位应编制监测方案，监测方案须经建设方、设计方、监理方等认可，必要时还需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施。二、基坑工程监测概况1309:24某基坑未监测塌坍二、基坑工程监测概况1409:24监测目的：（1）完全客观真实地把握工程质量，掌握工程各部件关键性指标，确保工程安全；（2）检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，及时改进施工技术或调整设计参数；（3）对可能发生危及基坑工程本体和周围环境安全的隐患进行及时、准确的预报，确保基坑结构和周边环境安全；（4）积累工程经验，为提高设计和施工水平提供基础数据。二、基坑工程监测概况1509:24监测原则：（1）监测数据必须是真实可靠的；（2）监测数据必须是及时的，做到当天测、当天反馈；（3）监测元件应尽量减少对结构正常受力的影响，埋设监测元件时应注意与岩土介质的匹配；（4）对所有监测项目，应按照工程具体情况预先设定报警值和报警制度；（5）监测应整理成完整的监测记录表、数据报表、形象图表和曲线，监测结束后整理出监测报告。二、基坑工程监测概况1609:24监测方案基本内容：一般包括工程概况、工程设计要点、地质条件、周边环境概况、监测目的、编制依据、监测项目、测点布置、监测人员配置、监测方法及精度、数据整理方法、监测频率、报警值、主要仪器设备、拟提供的监测成果以及监测结果反馈制度、费用预算等。二、基坑工程监测概况1709:24监测项目：基坑监测的内容分为两大部分，即基坑本体监测和相邻环境监测。基坑本体包括围护桩墙、支撑、锚杆、土钉、坑内立柱、坑内土层、地下水等；相邻环境包括周围地层、地下管线、相邻建筑物、相邻道路等。二、基坑工程监测概况1809:24监测项目要求：基坑工程的监测项目应与基坑工程设计、施工方案相匹配。应针对监测对象的关键部位，做到重点观测、项目配套并形成有效的、完整的监测系统。二、基坑工程监测概况1909:24二、基坑工程监测概况2009:24二、基坑工程监测概况2109:24监测频率：基坑工程监测频率应满足能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻的要求。监测工作应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完成为止，贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。对有特殊要求的，监测应根据需要延续至变形趋于稳定后结束。二、基坑工程监测概况2209:24监测频率：基坑工程的监测频率不是一成不变的，应根据基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化及时地做出调整。如：当出现异常现象和数据，或临近报警状态时，应提高监测频率甚至连续监测。二、基坑工程监测概况2309:24二、基坑工程监测概况2409:24监测步骤：1.接受委托；2.现场踏勘，收集资料；3.制定监测方案，并报委托方及相关单位认可；4.展开前期准备工作，设置监测点、校验设备、仪器；5.设备、仪器、元件和监测点验收；6.现场监测；7.监测数据的计算、整理、分析及信息反馈；8.提交阶段性监测结果和报告；9.现场监测工作结束后，提交完整的监测资料。三、监测方法及基本要求2509:241、墙顶位移（桩顶位移、坡顶位移）：墙顶水平位移和竖向位移是基坑工程中最直接的监测内容,同时墙顶位移也是墙体测斜数据的计算依据。三、监测方法及基本要求2609:241、墙顶位移（桩顶位移、坡顶位移）：对于围护墙顶水平位移，测定特定方向上时可采用视准线法、小角度法、投点法等；测定监测点任意方向的水平位移时，可采用前方交会法、后方交会法、极坐标法等；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、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。全站仪三、监测方法及基本要求2709:241、墙顶位移（桩顶位移、坡顶位移）——表面墙顶竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法，各监测点与水准基准点或工作基点应组成闭合环路或附合水准路线。09:2428三、监测方法及基本要求YT-DG-0300系列液体静力水准仪工作原理：由两个或两上以上液位传感器及储液罐组成，储罐之间由液体连通管和气体连通管相连。当各测点发生升降时，将引起罐内液体的增多或减少，通过液位传感器的读数了解各测点的差异变形情况。三、监测方法及基本要求2909:241、墙顶位移（桩顶位移、坡顶位移）墙顶位移监测基准点的埋设应符合国家现行标准的有关规定，设置有强制对中的观测墩，并采用精密的光学对中装置，对中误差不大于0.5mm。——仪器精确观测点应设置在基坑边坡混凝土护顶或围护墙顶（冠梁）上，安装时采用铆钉枪打入铝钉,或钻孔埋深膨胀螺丝,涂上红漆作为标记，有利于观测点的保护和提高观测精度。——测点稳固三、监测方法及基本要求3009:241、墙顶位移（桩顶位移、坡顶位移）墙顶位移监测点应沿基坑周边布置，监测点水平间距不宜大于20m。一般基坑每边的中部、阳角处变形较大，所以中部、阳角处宜设测点。为便于监测，水平位移观测点宜同时作为垂直位移的观测点。——合二为一！三、监测方法及基本要求3109:24墙顶位移监测点布设示意图三、监测方法及基本要求3209:24正常墙顶位移曲线超挖时墙顶位移曲线三、监测方法及基本要求3309:242、围护（土体）水平位移——深层围护桩墙或周围土体深层水平位移的监测是确定基坑围护体系变形和受力的最重要的观测手段，通常采用测斜手段进行观测。三、监测方法及基本要求3409:242、围护（土体）水平位移——深层测斜的工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直线的倾角，倾角的变化导致电信号变化，经转化输出并在仪器上显示，从而可以知道被测构筑物的位移变化值。实际量测时，将测斜仪插入测斜管内，并沿管内导槽缓慢下滑，按取定的间距L逐段测定各位置处管道与铅直线的相对倾角。当测点足够多时(通常间隔0.5m)，绘制的曲线几乎是连续光滑的。三、监测方法及基本要求3509:24测斜工作原理三、监测方法及基本要求3609:24三、监测方法及基本要求3709:24测斜管埋设方式有绑扎埋设、钻孔埋设两种。一般测围护桩墙挠曲时采用绑扎埋设和预制埋设，测土体深层位移时采用钻孔埋设。测斜管埋设示意图三、监测方法及基本要求3809:24典型内支撑测斜曲线典型土钉墙测斜曲线三、监测方法及基本要求3909:24典型桩锚支护测斜曲线测斜管顶向坑外移动曲线顶层加撑后，变形受控制三、监测方法及基本要求4009:243、立柱竖向位移采用内支撑的工程，当支撑跨度较大时，一般架设立柱桩控制竖向变形。立柱监测点应布置在立柱受力、变形较大和容易发生差异沉降的部位，例如基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处。逆作法施工时，承担上部结构的立柱应加强监测。立柱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%，且均不应少于3根。三、监测方法及基本要求4109:24立柱监测示意图三、监测方法及基本要求4209:24在影响立柱竖向位移的所有因素中，基坑坑底隆起与竖向荷载是最主要的两个方面。基坑内土方开挖引起土层的隆起变形，坑底隆起引起立柱桩的上浮；而竖向荷载引起立柱桩的下沉。三、监测方法及基本要求4309:24立柱竖向位移的机理比较复杂，上升与下沉互相交叉，目前想通过数值计算预测立柱桩最终是抬升还是沉降十分困难，更谈不上定量计算，只能通过监测实现控制与调整。——挖土回弹，加荷下沉三、监测方法及基本要求4409:244、围护结构内力围护内力监测是防止基坑支护结构发生强度破坏的一种较为可靠的监控措施，可采用安装在结构内部或表面的应变计或应力计进行量测。钢筋混凝土围护桩，其内力通常是通过测定构件受力钢筋的应力或混凝土的应变，然后根据钢筋与混凝土共同作用、变形协调条件反算得到；钢构件可采用轴力计或应变计等量测。内力监测值宜考虑温度变化等因素的影响。三、监测方法及基本要求4509:24测弯矩时，结构一侧受拉，一侧受压，相应的钢筋计一只受拉，另一只受压。测轴力时，两只钢筋计同时轴向受拉或同时受压。三、监测方法及基本要求4609:24XHX-3XX系列振弦式钢筋应力计三、监测方法及基本要求4709:24由标定的钢筋应变值得出应力值，再核算成整个混凝土结构所受的弯矩或轴力。三、监测方法及基本要求4809:24立柱的内力监测点布置要求：（1）布置在围护墙出现弯矩极值的部位。平面上选择围护墙相邻两支撑的跨中部位、开挖深度较大以及地面堆载较大的部位；竖直方向（监测断面）上监测点宜布置支撑处和相邻两层支撑的中间部位，间距宜为2m～4m。（2）布置在受力较大的立柱上，位置设在坑底以上各层立柱下部的1/3部位。三、监测方法及基本要求4909:245、支撑轴力支撑内力的监测多根据支撑杆件采用的不同材料，选择不同的监测方法和监测传感器。对于混凝土支撑杆件，主要采用钢筋应力计或混凝土应变计（与围护内力监测一致）；对