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1、6-2-11基坑工程监测6-2-11-1支护结构监测支护结构的设计，虽然根据地质勘探资料和使用要求进行J较详细的计算，但由于土层的复杂性和离散性，勘探提供的数据常难以代表土层的总体情况，土层取样时的扰动和试验误差亦会产生偏差：荷载和设计计算中的假定和简化会造成误差：挖土和支撑装拆等施工条件的改变，突发和偶然情况等随机困雄等亦会造成误差。为此，支护结构设计计算的内力值与结构的实际工作状况往往难以准确的一致.所以，在基坑开挖与支护结构使用期间，对较重要的支护结构需要进行监测.通过对支护结构和周围环境的监测，能随时掌握土层和支护结构内力的变化情况，以及邻近建筑物、地下管线和道路的变形情况，将观测值与
2、设计计算值进行对比和分析，随时采取必要的技术措施，以保证在不造成危杏的条件下安全地进行施工。支护结构和周用环境的监测的重要性，正被越来越多的建设和施工单位所认识，它作为基坑开挖和支护结构工作期间的一项技术，已被列入支护结构设计。1 .支护结构监泅项目与监测方法基坑和支护结构的监测项目，根据支护结构的IR要程度、周围环境的复杂性和施工的要求而定。要求严格则监测项目增多，否则可减之，表6/35所列之监测项目为重要的支护结构所需监测的项目，对其他支护结构可参照之增减。支护结构监测项目与监测方法表6/35赛冽对软监测项目监测方法备注支护结构围护墙恻压力、弯曲应力、变形土压力计、孔隙水压力计、测斜仪、应
3、变计、钢筋计、水准仪等验证计算的荷载、内力、变形时福监测的财支抓（锚杆）轴力、弯曲应力应变计、钢筋计、传感器验证计算的内力覆梁ff1.t3)轴力、弯曲应力应变计、钢筋计、传感器验证计算的内力立柱沉降、抬起水准仪观测城底隆起的项目之一2 .支护结构监渊常用仪卷及其应用支护结构的监测,主要分为应力监测与变形监测，应力监测主要用机械系统和电气系统的仪器：变形监测主要用机械系统、电气系统和光学系统的仪黯。（I）变形监测仪器变形监测仪器除常用的经纬仪、水准仪外，主要是测斜仪。测斜仪是种测量仪器轴线与沿垂线之间夹角的变化量，进行测量围护墙或土乂各点水平位移的仪器（图696）使用时，沿挡墙或土层深度方向埋设
4、测斜管（导管），让测斜仪在测斜管内一定位置上滑动，就能测得该位置处的帧角，沿深度各个位置上滑动,就能测得围护堵或土层各标高位身处的水平位移。口长塔部件：2-壳体：3-杼向轮：4-引出电统测斜仪最常用者为何服加速度式和电阻应变片式。伺服加速度式测斜仪精度较高，但造价亦高：电阻应变片式测斜仪造价较低，精度亦能满足工程的实际需要。BC型电阻应变片式测斜仪的性能如表6-136所示。BC型电阻应变片式测斜仪的性能表6I36规格BC-5BC-IO尺寸参数连杆直径（mm）3636标距（mm500500总长650650fit程510输出灵敏度（1.uv）I(XX)=1000率定常数（1.t比9”线性i吴差（F
5、S）w%w%绝缘电阻（mx)N100测斜管可用工程塑料、聚乙烯塑料或铝质圆管。内壁有两个财互成90的导槽，如图6-197所示。图6797测斜管断面I-导向楷：2-管壁测斜管的埋设视测试目的而定。测试土层位移时，是在土层中预钻小139的孔，再利用钻机向粘孔内逐节加长测斜管，直至所需深度，然后，在测斜管与钻孔之间的空隙中回填水泥和膨润土拌合的灰浆：测试支护结构挡墙的位移时，则需与围护墙紧贴固定。（2）应力监测仪器I）上压力观测仪器在支护结构使用阶段，有时需观测随着挖土过程的进行，作用于用护墙上土压力的变化情况，以便r解其与土压力设计值的区别，保证支护结构的安全.测量土压力主要采用埋设土压力计（亦称
6、土压力盒）的方法。土压力计有液用式、气压平衡式、电气式（有差动电阻式、电阻应变式、电感式等）和钢弦式，其中应用较多的为钢弦式上压力计。钢弦式土压力计有单膜式、双膜式之分。服膜式者受接触介质的影响较大，由丁使用前的标定要与实际十博介质完全一致往往难以做到，故测量误差较大。所以H前使用较多的仍是双膜式的钢弦式上压力计。钢弦式双膜土压力计的工作原理是：当表面刚性板受到土压力作用后，通过传力轴将作用力传至弹性薄板，使之产生挠曲变形，同时也使嵌固在弹性薄板上的两根钢弦柱偏转、使钢弦应力发牛.变化，钢弦的自振频率也相应变化，利用钢弦频率仪中的激励装置使钢弦起振并接收其振荡频率,使用预先标定的压力-频率曲线
7、，即可换算出土压力值。钢弦式双膜上压力计的构造如图6-218所示。54t*图6798钢弦式双膜土压力计的构造I刚性板:2.弹性薄板:3佐力粮；4弦夹;5纲弦钢弦式上压力计的规格如表6-137所示。它同时配有SS-2型袖珍数字式频率接收仪。钢弦式土压力计的技术性能表6-137里号JXY-21.XY-2(单膜式)JXY41.XY-4双媵式规格（NfmnF）().1.0,20.3r0.4.0.5.0.6.0.8.1.Or1.5.2.0.253.0.4.0.5.0.6.00.1,0.2.0.3.0.4,0.5,0.6,0.8.1.0.1.5.2.0,2.53.0.4.0.5.0.6.08.0主要技术指
8、标零点漂移3-5Hz3个月35Hz3个月重更性0.5%FS0.5%FS得合误差2.5%FS25FS温度-频率将性3-4HM(TC3-4Hz10-C使用环境温度-5oc-I0-+50C外形尺寸。114mm28mm3114mm35mm2）孔隙水压力计测星孔隙水质力用的孔隙水压力计，其形式、工作原理皆与土压力计相同,使用较多的亦为钢弦式孔隙水压力计其技术性能如表6-138所示.钢弦式孔隙水压力计的技术性能表6/38型号JXS-IJXS-2量程0.1-*1.ONZmm2领带450Hz长期观测零点最大漂移1%FS滞后性0.5%FS满负荷徐变-0,5%FS使用环境温度460C温度-频率特性O.I5Hzy-
9、C封闭性能在使用量程内不泄漏外形尺寸060mm140nm060nnn260mm孔隙水压力计宜用钻孔埋设，待钻孔至要求深度后，先在孔底填入部分干净的砂，将测头放入，再了测头周盘填砂，最后用粘上将上部钻孔封闭。3）支撵内力测试支撑内力测试方法，常用的有下列几种：压力传感器压力传感器有油压式、钢弦式、电阻应变片式等多种。多用于型钢或钢管支掾。使用时把压力传感器作为个部件直接固定在钢支撑上即可.电阻应变片亦多用于测量钢支撑的内力。选用能耐一定高温、性能良好的箔式应变片，将其贴十钢支掾表面，然后进行防水、防潮处理并做好保护装置，支撑受力后产生应变，由电阻应变仪测得其应变值进而可求得支撑的内力。应变片的温
10、度补偿宜用堆点补偿法。电阻应变仪宜用抗干扰、稳定性好的应变仪,如YJ-18型、YJD-17型等电阻应变仪。千分表位移量测装置测量装置如图&199所示。量测原理是：当支掾受力后产生变形，根据千分表测得的定标距内支撑的变形显：，和支捺材料的弹性模盘等参数，即可算出支掉的内力。图6-199千分表量测装置I-钢支拄：2-千分表：3-标杆：4、5-支座：6-猿周螺娃应力、应变传感器该法用于量测钢筋混凝土支撑系统中的内力。对般以承受轴力为主的杆件，可在杆件混凝土中埋入混凝土计，以拉测杆件的内力.对兼有轴力和弯矩的支撑杆件和国稼等，则需要同时埋入混凝土计和钢筋计，才能获得所需要的内力数据。为便于长期量测，多
11、用钢弦式传感器，其技术性能如表6-139、表6-140所示。应力、应变传感涔的埋设方法，钢筋计应直接与钢筋固定，可焊接或用接驳器连接。混凝土计则直接埋设在要测试的截面内.JXG-I型钢筋计的技术性能表6-139规格1214161820222528303236坳大外径(min)3232323234353842444755总长(min)783783783785785785785795795795795被大拉力(kN22304050)80IW12014()1602(M)最大压力(kN)I1.152025304050607080I(X)J大拉应力MPa)200最大压应力(MPa)100分疥率(%FS)
12、0.2军海(Hz3个月3-5温度漂移(Hz；ior)4使用环境温度(C)-IO-+50JXH2型混凝土应变计的技术性能表6I4O规格(MPa)IO203040等效弹性模埴(MPa)53.OIO44.510,6.010,总应变(匕)8007000分娜率(%FS)0.2零漂(Hz,3个月)3-5总长(m11)150鼓大外径(mm)35.68承压面积mm2100O温度漂移3-4使用环境温度CC)10506-2-11-2同圉环境监满受基坑挖土等施工的影响，基坑周围的地乂公发生不同程度的变形,如工程位于中心地区，基坑周围雨布有建筑物、各种地卜管线以及公共道路等市政设施,尤其是工程处在软期发杂的地层时，因
13、基坑挖土和地下结构施工而引起的地层变形，会对周围环境(建筑物、地下管线等)产生不利影响。因此在进行基坑支护结构监测的同时,还必须对周围的环境进行监测，监测的内容主要有:坑外地形的变形：临近建筑物的沉降和倾斜:地下管线的沉降和位移等.建筑物和地下管线等监测涉及到工程外部关系，应由具有测量资质的第三方承担，以使监测数据可靠而公正。测量的技术依据应遵循中华人民共和国现行的成市测量规范(GJJ8-85)、建筑变形测量规程(JGJ/T8-97),工程测量规范AGB50026-93）等。1 .坑外地层变形战坑工程对周囹环境的影响范围大约有12倍的基坑开挖深度，因此监测测点就考虑在这个范困内进行布置。对地层
14、变形监测的项目有：地表沉降、土瓜分以沉降和十.体测斜以及地下水位变化等。（1）地表沉降地表沉降监测虽然不是直接对建筑物和地下管线进行测量，但它的测试方法简便，可以根据理论预估的沉降分布规律和经验，较全面地进行测点布S.以全面地了解基坑周围地层的变形情况。有利于建筑物和地卜.管线等进行监测分析。监测测点的埋设要求是，测点需穿过路面硬层，伸入原状上30Omm左右，测点顶部做好保护，避免外力产生人为沉降。图6-200为地衣沉降测点埋设示意图。量测仪器采用精密水准仪，以二等水准作为沉降观测的首级控制，高程系可联测成市或地区的高程系，也可以用假设的高程系。基准点应设在通视好，不受施工及其他外界因素影响的
15、地方。基坑开挖前设点，并记录初读数“各测点观测应为闭合或附合路线，水准每站观测高差中误差Mo为图6-200地表沉降测点埋设示意】法板:220钢筋（打入原状土）地表沉降测点可以分为纵向和横向。纵向测点是在基坑附近，沿鞋坑延伸方向布置，测点之间的距离一般为020m:横向测点可以选在基坑边长的中央,垂直基坑方向布置,各测点布理间距为，离基坑越近，测点越密（取Im左右）,远一些的地方测点可取24m,布置范围约3倍的基坑开挖深度每次量测提供各测点本次沉降和累计沉降报表,并绘制纵向和横向的沉降曲线，必要时对沉降变化量大而快的测点绘制沉降速率曲线。（2）地F水位监测如果围护结构的械水帷幕历址没有完全达到止水
16、要求，则在基坑内部降水和基坑挖上施工时，有可能使坑外的地下水溢漏到基坑内。渗水的后果会带走土层的颗粒，造成坑外水、土流失。这种水、土流失对周用环境的沉降危害较大。因此进行地下水位监测就是为r预报由于地下水位不正常下降而引起的地层沉陷.测点布置在需进行监测的建（构）筑物和地下管线附近。水位管埋设深度和透水头部位依据地质资料和工程需要确定，一般埋深IO2Om左右，透水部位放在水位管卜部。水位管可采用PVC管，在水位管透水头部位用手枪钻钻眼，外绑铝或塑料戏.埋设时，用钻机钻孔，钻至设计埋深，逐节放入PVC水位管，放完后，回填黄砂至透水头以上Im,再用膨润上泥丸封孔至孔口。水位管成孔垂直度要求小于5“
17、O（XX）埋设完成后，应进行24h降水试验，检验成孔的质量“测试仪器采用电测水位仪，仪器由探头、电缆盘和接收仪组成。仪耀的探头沿水位管下放，当碰到水时，上部的接收仪会发生蜂鸣声,通过信号线的尺寸刻度，可直接测得地下水位距管的矩离。2 .临近建（构）筑物沉降和便命监测建筑物变形监测主要内容有3项：即建筑物的沉降监测：建筑物的倾斜监测和建筑物的裂缝监测。在实施监测工作和测点布置前，应先对基坑周图的建筑进行周密调查，再布置测点进行监刑1。（1）周围建筑物情况调查对建筑物的调直主要是了解地面能筑物的结构型式、基础量式、建筑层数和层高、平立而形状以及建筑物对不同沉降差的反应。各类建筑物对差异沉降的承受能
18、力可参阅表6-141和表6-142的规定，确定相应的控制标准。对重要、特殊的建筑结构应作专门的谢研，然后决定允许的变形控制标准.差异沉降和相应建筑物的反应表6.141建筑结构类型6J为建筑物长蚯、7物亚界沉降）建筑物反应1.一般豉堵承重结构.包括有内框架的结构:建筑物长岛比小于10；有Ia梁；天然地基（条形基础）达1/150分隔端及承至砖墙发生相当多的裂缝可能发生结构性破坏2.一般钢筋混凝土框架结构达1/150发生严重变形达1/500开始出现裂缝3.而层刚性建筑（箱型基班、桩旗达1/250可观察到建筑物Hi斜4.有桥式行车的单层排架结构的厂房天然地址或桩法达1/3)桥式行车运转困难,不网整轨面
19、水平难运行，分隔塔有裂缝5仃料岸的框架结构达1/60()处于安全极限状态6.对沉降走反应触感的机器基础达iZ850机零使用可能会发生困难.处干可运行的极限状态注：I.框架结构仃多种基础形式.包括：现浇单独基础,现浇条形基础.现浇片粒基础、现浇箱形璃础，装配式单独基础，装配条形战础以及桩丛。不同丛础形式的框架对沉降差的反应也不同，上表只提出了一般框架结构时差异沉降的反应，因此对次要框架结构在差弁沉降下的反应，还要仔细网研其基础形式和使用要求，以确定允许的差异沉降地。2 .各种基础形式的高能烟囱、化工塔播气柜、高炉、塔桅结构（如电视塔）、剧院、会场空旷结构等特别虫要的建筑设施要做专门调研，以明确允
20、许差异沉降值,3 .内框架（特别是单持内框架）和底层框架（条形或单独基础）的多层砌体建筑结构，对不均匀沉降很敏感，亦应专门调研.建筑物的基础倾斜允许值表6-142建筑涉类别允许陋斜实层和高层建筑的整体领斜H24m0.00424mH60m0.00360m1.n0.002高耸结构基础的倾斜H20m0.00820mH60m0.00660mH1.m0.5100mH15On0.0041.50mH2Wm0.0032(X)mH25()m0.002在对周围建筑物进行调查时，还应对各个不同时期的建筑物裂缝进行现场踏勘：在基坑施工前对老的裂缝进行统编号、测绘、照相.对裂缱变化的日期、部位、长度、宽度等进行详细记录
21、。（2）建筑物沉降监测I）根据周围建筑物的调查情况，确定测点布置部位和数量“房屋沉降量测点应布置在墙角、柱身（特别是代表独立基础及条形鞋础差异沉降的柱身）、外形突出部位和高低相差较多部位的两侧,测点间坨的确定，要尽可能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降。2）沉降观测点标志和埋设：钢筋混;疑土柱或砌体墙用钢凿在柱于0.000标高以上100500mm处凿洞，符直径20mm以上的钢筋或饰钉，制成普钩形，平向插入洞内，再以I：2水泥砂浆填实。钢柱将角钢的一端切成使脊背与柱面成50。60的倾斜角，将此满饵在钢柱上：或者将抑钉弯成钩形，将其一端焊在钢柱上。（3）建筑物沉降观测技术要求建筑物沉降观测的技术要求
22、同地表沉降观测要求，使用的观测仪器一般也为精衡水准仪，按二等水准标准。每次盘测提交建筑物各测点本次沉降和累计沉降报表：对连在线的建筑物沉降测点绘制沉降曲线：对沉降量变化大又快的测点，应绘制沉降速率曲线。（4）建筑物倾斜监测测定建筑物倾斜的方法有两类：一类是直接测定建筑物的倾斜：另一类是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物倾斜，下面介绍建筑物倾斜直接观测的方法.在进行观测之前，首先要在进行倾斜观测的建筑物上设置上、卜.两点线或上、中、下三点标志，作为观测点，各点庖位于同垂直视准面内。如图6-201所示，M、N为观测点。如果建筑物发生帧斜，MN符由垂直线变为倾斜线,观测时，经纬仪的位置距离
23、建筑物应大于建筑物的高度，瞄准上部观测点M,用正倒镜法向下投点得N=如N，与N点不重合，则说明建筑物发生倾斜，以a表示N、N之间的水平距离，a即建筑物的倾斜值。若以H表示其高度，则帧斜度为：图6-201倾斜观测i=aH高层建筑物的倾斜观测，必须分别在互成垂直的两个方向上进行。通过帧斜观测得到的建筑物倾斜度，同建筑物基础倾斜允许值进行比较，比判别建筑物是否在安全范用内。（5）建筑物裂缝监测在基坑施工中，对已详细记录的老的裂缝进行追踪观测，及时掌握裂健的变化情况，并同时注意在基坑施工中，有无新的裂缝产生，如发现新的裂缝，应及时进行编号、测绘、照相。裂缝观测方法用厚IOmm,宽约5O8Omm的石膏板
24、（长度视裂缝大小而定）,在裂缝两边固定牢固。当裂缝继续发展时，石膏板也1.之开裂，从而观察裂健继续发展的情况。3.临近地下管线沉降与位移监测成市的地下市政管线主要有：煤气管、上水管、电力电缆、电话电缆、雨水管和污水管等。地下管道根据其材性和接头构造可分为刚性管道和柔性管道。其中煤气管和上水管是刚性压力管道，是监测的重点，但电力电缆和重要的通讯电缆也不可忽视。（1）周围地卜.管线情况调查首先向有关部门索取基坑周用地下管线分布图，从中了解基坑周困地下管线的种类、走向和各种管线的管径、碌厚和埋设年代，以及各管线距堰坑的距离。然后进行现场踏勘，根据地面的管线露头和必要的探挖，确认管线图提供的管线情况和
25、埋深。必要时还需向有关部门了解管道的详细资料，如管了的材料结构、管节长度和接头构造等。（2）测点布置和埋设I）优先考虑煤气管和大口径上水管.它们是刚性压力管，对差异沉降较故感，接头处是薄弱环节；2）根据预估的地表沉降曲线，对影响大的管线加密布点,影响小的管线兼顾:3）测点间距一般为1015m,最好按银节管的长度布点，能真实反映管线（地基）沉降曲线：4）测点埋设方式有两种：直接测点和间接测点，直接测点是用抱箍把测点做在管线木身上：间接测点是将测点埋设在管线轴线相对应的地表。直接测点,具有能真实反映管线沉降和位移的优点，但这种测点埋设施工较困难，特别在成市干道下的管线难做直接测点。有时可以采取两种
26、测点相结合的办法，即利用管线在地面的露头作直接测点，再布置些间接测点；5）地下管线测点的编号应遵守有关部门的规定，如某某市管线办公室制定的统一编号为煤气管（M）,上水管（三）,电力电缆（D）,电话电缆（三）等。（3）测试技术要求I）沉降观测用精密水准仪，按二等水准要求：基准点与国家水准点定期进行联测：各测点观测为闭合或附合路线，水准每站观测高差误差MO为5mm,闭合差FW为J万mm（N为测站数）。2）水平位移观测用2级经然仪,技术要求如下：平面位移最弱点观测中误差M（平均）为2.1mm,平面位移最弱点观测变形量中误差M（变）为30mm:3）为了保证测址观测精度，平面位移和垂直位移监测应建立监测
27、，由固定基准点、工作点及监测点组成。（4）监测资料I）管线测点沉降、位移观测成果表（本次累计变化量）：2）时间沉降、位移曲线，或时间合位移曲线：3）上述报表必须及时送交业主、监理和施工总包单位，同时函递管线部门。若日变量出现报警，应当场发测，核实后立即汇报业主及监理并电话通知管线部门。（5）报警处理地下管线是成市的生命线，因此对管线的报警值控制比较严格，某某地区的要求是：当监测中达到下列数据时应及时报警：I）沉降日变量3mm,或累计Iomrn；2）位移日变过3mm,或累计IOmm0实际工程中，地下管线的沉降和位移达到此报警值后，并不一定就破坏，但此时业主、监理、设计、施工总包堆位应会同管线部门
28、一起进行分析，商定对策。6-2-11-3监浦方案缰制基坑工程监测方案的编制内容如下：1 .工程概况：2 .监测目的及监测项目：3 .各监测项目的测点布置.：4 .各种监测测点的埋设方法；5 .测试仪器（测试技术）及精度：6 .监测进度、频率、人员安排和监测资料；7 .监测项目的报警值。编制监测方案时，要根据工程特点、周围环境情况、各地区有关主管部门的要求，对上述内容详细加以阐述，并取得建设堆位和监理单位的认可。工程监测多由有资质的专业单位负责进行。有关监测数据要及时交送有关单位和人员，以便及时研究处理监测中发现的问题。施工现场安全施工注意事项：1，施工人员进入施工现场前，必须要进行施工安全、消
29、防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3,严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4、施工作业时必须正确穿殿个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入液工现场。6,穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防Ih人身、线路，设备事故的发生。9、电钻、
30、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电,必须使用36伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时,必须随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，耍填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检皆卜方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教育.培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域：特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带：安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验1,凡患有高血压、心脏病、贫血症、施病病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。
