基坑监测方法

基坑监测方法

多数情况下,工程变形监测由建设单位委托第三方有资质的单位进行,但在工程施工过程中总承包也需要对工程实施必要的监测,以便于对工程的安全性做出提前预判,防止事故发生;在施工准备阶段及过程中,即需要提前设置好监测点位,为监测工作做好统筹准备;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;

一、基坑监测原则

变形监测是一项系统工程,是施工管理的重要组成部分,须按照计划进行;一般情况下,监测工作应遵循以下4 条原则：

1、可靠性原则：

可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则;为了确保其可靠性,必须做到：

1由具有丰富经验的作业人员,使用满足精度要求的监测仪器,采用先进的监测方法来保证外业采集数据的真实可靠性；

2基准点、监测点设置应合理,并在监测期间保护好点位标志,使监测工作具有连续性;

2、操作方便性原则：

为使监测工作正常进行并满足监测精度的要求,变形监测点在布设时应考虑到水准线路的联测方

便,能够节省外业时间、提高点位精度的原则;

3、数据及时性原则：

监测数据必须是及时的;监测数据需在现场及时计算处理,计算有问题应及时复测;因为施工是一个动态的过程,只有保证及时监测,才能有利于及时发现隐患,及时采取措施;监测应整理完整的监测记录表、数据报表、形象的图表和曲线,监测结束后及时整理出监测报告;

4、经济合理性原则：

监测方案编制时应考虑选用适合于本工程监测作业,并满足监测精度要求的仪器设备;

二、监测方案

一般情况下,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、监测内容和项目

5、基准点、监测点的布设和保护

6、监测方法及精度

7、监测周期和监测频率

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

三、监测项目

1、基坑工程现场监测点对象应包括：

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；

7其他应监测的对象;

2、基坑监测项目

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、完整的监测系统;

建筑基坑支护工程监测项目表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

四、基准点设置

1、竖向位移基准点布置

竖向位移观测的高程基准点不应少于3 个,基准点离所测建筑距离较远致使变形测量作业不方便,设置工作基点;高程基准点与观测点的距离不宜太远,以保证足够的观测精度;基准点须埋设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方,其点位与邻近建筑物的距.应大于建筑基础深度的2 倍,高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑物上;在工程压力传播范围之外预先合理埋设BM1、BM2、BM3 三个基准点,为了测量方便,视现场情况设置基准点;可选用浅埋钢管水准标石或墙上水准标志等;

2、竖向位移基准点测量

基准点使用前,采用假定高程系统使用精密水准仪对三个基准点联测,经平差计算后的高程数据作为本工程三个基准点高程依据;

3、水平位移基准点布点

水平位移基准点应基坑变形区域以外,宜设置有强制对中的观测墩,采用精密的光学对中装置,对中误差不宜大于;

4、水平位移基准点测量

基准点平面坐标数据以假定相对坐标系为依据,布设导线联测三个基准点,经平差后的坐标数据做为工程基准点平面已知数据;

五、监测点布置

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应沿基坑周边布置,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或基坑坡顶上;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20m～50m,每边监测点数目不应少于1 个;围护墙内力监测点应布置在受力、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;

2支撑内力监测点的布置应符合下列要求：

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;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在竖向上宜保持一致;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；混凝土制成的监测截面宜选择在两支点间1/3 部位,并避开节点位置;每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器测试要求;

3立柱的竖向位移监测点宜布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上,监测点不宜少于立柱总根数的5%,逆作法施工的基坑不宜少于10%,且不应少于3 根;立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立柱上,位置宜设在坑底以上各层立柱下部的1/3 部位;

4锚杆的内力监测点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域宜布置监测点;每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总数的1%~3%,并不应少于3 根;每层监测点在竖向上的位置宜保持一致;每根杆体上的测试点应设置在锚头附近和受力有代表性的位置;

5土钉的内力监测点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;监测点的数量和间距应视具体情况而定,各层监测点在竖向上的位置宜保持一致;每根杆体上的测试点应设置在有代表性的受力位置;

6基底隆起回弹监测点的布置应符合下列要求：

①监测点宜按纵向或横向剖面布置,剖面应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;

7围护墙侧向土压力监测点的布置应符合下列要求：

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2~5m、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,且布置在各层土的中部;

8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;竖向布置的监测点宜在水压力变化影响深度范围内按土层分布情况布设,竖向间距一般为2~5m,数量不宜少于3个;

9地下水位监测点的布置应符合下列要求：

①基坑内地下水位当采用深井降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位；当采用轻型井点、喷射井点降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处,监测点数量视具体情况确定；②基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置,监测点间距宜为20m～50m;相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点；当有止水帷幕时,宜布置在止水帷幕的外侧约2m 处;③水位观测管的埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下3~5m;承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压含水层中;④回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间;

2、基坑周边环境

从基坑边缘以外1~3 倍开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象;必要时尚应扩大监控范围;

1建筑竖向位移监测点的布置应符合下列要求：

建筑四角、沿外墙每10~15m 处或每隔2~3 根柱基上,且每侧不少于3 个监测点；不同地基或基础的分界处；不同结构的分界处；变形缝、抗震缝或严重开裂处的两侧；新、旧建筑物或高、低建筑物交接处的两侧；高耸构筑物基础轴线的对称部位,每一构筑物不应少于4 点;

2建筑水平位移监测点应布置在建筑物的外墙墙角、外墙中间部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位,监测点间距视具体情况而定,一侧墙体的监测点不宜少于3 点;

3建筑倾斜监测点应符合下列要求：

监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或墙上；监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设,上、下监测点应布置在同一竖直线上；当由基础的差异沉降推算建筑倾斜时,监测点的布置应参考“建筑竖向位移监测点的布置”的规定;

4建筑裂缝、地表裂缝监测点应选择有代表性的裂缝进行布置,当原有裂缝增大或出现新裂缝时,应及时增设监测点;对需要观测的裂缝,每条裂缝的监测点至少应设2 个,且宜设置在裂缝的最宽处及裂缝末端;

5管线监测点的布置应符合下列要求：

应根据管线修建年份、类型、材料、尺寸及现状等情况,确定监测点设置；监测点宜布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位,监测点平面间距宜为15~25m,并宜延伸至基坑以外1~3 倍基坑开挖深度范围内的管线；供水、煤气、暖气等压力管线宜设置直接监测点,在无法埋设直接监测点的部位,可设置间接监测点;

6基坑周边地表竖向位移监测点宜按监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位,监测剖面应与坑边垂直,数量视具体情况确定;每个监测剖面上的监测点数量不宜少于5 个;

7土体分层竖向位移监测孔应布置在靠近被保护对象且有代表性的部位,数量视具体情况确定,在竖向布置上测点宜设置在各层土的界面上,也可等间距设置;测点深度、测点数量应视具体情况确定;

六、监测方法

1、竖向位移观测

竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法;坑底隆起回弹宜通过设置回弹监测标,采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测,传递高程的金属杆或钢尺等应进行温度、尺长和拉力等项修正;围护墙边坡顶部、立柱、基坑周边地表、管线和邻近建筑的竖向位移监测精度应根据竖向位移报警值按下表确定;竖向位移监测精度mm表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

2、水平位移观测

测定特定方向上的水平位移时,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视监测点的分布情况,采用前方交会法、后方交会法、极坐标法等；当测点与基坑点无法通视或距离较远时,可采用GNSS 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;基坑围护墙边坡顶部、基坑周边管线、邻近建筑水平位移监测精度应根据水平位移报警值按下表确定;

水平位移监测精度要求mm 表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

3、其他监测

支护结构内力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;混凝土构件可采用钢筋应力计或混凝土应变计进行量测；钢构件可采用轴力计或应变计等量测;

围护墙或土体深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管,通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法;测斜仪的系统精度不宜低于m,分辨率不宜低于500mm;建筑倾斜观测应根据现场

观测条件和要求,选用投点法、前方交会法、激光铅直仪法、垂吊法、倾斜仪法和差异沉降法等方法;裂缝监测应监测裂缝的位置、走向、长度、宽度,必要时尚应监测裂缝深度;裂缝监测可采用以下方法：裂缝宽度监测宜在裂缝两侧贴埋标志,用千分尺或游标卡尺等直接量测；也可用裂缝计、粘贴安装千分表量测或摄影量测等；裂缝长度监测宜采用直接测量法;裂缝深度监测宜采用超声波法、凿出法等;

土压力宜采用土压力计量测;土压力计埋设可采用埋入式或边界式;孔隙水压力宜通过埋设钢弦式或应变式等孔隙水压力计测试,孔隙水压力计埋设可采用压入法、钻孔法等;地下水位监测宜采通过孔内设置水位管,采用水位计等方法进行测量;锚杆和土钉法内力监测宜采用专用测力计、钢筋应力计或应变计,当使用钢筋束时宜监测每根钢筋的受力;土体分层竖向位移可通过埋设磁环式分层沉降标,采用分层沉降仪进行量测；或通过埋设深层沉降标,采用水准测量方法进行量测;

七、监测频率

基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程;监测期应从基坑工程施工前开始,直至地下工程完成为止;对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束;现场仪器监测的监测频率表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

八、监测报警

基坑及支护结构监测报警值表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

建筑基坑周边环境监测报警值表格出自建筑基坑工程监测技术规范GB50497

九、数据处理

1、现场的监测资料应符合下列要求：

使用正式的监测记录表格；监测记录应有相应的工况描述；监测数据应及时整理；

对监测数据的变化及发展情况的分析和评述应及时;

2、技术成果

技术成果应包括当日报表、阶段性报告、总结报告;技术成果提供的内容应真实、准确、完整,并宜用文字阐述与绘制变化曲线或图形相结合的形式表达,报表应按时报送;

1当日成果

当日的天气情况和施工现场的工况；仪器监测项目各监测点的本次测试值、单次变化值、变化速率以及累计值等,必要时绘制有关曲线图；巡视检查的记录；对监测项目应有正常或异常、危险的判断性结论；对达到或超过监测报警值的监测点应有报警标示,并有原因分析及建议；对巡视检查发现的异常情况应有详细描述,危险情况应有报警标示,并有原因分析及建议；其他相关说明;

2阶段性报告

该监测期相应的工程、气象及周边环境概况；该监测期的监测项目及测点的布置图；

各项监测数据的整理、统计及监测成果的过程曲线；各监测项目监测值的变化分析、评价及发展预测；相关的设计和施工建议;

3总结报告

总结报告一般应包含以下内容：

工程概况；监测依据；监测项目；测点布置；监测设备和监测方法；监测频率；监测报警值；

各监测项目全过程的发展变化分析及整体评述；监测工作结论与建议;