1、第六章 基坑工程现场监测与信息化施工6.1概述6.2基坑监测的控制标准6.3基坑监测的内容与方法6.4基坑监测与观测的常用仪器设备基6.5坑支护常见工程事故处理方法及预防对策6.1 概述6.1.1基坑工程监测与信息化施工的意义6.1.2监测与信息化施工的作用6.1.3监测系统设计原则6.1.1 基坑工程监测与信息化施工的意义深基坑监测工作既是检验深基坑设计理论正确性和发展设计理论的重要手段，同时又是及时指导正确施工、避免基坑工程事故发生的必要措施。靠现场监测数据了解基坑的设计强度、为今后降低工程承成本指标提供设计依据 可及时了解施工环境-地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的
2、影响及影响程度 可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，以便及时采取安全补救措施6.1.2 监测与信息化施工的作用多起工程事故表明：大多数基坑工程事故都与监测不力或险情预报不准确有关。如果基坑的环境监测与险情预报及时而准确，就可以防止重大安全事故的发生，或可将事故所造成的损伤减少到最小。检验设计正确性、及时指导正确施工、避免事故发生的必要措施；及时评价施工方案合理性、修正原设计成果；预测下一阶段工程实践可能出现的新行为、新动态，并将问题抑制在萌芽状态，确保工程安全。6.1.3 监测系统设计原则可靠性原则多层次监测原则重点监测关键区的原则方便实用原则经济合理原则基坑工程监测实施范围：基坑工程
3、监测实施范围：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必须进行监测。6.2 基坑监测的控制标准监测项目监测频率控制标准监测精度标准6.2.1 监测项目6.2.2 控制标准基坑类别围护结构墙顶位移监控值（mm）围护结构墙体最大位移监控值（mm）地面最大沉降监控值（mm）一级基坑305030二级基坑608060三级基坑801001006.2.3 监测精度标准项目高精度中精度沉降观测中误差0.2中误差0.5水准测量闭合差 位移观测中误差2.0中误差5.00.30 n0.30 n注：表中n为观测站数监测时限监测时限基坑工程监测是从基坑开挖前的准备工作开始，直至地下
4、工程完成为止。地下工程完成一般是指地下室结构完成、基坑回填完毕，对逆作法则是指地下结构完成。一般情况下，地下工程完成就可以结束监测工作，但是对基坑周边重要建筑及管线的监测，监测工作需要延续至变形趋于稳定后才能结束。监测频率监测频率监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。当存在施工违规操作、外部环境变化趋向恶劣、基坑工程临近或超过报警标准、有可能导致或出现基坑工程安全事故的征兆或现象时，应加强监测，提高监测频率。6.2.4 监测频率需提高监测频率的情况有：需提高监测频率的情况有：1.监
5、测数据达到报警值；2.监测数据变化较大或者速率加快；3.存在勘察未发现的不良地质；4.超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工；5.基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；6.基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；7.支护结构出现开裂；8.周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；9.邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；10.基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流砂等现象；11.基坑工程发生事故后重新组织施工；12.出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况。监测程序与步骤监测程序与步骤监测方法监测方法监测内容监测内容6.3 基坑监测的内容与方法1.接受委托2.现场踏勘，收集
6、资料；3.制定监测方案；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.进行监测数据的处理、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。6.3.1 监测程序及步骤现场踏勘、资料收集阶段的主要工作：现场踏勘、资料收集阶段的主要工作：1.了解建设方和相关单位的具体要求；2.收集和熟悉岩土工程勘察资料、气象资料、地下工程和基坑工程的设计资料以及施工组织设计（或项目管理规划）等；3.根据监测需要收集基坑周边环境各监测对象的原始资料和使用现状等资料；4.通过现场踏勘，复核相关资料与现场状况的关系，确定拟监测项目现场实施的可行性；5.了解相
7、邻工程的设计和施工情况。监测方案主要包括：监测方案主要包括：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。下列基坑工程的监测方案应进行专门论证：下列基坑工程的监测方案应进行专门论证：1.地质和环境条件复杂的基坑工程；2.临近重要建筑和管线，以及历史文物、优秀近现代建筑、地铁、隧道等破坏后果很严重的基坑工程；3.已发生严重事故，
8、重新组织施工的基坑；4.采用新技术、新工艺、新设备的一、二级基坑工程；5.其他需要论证的基坑工程。6.3.2 基坑监测的方法 监测点布置：监测点布置：1.基坑工程监测点的布置应尽可能地反映监测对象的实际受力、变形状态及其变化趋势，因此，监测点应布置在内力及变形关键特征点上，以确保对监测对象的状况做出准确的判断；2.监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作，并应减少对施工作业的不利影响；3.为满足对监测对象监控的要求，各监测项目均应保证有一定数量的监测点；4.监测标志应稳固、明显、结构合理；5.位于地铁、隧道、重要管线、重要文物和设施、近现代优秀建筑等重要保护对象安全保护范围内的监测点的布置，尚应
9、满足相关部门的技术要求；变形监测网的基准点、工作基点布设应符合下列要求变形监测网的基准点、工作基点布设应符合下列要求：1.每个基坑工程至少应有3个稳定、可靠的点作为基准点；2.工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置；3.监测期间，应定期检查工作基点和基准点的稳定性。监测仪器、设备和元件应符合下列规定监测仪器、设备和元件应符合下列规定：1.满足观测精度和量程的要求，且应具有良好的稳定性和可靠性；2.应经过校准或标定，且校核记录和标定资料齐全，并应在校准有效期内使用；3.监测过程中应定期进行监测仪器、设备的维护保养、检测以及监测元件的检查；对同一监测项目，监测时宜符合下列要求对同一监测项目，监测时
10、宜符合下列要求：1.采用相同的观测方法和观测路线；2.使用同一监测仪器和设备；3.固定观测人员；4.在基本相同的环境和条件下工作。巡视检查：巡视检查：巡视检查宜以目测为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工具进行。基坑工程的施工和使用期内，应由有经验的监测人员每天对基坑工程进行巡视检查，它是预防基坑工程事故非常简便、经济而又有效的方法；1.支护结构：包括成型质量、冠梁、围檩、支撑有无裂缝出现；支撑、立柱有无较大变形；止水帷幕有无开裂、渗漏；墙后土体有无裂缝、沉陷及滑移；基坑有无涌土、流砂、管涌。2.施工工况：开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；基坑开挖分段长度、分层厚度及支锚设置是否与设计
11、要求一致；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；基坑周边地面有无超载。3.周边环境：周边管道有无破损、泄漏情况；周边建筑有无新增裂缝出现；周边道路有无裂缝、沉陷；邻近基坑及建筑的施工变化情况。4.监测设施：基准点、监测点完好状况；监测元件的完好及保护情况；有无影响观测工作的障碍物。5.根据设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容；6.3.3 基坑监测的内容（一）支护结构顶部水平位移监测（二）支护结构倾斜监测（三）支护结构沉降观测（四）支护结构应力监测（五）支撑结构受力监测（六）基坑开挖前进行支护结构完整性检测（七）邻近建筑物的沉降、倾斜和裂缝的发生时间和发展的监测
12、（八）邻近构筑物、道路、地下管网设施的沉降和变形监测（九）对岩土性状受施工影响而引起变化的监测（十）桩侧土压力测试（十一）基坑开挖后的基底隆起观测（十二）土层孔隙水压力变化的测试（十三）地下水位动态监测（十四）肉眼巡视与裂缝观测1.墙（坡）顶水平和竖向位移：墙（坡）顶水平和竖向位移：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，监测点水平间距不宜大于20m；一般基坑每边的中部、阳角处变形大，所以中部、阳角处应设置测点；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；为了测量观测点与基线的距离变化，基坑每边的测点不宜少于3点；观测点设置在基坑边坡混凝土护顶或围护墙顶（冠梁）上
13、，有利于观测点的保护和提高观测精度。2.深层水平位移：深层水平位移：围护墙或土体深层水平位移的监测是观测基坑围护体系变形最直接的手段，监测孔应布置在基坑平面上挠曲计算值最大的位置，一般宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位；监测点的水平间距宜为2050m，每边监测点数目不应少于1个；基坑开挖次序以及局部挖深会使围护体系最大变形位置发生变化，布置监测孔时应予以考虑；1.支护结构3.围护墙内力：围护墙内力：围护墙内力监测点应考虑围护墙内力计算图形，布置在围护墙出现弯矩极值的部位，监测点数量和横向间距视具体情况而定；平面上宜选择在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
14、；竖直方向上监测点布置在支撑处和相邻两层支撑的中间部位，间距宜为24m。4.支撑内力：支撑内力：支撑内力监测点的位置应根据支护结构计算结果，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；支撑内力监测点的监测截面应选择在轴力较大杆件上受剪力影响小的部位；5.锚杆内力：锚杆内力：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数的1%3%，并不应少于3根；6.立柱竖向位移和内力：立柱竖向位移和内力：立柱的竖向位移（沉降或隆
15、起）对支撑轴力的影响很大，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、多根支撑交汇处以及地质条件复杂处，监测点不应少于立柱总根数的5%，逆作法施工时，监测点不应少于立柱总根数的10%，对于承担上部结构荷载的立柱还应加强监测，且均不应少于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；7.土钉内力：土钉内力：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；监测点数量和间距应视具体情况而定，各层监测点位置在竖向上宜保持一致；8.坑底隆起（回弹）：坑底隆起（回弹）：基坑隆起
16、（回弹）监测点的埋设和施工过程中的保护比较困难，监测点不宜设置过多，以能够测出必要的基坑隆起（回弹）数据为原则；一般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，同一剖面上监测点横向间距宜为1030m，数量不应少于3个。9.孔隙水压力：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；竖向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，竖向间距宜为25m，数量不宜少于3个。10.围护墙侧向土压力：围护墙侧向土压力：围护墙侧向土压力监测点的布置应选择在受力、土质条件变化较大或其他有代表性的部位，在平面上宜与深层水平位
17、移监测点、围护墙内力监测点位置等匹配，这样监测数据之间可以相互验证，便于对监测项目的综合分析；在竖直方向（监测断面）上监测点应考虑土压力的计算图形、土层的分布以及与维护墙内力监测点位置的匹配；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25m，下部宜加密，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。11.地下水位：地下水位：地下水位监测的作用是：一是检验降水井的降水效果，二是观测降水对周边环境的影响；为检验降水井的降水效果，地下水位监测点应布置在基坑内；监测队周边环境的影响时，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
18、宜为2050m。1.建筑竖向位移、水平位移和倾斜监测：建筑竖向位移、水平位移和倾斜监测：竖向位移监测点宜布置在建筑竖向位移差异大的地方；在建筑四角、沿外墙每10m15m处或每隔23根柱基上，且每侧不应少于3个监测点；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；水平位移监测点应布置在建筑的外墙墙角、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；当能够判断出建筑的水平位移方向时，可以仅观测此方向上的位移，该侧墙体的监测点不宜少于3点；倾斜监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或墙上，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
19、；当建筑具有较大的结构刚度和基础刚度时，通常采用观测基础差异沉降推算建筑的倾斜，监测点布置要求同建筑的竖向位移观测基本一致。2.基坑周边环境全站仪监测基坑支护的水平位移2.裂缝监测：裂缝监测：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；每个监测点设一组观测标志，每组观测标志可使用两个对应的标志分别设在裂缝的两侧；3.基坑周边地表竖向位移：基坑周边地表竖向位移：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
20、视具体情况确定，且不易少于5个；4.管线监测：管线监测：管线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1525m，并宜延伸至基坑边缘以外13倍基坑开挖深度范围内的管线。管线监测点的监测方式有直接法和间接法。直接法：直接观测管线本身。抱箍法：在特制的圆环上连接固定测杆，圆环固定在管线上，将测杆与管线连接成一个整体，测杆不超过地面，地面处设置相应的窨井，保证道路、交通和人员的正常通行；套管法：用一根硬塑料管或金属管打设或埋设于所测管线顶面和地表之间，量测时将测杆放入埋管内，再将标尺搁置在测杆顶端，只要测杆防止的位置固定不变，测试结果就能够反映出管线的沉降变化。间接法：
21、通过观测管线周边的土体，分析管线的变形；这种方法精度较低。底面观测法：将测点设在靠近管线底面的土体中，观测底面的土体位移；顶面观测法：将测点设在管线轴线相对应的地表或管线的窨井盖上观测。5.土体分层竖向位移：土体分层竖向位移：目的是量测不同深度处的土的沉降与隆起。目前监测方法多采用磁环式分层沉降标监测、磁锤式深层标或测杆式深层标监测。监测孔应布置在靠近被保护对象且有代表性的部位，沉降标（测点）的埋设深度和数量应考虑基坑开挖、降水对土体垂直方向位移的影响范围以及土层的分布。6.4 基坑监测与观测常用仪器设备一、CX系列测斜仪二、沉降仪二、沉降仪全站仪测斜仪水平位移检测垂直沉降观测6.5 深基支护常见工程事故处理方法及预防对策一、土层开挖和边坡支护不配套二、边坡修理达不到设计、规范要求三、成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求四、喷射混凝土厚度不够、强度达不到设计要求 五、施工过程与设计的差异太大 六、设计与实际情况差异较大 七、工程监理不到位八、施工监测不重视
