1、1工程变形测量工程变形测量基坑监测基坑监测基坑测监2Web DesignSocial Media本章主要内容 二二.监测方案设计监测方案设计 三三.监测仪器和方法监测仪器和方法 四四.监测资料分析监测资料分析 五五.实例实例 一一.概述概述精品资料4 你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”5一一.概述概述1.基坑的用途 高层建筑基础；高层建筑基础；城市地铁车站和区间隧道明挖；城市地铁车站和区
2、间隧道明挖；城市管廊工程；城市管廊工程；过江隧道；过江隧道；合流污水处理系统；合流污水处理系统；过街通道和地下立交；过街通道和地下立交；深基坑支护结构6概述概述2.基坑事故的形式1)1)围护体系崩溃，基坑大面积滑坡；围护体系崩溃，基坑大面积滑坡；2)2)支护结构过分倾斜，水平位移过大；支护结构过分倾斜，水平位移过大；3)3)支护结构和被围护土体达到破坏状态；支护结构和被围护土体达到破坏状态；4)4)基坑周边道路、地下管网设施变位、开裂和塌陷；基坑周边道路、地下管网设施变位、开裂和塌陷；5)5)基坑周边土体变形过大，邻近建基坑周边土体变形过大，邻近建(构构)筑物倾斜、开裂，甚至倒塌；筑物倾斜、开
3、裂，甚至倒塌；6)6)锚杆抗拉拔失效；锚杆抗拉拔失效；7)7)地下水冲刷、管涌造成工程破坏；地下水冲刷、管涌造成工程破坏；8)8)承受水头压力的防水结构发生超过容许的渗漏；承受水头压力的防水结构发生超过容许的渗漏；9)9)基坑底回弹、隆起过大。基坑底回弹、隆起过大。概述概述7概述概述3.基坑监测的目的 确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全；及时反馈，指导基坑开挖和支护结构的施工；及时反馈，指导基坑开挖和支护结构的施工；检验设计计算理论、模型和参数的正确性；检验设计计算理论、模型和参数的正确性；提高基坑工程设计和施工水平，积累工程经验。提高基坑工程设计和施工水平
4、，积累工程经验。概述概述8概述概述4.规范的出台 武汉市、广东省、上海市、深圳市、北京市、浙江省等武汉市、广东省、上海市、深圳市、北京市、浙江省等地区相继出版了深基坑工程的地方标准：地区相继出版了深基坑工程的地方标准：上海基坑工程设计规程上海基坑工程设计规程(DBJ08-61-97DBJ08-61-97)深圳地区建筑深基坑支护技术规范深圳地区建筑深基坑支护技术规范(SJG05-96)SJG05-96)地基基础设计规范地基基础设计规范(DGJ08-11-1999)DGJ08-11-1999)国家行业标准颁发实施，使我国深基坑工程的设计施工国家行业标准颁发实施，使我国深基坑工程的设计施工进入了规范
5、化、标准化管理阶段。进入了规范化、标准化管理阶段。建筑基坑工程技术规范建筑基坑工程技术规范(YB925897)YB925897)建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)JGJ12099)建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)GB50007-2002)概述概述9二二.监测方案的设计监测方案的设计10监测方案的设计监测方案的设计二二.监测方案的设计监测方案的设计11监测方案的设计监测方案的设计二二.监测方案的设计监测方案的设计12监测方案的设计监测方案的设计二二.监测方案的设计监测方案的设计13监测方案的设计监测方案的设计监测方案的设计监测方案的设
6、计14监测方案的设计监测方案的设计2.监测方案制定步骤1 1）收集和阅读有关资料）收集和阅读有关资料 综合平面图综合平面图 工程地质勘察报告工程地质勘察报告 围护结构和主体结构围护结构和主体结构(0.00 0.00以下部分以下部分)的设计图纸的设计图纸 围护施工组织设计围护施工组织设计 综合管线图等综合管线图等 相邻建筑物基础和结构的设计图纸相邻建筑物基础和结构的设计图纸2 2）现场踏勘）现场踏勘3 3）拟定监测方案初稿，提交协调会议讨论，形成会议纪要）拟定监测方案初稿，提交协调会议讨论，形成会议纪要4 4）根据会议纪要对监测方案初稿进行修改，形成正式监测方案）根据会议纪要对监测方案初稿进行修
7、改，形成正式监测方案二二.监测方案的设计监测方案的设计15监测方案的设计监测方案的设计3.基坑工程监测方案设计的内容二二.监测方案的设计监测方案的设计16监测方案的设计监测方案的设计4.监测的内容二二.监测方案的设计监测方案的设计基坑工程现场监测的内容分为两大部分，即支护结构支护结构本身和相邻环境相邻环境。中包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、坑内土层等五部分。中包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等三部分。17监测方案的设计监测方案的设计4.监测的内容二二.监测方案的设计监测方案的设计18监测方案的设计监测方案的设计5.监测的内容有关规范确定有关规范确定:上海市上海市地基基础设计规范地基基础设
8、计规范(DGJ08-11-DGJ08-11-1999)1999)国家行业标准国家行业标准建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)(JGJ12099)二二.监测方案的设计监测方案的设计19监测方案的设计监测方案的设计上海市地基基础设计规范上海市地基基础设计规范序号序号监测项目监测项目围护结构施围护结构施工工基坑开挖基坑开挖水泥土围护墙水泥土围护墙板式支护体系板式支护体系放坡开挖放坡开挖1 1围护墙围护墙(边坡边坡)顶水平位移顶水平位移-2 2围护墙围护墙(边坡边坡)顶沉降顶沉降-3 3立柱沉降立柱沉降-4 4围护墙侧向位移围护墙侧向位移-*-5 5土体深层侧向位移土体深层侧向
9、位移-*6 6支撑或锚杆轴力支撑或锚杆轴力-7 7基坑内外地下水位基坑内外地下水位-8 8孔隙水压力孔隙水压力-*-9 9围护墙体土压力围护墙体土压力-*-1010坑底隆起（回弹）坑底隆起（回弹）-*-1111裂缝监测裂缝监测邻近建筑物邻近建筑物*1212邻近地面邻近地面*1313邻近建筑物沉降邻近建筑物沉降1414邻近地下管线水平、邻近地下管线水平、竖向位移竖向位移注：必须监测；注：必须监测；*选择监测；选择监测；-不用监测不用监测 二二.监测方案的设计监测方案的设计20建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程基坑侧壁安全等级及重要性系数基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级安全等级 一级一级
10、二级二级三级三级破坏后果破坏后果很严重很严重一般一般不严重不严重重要性系数重要性系数001.101.101.001.000.900.90监监 测测 项项 目目支护结构水平位移支护结构水平位移周围建筑物、周围建筑物、地下管线变形地下管线变形*地下水位地下水位桩、墙内力桩、墙内力*锚杆拉力锚杆拉力*支撑轴力支撑轴力*立柱变形立柱变形*土体分层竖向位移土体分层竖向位移*支护结构界面上侧向压力支护结构界面上侧向压力*应测；应测；*宜测；可测宜测；可测二二.监测方案的设计监测方案的设计21监测方案的设计监测方案的设计6.测点位置及其布置原则二二.监测方案的设计监测方案的设计22监测方案的设计监测方案的设
11、计 混凝土圈梁或压顶上；混凝土圈梁或压顶上；测点间距一般取为测点间距一般取为8-158-15m m，变化较大处应变化较大处应适当加密；适当加密；有支撑时布置在两根支撑的中间部位；有支撑时布置在两根支撑的中间部位；阳角处应布置测点；阳角处应布置测点；有测斜管处；有测斜管处；桩墙顶水平位移和沉降测点是合二为一的。桩墙顶水平位移和沉降测点是合二为一的。监测方案的设计监测方案的设计23监测方案的设计监测方案的设计 立柱桩上方的支撑面上；立柱桩上方的支撑面上；多根支撑交汇处立柱；多根支撑交汇处立柱；作施工栈桥处的立柱。作施工栈桥处的立柱。二二.监测方案的设计监测方案的设计24监测方案的设计监测方案的设计
12、 在基坑每边上应布设在基坑每边上应布设1 1个测孔，布设在基坑个测孔，布设在基坑边中部；边中部；较短的边可不布设，长边上应每隔较短的边可不布设，长边上应每隔30403040米米布设布设1 1个；个；测孔一般应布设在两根支撑的中间部位；测孔一般应布设在两根支撑的中间部位；阳角处应布置测点；阳角处应布置测点；测斜管深度与围护桩墙同深度，并延伸至地测斜管深度与围护桩墙同深度，并延伸至地表；表；沿深度每隔沿深度每隔0.50.5米或米或1.01.0米测一点。米测一点。二二.监测方案的设计监测方案的设计25监测方案的设计监测方案的设计 平面位置的布设参见桩墙深平面位置的布设参见桩墙深层水平位移的布设原则；
13、层水平位移的布设原则；测孔紧邻围护桩墙埋设；测孔紧邻围护桩墙埋设；在各土层的分界面布设测点；在各土层的分界面布设测点；在厚度较大土层中，土层中在厚度较大土层中，土层中部增加测点。部增加测点。二二.监测方案的设计监测方案的设计26监测方案的设计监测方案的设计 基坑中央、特征变形点；基坑中央、特征变形点；距坑底边缘距坑底边缘1/41/4坑底宽度处；坑底宽度处；方形、圆形基坑可按单向对称布点；方形、圆形基坑可按单向对称布点；矩形基坑可按纵横向布点，复合矩形基坑可多矩形基坑可按纵横向布点，复合矩形基坑可多向布点；向布点；坑外测点布设在坑内测点延长线上，监测范围坑外测点布设在坑内测点延长线上，监测范围在
14、在2 2倍基坑深度。倍基坑深度。二二.监测方案的设计监测方案的设计27监测方案的设计监测方案的设计平面上平面上：轴力最大的支撑；轴力最大的支撑；支撑间距最大处的支撑；支撑间距最大处的支撑；受力较复杂的支撑；受力较复杂的支撑；有代表性的支撑；有代表性的支撑；混凝土支撑轴力监测截面应取支撑中部；混凝土支撑轴力监测截面应取支撑中部；钢支撑轴力监测截面应取支撑端部。钢支撑轴力监测截面应取支撑端部。立面上立面上：平面测点对应的每道支撑处都应测平面测点对应的每道支撑处都应测二二.监测方案的设计监测方案的设计28监测方案的设计监测方案的设计平面上平面上：拉力最大的锚杆；拉力最大的锚杆；间距最大处的锚杆；间距
15、最大处的锚杆；平面形状较复杂处的锚杆；平面形状较复杂处的锚杆；有代表性的锚杆；有代表性的锚杆；每道土层锚杆中至少测每道土层锚杆中至少测2 2根；根；锚杆长度、型式、穿越的土层不同时，每种情况至少锚杆长度、型式、穿越的土层不同时，每种情况至少 测测2 2根。根。立面上立面上：平面测点对应的每道锚杆处都应测。平面测点对应的每道锚杆处都应测。二二.监测方案的设计监测方案的设计29监测方案的设计监测方案的设计平面上平面上：弯矩最大处；弯矩最大处；支撑间距最大处；支撑间距最大处；受力较复杂处；受力较复杂处；有代表性的地方；有代表性的地方；立面上立面上：弯矩最大处；弯矩最大处；反弯点位置；反弯点位置；两道
16、支撑（土锚）的跨中；两道支撑（土锚）的跨中；内支撑及拉锚所在位置；内支撑及拉锚所在位置；各土层的分界面、配筋率改变处。各土层的分界面、配筋率改变处。二二.监测方案的设计监测方案的设计30监测方案的设计监测方案的设计 一般只要设置在止水帏幕以外即可；一般只要设置在止水帏幕以外即可；搅拌桩施工搭接；搅拌桩施工搭接；相邻建筑（构）物处；相邻建筑（构）物处；地下管线相对密集位置；地下管线相对密集位置；管底标高一般在常年水位以下管底标高一般在常年水位以下4 45 5m m。二二.监测方案的设计监测方案的设计31监测方案的设计监测方案的设计环境监测包括对环境监测包括对3 3倍倍基坑开挖深度范围内的建筑（构
17、）物和地下管线的监测。基坑开挖深度范围内的建筑（构）物和地下管线的监测。建筑（构）物监测建筑（构）物监测 与建筑（构）物长期沉降与建筑（构）物长期沉降观测点的布设原则一致；观测点的布设原则一致；尽量利用建筑（构）物既尽量利用建筑（构）物既有沉降观测点；有沉降观测点；在墙角、柱身、门边等外在墙角、柱身、门边等外形凸出部位；形凸出部位；能反映基础差异沉降处能反映基础差异沉降处（与主楼交接处、基础差（与主楼交接处、基础差异缝处）。异缝处）。地下管线监测地下管线监测 听取管线主管部门的意见；听取管线主管部门的意见；有弯头和丁字形接头；有弯头和丁字形接头；每隔每隔10121012米布设米布设1 1个测点
18、；个测点；管线越长，测点间隔可以放长；管线越长，测点间隔可以放长；对变形敏感的部位，测点间距对变形敏感的部位，测点间距要变小；要变小；承接式接头每承接式接头每2 23 3个节度布设个节度布设1 1个测点。个测点。二二.监测方案的设计监测方案的设计32监测方案的设计监测方案的设计7.监测期限与频率1 1）围护墙顶水平位移和沉降、围护桩墙深层）围护墙顶水平位移和沉降、围护桩墙深层水平位移监测频率：水平位移监测频率：从开挖到浇筑完结构底板：从开挖到浇筑完结构底板：1 1次次/天；天；浇筑完结构底板到施工至浇筑完结构底板到施工至0.000.00：2 23 3次次/周；周；各道支撑拆除后的各道支撑拆除后
19、的3 3天到一周：天到一周：1 1次次/天。天。2 2）内支撑轴力和锚杆拉力监测频率）内支撑轴力和锚杆拉力监测频率 从支撑和锚杆施作到全部支撑拆除：从支撑和锚杆施作到全部支撑拆除：1 1次次/天。天。二二.监测方案的设计监测方案的设计33监测方案的设计监测方案的设计3 3）土体分层沉降、回弹、水土压力、围护墙体内力监测频率：）土体分层沉降、回弹、水土压力、围护墙体内力监测频率：基坑每开挖其深度的基坑每开挖其深度的1/51/51/41/4，测读，测读2 23 3次或次或1 12 2次次/周；周；在每道内支撑在每道内支撑(或锚杆或锚杆)施工间隔的时间内，测读施工间隔的时间内，测读2 23 3次或次
20、或1 12 2次次/周；周；开挖到设计深度到浇筑完结构底板，开挖到设计深度到浇筑完结构底板，3 34 4次次/周；周；浇筑完结构底板到全部支撑拆除，浇筑完结构底板到全部支撑拆除，1 12 2次次/周。周。4 4）地下水位监测频率）地下水位监测频率 从基坑开挖到浇筑完结构底板或整个降水期间：从基坑开挖到浇筑完结构底板或整个降水期间：1 1次次/天。天。7.监测期限与频率二二.监测方案的设计监测方案的设计34监测方案的设计监测方案的设计7.监测期限与频率5 5）环境监测频率）环境监测频率 围护桩墙和止水帷幕施工期间：围护桩墙和止水帷幕施工期间：1 1次次/天（建筑物天（建筑物倾斜和裂缝：倾斜和裂缝
21、：1 12 2次次/周）；周）；从开挖到浇筑完结构底板：从开挖到浇筑完结构底板：1 1次次/天；天；浇筑完结构底板到施工到浇筑完结构底板到施工到0.000.00：2 23 3次次/周；周；各道支撑拆除后的各道支撑拆除后的3 3天到一周：天到一周：1 1次次/天；天；二二.监测方案的设计监测方案的设计35监测方案的设计监测方案的设计8.几点说明：在基坑开挖前，取连续三次测量无明显差异时的测在基坑开挖前，取连续三次测量无明显差异时的测值为值为初读数初读数；支撑（土锚）内等需随施工进度而埋设的元件，在支撑（土锚）内等需随施工进度而埋设的元件，在埋设后读取埋设后读取初读数初读数；埋设在土层中的元件（土
22、压力盒、孔隙水压力计、埋设在土层中的元件（土压力盒、孔隙水压力计、测斜管和分层沉降环等）最好在基坑开挖一周前埋测斜管和分层沉降环等）最好在基坑开挖一周前埋设；设；监测频率应随基坑状况、变化速率而作适当调整。监测频率应随基坑状况、变化速率而作适当调整。二二.监测方案的设计监测方案的设计36监测方案的设计监测方案的设计9.预警值的确定预警值的确定依据：预警值的确定依据：1 1）现行的相关规范、规程；）现行的相关规范、规程；2 2）设计计算预估值（围护结构和支撑轴力、）设计计算预估值（围护结构和支撑轴力、锚杆拉力等）；锚杆拉力等）；3 3）各保护对象的主管部门提出的要求；）各保护对象的主管部门提出的
23、要求；4 4）经验类比、专家会议。）经验类比、专家会议。二二.监测方案的设计监测方案的设计37上海市和深圳市基坑设计规程 按基坑侧壁安全等级确定变形监控允许值变形监控允许值变形速率的控制变形速率的控制：一级工程：一级工程：2mm/天；二级工程：天；二级工程：50m土层条件土层条件良好地基良好地基(0.0050.01)H(0.0100.015)H0.015H一般地基一般地基(0.0150.02)H(0.020.025)H0.025H软弱地基软弱地基(0.0250.035)H(0.0350.045)H0.045HH为监控开挖深度重力式挡墙最大水平位移预估值重力式挡墙最大水平位移预估值40上海地区相
24、邻建筑物的基础倾斜允许值基础倾斜允许值建筑物类别建筑物类别允许倾斜允许倾斜多层和高层建筑基础多层和高层建筑基础H24m0.00424mH60m0.00360m100m0.0015高耸结构基础高耸结构基础H20m0.00820mH50m0.00650mH100m0.005100mH150m0.004150mH200m0.003200mH250m0.002注：(1)H为建筑物地面以上高度；(2)倾斜是基础倾斜方向二端点的沉降差与其距离的比值。41经验类比值 煤气管煤气管的沉降和水平位移：均不得超过的沉降和水平位移：均不得超过1010mmmm，每天发展不每天发展不得超过得超过2 2mmmm；自来水管
25、自来水管的沉降和水平位移：均不得超过的沉降和水平位移：均不得超过3030mmmm，每天发展每天发展不得超过不得超过5 5mmmm；坑外水位下降坑外水位下降：不得超过：不得超过10001000mmmm，每天发展不得超过每天发展不得超过500500mmmm；立柱桩隆起或沉降立柱桩隆起或沉降：不得超过：不得超过1010mmmm，每天发展不得超过每天发展不得超过2 2mmmm；42监测仪器和方法监测仪器和方法序号序号监测对象监测对象监测项目监测项目监测元件与仪器监测元件与仪器(一一)围护结构围护结构1围护桩墙围护桩墙(1)桩墙顶水平位移桩墙顶水平位移桩墙顶沉降桩墙顶沉降经纬仪经纬仪水准仪水准仪(2)桩
26、墙深层挠曲桩墙深层挠曲测斜仪测斜仪(3)桩墙内力桩墙内力钢筋应力计、频率仪钢筋应力计、频率仪(4)桩墙上水土压力桩墙上水土压力土压力盒、频率仪土压力盒、频率仪孔隙水压力计、频率仪孔隙水压力计、频率仪2水平支撑水平支撑支撑轴力（混凝土支撑）支撑轴力（混凝土支撑）支撑轴力（钢支撑）支撑轴力（钢支撑）钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪钢筋应变计或应变片、频率仪或应变仪钢筋应变计或应变片、频率仪或应变仪3圈梁、围檩圈梁、围檩(1)内力内力钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪钢筋应力计或应变计、频率仪或应变仪(2)水平位移水平位移经纬仪经纬仪4立柱立柱垂直沉降垂直沉降水准
27、仪水准仪5坑底土层坑底土层垂直隆起垂直隆起水准仪水准仪6坑内地下水坑内地下水水位水位钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪三三.监测仪器和方法监测仪器和方法43监测仪器和方法监测仪器和方法(二二)相邻环境相邻环境7相邻地层相邻地层(1)分层沉降分层沉降分层沉降仪分层沉降仪(2)水平位移水平位移经纬仪经纬仪8地下管线地下管线(1)垂直沉降垂直沉降水准仪水准仪(2)水平位移水平位移经纬仪经纬仪9相邻房屋相邻房屋(1)垂直沉降垂直沉降水准仪水准仪(2)倾斜倾斜经纬仪经纬仪(3)裂缝裂缝裂缝监测仪裂缝监测仪10坑外地下水坑外地下水(1)水位水位钢尺，或钢尺水位计和水位探测仪钢尺，
28、或钢尺水位计和水位探测仪(2)分层水压分层水压孔隙水压力计、频率仪孔隙水压力计、频率仪三三.监测仪器和方法监测仪器和方法44监测仪器和方法监测仪器和方法1.观察和描述围护结构和支撑体系的施工质量；围护体系是否有渗漏水及其渗漏水的位置和渗漏量；施工条件的改变情况；坑边和支撑上的堆载的变化；地表降水、施工用水的排放情况；基坑周围的地面裂缝；围护结构和支撑体系的工作失常情况；邻近建筑物和构筑物的裂缝；流土或局部管涌现象等；施工进度与施工工况。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法45监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护墙顶沉降监测三三.监测仪器和方法监测仪器和方法46监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护
29、墙顶沉降监测1、监测项目：地表，围护墙顶，坑内立柱，管线，建筑物，防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测垂直位移。2、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）。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法47监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护墙顶沉降监测3、原理方法：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 三三.监测仪器和方法监测仪器和方法48监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护墙顶沉降监测 支水准路线：从一个
30、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。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法49监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护墙顶沉降监测 闭合准路线：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，最后又回到又回到水准点(BM1)，称为闭合水准路线。如图所示 监测仪器和方法监测仪器和方法50监测仪器和方法监测仪器和方法2.围护墙顶沉降监测水准路线的拟定：日常监测中，应采用日常监测
31、中，应采用附合水准路线或闭合水附合水准路线或闭合水准路线。没有任何规范准路线。没有任何规范中规定变形观测采用支中规定变形观测采用支水准路线观测。水准路线观测。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法51监测仪器和方法监测仪器和方法3.围护墙顶水平位移监测 仪器：经纬仪,全站仪 方法：1.轴线法或视准线法 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。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法52监测仪器和方法监测仪器和方法3.围护墙顶水平位移监测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
32、化量与距离的乘积即位移量。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法53监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量 深层水平位移就是测量围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移。测斜仪三三.监测仪器和方法监测仪器和方法54监测仪器和方法监测仪器和方法（一）测斜仪系统简介1、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、测斜仪分为固定式和活动式两种，按与垂线夹角监测范围不同又分为垂直向测斜仪和水平向测斜仪。固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，间隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜度变化，计算水平位移。
33、三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量55监测仪器和方法监测仪器和方法3、按传感器型式分类：可细分为滑动电阻式、电阻应变片式、振弦式及伺服加速度计式四种。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（一）测斜仪系统简介4.深层水平位移测量56监测仪器和方法监测仪器和方法4、活动式测斜仪系统组成：由探头、测读仪、电缆和测斜管四部分组成。1)探头：装有重力式测斜传感器。2)测读仪：测读仪是二次仪表，需和探头配套使用。3)电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电源和给测读仪传递监测信号的作用，同时也起到收放探头和测量探头所在测点与孔口距离。4)测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用直
34、径为5075mm，长度每节24m，测斜管内有两对相互垂直的纵向导槽。测量时，测头导轮在导槽内可上下自由滑动。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（一）测斜仪系统简介4.深层水平位移测量57监测仪器和方法监测仪器和方法（二）主要测斜仪美国Geokon-603测斜仪 美国Geokon公司生产，Geokon603读数仪，配6000系列探头，能自动记录观测数据。系统总量程为53，系统精度6 mm/30 m，灵敏度10弧秒(0.05 mm/m)。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量58监测仪器和方法监测仪器和方法SINCO测斜仪、电缆和读数仪美国SINCO测斜仪，能自动记录观测数据。测量
35、范围：垂直方向53；精度：0.02mm/每500mm；重复性：0.003；工作温度范围：-20-+50；重量：1.8公斤。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（二）主要测斜仪4.深层水平位移测量59监测仪器和方法监测仪器和方法北京航天测斜仪，能自动记录观测数据。传感器分辨率：0.02mm/8系统总精度：4mm/15m 测量范围：50数字显示：4.5位测量电缆：9.5mm六芯导线导轮间距：500mm北京航天CX-06A测斜仪三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（二）主要测斜仪4.深层水平位移测量60监测仪器和方法监测仪器和方法（三）测斜管 材料：塑料(PVC、ABS)或铝合金，内管壁有呈十字型分布的
36、四条凹型导槽；管段长：分为2m和4m两种规格，管段之间由外包接头管连接；管径：60、70、90mm等多种不同规格。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量61监测仪器和方法监测仪器和方法三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（三）测斜管4.深层水平位移测量62监测仪器和方法监测仪器和方法ABS、铝合金高精度测斜管三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（三）测斜管4.深层水平位移测量63监测仪器和方法监测仪器和方法（四）测斜仪测量原理三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量64监测仪器和方法监测仪器和方法1、结构原理1.1、电阻应变片式测斜仪：探头内有一青铜弹簧片做的下挂摆锤
37、，弹簧片两侧各贴两片电阻应变片，构成差动可变阻式传感器，使之在弹性极限内探头的倾角与电阻应变读数呈线性关系。代表仪器：葛南测斜仪 优点：产品价格便宜 缺点：量程有限，耐用时间不长 三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（四）测斜仪测量原理4.深层水平位移测量65监测仪器和方法监测仪器和方法1.2、伺服加速度计式测斜仪：探头内有一个受重力作用的摆锤，并布置有力平衡伺服加速度计，其内部的位置传感器可以探测摆锤的位置，并且提供足够的恢复力使摆块回到其铅直零位置。此恢复力的大小可转变成电信号输出，在读数仪上显示为倾斜量的测量。代表仪器：基康603、SINCO测斜仪(两个加速度计)北京航天部CX-06测斜仪
38、(一个加速度计)优点：精度高、量程大和可靠性好 缺点：抗震性能较差(激震时传感器容易损坏)三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（四）测斜仪测量原理4.深层水平位移测量66监测仪器和方法监测仪器和方法Y-方向Y+方向X-方向X+方向准原总位移电缆位移Lsin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三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（四）测斜仪测量原理4.深层水平位移测量67监测仪器和方法监测仪器和方法（五）测斜管的埋设方法(1)(1)绑扎埋设：绑扎埋设：测斜管绑扎于桩墙钢筋笼上，随钢筋笼一起下到孔槽内；测斜管绑扎于桩墙钢筋笼上，随钢筋笼一起下到孔槽内；(2)(2)钻孔埋设：钻
39、孔埋设：钻孔钻孔-放测斜管放测斜管-回填空隙。回填空隙。注意事项：注意事项：在管节连接时必须将上、下管节的滑槽严格对准；在管节连接时必须将上、下管节的滑槽严格对准；避免管子的纵向旋转；避免管子的纵向旋转；测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（垂直基坑边线方向）；测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（垂直基坑边线方向）；用清水将测斜管内冲洗干净；用清水将测斜管内冲洗干净；可先用模型探头检查测斜管导槽是否正常可用；可先用模型探头检查测斜管导槽是否正常可用；需测量测斜管导槽的方位、管口坐标及高程；需测量测斜管导槽的方位、管口坐标及高程；在测斜管外部设置金属套管或砌筑窨井并加盖；在测斜管外部设置金
40、属套管或砌筑窨井并加盖；三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量68监测仪器和方法监测仪器和方法（六）测斜操作方法和注意事项 将仪器预热半小时，在测斜管中放置15分钟；将测头缓慢下至孔底，自下而上将测头稳定在测点位置上测读；将测头旋转180度插入同一对导槽，按以上方法在同一位置上重复测量；深层水平位移的初始值应是基坑开挖之前连续三次测量无明显差异读数的平均值；测斜管孔口需布设地表水平位移测点，以便对深层水平位移量进行校正。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测量69监测仪器和方法监测仪器和方法（七）操作中的注意事项三三.监测仪器和方法监测仪器和方法4.深层水平位移测
41、量70监测仪器和方法监测仪器和方法三三.监测仪器和方法监测仪器和方法（七）操作中的注意事项4.深层水平位移测量71监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试 分层沉降是土层内离地表不同深度处的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。测量仪器：磁性分层沉降仪。组成：探头、分层沉降管、磁性钢环、带刻度的导线、电感探测装置。测量原理：埋入土体内的钢环与土体同步位移，用探头在分层沉降管内探测磁性钢环的位置，钢环位置的变化即为该深度处的沉降或隆起。精度：1mm。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法72监测仪器和方法监测仪器和方法（一）基本内容（一）基本内容 坑外土体分层位移可采用磁性分层沉降仪或深层沉
42、降观测标来测定，适用于监测基坑外地面以下不同深度处土层的沉降或隆起。基坑回弹可采用基坑坑内开挖面以下的分层沉降仪或深层沉降标的高程变化测定。基坑在开挖后由于上部土体开挖卸载，深层土体应力释放向上隆起，另外，由于基坑内土体开挖后，支护内外的压力差使其底部产生侧向位移，导致靠近围护结构内侧的土体向上隆起，严重者产生塑性破坏。深大基坑由于卸载量大，基坑内外压差大，因而就有必要对基坑回弹进行监测。土体分层垂直位移监测和坑底隆起监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级选测项目。5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法73监测仪器和方法监测仪器和方法（二）仪器、设备简介
43、（二）仪器、设备简介1、分层沉降仪用途及原理 分层沉降仪是通过电感探测装置，根据电磁频率的变化来观测埋设在土体不同深度内的磁环的确切位置，再由其所在位置深度的变化计算出地层不同标高处的沉降变化情况。分层沉降仪可用来监测由开挖引起的周围深层土体的垂直位移（沉降或隆起）。5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法74监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法75监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试（三）分层沉降标（磁环）的埋设（三）分层沉降标（磁环）的埋设 方法一：用钻机在预定孔位上钻孔，孔深由沉降管长度而定，孔径以能恰好放入磁环为佳
44、。然后放入沉降管，沉降管连接时要用内接头或套接式螺纹，使外壳光滑，不影响磁环的上、下移动。在沉降管和孔壁间用膨润土球充填并捣实，至底部第一个磁环的标高再用专用工具将磁环套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定压力，使磁环上的三个铁爪插入土中，然后再用膨润土球充填并捣实至第二个磁环的标高，按上述方法安装第二个磁环，直至完成整个钻孔中的磁环埋设。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法76监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试（三）分层沉降标（磁环）的埋设（三）分层沉降标（磁环）的埋设 方法二：在沉降管下孔前将磁环按设计距离安装在沉降管上，磁环之间可利用沉降管外接头(或定位环)进行隔离，成孔后
45、将带磁环的沉降管插入孔内。磁环在接头处遇阻后被迫随沉降管送至设计标高。然后将沉降管向上拔起1m，这样可使磁环上、下各1m左右范围内移动时不受阻，然后用细砂在沉降管和孔壁之间进行填充至管口标高。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法77监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法78监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法79监测仪器和方法监测仪器和方法（四）监测技术（四）监测技术1、测试方法 监测时应先用水准仪测出沉降管的管口高程，然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中。当接收仪发生蜂鸣或指针偏转最大时，就是磁环的位置
46、。捕捉响第一声时测量电缆在管口处的深度尺寸，每个磁环有两次响声，两次响声间的间距十几厘米。这样由上向下地测量到孔底，这称为进程测读。当从该沉降管内收回测量电缆时，测头再次通过土层中的磁环，接收系统的蜂呜器会再次发出蜂鸣声。此时读出测量电缆在管口处的深度尺寸，如此测量到孔口，称为回程测读。磁环距管口深度取进、回程测读数平均数。5.土体分层沉降测试三三.监测仪器和方法监测仪器和方法80监测仪器和方法监测仪器和方法2、测试数据处理 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)。5.土体分层沉
47、降测试cccDHhcDcHch三三.监测仪器和方法监测仪器和方法81监测仪器和方法监测仪器和方法本次垂直位移量：和累计垂直位移量：式中：第i次磁环绝对高程(m)；第i-1次磁环绝对高程(m)；磁环初始绝对高程(m)；本次垂直位移(mm)；累计垂直位移(mm)。分层沉降和坑底隆起计算表5.土体分层沉降测试1iiiccchDD0iccchDDicD1icD0cDichch三三.监测仪器和方法监测仪器和方法82监测仪器和方法监测仪器和方法5.土体分层沉降测试（五）（五）注意事项注意事项(1)深层土体垂直位移的初始值应在分层标埋设稳定后进行，一般不少于一周。每次监测分层沉降仪应进行进、回两次测试，两次
48、测试误差值不大于l.0mm，对于同一个工程应固定监测仪器和人员，以保证监测精度。(2)管口要做好防护墩台或井盖，盖好盖子，防止沉降管损坏和杂物掉入管内。(3)坑内回弹孔埋设时应避免因削弱承压水层以上隔水层厚度而引发承压水突涌的危险。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法83监测仪器和方法监测仪器和方法6.基坑回弹监测 基坑回弹是开挖土体的卸荷过程引起的基基坑回弹是开挖土体的卸荷过程引起的基坑底面的隆起。坑底面的隆起。仪器：仪器：回弹标或深层沉降标回弹标或深层沉降标、精密水准仪精密水准仪 原理：高程测量。当埋设于基坑开挖面以原理：高程测量。当埋设于基坑开挖面以下的分层沉降环监测到的土层隆起就是土下的
49、分层沉降环监测到的土层隆起就是土层回弹量。层回弹量。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法84监测仪器和方法监测仪器和方法回弹监测标回弹监测标6.基坑回弹监测深层沉降标深层沉降标三三.监测仪器和方法监测仪器和方法85监测仪器和方法监测仪器和方法7.土压力监测（一）基本内容（一）基本内容 基坑工程土压力监测主要用于量测围护结构内、外侧的土压力。用土压力盒进行量测时，主要是针对法向的总应力。结合孔隙水压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。不同深度土压力的监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。量测所获得的土压力可能为土中压力和土体结构间接触压力。土压力监测为板式围护体系一、
50、二级监测等级选测项目。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法86监测仪器和方法监测仪器和方法7.土压力监测（二）仪器、设备简介（二）仪器、设备简介1、土压力计（盒）土压力盒有钢弦式、差动电阻式、电阻应变式等多种。目前基坑工程中常用的是钢弦式。土压力盒又有单膜和双膜两类，单膜一般用于测量界面土压力，并配有沥青压力囊。双膜式一般用于测量自由土体土压力。2、测试仪器、设备 频率仪。三三.监测仪器和方法监测仪器和方法87监测仪器和方法监测仪器和方法7.土压力监测3、监测方法：预先安装法：适用于钢板桩或钢筋混凝土预制构件；挂布法：适用于地下连续墙；弹入法：适用于地下连续墙；活塞压入法：适用于地下连续墙；钻孔
