基坑监测方案设计.docx

第七章基坑监测方案设计
7.1监测方案的选定
近年来，基坑工程信息化施工受到了越来越广泛的重视。为保证工程安全顺利地进行，在基坑开挖及结构构筑期间开展严密的施工监测是很有必要的，由于监测数据可以成为工程的“体温表”，不管是安全还是隐患状况都会在数据上有所反映。从某种意义上来说施工监测也可以说是一次1： 1的岩土工程原型实验，所取得的数据是基坑支护结构和周边地层在施工过程中的真实反映，是各种复杂因素影响下的综合体现。与其它客观实物同样，基坑工程在空间上是三维的，在时间上是发展的，缺少现场实测和数据分析，对于结识和把握其客观规律几乎是不也许的。
监测方案根据不同的需要会有不同的内容，一般涉及工程概况、工程设计要点、地质条件、周边环境状况、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、重要仪器设备拟提供的检测成果以及监测结果反馈制度、费用预算等。
（1）基坑工程监测应遵照山东工程建设标准《建筑基坑监测技术规范》DBJ14-024-2023的规定实行。
（2）监测单位编写监测方案前，应了解委托方和设计方对监测工作的技术规定，并进行现场勘察、收集、分析和运用已有的资料，制定经济合理的监测方案。
（3）监测单位应收集周边建筑物、道路及地下设施、地下管线的原始资料和使用阶段资料，了解当前的工作性状。如有异常情况，应及时拍照或者录像并
保存有关资料。
（4）监测单位应严格实行监测方案，及时分析、解决监测数据，并将结果和评价及时向监理、施工方和设计人员反馈。当监测数据达成监控报警值时必须立刻通报施工、设计、监理单位及相关人员。
（5）基坑工程监测频度应以系统地反映监测对象所监测的项目的重要变化过程，而又不漏掉其变化时刻为原则。开挖期间和开挖至坑底一周时间应保证1天监测一次，其后可适当减少监测频度，直至回填结束。出现异常时应实行连续监测。
（6）监测方案应经建设、设计、监理和施工等单位共同认可，必要时还需要与市政道路、地下管线、人防等主管部门协商一致后方可实行。其重要环节及监测流程如下图

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7.2监测目的
基坑工程监测的重要目的为:
（1）在施工过程中通过实测数据检查工程设计中所采用的各种假设和参数的对
的性，及时改善施工技术或调整设计参数以取得更好的工程效果；
（2）使参建各方可以完全客观真实地把握工程质量，掌握工程各部分的关键性指标，保证工程安全；
（3）根据监测结果，发现也许出现危险的先兆，判断工程的安全性，防止各种工程安全事故的发生，对也许出现的事故，提前做好相应的工程措施。
（4）积累工程经验，为提高基坑支护设计及基坑支护施工水平提供依据。
（5）以工程监测的结果指导工程现场施工，拟定并优化施工参数，进行信息化施工。
7.3监测内容及项目
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。基坑本体中涉及围护桩、锚杆、坑内地下水、地下水等；相邻环境中涉及周边地层、地下管线、相邻建筑物、相邻道路等。
基坑过程的现场监测应以一起观测为主、仪器观测和巡视检查相结合。其工程现场监测的对象重要涉及：
（1）相关的自然环境及施工状况；
（2）支护结构；
（3）地下水位；
（4）基坑底部及周边土体；
（5）周边建筑物；
（6）周边重要的地下管线及地下设施；
（7）周边重要的道路。
工程现场监测项目的选择在充足考虑工程地质条件、水文条件、基坑工程安全等级、支护结构的特点及变形控制规定的基础上，根据下表进行选择。
基坑工程监测项目表
序号
监测项目
基坑工程安全等级
基坑工程安全等级
一级
二级
1
坡顶水平位移和垂
应测
应测

直位移

2
围护结构水平位移
应测
应测
3
周边建筑物位移和
裂缝
应测
应测
4
地下水位
应测
应测
5
锚杆拉力
应测
宜测
6
基坑周边地表沉降
应测
宜测

7.4监测常用仪器
支护结构的监测，重要分为变形监测和应力监测两类。变形监测重要用机械系统仪器、电器系统仪器及光学系统仪器；而应力监测则重要使用机械系统仪器和电力系统仪器。
（1）应力监测仪器重要有：
① 测量土压力使用的埋设式土压力计（也称为土压力盒），作用为观测作用于围护墙上的土压力变化情况。它又有钢弦式、气压平横式（有电阻应变式、差动电阻式、电感式）和液压式，其中应用最多的是钢弦式土压力计。
② 孔隙水压力计，作用是测量土的孔隙水压力。使用最多的是钢弦式水压力计。
③ 支撑内力测试仪器，重要用于测量钢或者钢筋混凝土支撑的内力。常用的有千分表位移量测装置、压力传感器及应力应变传感器等。应力应变传感器多用
钢弦式传感器。对于一般以承受轴力为主的杆件，测量杆件的内力，只需在杆件混凝土中埋入混凝土计。对于兼有轴力和弯矩的支撑杆件和围檩等，则要同时埋入混凝土计和钢筋计，才可以获得所需的内力数据。其中，混凝土计直接埋设在需测试的截面内；钢筋计要直接与钢筋固定，可以采用焊接或者是用接驳器连接的方法连接。
(2) 变形监测仪器：
变形监测仪器除了常用的水准仪、经纬仪之外，重要是测斜仪，它是用来测量围护墙或者土层各点的水平位移。测斜仪最为常用的是电阻应变片测斜仪，这种测斜仪造价较低，并且精度也能满足工程实际需要。测斜仪可以用工程塑料、聚乙烯塑料或者是铝制圆管，内壁有两对互成90。的导槽。
7.5测点位置和数量
(1) 位移观测基准点数量不应少于3点，且应设在基坑工程影响范围以外。一般距离基坑边沿不小于5倍的开挖深度，也不宜小于30-50m。位移观测基准点的选择应考虑到量测便利，减少转战引点导致的误差；
(2) 基坑坡顶的水平位移和垂直位移观测点应沿基坑周边布置，一般在每边中部和端部均应布置子观测点，且观测点间距不宜大于20m。观测点设在钢筋混凝土护顶上；
(3) 围护结构的水平位移和垂直位移观测点应沿围护结构的周边布置，一般每边的中部和端部均应布置观测点，且观测点间距不宜大于20m。观测点宜设在与围护结构刚性连接的钢筋混凝土冠梁上；
(4) 支护结构或坡体水平位移点应设在结构受力、变形较大的部位，观测点数量和间距视具体情况而定;
（5）建筑物的水平位移观测点应选择在建筑物的墙角、柱基及裂缝的两边等位置；
（6）基坑外周边地表沉降观测点的布置范围宜为基坑深度的2-3倍，并由密到疏布置测点。测点宜设在基坑纵横轴线或其他有代表性的部位；
（7）地下水位观测孔的位置和数量根据观测需要布置。坑内降水观测孔宜设在基坑的每边中间和基坑中央，埋深一般与降水井点的埋深相同。坑外降水观测孔应设在止水帷幕以外，沿基坑周边布置。回灌井点观测孔应设在回灌井点与被保护井点与被保护对象之间。
（8）基坑及周边环境的监测点布置：①坡顶水平、竖向位移监测是沿冠梁顶每隔20m布置一个观测点，总共设立20个观测点；②周边建筑物监测是对南侧的两栋建筑物各布置4个沉降监测点，在配电室不止一个变形监测点。
7.6监测频度
基坑工程监测频率的拟定应满足能反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不漏掉其变化时刻的规定。监测工作应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完毕为止，贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。对于有特殊规定的基坑周边环境的监测应当根据需要延续至变形趋于稳定为止。
基坑工程的检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作出调整。一般在基坑开挖期间，地基土处在卸荷阶段，支护体系处在逐渐加荷状态应适当加密监测；当基坑开挖后一段时间，监测值相对稳定，可适当减少监测频率。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。监测项目的监测频率应综合基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和本地经验而定。对于应测项目，在无数据异常和事故征兆的情况下，开挖后现场仪器监测频率可按下表拟定：
现场监测的监测频度
基坑工程
安全等级
施工进程
基坑设计深度
< 5m
5-10m
10-15m
>15m
一级
开挖面深度
< 5m
1d
2d
2d
2d
5-10m

1d
1d
1d
10-15m

12h-1d
12h-1d
基坑开挖完
后时间
<7d
1d
1d
12h-1d
12h-1d
7-15d
3d
2d
1d
1d
15-30d
7d
4d
2d
1d
〉30d
10d
7d
5d
3d
二级
开挖面深度
< 5m
2d
2d

5-7m

1d

基坑开挖完
后时间
<7d
2d
2d

7-15d
5d
5d

15-30d
10d
7d

〉30d
10d
10d

基坑开挖施工前进行第一次观测，观测值作为初始值，基坑开挖前期每三天

观测一次，中期天天观测一次，开挖至坑底后天天观测一次，主体结构施工期间
10-20天测量一次。当有变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测;
当大雨、暴雨或基坑边载条件改变时应及时观测；当有危险事故征兆时，应连续观测。
7.7监测报警
当出现下列情况之一时，应立即报警，并停止施工，并对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采用应急措施：
（1）排桩挡墙的最大位移已大于3m或排桩挡墙水平位移速率已连续三日大于2mm/d ；
（2）锚杆体系中有个别构件出现应力剧增、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象时；
（3）建筑物的不均匀沉降（差异沉降）已大于现行建筑物地基基础设计规范规定的允许沉降差或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.01H/d（H为建筑物承重结构高度）
（4）已有建筑物的砌体部分已连续三日大于1.5mm的变形裂缝或其附近地面出现宽度大于10mm的裂缝，且上述裂缝尚有也许发展；
（5）基坑底部或周边土体出现也许导致剪切破坏的迹象或其他也许影响安全的征兆，如少量流砂、管涌、隆起、陷落等。
7.8监测成果反馈
对于现场采集到的各项监测数据，一方面需运用记录模型进行粗差探测检查，确认不含粗差后再进行整体平差计算及测量精度记录，采用科学、合理的数据解决方法对监测成果进行整理分析，最终形成监测成果报告。
监测成果报告中包含技术说明、监测时间、使用仪器及所达成精度，列出监测值、累计值、变形率、变形差值、变形曲线，并根据规范及监测情况提出结论性意见。
一般情况下，当基坑变形较稳定，各个监测项目变形较小时，我方将在24小时内形成成果报告后，发电子邮件告知监理及相关部门，纸质文献在下次监测时送达监理部；当监测结果达成预警值时，必须立即向项目经理、总工程师进行头报告，并在24小时内提交书面报告。