基坑围护设计与基坑监测技术.ppt

基坑围护设计基坑监测技术为什么要强调基坑施工监测为什么要强调基坑施工监测1.基坑越来越大基坑越来越大、越来越深。、越来越深。2.许多新的情况，支护形式有不少新许多新的情况，支护形式有不少新的发展。的发展。3.基坑周围的环境保护要求越来越高。基坑周围的环境保护要求越来越高。4.十多年来，每年都会有一定数量的十多年来，每年都会有一定数量的基坑出现事故，有些甚至是很严重基坑出现事故，有些甚至是很严重的。的。为什么要强调基坑施工监测为什么要强调基坑施工监测2。土力学和设计理论的不成熟n n设计采用的土压力值与设计不符，是一种近似；n n土工参数很难取准；n n空间问题简化为平面问题进行设计计算土压力与位移大小有关土压力与位移大小有关一.概况3。基坑的位移控制要求与施工方法和施工工艺关系密切时空效应n n关键的问题：土体不是弹性体。软土有明显的流变（蠕变）的性质 时间效应时间效应n n这些也还是无法通过计算来解决的问题 空间效应空间效应一.概况4。越来越高的环境保护要求。越来越高的环境保护要求n n市政管线管理部门要求：累计位移不大于10；每天位移增量不大于2。n n地铁、市政管线管理部门要求：n n周边的许保护建筑和民居：通常要求通过正规的房屋鉴定，依据房屋现状确定位移控制限值。二类常见的基坑围护结构方案二类常见的基坑围护结构方案1、自立式挡土体系、自立式挡土体系1.1.放坡大开挖放坡大开挖2.2.土钉墙土钉墙3.3.水泥搅拌桩重力坝水泥搅拌桩重力坝2、弹性墙加支撑挡土体系、弹性墙加支撑挡土体系1.SMW1.SMW工法加支撑工法加支撑2.2.钻孔贯灌注桩排桩加支撑加水泥搅拌桩隔水帷幕钻孔贯灌注桩排桩加支撑加水泥搅拌桩隔水帷幕3.3.地下连续墙加支撑地下连续墙加支撑土钉墙排桩加支撑挡土、隔水帷幕排桩加支撑挡土、隔水帷幕排桩加土锚挡土、隔水帷幕排桩加土锚挡土、隔水帷幕型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）SMW工法工法型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）型钢水泥土挡墙加支撑（土锚）SMW工法工法一.概况5。必须要掌握设计计算理论和监测技术的基本概念 特长的基坑支撑的施工特长的基坑支撑的施工n n注意混凝土构件结硬时的收缩（4550米约收缩1）n n注意钢构件或混凝土构件的热胀冷缩（4550米在200C温差时约胀缩1）支撑体系的设计支撑体系的设计支撑体系应尽量形成一个封闭的、四周均衡受力的超静定体系基坑检测人员的知识要求必须要掌握设计计算理论和监测技术的基本概念n n构件内部的应力应变关系、应力应变分布的规律 n n要对监测仪器的工作原理、内部结构和埋设、安装工艺有基本了解 n n可能发生的破坏和失稳的临界状态 n n要对我们提供的各项数据中的误差要有基本判断。误差误差n n量测技术中最重要的一部分内容n n它是衡量一门技术或一门学科是否成熟的重要标志n n它既包含了一系列理论问题，也包含了大量实际操作问题误差误差n n检测和监测部门都要通过计量认证检测和监测部门都要通过计量认证n n计量认证时强调量值的溯源关系，也就是通过溯计量认证时强调量值的溯源关系，也就是通过溯源确保仪器读数的精度，也就是保证仪器读书中源确保仪器读数的精度，也就是保证仪器读书中包含的误差小于某一量值。包含的误差小于某一量值。n n但读数的精度绝对不能代表基坑监测中任一项测量项目的精度，读数误差不是产生误差的全部原因误差误差n n精度与误差精度与误差精度精度=最大误差最大误差/最大量值范围最大量值范围误差误差 要了解量测结果中所包含的真正的误差就必须：1、了解测量的全过程，了解其中每一步可能产生的误差、产生原因。2、了解每一过程各环节中产生误差的大小、随机分布规律，利用随机标量的统计规律可以减小一部分误差。但在大多数情况下，全过程中各类误差都是积累和叠加的。误差的产生误差的产生n n以仪器精度所表征的仪器读数中的误差；n n基准点，仪器埋设、安装所造成的误差；n n测试方法对检测误差的部分消除或增加；n n计算方法对误差的部分消除或增加。基坑工程施工监测的主要方法基坑工程施工监测的主要方法水平位移和垂直位移水平位移和垂直位移测量水平位移和垂直位移测量水平位移和垂直位移测量水平位移和垂直位移测量n n测量数据中所包含的最大误差：在65%的保证率的条件下：最大误差为一倍均差在95%的保证率的条件下：最大误差为二倍均差土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测监测目的监测目的1.1.挡土墙板、排桩变形后的形状2.2.不同深度土体位移，监测是否有土体失稳的预兆及现象3.3.在与坑边垂直的剖面上位移随与坑边距离变化的规律土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测土体深层水平位移监测n n注意侧斜管扭转的影响 n n注意位移的方向支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测n n混凝土构件内力的量测是一个较复杂的问题。一般要分裂缝开展前后两个阶段考虑。n n构件内力一般无法直接测读，能直接测读的尽是位移。从位移的变化得到应变，从应变算出应力。n n到目前为止，有一定可靠度的量测仅限于轴向受压构件轴向压力的监测。支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴力监测和混凝土构件内力监测支撑轴向压力监测支撑轴向压力监测n n钢筋应变计在混凝土浇筑以前就安装在钢筋笼中。混凝土浇筑以后在结硬的过程中要收缩，钢筋骨架要抵抗收缩。于是钢筋混凝土构件中就出现了收缩应力，混凝土中出现拉应力；钢筋中出现压应力。隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n为了挖土、运土，必须将坑内土体疏干；n n为了使坑内降水不致产生坑外地面沉降。为了坑外的地下水夹着泥沙涌入坑内。要沿坑边隔水。n n为了防止深层含压水层的压力拱破坑底，造成坑底冒底突涌，要降低深层承压水压力。地下水水位和地下水压力监测地下水水位和地下水压力监测隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n监测的内容和目的：1.1.坑内土体的疏干；2.2.隔水帷幕的隔水效果；3.3.深层承压水水压力的降低；4.4.降水施工单位的施工质量。隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n坑外水位的监测n坑内水位的监测n降水效果的监测隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n坑外地下水位的监测：坑外地下水位的监测：浅层水位：监测隔水帷幕是否漏水深层承压水层水位：监测降承压水头的效果 估算水头降低的影响隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n坑内水位的监测坑内水位的监测 监测降水后浅层水位的降低，直接判断可否挖土。监测深层承压水位的降低，直接判断有否冒底突涌的危险。隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n降水效果的检测降水效果的检测，是对降水单位监督。（1）坑内水位的监测（2）各井抽水量的监测（3）真空深井井管中真空度的监测隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测 完整井完整井 非完整井非完整井 承压完整井承压完整井 承压非完整井承压非完整井隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测隔水和降水效果的监测n n监测方法：水位观察井或孔隙水压力计；水量的电磁流量计；真空度计。n n测点的布置：水位观察井：坑外小井；坑 内大井；深层可用孔隙水压力计；n n注意：观察井的间距与土层渗透性的关系 水位井的封堵。基坑工程施工监测的主要方法基坑工程施工监测的主要方法n n周围环境监测（1）建筑物沉降监测 建筑物的倾斜（2）裂缝监测（3）构筑物、市政管线沉降监测 间接测点 直接测点其他检测内容其他检测内容土压力的监测土压力的监测n n测垂直向的土压力：测得数据一般偏小。n n测水平向的土压力：埋设困难。其他检测内容其他检测内容土锚锚杆拉力和土钉拉力土锚锚杆拉力和土钉拉力n n土锚锚杆拉力采用钢筋拉力计监测n n土钉拉力监测较难，一般不做。其他检测内容其他检测内容n n立柱内力监测立柱内力监测 立柱在基坑开挖后的上抬，以及由此产生的一些问题。n n土体分层沉降和坑底回弹监测土体分层沉降和坑底回弹监测 埋设困难和开挖期间保护困难。四.基坑工程施工监测的基本要求n n基坑的监测等级应与基坑设计等级相同。当出现矛盾时，无条件地以设计等级为准。n n位移控制标准在一般情况下由设计等级确定。在做了安全性评估分析报告的条件下，通过具体分析，可以放宽或收紧位移控制标准；也可以基坑各边采用不同的控制标准。四.基坑工程施工监测的基本要求1.1.基坑监测工作应由有资质的单位承接。2.2.基坑监测工作一般由业主方进行委托，不能由施工单位自行监测。3.3.当有争议时，经过协商，业主、设计和施工方都可以委托有资质的专业单位同时各自监测。四.基坑工程施工监测的基本要求（4）要做好监测方案，做好测点、传感器埋设和保护等的设计（5）监测数据必须是真实可靠 原始数据不能有任何变动和涂改原始数据不能有任何变动和涂改（6）监测数据必须及时提交（7）监测日记及施工周边环境信息收集巡视检查五.基坑施工监测方案n n监测项目的确定：除了基坑的水平位移和垂直位移必做，其他都依据其对安全后果的重要性来选择n n监测点的布置原则n n报警值、监测频率六监测报表和监测报告n n监测报告n n监测速报谢谢！谢谢！2008.4