6.7.1基坑監(jiān)測(cè)的目的：

1．檢驗(yàn)設(shè)計(jì)所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，指導(dǎo)基坑開(kāi)挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，確保施工安全。目前基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚處于半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)，土壓力計(jì)算大多采用經(jīng)典的側(cè)向土壓力公式，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值相比較有一定的差異，也還沒(méi)有成熟的方法計(jì)算基坑周圍土體的變形。因此，在施工過(guò)程中需要知道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的受力和變形情況?；邮┕た偸菑狞c(diǎn)到面，從上到下分工況局部實(shí)施，可以根據(jù)由局部和前一工況的開(kāi)挖產(chǎn)生的應(yīng)力和變形實(shí)測(cè)值與預(yù)估值的分析，驗(yàn)證原設(shè)計(jì)和施工方案正確性，同時(shí)可對(duì)基坑開(kāi)挖到下一個(gè)施工工況時(shí)的受力和變形的數(shù)值和趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)受力和變形實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)采用的值進(jìn)行比較，必要時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案和施工工藝進(jìn)行修正。

2．確?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全。

在深基坑開(kāi)挖與支護(hù)施筑過(guò)程中，必須在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的穩(wěn)定性，避免破壞和極限狀態(tài)發(fā)生的同時(shí)，不產(chǎn)生由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的過(guò)大變形而引起鄰近建筑物的傾斜或開(kāi)裂，鄰近管線的滲漏等。從理論上說(shuō)，如果基坑圍護(hù)工程的設(shè)計(jì)是合理可靠的，那么表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)的一切物理量都隨時(shí)間而漸趨穩(wěn)定，反之，如果測(cè)得表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形式特點(diǎn)的某幾種或某一種物理量，其變化隨時(shí)間而不是漸趨穩(wěn)定，則可以斷言土體和支護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定，支護(hù)必須加強(qiáng)或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。在工程實(shí)際中，基坑在破壞前，往往會(huì)在基坑側(cè)向的不同部位上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大，在20世紀(jì)90年代初期，基坑失穩(wěn)引起的工程事故比較常見(jiàn)，隨著工程經(jīng)驗(yàn)積累，這種事故越來(lái)越少。但由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)的目的也就出于保護(hù)鄰近建筑物和管線破壞則仍然時(shí)有發(fā)生，而事實(shí)上大部分基坑圍護(hù)的目的也就是出于保護(hù)鄰近建筑物和管線。因此，基坑開(kāi)挖過(guò)程中進(jìn)行周密的監(jiān)測(cè)，在建筑物和管線的變形在正常的范圍內(nèi)時(shí)可保證基坑的順利施工，在建筑物和管線的變形接近警戒值時(shí)，有利于采取對(duì)建筑物和管線本體進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)應(yīng)急措施，在很大程序上避免或減輕破壞的后果。

3、積累工程經(jīng)驗(yàn)，為提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的整體水平提供依據(jù)。

支護(hù)結(jié)構(gòu)上所承受的土壓力及其分布，受地質(zhì)條件、支護(hù)方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、基坑平面幾何形狀、開(kāi)挖深度、施工工藝等的影響，并直接與側(cè)向拉移有關(guān)，而基坑的側(cè)向位移又與挖土空間順序、施工進(jìn)度等時(shí)間和空間因素等有復(fù)雜的關(guān)系，現(xiàn)行設(shè)計(jì)分析理論尚未完全成熟?；訃o(hù)的設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)該在充分借鑒現(xiàn)有成功經(jīng)驗(yàn)和吸取失敗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的特點(diǎn)，力求在技術(shù)方案中有所創(chuàng)新、更趨完善。對(duì)于某一基坑工程，在方案設(shè)計(jì)階段需要參考同類工程的圖紙和監(jiān)測(cè)成果，在竣工完成后則為以后的基坑工程設(shè)計(jì)增添了一個(gè)工程實(shí)例。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)不僅確保了本基坑工程的安全，在某種意義上也是一次1：1的實(shí)體試驗(yàn)，所取得的確切數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)和土層在工程施工過(guò)程中真實(shí)反應(yīng)，是種種復(fù)雜因素影響和作用下基坑系統(tǒng)的綜合體現(xiàn)，因而也為該領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展積累了第一手資料。

6.7.2、基坑監(jiān)測(cè)的基本要求

1、監(jiān)測(cè)工作必須是計(jì)劃的，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出的監(jiān)測(cè)要求和業(yè)主下達(dá)的監(jiān)測(cè)任務(wù)書預(yù)先制訂詳細(xì)的基坑監(jiān)測(cè)方案，計(jì)劃性是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整性的保證，但計(jì)劃性也是必須與靈活性相結(jié)合，因?yàn)榛庸こ淘谑┕み^(guò)程中會(huì)發(fā)生意想不到的情況，就應(yīng)該根據(jù)變化了的情況來(lái)修正原先的監(jiān)測(cè)方案，但基本原則是不能變的。

2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是可靠真實(shí)的，數(shù)據(jù)的可靠性由測(cè)試元件安裝或埋設(shè)的可靠性、監(jiān)測(cè)儀器的精度、可靠性以及監(jiān)測(cè)人員的素質(zhì)來(lái)保證。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)性要求所有數(shù)據(jù)必須以原始記錄為依據(jù)，原始記錄任何人不得更改、刪除。

3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是及時(shí)的，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)計(jì)算處理，計(jì)算有問(wèn)題可及時(shí)復(fù)測(cè)，盡量做到當(dāng)天報(bào)表當(dāng)天出。因?yàn)榛娱_(kāi)挖是一個(gè)動(dòng)態(tài)的施工過(guò)程，只有保證及時(shí)監(jiān)測(cè)，才能有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)采取措施，確保安全施工。

4、埋設(shè)于結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測(cè)元件應(yīng)盡量減少對(duì)結(jié)構(gòu)的正常受力影響，埋設(shè)水土壓力監(jiān)測(cè)元件、測(cè)斜管和分層沉降管時(shí)的回填土應(yīng)注意與巖土介質(zhì)的匹配；

5、采用多種方法、實(shí)行多項(xiàng)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)方案，基坑工程在開(kāi)挖和支撐施工過(guò)程中的力學(xué)效應(yīng)是從各個(gè)側(cè)面同時(shí)展現(xiàn)出來(lái)的，在諸如圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力、地層移動(dòng)和地表沉降等物理量之間存在著內(nèi)在的緊密聯(lián)系，通過(guò)對(duì)多方面的連續(xù)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行綜合分析之后，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容的結(jié)果可以互相印證、互相檢驗(yàn)、從而對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果有全面正確的把握。

6、對(duì)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)按照工程具體情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值和報(bào)警制度，預(yù)警值應(yīng)包括變形或內(nèi)力量值及其變化速率。

7、基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)整理完整的監(jiān)理記錄表、數(shù)據(jù)報(bào)表、形象的圖表和曲線，監(jiān)測(cè)結(jié)束后整理出監(jiān)測(cè)報(bào)告。

6.7.2?? 監(jiān)測(cè)儀器和方法

基坑工程施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容分為兩大部分，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身和相鄰環(huán)境。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中包括圍護(hù)樁墻、支撐、圍檀和圈梁、立注、坑內(nèi)土層等五部分。相鄰環(huán)境中包括相鄰?fù)翆?、地下管線、相鄰房屋等三部分，具體見(jiàn)表6.7.2

基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容???????????????? 表6.7.2

?

1、肉眼觀察

肉眼觀察是不借助于任何量測(cè)儀器，而用肉眼憑經(jīng)驗(yàn)觀察獲得對(duì)判斷基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性有用的信息，這是一項(xiàng)十分重要的工作，在進(jìn)行其他需使用儀器的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目前，由有一定工程經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行。主要觀察圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的施工質(zhì)量、圍護(hù)體系是否有滲漏水及其滲漏水的位置和多少、施工條件的改變情況、坑邊堆載的變化、管道滲漏和施工用水的不適當(dāng)排放、以及降雨等氣候條件的變化等對(duì)基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關(guān)系密切的信息。同時(shí)需密切注意基坑周圍的地面裂縫、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的工作失常情況、鄰近建筑物和構(gòu)筑物的裂縫、流土或局部管涌現(xiàn)象等工程隱患的早期發(fā)現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)隱患苗頭及時(shí)處理，盡量減少工程事故的發(fā)生。這項(xiàng)工作應(yīng)與施工單位的工程技術(shù)人員配合進(jìn)行，并及時(shí)交流信息和資料，同時(shí)，記錄施工進(jìn)度與施工工況。這些內(nèi)容都要詳細(xì)地記錄在監(jiān)測(cè)日記中，重要的信息則需寫在監(jiān)測(cè)報(bào)表的備注欄內(nèi)，發(fā)現(xiàn)重要的工程隱患則要專門寫出監(jiān)測(cè)備忘錄。

2、圍護(hù)墻頂水平位移和沉降監(jiān)測(cè)

圍護(hù)墻頂沉降監(jiān)測(cè)方法主要采用精密水準(zhǔn)測(cè)量，在一個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)，應(yīng)設(shè)3個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)置在距基坑開(kāi)挖深度5倍的距離以外的穩(wěn)定地點(diǎn)。

在基坑水平位移監(jiān)測(cè)中，在有條件的場(chǎng)地，用軸線法也即視準(zhǔn)線法比較簡(jiǎn)便。采用視準(zhǔn)線法測(cè)量時(shí)，需沿欲測(cè)量的基坑邊線設(shè)置一條視準(zhǔn)線，在該線的兩端設(shè)置工作基點(diǎn)A、B。在基線上沿基坑邊線按照需要設(shè)置若干測(cè)點(diǎn)，基坑有支撐時(shí)，測(cè)點(diǎn)宜設(shè)置在兩根支撐的跨中。也可用小角度法用經(jīng)緯儀測(cè)出各測(cè)點(diǎn)的側(cè)向水平位移。各測(cè)點(diǎn)最好設(shè)置在基坑圈梁、壓頂?shù)容^易固定的地方，這樣設(shè)置方便，不宜損壞，而且真實(shí)反映基坑側(cè)向變形。測(cè)量基點(diǎn)A、B需設(shè)置在基坑一定距離的穩(wěn)定地段，對(duì)于有支撐的地下連續(xù)墻或大孔徑灌注樁這類圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑角點(diǎn)的水平位移通常較小，這時(shí)可將基坑角點(diǎn)設(shè)為臨時(shí)基點(diǎn)C、D，在每個(gè)工況內(nèi)可以用臨時(shí)基點(diǎn)監(jiān)測(cè)，變換工程時(shí)用基點(diǎn)A、B測(cè)量基點(diǎn)C、D的側(cè)向水平位移，再用此結(jié)果對(duì)各測(cè)點(diǎn)的側(cè)向水平位移值作校正。

由于深基坑工程場(chǎng)地一般比較小，施工障礙物多，而且基坑邊線也并非都是直線，因此，視準(zhǔn)線的建立比較困難，在這種情況下可用前方交會(huì)法。前方交會(huì)法是在距基坑一定距離的穩(wěn)定地段設(shè)置一條交會(huì)基線，或者設(shè)兩個(gè)或多個(gè)工作基點(diǎn)，以此為基準(zhǔn)，用交會(huì)法測(cè)出各測(cè)點(diǎn)的位移量。

3、深層水平位移測(cè)量

1）深層水平位移就是測(cè)量圍護(hù)樁墻和土體在不同深度上的點(diǎn)的水平位移，通常采用測(cè)斜儀測(cè)量，將圍護(hù)樁墻在不同深度上的點(diǎn)的水平位移按一定比例繪制出水平位移隨深度變化的曲線，即圍護(hù)樁墻深層撓曲線。測(cè)斜儀由測(cè)斜管、測(cè)斜探頭、數(shù)字式測(cè)讀儀三部分組成，測(cè)斜管在基坑開(kāi)挖前埋設(shè)于圍護(hù)樁墻和土體內(nèi)，測(cè)斜管內(nèi)有四條十字型對(duì)稱分布的凹型導(dǎo)槽，作為測(cè)斜儀滑輪上下滑行軌道，測(cè)量時(shí)，使測(cè)斜探頭的導(dǎo)向滾輪卡在測(cè)斜管內(nèi)壁的導(dǎo)槽中，沿槽滾動(dòng)將測(cè)斜探頭放入測(cè)斜管，并由引出的導(dǎo)線將測(cè)斜管的傾斜角或其正弦值顯示在測(cè)讀儀上。

??? 實(shí)際測(cè)量時(shí)，將測(cè)斜儀探頭沿管內(nèi)導(dǎo)糟插入測(cè)斜管內(nèi)，緩慢下滑，按取定的間距L逐段測(cè)定各量測(cè)段處的測(cè)斜管與鉛直線的傾角，就能得到整個(gè)樁墻軸線的水平撓曲或土體不同深度的水平位移。

2）測(cè)斜儀的種類

測(cè)斜儀按探頭的傳感元件不同，可分為滑動(dòng)電阻式、電阻片式、鋼弦式及伺服和加速度式四種。

3）測(cè)斜儀的埋設(shè)

?? 測(cè)斜管有綁扎埋設(shè)和鉆孔埋設(shè)兩種方式：

a、綁扎埋設(shè)?主要用于樁墻體探層撓曲測(cè)試，埋設(shè)時(shí)將測(cè)斜管在現(xiàn)場(chǎng)組裝后綁扎固定在樁墻鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起下到孔槽內(nèi)，并將其澆筑在混凝土中，澆筑之前應(yīng)封好管底蓋并在測(cè)斜管內(nèi)注滿清水，防止測(cè)斜管在澆筑混凝土?xí)r浮起，并防止水泥漿滲入管內(nèi)。

b、鉆孔埋設(shè)?首先在土層中預(yù)鉆孔，孔徑略大于所選用測(cè)斜管的外徑，然后將測(cè)斜管封好底蓋逐節(jié)組裝逐節(jié)放入鉆孔內(nèi)，并同時(shí)在測(cè)斜管內(nèi)注滿清水，直到放至預(yù)定的標(biāo)高為主。隨后在測(cè)斜管與鉆孔之間空隙內(nèi)回填細(xì)砂，或水泥和粘土拌合的材料固定測(cè)斜管，配合比取決于土層的物理力學(xué)性質(zhì)。

4、土體分層沉降測(cè)試

土體分層沉降是指離地面不同深度處土層內(nèi)的點(diǎn)的沉降或隆起，通常用磁性分層沉降儀量測(cè)。

分層沉降管和鋼環(huán)的埋設(shè)

用鉆機(jī)在預(yù)定位置鉆孔，取出的土分層分別堆放，鉆到孔底標(biāo)高略低于欲測(cè)量土層的標(biāo)高。提起套管300~400mm，然后將引導(dǎo)管放入，引導(dǎo)管可逐節(jié)連接直至略深于預(yù)定的最底部的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的深度位置，然后，在引導(dǎo)管與孔壁部用膨脹粘土球填充并搗實(shí)到最低的沉降環(huán)位置，再用一只鉛質(zhì)開(kāi)口送筒裝上沉降環(huán)，套在引導(dǎo)管上，沿引導(dǎo)管送至預(yù)埋位置，再用ф50mm的硬質(zhì)塑料管把沉降環(huán)推出壓入土中，彈開(kāi)沉降鋼環(huán)卡子，使沉降環(huán)的彈性卡子牢固地嵌入土中，提起套管至待埋沉降環(huán)以上300-400mm，待鉆孔內(nèi)口填該層土做的土球至要埋的一個(gè)沉降環(huán)標(biāo)高處，再用如上步驟推入上一標(biāo)高的沉降環(huán)，直至埋完全部沉降環(huán)。固定孔口，做好孔口的保護(hù)裝置，并測(cè)量孔口標(biāo)高和各磁性沉降鋼環(huán)的初始標(biāo)高。

5、基坑回彈監(jiān)測(cè)

基坑回彈是基坑開(kāi)挖對(duì)坑底的土層的卸荷過(guò)程引起基坑底面及坑外一定范圍內(nèi)土體的回彈變形或隆起。深大基坑的回彈量對(duì)基坑本身和鄰近建筑物都有較大影響，因此需作基坑回彈監(jiān)測(cè)。基坑回彈監(jiān)測(cè)可采用回彈監(jiān)測(cè)標(biāo)和深層沉降標(biāo)兩種，當(dāng)分層沉降環(huán)埋設(shè)于基坑開(kāi)挖面以下時(shí)所監(jiān)測(cè)到的土層隆起也就是土層回彈量。

回彈監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)基坑形狀及工程地質(zhì)條件布設(shè)，布點(diǎn)原則是以最少的測(cè)點(diǎn)測(cè)出所需的各縱橫斷面的回彈量。

6、土壓力與孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

土壓力是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的土體傳遞給擋土構(gòu)筑物的壓力，也稱支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的接觸壓力，或由自重及基坑開(kāi)挖后土體中應(yīng)力重分布引起的土體內(nèi)部的應(yīng)力。通常采用在量測(cè)位置上埋設(shè)壓力傳感器（壓力盒）來(lái)進(jìn)行。常用的土壓力盒有鋼弦式和電阻式等。

1）土壓力傳感器的埋設(shè)

對(duì)于作用在擋土構(gòu)筑物表面的土壓力盒應(yīng)鑲嵌在擋土構(gòu)筑物內(nèi)，使其應(yīng)力膜與構(gòu)筑物表面平齊，土壓力盒后面應(yīng)具有良好的剛性支撐，在土壓力作用下盡量不產(chǎn)生位移，以保證測(cè)量的可靠性。

對(duì)于鋼板樁或鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件擋土結(jié)構(gòu)，施工時(shí)多用打入或振動(dòng)壓入方式。土壓力盒及導(dǎo)線只能在施工前安裝在構(gòu)件上，土壓力盒用固定支架安裝在預(yù)制構(gòu)件上，固定支架、擋泥板及導(dǎo)線保護(hù)管使土壓力盒和導(dǎo)線在施工過(guò)程中免受損壞。

對(duì)于地下連續(xù)墻等現(xiàn)澆混凝土擋土結(jié)構(gòu)，土壓力傳感器安裝時(shí)需緊貼在圍護(hù)結(jié)構(gòu)迎土面上，但由于土壓力傳感器如隨鋼筋籠下入槽孔后，其面向土層的表面鋼膜很容易在水下澆筑過(guò)程中被混凝土材料所包裹，混凝土凝固結(jié)硬后，水土壓力根本無(wú)法被壓力傳感器所感應(yīng)和接收，造成埋設(shè)失敗。這種情況下土壓力盒的埋設(shè)可采用掛布法、活塞壓入法和彈入法。

a、掛布法 取約為1/2-1/3的槽段寬度的布簾，在布簾上縫制好用以放置土壓力盒的口袋，把壓力盒放入后封口固定；將布簾平鋪在土壓力量測(cè)位置鋼筋籠迎土面一側(cè)的外表面，通過(guò)縱橫分布的繩索將布簾固定于鋼筋籠上，將土壓力盒導(dǎo)線固定在鋼筋籠的鋼筋上，并引至鋼筋籠頂站；布簾隨鋼筋籠一起吊入槽孔，放入導(dǎo)管澆筑水下混凝土。由于混凝土在布簾的內(nèi)側(cè)，利用流態(tài)混凝土的側(cè)向擠壓力將布簾連同土壓力傳感器一起壓向土層，隨水下混凝土液面上升所造成的側(cè)壓力增大迫使傳感器與土層垂直表面密貼。

b、彈入法 主要由彈簧、，鋼架和限位插銷三部分所組成。首先將裝有壓力盒的機(jī)械裝置焊接在鋼筋籠上，利用限位插銷將彈簧壓縮貯存向外彈力能量，待鋼筋籠吊入槽孔之后，在地面通過(guò)牽引鐵絲將限位插銷拔除，由彈簧彈力將壓力盒推向土層側(cè)壁，根據(jù)壓力盒讀數(shù)的變化可判定壓力盒安裝情況。從實(shí)際情況看，壓力盒具有較高的成活率，基本上未出現(xiàn)鋼膜被砂漿包裹的情況。彈入法的關(guān)鍵在于必須保證彈入裝置具備足夠的行程，保證壓力盒抵達(dá)槽壁土層，同時(shí)需與擋墻施工單位密切配合，在限位插銷拔除諸方面做到萬(wàn)無(wú)一失。