基坑工程监测施工技术.docx

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1、6-2-11基坑工程监测6-2-11-1支护结构监测支护结构的设计，虽然根据地质勘探资料和使用要求进行J较详细的计算，但由于土层的复杂性和离散性，勘探提供的数据常难以代表土层的总体情况，土层取样时的扰动和试验误差亦会产生偏差：荷载和设计计算中的假定和简化会造成误差：挖土和支撑装拆等施工条件的改变，突发和偶然情况等随机困雄等亦会造成误差。为此，支护结构设计计算的内力值与结构的实际工作状况往往难以准确的一致.所以，在基坑开挖与支护结构使用期间，对较重要的支护结构需要进行监测.通过对支护结构和周围环境的监测，能随时掌握土层和支护结构内力的变化情况，以及邻近建筑物、地下管线和道路的变形情况，将观测值与

2、设计计算值进行对比和分析，随时采取必要的技术措施，以保证在不造成危杏的条件下安全地进行施工。支护结构和周用环境的监测的重要性，正被越来越多的建设和施工单位所认识，它作为基坑开挖和支护结构工作期间的一项技术，已被列入支护结构设计。1 .支护结构监泅项目与监测方法基坑和支护结构的监测项目，根据支护结构的IR要程度、周围环境的复杂性和施工的要求而定。要求严格则监测项目增多，否则可减之，表6/35所列之监测项目为重要的支护结构所需监测的项目，对其他支护结构可参照之增减。支护结构监测项目与监测方法表6/35赛冽对软监测项目监测方法备注支护结构围护墙恻压力、弯曲应力、变形土压力计、孔隙水压力计、测斜仪、应

3、变计、钢筋计、水准仪等验证计算的荷载、内力、变形时福监测的财支抓（锚杆）轴力、弯曲应力应变计、钢筋计、传感器验证计算的内力覆梁ff1.t3)轴力、弯曲应力应变计、钢筋计、传感器验证计算的内力立柱沉降、抬起水准仪观测城底隆起的项目之一2 .支护结构监渊常用仪卷及其应用支护结构的监测,主要分为应力监测与变形监测，应力监测主要用机械系统和电气系统的仪器：变形监测主要用机械系统、电气系统和光学系统的仪黯。（I）变形监测仪器变形监测仪器除常用的经纬仪、水准仪外，主要是测斜仪。测斜仪是种测量仪器轴线与沿垂线之间夹角的变化量，进行测量围护墙或土乂各点水平位移的仪器（图696）使用时，沿挡墙或土层深度方向埋设

4、测斜管（导管），让测斜仪在测斜管内一定位置上滑动，就能测得该位置处的帧角，沿深度各个位置上滑动,就能测得围护堵或土层各标高位身处的水平位移。口长塔部件：2-壳体：3-杼向轮：4-引出电统测斜仪最常用者为何服加速度式和电阻应变片式。伺服加速度式测斜仪精度较高，但造价亦高：电阻应变片式测斜仪造价较低，精度亦能满足工程的实际需要。BC型电阻应变片式测斜仪的性能如表6-136所示。BC型电阻应变片式测斜仪的性能表6I36规格BC-5BC-IO尺寸参数连杆直径（mm）3636标距（mm500500总长650650fit程510输出灵敏度（1.uv）I(XX)=1000率定常数（1.t比9”线性i吴差（F

5、S）w%w%绝缘电阻（mx)N100测斜管可用工程塑料、聚乙烯塑料或铝质圆管。内壁有两个财互成90的导槽，如图6-197所示。图6797测斜管断面I-导向楷：2-管壁测斜管的埋设视测试目的而定。测试土层位移时，是在土层中预钻小139的孔，再利用钻机向粘孔内逐节加长测斜管，直至所需深度，然后，在测斜管与钻孔之间的空隙中回填水泥和膨润土拌合的灰浆：测试支护结构挡墙的位移时，则需与围护墙紧贴固定。（2）应力监测仪器I）上压力观测仪器在支护结构使用阶段，有时需观测随着挖土过程的进行，作用于用护墙上土压力的变化情况，以便r解其与土压力设计值的区别，保证支护结构的安全.测量土压力主要采用埋设土压力计（亦称

6、土压力盒）的方法。土压力计有液用式、气压平衡式、电气式（有差动电阻式、电阻应变式、电感式等）和钢弦式，其中应用较多的为钢弦式上压力计。钢弦式土压力计有单膜式、双膜式之分。服膜式者受接触介质的影响较大，由丁使用前的标定要与实际十博介质完全一致往往难以做到，故测量误差较大。所以H前使用较多的仍是双膜式的钢弦式上压力计。钢弦式双膜土压力计的工作原理是：当表面刚性板受到土压力作用后，通过传力轴将作用力传至弹性薄板，使之产生挠曲变形，同时也使嵌固在弹性薄板上的两根钢弦柱偏转、使钢弦应力发牛.变化，钢弦的自振频率也相应变化，利用钢弦频率仪中的激励装置使钢弦起振并接收其振荡频率,使用预先标定的压力-频率曲线

7、，即可换算出土压力值。钢弦式双膜上压力计的构造如图6-218所示。54t*图6798钢弦式双膜土压力计的构造I刚性板:2.弹性薄板:3佐力粮；4弦夹;5纲弦钢弦式上压力计的规格如表6-137所示。它同时配有SS-2型袖珍数字式频率接收仪。钢弦式土压力计的技术性能表6-137里号JXY-21.XY-2(单膜式)JXY41.XY-4双媵式规格（NfmnF）().1.0,20.3r0.4.0.5.0.6.0.8.1.Or1.5.2.0.253.0.4.0.5.0.6.00.1,0.2.0.3.0.4,0.5,0.6,0.8.1.0.1.5.2.0,2.53.0.4.0.5.0.6.08.0主要技术指

8、标零点漂移3-5Hz3个月35Hz3个月重更性0.5%FS0.5%FS得合误差2.5%FS25FS温度-频率将性3-4HM(TC3-4Hz10-C使用环境温度-5oc-I0-+50C外形尺寸。114mm28mm3114mm35mm2）孔隙水压力计测星孔隙水质力用的孔隙水压力计，其形式、工作原理皆与土压力计相同,使用较多的亦为钢弦式孔隙水压力计其技术性能如表6-138所示.钢弦式孔隙水压力计的技术性能表6/38型号JXS-IJXS-2量程0.1-*1.ONZmm2领带450Hz长期观测零点最大漂移1%FS滞后性0.5%FS满负荷徐变-0,5%FS使用环境温度460C温度-频率特性O.I5Hzy-

9、C封闭性能在使用量程内不泄漏外形尺寸060mm140nm060nnn260mm孔隙水压力计宜用钻孔埋设，待钻孔至要求深度后，先在孔底填入部分干净的砂，将测头放入，再了测头周盘填砂，最后用粘上将上部钻孔封闭。3）支撵内力测试支撑内力测试方法，常用的有下列几种：压力传感器压力传感器有油压式、钢弦式、电阻应变片式等多种。多用于型钢或钢管支掾。使用时把压力传感器作为个部件直接固定在钢支撑上即可.电阻应变片亦多用于测量钢支撑的内力。选用能耐一定高温、性能良好的箔式应变片，将其贴十钢支掾表面，然后进行防水、防潮处理并做好保护装置，支撑受力后产生应变，由电阻应变仪测得其应变值进而可求得支撑的内力。应变片的温

10、度补偿宜用堆点补偿法。电阻应变仪宜用抗干扰、稳定性好的应变仪,如YJ-18型、YJD-17型等电阻应变仪。千分表位移量测装置测量装置如图&199所示。量测原理是：当支掾受力后产生变形，根据千分表测得的定标距内支撑的变形显：，和支捺材料的弹性模盘等参数，即可算出支掉的内力。图6-199千分表量测装置I-钢支拄：2-千分表：3-标杆：4、5-支座：6-猿周螺娃应力、应变传感器该法用于量测钢筋混凝土支撑系统中的内力。对般以承受轴力为主的杆件，可在杆件混凝土中埋入混凝土计，以拉测杆件的内力.对兼有轴力和弯矩的支撑杆件和国稼等，则需要同时埋入混凝土计和钢筋计，才能获得所需要的内力数据。为便于长期量测，多

11、用钢弦式传感器，其技术性能如表6-139、表6-140所示。应力、应变传感涔的埋设方法，钢筋计应直接与钢筋固定，可焊接或用接驳器连接。混凝土计则直接埋设在要测试的截面内.JXG-I型钢筋计的技术性能表6-139规格1214161820222528303236坳大外径(min)3232323234353842444755总长(min)783783783785785785785795795795795被大拉力(kN22304050)80IW12014()1602(M)最大压力(kN)I1.152025304050607080I(X)J大拉应力MPa)200最大压应力(MPa)100分疥率(%FS)

12、0.2军海(Hz3个月3-5温度漂移(Hz；ior)4使用环境温度(C)-IO-+50JXH2型混凝土应变计的技术性能表6I4O规格(MPa)IO203040等效弹性模埴(MPa)53.OIO44.510,6.010,总应变(匕)8007000分娜率(%FS)0.2零漂(Hz,3个月)3-5总长(m11)150鼓大外径(mm)35.68承压面积mm2100O温度漂移3-4使用环境温度CC)10506-2-11-2同圉环境监满受基坑挖土等施工的影响，基坑周围的地乂公发生不同程度的变形,如工程位于中心地区，基坑周围雨布有建筑物、各种地卜管线以及公共道路等市政设施,尤其是工程处在软期发杂的地层时，因

13、基坑挖土和地下结构施工而引起的地层变形，会对周围环境(建筑物、地下管线等)产生不利影响。因此在进行基坑支护结构监测的同时,还必须对周围的环境进行监测，监测的内容主要有:坑外地形的变形：临近建筑物的沉降和倾斜:地下管线的沉降和位移等.建筑物和地下管线等监测涉及到工程外部关系，应由具有测量资质的第三方承担，以使监测数据可靠而公正。测量的技术依据应遵循中华人民共和国现行的成市测量规范(GJJ8-85)、建筑变形测量规程(JGJ/T8-97),工程测量规范AGB50026-93）等。1 .坑外地层变形战坑工程对周囹环境的影响范围大约有12倍的基坑开挖深度，因此监测测点就考虑在这个范困内进行布置。对地层

14、变形监测的项目有：地表沉降、土瓜分以沉降和十.体测斜以及地下水位变化等。（1）地表沉降地表沉降监测虽然不是直接对建筑物和地下管线进行测量，但它的测试方法简便，可以根据理论预估的沉降分布规律和经验，较全面地进行测点布S.以全面地了解基坑周围地层的变形情况。有利于建筑物和地卜.管线等进行监测分析。监测测点的埋设要求是，测点需穿过路面硬层，伸入原状上30Omm左右，测点顶部做好保护，避免外力产生人为沉降。图6-200为地衣沉降测点埋设示意图。量测仪器采用精密水准仪，以二等水准作为沉降观测的首级控制，高程系可联测成市或地区的高程系，也可以用假设的高程系。基准点应设在通视好，不受施工及其他外界因素影响的地方。基坑开挖前设点，并记录初读数“各测点观测应为闭合或附合路线，水准每站观测高差中误差Mo为图6-200地表沉降测点埋设示意】法板:220钢筋（打入原状土）地表沉降测点可以分为纵向和横向。纵向测点是在基坑附近