1、基坑监测技术基坑监测技术2010年年4月月一一. 客观现状客观现状1.基坑越来越大、越来越深。基坑越来越大、越来越深。2.许多新的情况，支护形式有不少新的发展。许多新的情况，支护形式有不少新的发展。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基坑出现事十多年来，每年都会有一定数量的基坑出现事故，有些甚至是很严重的。故，有些甚至是很严重的。二、设计理论不过关二、设计理论不过关1、土力学和设计理论的不成熟土力学和设计理论的不成熟 设计采用的土压力值与设计不符，是一种近似；设计采用的土压力值与设计不符，是一种近似； 土工参数很难取准；土工参数
2、很难取准； 空间问题简化为平面问题进行设计计算空间问题简化为平面问题进行设计计算二、设计理论不过关二、设计理论不过关1、土压力与位移大小有关土压力与位移大小有关PPPaP0墙挤向土体位移0墙离开土体位移土压力，P墙位移与土压力的关系二、设计理论不过关二、设计理论不过关2、基坑的位移与施工方法、施工工艺关系密切、基坑的位移与施工方法、施工工艺关系密切时空效应时空效应 关键的问题：土体不是弹性体。软土有明显的流关键的问题：土体不是弹性体。软土有明显的流变（蠕变）的性质变（蠕变）的性质时间效应时间效应 这些也还是无法通过计算来解决的问题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三、越来越高的
3、环境保护要求三、越来越高的环境保护要求 市政管线管理部门要求：累计位移不大于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；每天位移增量不大于2。 地铁管理部门要求：地铁管理部门要求： 周边的许保护建筑和民居：通常要求通过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正规的房屋鉴定，依据房屋现状确定位移控制限值。控制限值。检测技术人员必须掌握的基本理论检测技术人员必须掌握的基本理论 必须要掌基坑设计理论和位移分布的基本状态 要掌握构件内部的应力应变分布的规律和构件设计理论 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 可能发生的破坏和失稳的
4、临界状态 对自己提供的各项数据中的误差要有基本判断。误误差差 测量技术中最重要的一部分内容 它是衡量一门技术或一门学科是否成熟的重要标志 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误差差 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误差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 以仪器精度所表征的仪器读数中的误差； 基准点，仪
5、器埋设、安装所造成的误差； 测试方法对检测误差的部分消除或增加； 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内容基坑工程施工监测的主要内容基坑侧壁安全等级监测项目 一级 二级 三级 支护结构水平位移 应测 应测 应测 周边环境变形 应测 应测 宜测 地下水位 应测 应测 宜测 锚杆拉力 应测 宜测 可测 桩、墙内力 宜测 可测 可测 周边结构沿深度方向水平位移观测 宜测 可测 可测 支护结构截面上侧向压力 可测 可测 可测 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监测网观测主要技术要
6、求 监测网 等级 平均 边长 测角中误差（） 测距中误差 （ mm） 最弱边边长相对中误差 适用范围 一级 200 1.0 1.0 1:200000 一级基坑监测 二级 300 1.5 3.0 1:00000 二级、三级基坑监测 三级 500 2.5 10.0 1:500000 三级基坑监测 水平位移和垂直位移测量水平位移和垂直位移测量 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（测斜仪）土体深层水平位移监测（测斜仪）监测目的监测目的1. 挡土墙板、排桩变形后的形状2. 不同深度土体位移，监测是否
7、有土体失稳的预兆及现象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 CX系列测斜仪的外壳（探管）倾斜以后，挂在壳内的一个重垂器仍然垂直指向地心，重垂器连动着一个微型 “滑动变阻器 ”（即电位器），随着倾斜角度的改变，电位器的动臂也按线性改变，仪器制造时，已经锁定了电位器的动臂改变量与倾角成正比，这样，在测量电缆的另一端，测得的电位器的电阻值，本质上反映的 “是倾角 ”，而不是其他。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注意测斜管扭转的影响注意测斜管扭转的影响注意位移
8、的方向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 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。 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。 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向压力监测支撑轴向压力监测 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
9、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 为了挖土、运土，必须将坑内土体疏干；为了挖土、运土，必须将坑内土体疏干； 为了使坑内降水不致产生坑外地面沉降。为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。要沿坑了坑外的地下水夹着泥沙涌入坑内。要沿坑边隔水。边隔水。 为了防止深层含压水层的压力拱破坑底，造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。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 监测的内容和目的
10、：监测的内容和目的：1. 坑内土体的疏干；坑内土体的疏干；2. 隔水帷幕的隔水效果；隔水帷幕的隔水效果；3. 深层承压水水压力的降低；深层承压水水压力的降低；4. 降水施工单位的施工质量。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 坑外水位的监测坑外水位的监测 坑内水位的监测坑内水位的监测 降水效果的监测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 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 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，直接判断可否监测降水后浅层水位的降低，直接判断可否挖土。挖土。监测深层承压水位的降低，直接判断有否冒监测深层承压水位的降低，直接判断有否冒底突涌的危险。底突涌的危险。
