【文章內(nèi)容簡介】 為基礎(chǔ)建立的。對于較復雜的大中型工程或周圍環(huán)境惡劣的工程，往往缺少成熟的經(jīng)驗和確切的定量分析方法。由于對工程地質(zhì)和周圍環(huán)境調(diào)查不實或疏漏而導致困擾施工的可能性也是難以避免的。現(xiàn)在，國內(nèi)外有經(jīng)驗的巖土工程師，都十分重視施工監(jiān)測工作，其目的在于工程開工后憑借監(jiān)測手段，對土體(或結(jié)構(gòu))的位移、應(yīng)力、土中孔隙水壓力和相鄰結(jié)構(gòu)物、管線的位移進行跟蹤監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，從而及時改進施工技術(shù)措施或調(diào)整設(shè)計，以取得良好的工程效果和保持周圍環(huán)境的效果，同時為今后改進設(shè)計、施工提供實測數(shù)據(jù)。通過合理準確的施工監(jiān)測信息，不僅可以進一步優(yōu)化設(shè)計方案，指導施工，而且可以實時監(jiān)測邊坡的穩(wěn)定狀況。當邊坡變形出現(xiàn)不穩(wěn)定時，可以及時采取補救措施，以防止因基坑失穩(wěn)而帶來損失?；庸こ瘫O(jiān)測的主要目的是：(1)根據(jù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生危險的先兆，判斷工程的安全性，防止工程事故和環(huán)境事故發(fā)生，采取必要的工程措施；(2)以工程監(jiān)測的結(jié)果指導現(xiàn)場施工，確定和優(yōu)化施工參數(shù)，進行信息化施工；(3)檢驗工程勘察資料的可靠性，驗證設(shè)計理論和設(shè)計參數(shù)的正確性。在巖土工程監(jiān)測時，除了應(yīng)具備工程地質(zhì)勘察資料外，還應(yīng)對周圍環(huán)境進行詳細的調(diào)查，主要包括：相鄰結(jié)構(gòu)的型式；地下管線(包括上、下水管道、煤氣管道、電纜等)的管徑、埋深、接頭構(gòu)造、管材；相鄰道路的路基、路面結(jié)構(gòu)情況及載重量等。基坑工程的監(jiān)測可參閱圖61。對具體工程而言，監(jiān)測工作的布置必須根據(jù)工程特點，施工方法，可能對環(huán)境帶來的危害綜合確定。當無地區(qū)經(jīng)驗時，可參考表61。根據(jù)設(shè)計，即可制訂監(jiān)測方案，進行監(jiān)測設(shè)計。其基本內(nèi)容有：工程概況，工程地質(zhì)條件和周圍環(huán)境情況，監(jiān)測目的和內(nèi)容，監(jiān)測點的布置，監(jiān)測的實施(包括儀器的選擇、率定、埋設(shè)、測試及報表內(nèi)容等)，報警數(shù)值及應(yīng)急措施等。監(jiān)測內(nèi)容大致有：地表的豎向位移和水平位移；地層中的豎向位移和水平位移；土中的應(yīng)力與孔隙水壓力；相鄰建筑物或地下管線的位移；作用在支擋結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力及支擋結(jié)構(gòu)本身的內(nèi)力、變形、支撐軸力。監(jiān)測范圍：當基坑的長度和寬度之比較大時，應(yīng)在基坑長度方向選擇不少于兩個斷面進行測量，在每個斷面上，其監(jiān)測范圍應(yīng)根據(jù)位移影響范圍的理論預測結(jié)果而定。如果難以以理論預測，監(jiān)測范圍可定為開挖深度的2～4倍。對于矩形基坑，應(yīng)在兩個方向上均布置監(jiān)測斷面。監(jiān)測范圍可根據(jù)工程性質(zhì)、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境具體確定。監(jiān)測點布置：在現(xiàn)場監(jiān)測中應(yīng)合理確定監(jiān)測范圍及監(jiān)測點的布置，埋設(shè)必要的儀器，獲得數(shù)據(jù)以了解地層和地下結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力場、位移場的實際變化規(guī)律，作為采取工程措施的依據(jù)。位移監(jiān)測點應(yīng)根據(jù)理論預測的分布規(guī)律來布置，變化越大的地方，測點應(yīng)布置的越密。離基坑或地下結(jié)構(gòu)越近，測點也應(yīng)越密。土層中的水平位移、土壓力、孔隙水壓力測點，應(yīng)在預測的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際工程需要來布置。應(yīng)力場、位移場變化劇烈的地方，測點間距宜小些，例如1m左右；而在應(yīng)力場、位移場變化較小的區(qū)域，測點可以稀疏一些，例如2～3m?；庸こ痰谋O(jiān)測應(yīng)與施工過程密切配合，根據(jù)施工速度，監(jiān)測結(jié)果的絕對數(shù)值及變化速率，調(diào)整監(jiān)測的時間間隔，必要時要進行跟蹤監(jiān)測。應(yīng)將監(jiān)測結(jié)果及相應(yīng)的施工活動、工況記錄及時提供給施工管理人員。當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過警戒指標時，應(yīng)不失時機地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。對重要而復雜的工程，應(yīng)選擇適當范圍進行信息化施工。在施工監(jiān)測中，運用反分析方法，優(yōu)化后續(xù)施工。現(xiàn)場監(jiān)測是基坑工程的重要組成部分，基坑工程必須進行現(xiàn)場監(jiān)測?；庸こ痰挠嘘P(guān)技術(shù)人員應(yīng)準確了解和推斷基坑開挖所引起各種影響的當前程度、變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，并及時在設(shè)計和施工上采取相應(yīng)的防治措施。監(jiān)測人員應(yīng)嚴格實施現(xiàn)場監(jiān)測方案，及時處理監(jiān)測結(jié)果，并將監(jiān)測結(jié)果及時向監(jiān)理、設(shè)計和施工人員作信息反饋。監(jiān)理、設(shè)計和施工人員應(yīng)在現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的指導下及時采取相應(yīng)措施。第二節(jié) 變形監(jiān)測變形監(jiān)測就是對設(shè)置在基坑影響范圍內(nèi)的觀測點進行重復觀測，以確定被觀測點的變化情況。為監(jiān)測深基坑程施n貢量與邊坡的穩(wěn)定性．為驗證有關(guān)基坑L：程設(shè)計理論與設(shè)計參數(shù)的準確性提供技術(shù)數(shù)據(jù)。由于變形雌測方法簡單，測試精度較高。在實際工程中應(yīng)用最廣泛。對監(jiān)測的成果，應(yīng)及時進行計算平差及精度評定，重要的監(jiān)測成果，還應(yīng)進行變形分析，并根據(jù)變形趨勢作出預報觀測。監(jiān)測成果一般應(yīng)在工作結(jié)束后提交，也可根據(jù)需要提交階段性成果資料。在施工監(jiān)測中，如果發(fā)現(xiàn)變形異常，應(yīng)及時提交變形警報資料。變形觀測全部成果資料應(yīng)包括如下內(nèi)容：(1)技術(shù)設(shè)計書；(2)控制網(wǎng)和觀測點平面布置圖；(3)標石、標志規(guī)格及埋深圖；(4)儀器設(shè)備檢驗資料；(5)觀測記錄；(6)平差計算，精度評定資料；(7)各種觀測成果圖表；(8)監(jiān)測網(wǎng)和觀測點穩(wěn)定性分析資料；(9)技術(shù)報告書。一、基坑開挖回彈觀測基坑開挖后，由于卸除了基坑底部以上土的自重荷載以及由于可壓縮土層不排水蠕變等原因，會引起基坑底面的隆起(又稱基底回彈)。為了測定其回彈量的大小，需要在基坑開挖前在坑底的各個部位埋設(shè)回彈觀測標，并在基坑開挖前后分別測出回彈標的高差變化，這種高差變化的大小就是坑底因挖土方卸荷產(chǎn)生的回彈量。實踐證明，這種基坑回彈現(xiàn)象不僅在深、大基坑內(nèi)發(fā)生，而且在小、淺基坑中也會發(fā)生；不僅基坑內(nèi)有，基坑外一定距離內(nèi)也會受到不同程度的影響，而且在基坑開挖好后，回彈現(xiàn)象并不馬上就停止，還要持續(xù)一段時間。較小基坑由于控制土方卸荷較小，一般可不考慮其影響。深、大基坑的回彈量大，對建筑物本身和鄰近建筑物都有較大影響，因此需要進行基坑回彈觀測，以確定其數(shù)值的大小。當建筑物建成后，坑底因挖土方所產(chǎn)生的回彈量，經(jīng)建筑物上部的再壓縮，就會變成基礎(chǔ)的沉降量。因此回彈觀測的目的之一就是通過實測基坑回彈量，用來估計今后地基可能產(chǎn)生的再壓縮量，以改進基礎(chǔ)設(shè)計；回彈觀測另一方面可用來估計基坑開挖卸荷對鄰近建(構(gòu))筑物的影響，以便及時采取保護措施?；踊貜椨^測主要的問題是對精度要求較嚴，由于回彈量相對來說較小，如誤差過大就會影響到觀測數(shù)據(jù)的準確性。采用輔助測桿觀測時，事先必須精確測定輔助測桿的長度和線膨脹系數(shù)，需進行溫度修正。如采用鋼尺垂測，在觀測前后應(yīng)對所有鋼尺進行尺長檢定。基坑回彈觀測方法通常采用幾何水準法，觀測次數(shù)不少于3次：即第一次在基坑開挖之前；第二次在基坑開挖好之后；第三次在澆灌基礎(chǔ)底板混凝土之前。1．回彈觀測點布設(shè)基坑回彈觀測點的布設(shè)要與設(shè)計、施工、巖土工程等工程技術(shù)人員共同確定，應(yīng)按基坑形狀及地質(zhì)條件，以最少的點數(shù)測出所需的各縱橫斷面回彈量為原則進行。可充分利用基坑回彈變形的近似對稱性特點選擇觀測點。如在基坑中央、距坑底邊緣約1／4坑底寬度處及其它變形特征位置必須設(shè)點；方形、圓形基坑可按單向?qū)ΨQ布點；矩形基坑可按縱橫向布點；復合矩形基坑可多向布點。地質(zhì)情況復雜時，應(yīng)適當增加點數(shù)。基坑外的觀測點應(yīng)選在基坑內(nèi)觀測點方向的延長線上一定距離(一般為基坑深度的1．5～2．0倍)布置。當所選點遇到地下管道或其它構(gòu)筑物時應(yīng)避開，可將觀測點移到與之對應(yīng)方向線的空位上。在基坑外相對穩(wěn)定和不受施工影響的地點，應(yīng)選設(shè)工作基點(水準點)以及為尋找標志用的定位點。2．回彈標規(guī)格及埋設(shè)回彈觀測標如圖62所示。其中I型回彈觀測標有圓鋼或圓管一段(其直徑應(yīng)小于護壁管內(nèi)徑)制成，長約20cm，上端中心加工成半球狀，半徑，．一15～20mm，另一端沿圓鋼周邊加工成楔形。埋設(shè)時與鉆孔護壁管合用。Ⅱ型回彈觀測標(鉆桿送入式標志)，頭部用圓鋼(其直徑應(yīng)與鉆桿相配合)一段，長約10cm，頂端加工成半球狀(聲一20mm，高25mm)，并用反絲扣方式與鉆桿相接，尾部長400～500mm的角鋼(50mm50mm5mm)，上端焊在圓盤底部，一端削尖，圓盤聲一100mm，厚18ram，用鋼板加工而成。四部分應(yīng)焊接成整體，埋設(shè)時與鉆桿合用。Ⅱ型回彈觀測標(直埋式標志)可用于深10m以內(nèi)的基坑，直接用一段長約400mm，520mm～524mm的圓鋼或螺紋鋼，上端加工成半球狀，另一端鍛尖即可，埋設(shè)時結(jié)合探井(直徑不應(yīng)大于1m)用。回彈觀測標埋設(shè)時，一般采用鉆孔埋設(shè)。如采用Ⅱ型回彈標時，先用127mm鉆頭打孔，孔壁要垂直，孔口與孔底中心點偏差不能超過5cm，保護管要下至鉆孔底部。當鉆孔深度達到設(shè)計坑底標高以下20cm時，提起鉆桿，卸下鉆頭，換上回彈標，打入或壓入土中，使回彈標頂部低于基坑底標高20cm左右，以防開挖基坑時被破壞。當回彈標在指定深度埋好后，即可擰動鉆桿與回彈標頭脫開(回彈標與鉆桿為反絲扣)，提起鉆桿后，即可進行高程測量，測量完畢，才能將套管拔出并回填鉆孔。也可采用探井埋設(shè)，挖一口較小探井(70～80cm)，井深達到基坑底部設(shè)計標高以下約10cm，將Ⅱ型回彈標直接打入井底土中，至其頂端低于基坑設(shè)計標高數(shù)厘米為止?；貜棙烁叱虦y量完畢后，井內(nèi)用白灰和素土回填。3．回彈觀測方法和要求回彈觀測方法有：輔助測桿觀測法、磁錘法和電磁探頭觀測法。(1)輔助測桿觀測法將回彈標壓入孔底后，提起保護套管約10cm，將其臨時固定，并將事先準備好的輔助測桿(長度比孔深長約30cm，頂部安裝一個圓氣泡水準器)下至孔底，豎立在回彈標上，保持垂直(氣泡居中)，再在輔助測桿上立水準尺進行高程測量。輔助測桿應(yīng)在使用前各精確測定其長度一次。應(yīng)找一陡壁處立桿，用精密水準測量桿底和桿頂兩點高差，并需測定測桿的線膨脹系數(shù)，需要考慮溫度變化的影響，如系探井埋設(shè)回彈標，應(yīng)取井口和井底兩個溫度讀數(shù)的平均數(shù)進行測桿長度的修正。施測時間最好在溫度變化不大時進行。(2)磁錘法測量此法的成孔方法和回彈標的埋設(shè)方法均與輔助桿觀測法相同?？變?nèi)重錘底面應(yīng)設(shè)置磁鐵塊，使其憑借磁鐵的吸力與回彈標緊密接觸，用手緩慢提起重錘感覺接觸情況。重錘是起垂直拉力的作用，當孔內(nèi)重錘與回彈標接觸良好時，應(yīng)使重錘保持平衡；當用水準儀觀測基準點與回彈標間的高差時，鋼尺應(yīng)保持垂直，并測量孔內(nèi)溫度；所用鋼尺在觀測前應(yīng)進行尺長檢定，特別是使用那一段的長度應(yīng)精確測定，同時要考慮拉力、尺長、溫度變化和鋼尺自重的影響。采用探井埋設(shè)回彈標，則磁錘法可不用磁鐵，而是用人下到井底監(jiān)督重錘與回彈標的接觸情況和測量井底溫度。(3)電磁探頭觀測法觀測裝置與磁錘法相同，通電后探頭產(chǎn)生磁力吸住回彈標頂，其力量超過孔外重錘的質(zhì)量，因此鋼尺被拉直。測量完畢，關(guān)電源前應(yīng)先托住重錘，以免其猛然落地造成事故。無論采用哪種方法觀測，每測三組讀數(shù)為一測回，至少應(yīng)測兩個測回。測量精度要求各回彈點的高差中誤差應(yīng)小于。二、基坑開挖對周圍環(huán)境變形觀測基坑開挖過程中對周圍環(huán)境(包括鄰近建筑物和管線等)進行變形觀測(監(jiān)測)主要目的是：根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整開挖速度及位置，保護鄰近建筑物及管線不因土體底面位移的過鍍而遭破壞，以利工程順利進行?；娱_挖日,周圍管線的觀測不同于其它項目的觀測?；右唤?jīng)開挖，開挖面上就進入的過程。卸荷引起土體產(chǎn)生以向上為主的位移(即基坑底部的隆起)，同時在支護結(jié)構(gòu)兩側(cè)土體內(nèi)產(chǎn)生壓力差，基坑內(nèi)土體亦產(chǎn)生由邊緣向中心的水平位移。同時支護結(jié)構(gòu)的變形也使墻外側(cè)體產(chǎn)生位移，帶動管線位移。這種位移在施工過程中是連續(xù)進行的，所以必須對管線同時進行水平位移及垂直位移的變形觀測。一般情況下，觀測得到的位移數(shù)值，往往是相適應(yīng)的，即水平位移指向基坑方向，垂直位移向下。在數(shù)值變化較大或發(fā)生異常時，除及時向有關(guān)施單位報警外，還應(yīng)增加觀測次數(shù)，同時應(yīng)繪出位移曲線圖，以利分析管線變形情況。1．觀測點布設(shè)通常基坑開挖時的影響范圍約為開挖深度的1．5～2．0倍。因此用于平面位移和高程位移的控制點，一般應(yīng)設(shè)置在基坑邊2．5～3．0倍開挖深度的距離以外，以保證固定點在影響范圍以外。平面控制點的后視方向宜更遠一些為好。觀測點沒霞之前，要收集基坑周圍的管線圖，調(diào)查管線的走向、管線類型、管線埋深、管線材料、管線直徑、管道每節(jié)長度、管壁厚度、管道接頭形式和受力要求等，并查明距基坑的距離。要聽取管線主管部門的意見，按照各類管線重要性來設(shè)置觀測點。管線上觀測點的數(shù)量，亦應(yīng)聽取管線主管部門的意見，如上水管道承插式接頭的，一般應(yīng)按2～3個節(jié)度沒霞一個觀測點。在不宜開挖的地方，亦可用于鋼筋直接打入地下，其深度應(yīng)與管底一致，作為觀測標志。觀測點均應(yīng)加窨井以利保護。建筑物上的觀測點，一般只作垂商位移觀測，所用的標志與一般建筑物沉降觀測相同。需觀測的建筑物除了锘近基坑的一側(cè)要設(shè)點觀測外，在另一一側(cè)亦設(shè)點觀測，以作比較。2．水觀測力法觀測水移的力太很多根據(jù)現(xiàn)場條件及觀測儀器而定，常用的方法有方向線法(簡稱照準線法或視準線法)、二三角測磚法、導線測量法、前方交會法、小角度法等。下面介紹幾種用測定一個療向(即向基坑力向)位移的觀測方法。(1)小角度法該方法適用1：觀測點零亂。小在同一直線上的情況，如圖6～3所示。在離基坑2倍開挖深度距離的地方，選設(shè)測站點4．若測站點至觀測點71的距離為S，則在不小于2S的范圍之外，選設(shè)后視方向A7。為方便起見，一般可選用建筑物的棱邊或避雷針等作為固定目標A7用級經(jīng)緯儀測定p角。角度測量的測回數(shù)可根據(jù)距離S及觀測點的精度要求而決定，一般用2～4測回測定。并丈量A至71點的距離。為保證J9角初始值的正確性，需要2次測定。每次測定盧角的變動量，按下式計算71的位移量。如果按盧角測定中誤差為177。2，s為100m代入上式，則位移的中誤差約為177。1mm。(2)視準線法適用于直線管線向基坑方向位移的觀測。在基坑開挖深度2倍距離以上的管線延長線上，設(shè)置測站點，在另一方向上打一個固定目標作為后視方向，用帶有刻劃的讀數(shù)覘牌，設(shè)置在觀測點上，讀取數(shù)值。一般用經(jīng)緯儀正倒鏡4次讀數(shù)取中數(shù)，作為一次觀測。初始值亦要測2次，以保證無誤。以后每次觀測讀數(shù)值與初始值比較，求得平面位移量。(3)三角測量法角測量法就是把建筑物各變形觀測點包括在三角網(wǎng)中。如圖64。用三角測量的方法進行觀測和差計算由不同時期對同點觀測所得的坐標差值即可求的該點水平位移量。3．垂直