【導(dǎo)讀】本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以引用標(biāo)注之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，沒有偽造數(shù)據(jù)的行為。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。同意學(xué)校保留并向有關(guān)管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。為保證在整個(gè)基坑工程期內(nèi)所有環(huán)境設(shè)施的穩(wěn)定性與安全性，必須在對基坑工程制定詳細(xì)的監(jiān)測方案后，進(jìn)行嚴(yán)格有效的變形監(jiān)測。本文內(nèi)容共分為四章進(jìn)行闡述，前兩章是作為對后文的鋪墊，主要是對基坑變形監(jiān)測的知識要點(diǎn)進(jìn)行一定概括簡述。第三章為本文重點(diǎn)，以位于天津塘沽響螺灣商務(wù)區(qū)中南部的奈倫國貿(mào)大廈深基坑支護(hù)工程為實(shí)例，對其制定完整具體的基坑變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)監(jiān)測項(xiàng)目為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其周圍、地下環(huán)境設(shè)施，以達(dá)到及時(shí)向設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)、監(jiān)理等單位反饋監(jiān)測結(jié)果，實(shí)施信息化施工的目的。

　　

【正文】 。圖351(d) 回彈監(jiān)測標(biāo)與深層監(jiān)測標(biāo)示意圖⑧立柱豎向位移監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè) 坑內(nèi)立柱起到支撐荷重支承作用，并確保支撐桿件穩(wěn)定和支撐平面剛度，但由于基坑開挖卸荷作用，以及結(jié)構(gòu)或施工荷載的影響，作用于立柱上的豎向力會有不同程度的變化，從而引起立柱的隆沉變化，若變化過大就會對整個(gè)支撐體系將帶來不必要的外力而引起支撐失效、結(jié)構(gòu)潰散而造成安全事故。本基坑在基坑中部、多數(shù)支撐交匯處及地質(zhì)條件復(fù)雜的立柱下部的三分之一位置處。本基坑共布設(shè)立柱豎向監(jiān)測點(diǎn)28個(gè)，編號為LZ1—LZ28。⑨錨桿的內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè) 錨桿內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在錨頭附近受力較大和有代表性的位置，在基坑每邊中部、陽角處和地質(zhì)復(fù)雜地段，在數(shù)量應(yīng)為該層錨桿總數(shù)量的百分之一到三之間，且不應(yīng)少于三根，各層監(jiān)測點(diǎn)位置高度應(yīng)保持相同。根據(jù)本基坑工程現(xiàn)場錨桿設(shè)置情況，預(yù)在四道層面內(nèi)分別布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)個(gè)12個(gè)，編號為MG1—MG12，共48個(gè)。⑩支撐體系的內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)支撐內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置于支撐內(nèi)力較大或整個(gè)支撐系統(tǒng)中起控制作用的桿件上，鋼筋混凝土監(jiān)測截面宜選擇在兩支點(diǎn)之間的三分之一位置，且每層支撐監(jiān)測點(diǎn)在高度上應(yīng)保持一致。本基坑的每一道支撐監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)數(shù)目為16個(gè)，編號為ZN1—ZN16，故在四道支撐上一共有監(jiān)測點(diǎn)64個(gè)。圖351(e)錨、撐點(diǎn)位置、樁直徑與樁間距、錨桿傾角示意圖（2）基坑周邊環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)方案①坑外土體分層沉降監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)：基坑開挖的卸載除對圍護(hù)內(nèi)土體造成影響外，其影響區(qū)域也會覆蓋到坑外一定的范圍?；釉诮邓畷r(shí)會對地下水的抽取亦會對周圍土體造成影響，為了解降水和開挖施工過程對坑周不同分層土體的影響，就要進(jìn)行坑外土體分層監(jiān)測（參見圖35d 磁性沉降儀、沉降標(biāo)及其安裝位置示意圖）。在基坑外側(cè)每邊跨中各布設(shè)一個(gè)分層土體沉降監(jiān)測孔，每孔安裝6個(gè)沉降磁環(huán)，每磁環(huán)安裝位置對應(yīng)于各土層頂面處，以測得不同土層各自沉降量。每測點(diǎn)各磁環(huán)的具體定位應(yīng)根據(jù)勘察資料進(jìn)行逐一確認(rèn)。本工程共計(jì)布設(shè)坑外土體分層沉降監(jiān)測點(diǎn)4個(gè)，編號為FC1—FC4，每個(gè)測點(diǎn)安裝6個(gè)磁環(huán)，共計(jì)24個(gè)。②周邊道路、建（構(gòu)）筑物、地下管線沉降監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)本工程所處地域?yàn)樯虡I(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)，基坑?xùn)|、南、北三面均為臨近的施工場地，因開挖引起基坑圍護(hù)體向坑內(nèi)的變形及坑底隆起等原因，會導(dǎo)致坑外土體出現(xiàn)一定程度的變形，造成對周邊設(shè)施產(chǎn)生一定程度的影響。本基坑依現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行測點(diǎn)布設(shè)，故自基坑側(cè)由近及遠(yuǎn)，測點(diǎn)布設(shè)遵循由疏至密原則，共計(jì)布設(shè)道路及建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)32個(gè)，編號為JB1—JB32，地下管線沉降監(jiān)測點(diǎn)196個(gè)。地下管線間接測點(diǎn)可設(shè)在管線的窨井蓋上或?qū)摻畲蛉胫凉艿咨疃龋苯訙y點(diǎn)可采用抱箍式或套筒式兩種埋設(shè)方案。參見圖35（f1）.圖351（f1） 磁性沉降儀、沉降標(biāo)及其安裝位置示意圖圖351（f2）抱箍式埋設(shè)與套筒式埋設(shè)方案③裂縫監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)基坑開挖前應(yīng)記錄監(jiān)測對象已有裂縫的分布位置和數(shù)量，測定其走向、長度、寬度等情況，監(jiān)測標(biāo)志應(yīng)具有可供量測的明晰端面或中心，裂縫監(jiān)測點(diǎn)常用的標(biāo)識有油漆、石膏和金屬標(biāo)石三種，本基坑工程預(yù)布設(shè)裂縫監(jiān)測點(diǎn)8個(gè)。 點(diǎn)的保護(hù)由于深基坑工程施工工期較長、難度較大，當(dāng)進(jìn)行土方開挖、機(jī)械行走等工序時(shí)若方法不當(dāng)則很容易對基準(zhǔn)點(diǎn)及監(jiān)測點(diǎn)造成損壞。為確保監(jiān)測工作順利進(jìn)行，對測點(diǎn)的的保護(hù)尤為重要，以下為建議的常用保護(hù)措施：1）應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求選擇測點(diǎn)的取材、安置方法與布設(shè)位置；2）測點(diǎn)應(yīng)使用明顯的警示標(biāo)志；3）可采用砌墩方式對測斜管等設(shè)備實(shí)施保護(hù)，必要時(shí)可安排專門人員進(jìn)行保護(hù)；4）應(yīng)與現(xiàn)場其他各部門人員進(jìn)行良好的溝通與協(xié)調(diào)，做到文明安全施工。，本工程監(jiān)測工作量統(tǒng)計(jì)匯總?cè)缫娤卤?52。表352 本工程監(jiān)測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)匯總表類別序號監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測點(diǎn)備注基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測1圍護(hù)體深層水平位移（測斜）20孔焊接綁扎2支撐水平、豎直位移水平20個(gè)，豎直20個(gè)預(yù)埋3坑內(nèi)外地下水位潛水水位觀測孔18個(gè)承壓水水位觀測孔22個(gè)鉆孔4坑外土體測斜16孔鉆孔5支撐軸力70個(gè)監(jiān)測斷面：280個(gè)鋼筋計(jì)19個(gè)監(jiān)測斷面：36個(gè)混凝土應(yīng)變計(jì)，72個(gè)溫度傳感器焊接綁扎6圍護(hù)體鋼筋內(nèi)力7處，共210個(gè)鋼筋計(jì)焊接7坑底回彈（隆起）7孔，共42個(gè)磁環(huán)鉆孔8立柱豎向位移每層7點(diǎn)，共28點(diǎn)預(yù)埋9錨桿內(nèi)力每層面布設(shè)12點(diǎn)，共計(jì)48點(diǎn)預(yù)埋10支撐體系的內(nèi)力每一道支撐16個(gè)，共64個(gè)焊接綁扎周邊環(huán)境監(jiān)測11坑外土體分層沉降4孔，共28個(gè)磁環(huán)鉆孔12周邊道路、建（構(gòu)）筑物、地下管線沉降32點(diǎn)道釘13裂縫監(jiān)測8點(diǎn)暫估 監(jiān)測儀器、方法及精度要求 沉降監(jiān)測沉降觀測采用二等閉合導(dǎo)線水準(zhǔn)測量，在遠(yuǎn)離施工影響范圍內(nèi)的穩(wěn)定地段（3倍以上開挖深度）設(shè)置BM1與BM2兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)相互近期校測和聯(lián)測，各觀測點(diǎn)的觀測值均以高程進(jìn)行換算。在基樁施工開始前對各觀測點(diǎn)進(jìn)行初次觀測（二次），并取二次觀測平均值為該點(diǎn)初始值，其后各觀測點(diǎn)前后觀測值之間及與初始值之間進(jìn)行對比計(jì)算，得到本次變形值、累計(jì)變形值與變形量曲線。本工程所使用的儀器為徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀（參見下圖361（a）），,配套還應(yīng)有銦瓦水準(zhǔn)尺，二等水準(zhǔn)測量主要技術(shù)指標(biāo)精度要求如下表361所示。圖361(a) 徠卡NA2表361（a）二等水準(zhǔn)測量主要技術(shù)指標(biāo)精度要求序號技術(shù)指標(biāo)精度要求1變形監(jiān)測點(diǎn)的高程中誤差2每站高差中誤差3閉合差或往返較差177。√n mm (n為測站數(shù)）4視線長度30m5基輔分劃讀數(shù)較差6基輔分劃所測高差較差7水準(zhǔn)儀i角15 水平位移測量本基坑工程建立平面控制網(wǎng)時(shí)采用全站儀測進(jìn)行水平角、水平距的測量，再按照解析坐標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算，通過坐標(biāo)的變化計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)的水平位移情況。[13]某監(jiān)測點(diǎn)本次坐標(biāo)值與前次坐標(biāo)值的差值為該點(diǎn)本次位移變化量，本次坐標(biāo)值與初始的坐標(biāo)值之差值即為該點(diǎn)累計(jì)位移量，所使用的儀器為尼康DTM500型全站儀（參見圖362），其測角精度為1，測距精度為4mm＋2ppmm。[14]圖362 尼康DTM500型全站儀 圍護(hù)體（土體）測斜監(jiān)因深層側(cè)向水平位移在軟土深基坑工程中是一項(xiàng)非常重要的監(jiān)測項(xiàng)目，該監(jiān)測數(shù)據(jù)對整體的工程監(jiān)測成果的準(zhǔn)確度有著絕對的影響力，對此項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測時(shí)所采用的儀器是武漢基深測斜儀有限公司出產(chǎn)的CX3C型基坑測斜儀（參見圖361），其測量精度為177。，分辨率為177。，系統(tǒng)精度為177。4mm/30m，記錄方式實(shí)施自動采集，測量范圍是0176。至177。15176。與0176。至177。30176。(雙軸）；主要能針對對圍護(hù)體或土體在不同深度處的水平位移變化實(shí)施監(jiān)測。圖363（a）CX3C型基坑測斜儀測斜監(jiān)測系統(tǒng)由測斜管、測斜儀探頭、數(shù)據(jù)電纜和讀數(shù)儀組成，需用全站儀對測斜管口處進(jìn)行定期位移測量，用于修正測斜管口起算基準(zhǔn)點(diǎn)。管內(nèi)由測斜探頭滑輪沿測斜管內(nèi)壁導(dǎo)槽（與基坑邊線垂直）漸漸下放至管底，配以伺服加速度式測斜儀，然后將探頭旋轉(zhuǎn)180度，在同一導(dǎo)槽內(nèi)再測量一次，通過疊加推算各點(diǎn)的位置值,各測點(diǎn)的初始值，為測斜管埋設(shè)穩(wěn)定后并在開挖前取3測次的平均值。施工過程中的日常監(jiān)測值與初始值的差為其累計(jì)水平位移量，本次值與前次值的差值為本次位移量，測量系統(tǒng)精度為177。[15]測斜儀工作、測量原理示意圖參見圖363（b）與363（c）埋設(shè)好測斜管時(shí)不可能是鉛垂線，故必有初始水平偏差值，當(dāng)管底不動時(shí) ，則以管底為參照點(diǎn)，從下往上計(jì)算各測點(diǎn)的水平偏差；可以依次測兩個(gè)相互垂直方向的位移，并求得位移總量和方向。按一定比例繪制出水平位移隨深度變化的曲線，即圍護(hù)樁墻深層繞曲線。[16]圖363（b）測斜儀工作原理示意圖圖363（c）測斜儀測量原理示意圖因測斜管內(nèi)水平方向存在扭角測量，需要為測斜儀一定的提供修正參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)，這就需要利用測扭儀，本工程所采用的是由天津市陸海測繪有限公司所出產(chǎn)的（參見圖363（d）），其探頭尺寸長700mm、直徑φ45mm；測量精度是177。1176。；；測量范圍：0176。至177。360176。圖363（d）測扭儀 坑內(nèi)外地下水位測試地下水位測試系統(tǒng)由水位管（實(shí)管、濾水管）、水位計(jì)和管口水準(zhǔn)測量三部分組成。將水位計(jì)豎直置入水位管中，當(dāng)蜂鳴器鳴叫或指示燈閃爍時(shí)記錄地下水距離管口深度，通過預(yù)先測定的管口高程可計(jì)算水位高程值,日常監(jiān)測值與初始值的差值為其累計(jì)變化量，本次值與前次值的差值為本次變化量，同時(shí)應(yīng)注意定期對管口高程進(jìn)行校核。[17]本工程監(jiān)測使用的水位計(jì)的儀器是美國SINCO水位計(jì)（參見圖361（d）），其量程為0至30米，分辨率為177。2mm。圖364 SINCO水位計(jì)及其讀數(shù)方法 內(nèi)力測試 本項(xiàng)目主要包括支撐軸力和圍護(hù)體鋼筋應(yīng)力監(jiān)測，采用武漢基深測斜儀有限公司出產(chǎn)的的DKY512型振弦式頻率記錄儀（參見圖361（f）），其測量精度為177。1HZ。人工記錄，測量范圍是0至177。9999HZ，工作溫度為10℃至+60℃。傳感器進(jìn)場后需逐個(gè)進(jìn)行測試并記錄測試頻率，對在現(xiàn)場存放30天以上的傳感器需再次進(jìn)行測試并記錄實(shí)測數(shù)據(jù)。埋設(shè)前需檢查其無受力狀態(tài)時(shí)頻率f0，當(dāng)其與出廠標(biāo)定頻率f0在誤差范圍內(nèi)時(shí)方可采用,傳感器安裝后，正式測試前需每日進(jìn)行測試，直至基坑開挖前取連續(xù)三次穩(wěn)定讀數(shù)，取平均值為其初始值。[18]圖365 DKY512型振弦式頻率記錄儀 分層沉降監(jiān)測 分層沉降監(jiān)測系統(tǒng)由沉降磁環(huán)、沉降儀和沉降管組成。通過定期量測沉降管外磁環(huán)高程變化情況，掌握施工影響區(qū)域內(nèi)不同埋深土層垂直位移隨工況、時(shí)間變化的量值及變化速度。采用的是武漢基深測斜儀有限公司出產(chǎn)的CFC40型分層沉降儀（參見圖361（g）），其探頭長200mm、直徑φ35mm；測量精度為177。1mm，測量范圍為0176。至177。50米，測試深度最大100m，工作電壓采用鎳電池+12V，工作溫度為10℃至+60℃。每一沉降磁環(huán)的絕對高程計(jì)算公式為H c=Hgh(式中：H c為沉降磁環(huán)絕對高程，Hg為管口絕對高程，h 為沉降磁環(huán)相對管口深度，單位均為m） 埋入土體內(nèi)的鋼環(huán)與土體同步位移，用探頭在分層沉降管探測鋼環(huán)的位置，鋼環(huán)位置的變化即為該深度處的沉降或隆起值。圖366 CFC40型分層沉降儀 裂縫監(jiān)測施工前應(yīng)采取目測調(diào)查，在基坑影響范圍內(nèi)，對鄰近地表、道路和建（構(gòu)）筑物等出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)狀進(jìn)行記錄。施工過程中發(fā)現(xiàn)新增裂縫或原有裂縫有增大趨勢應(yīng)增設(shè)裂縫寬度監(jiān)測點(diǎn)。在施工前量測得裂縫長度、寬度等初始信息（部分重要裂縫在調(diào)查時(shí)就應(yīng)取得測量初值），其后定期進(jìn)行量測，相鄰兩次量測的差值即為本次變化量，與最初值的差值即為累計(jì)變化量。本工程所用儀器為天津市陸海測繪有限公司出產(chǎn)的測縫計(jì)（參見圖361（h）），它是測量結(jié)構(gòu)物接縫(表面或內(nèi)部)開度的測試儀器,可以長期跟蹤結(jié)構(gòu)物體伸縮或周邊縫隙的變化。新產(chǎn)品傳感器有電阻式和弦式，測量精度高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、工作壽命長。如與各種形式加長桿連接可組成基巖變形計(jì)。圖367 測縫計(jì) 基坑自動化變形監(jiān)測，本工程通過歐美大地儀器設(shè)備中國有限公司出產(chǎn)的著名澳大利亞Data Taker自動化監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施全方位監(jiān)測，該套系統(tǒng)是以Data Taker品牌智能數(shù)據(jù)采集器為核心，配以性能優(yōu)越的路基測量應(yīng)用儀器、先進(jìn)的通訊設(shè)備以及功能強(qiáng)大的開發(fā)軟件集成的一套高精度、穩(wěn)定可靠的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，可為判斷基坑和環(huán)境的安全以及施工方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。本工程基坑自動監(jiān)測現(xiàn)場示意圖參照下圖27（a）。圖37（a）本工程基坑自動監(jiān)測現(xiàn)場示意圖Data Taker自動化監(jiān)測系統(tǒng)支持各種基坑監(jiān)測用傳感器設(shè)備，配置靈活、測試精度高、性能穩(wěn)定、適于野外惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，并采用先進(jìn)、可靠的有線或GPRS/CDMA無線通訊形式同時(shí)其是一種經(jīng)濟(jì)、低功耗設(shè)備，能夠較好的節(jié)省能源。Data Taker基坑監(jiān)測系統(tǒng)軟件(圖37（b）)具有工程管理、設(shè)備連接、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、用戶管理和幫助等可選菜單形式，功能強(qiáng)大、靈活方便、界面美觀。圖37（b）Data Taker基坑監(jiān)測系統(tǒng)軟件 監(jiān)測期及監(jiān)測頻率1）監(jiān)測期從基坑的開挖開始，經(jīng)過建筑結(jié)構(gòu)體的整個(gè)施工期，一直到土體回彈完成即為本次工程監(jiān)測的完整監(jiān)測期。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，本基坑工程屬于一級基坑范疇，其基坑工程監(jiān)測的整體過程分為兩個(gè)時(shí)段：一是從基坑開挖至基礎(chǔ)底板完成；二是從地板完成至地下室結(jié)構(gòu)出177。本基坑現(xiàn)場監(jiān)測頻率如表38（a）所示，其頻率頻次圖如38（b）所示。表38 本基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測頻率序號施工階段監(jiān)測頻率監(jiān)測內(nèi)容1基坑施工前至少測3次初值相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)目2圍護(hù)樁施工1次/1天相應(yīng)施工位置周邊管線、建（構(gòu)）筑物監(jiān)測1次/6天其他3降水施工1次/1天水位、管線和建筑物監(jiān)測4基坑開挖1次/1天相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)目5底板施工時(shí)1次/3天相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)目6地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí)1次/3天相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)目7支撐拆除期間及拆除后一周1次/1天施工區(qū)對應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容8地下室結(jié)構(gòu)出177。現(xiàn)場監(jiān)測工作停止注：以上監(jiān)測頻率可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如遇到報(bào)警及其他特殊情