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4、那岸泉呈基坑监测测量上海市建设工程检测培训中心教材上海市建设检测从业人员岗位培训基坑监测量测上海市建设工程检测培训中心 2008 年 4 月第一讲概述随着我国城市建设高峰的到来，地下空间的开发力度越来越大，地下室由一层发展 到多层， 相应的基坑开挖深度也从地表以下 56m 发展到 1213m， 个别甚至达到 30m。 建筑、地铁、合流污水、过江隧道、交通枢纽、地下变电站等建设工程中的基坑工程占 了相当的比例。上海地区建筑物地下室基坑开挖深度已超过 25m，地铁车站基坑开挖深 度一般在十几米至二十米左右，深的工作井达到 30m，顶管工程的工作井开挖深度达到 27m，地下变电站开挖深度达 34m。
5、近几年，深基坑工程在总体数量、开挖深度、平面 尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展。 一、基坑监测的重要性和目的 在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和 主动土压力状态转变， 应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的 变形，围护结构的内力(围护桩和墙的内力、支撑轴力或土锚拉力等)和变形(深基坑坑内 土体的隆起、基坑支护结构及其周围土体的沉降和侧向位移等)中的任一量值超过容许 的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响，深基坑开挖工程往往在建 筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在 一定程度上改变
6、这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结 构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周围 的管线常引起地表浅层水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。基坑工程设 置于力学性质相当复杂的地层中，在基坑围护结构设计和变形预估时，一方面，基坑围 护体系所承受的土压力等荷载存在着较大的不确定性；另一方面，对地层和围护结构一 般都作了较多的简化和假定，与工程实际有一定的差异；加之，基坑开挖与围护结构施 工过程中，存在着时间和空间上的延迟过程，以及降雨、地面堆载和挖机撞击等偶然因 素的作用，使得现阶段在基坑工程设计时，对结构内力计算以及结构和土体变
7、形的预估 与工程实际情况有较大的差异，并在相当程度上仍依靠经验。因此，在深基坑施工过程 中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才 能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进 行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修 改设计参数。1上海相继颁布实施的上海工程建设规范基坑工程设计规程DGJ08-61-1997、 地 基基础设计规范DGJ08 11-1999、 基坑工程施工监测规程DGTJ08-2001-2006 都对 现场监测作了具体规定，将其作为基坑工程施工中必不可少的组成部分。而在地铁、隧
8、道和合流污水工程等大型构筑物安全保护区内的基坑， 相关部门都颁布了有关文件确定 其环境保护的标准和要求。基坑工程监测已成为建设管理部门强制性指令措施，受到业 主、监理、设计、施工和相关管线单位高度重视。 基坑监测应达到的目的： 1、对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护 在深基坑开挖与支护施筑过程中，必须在满足支护结构及被支护土体的稳定性，避 免破坏和极限状态发生的同时， 不产生由于支护结构及被支护土体的过大变形而引起邻 近建筑物的倾斜或开裂，邻近管线的渗漏等。从理论上说，如果基坑围护工程的设计是 合理可靠的，那么表征土体和支护系统力学形态的一切物理量都随时间而渐趋稳定，反 之，如果测得表征
9、土体和支护系统力学形态特点的某几种或某种物理量，其变化随时间 而不是渐趋稳定，则可以断言土体和支护系统不稳定，支护必须加强或修改设计参数。 在工程实际中，基坑在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较大的变形，或变 形速率明显增大。在 20 世纪 90 年代初期，基坑失稳引起的工程事故比较常见，随着工 程经验的积累，这种事故越来越少。但由于支护结构及被支护土体的过大变形而引起邻 近建筑物和管线破坏则仍然时有发生， 而事实上大部分基坑围护的目的也就是出于保护 邻近建筑物和管线。因此，基坑开挖过程中进行周密的监测，可以保证在建筑物和管线 变形处在正常范围内时基坑的顺利施工，在建筑物和管线的变形接
10、近警戒值时，有利于 采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施， 在很大程度上避免或减轻破坏的后 果。 2、为信息化施工提供参数 基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施。基坑工程监测不仅即时反映出 开挖产生的应力和变形状况， 还可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实 测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工 工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测， 并根据受力和变形实测和预测结果与设计 时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。 3、验证有关设计参数2因基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向 土
11、压力公式，与现场实测值相比较有一定的差异，基坑周围土体的变形也还没有成熟的 计算方法。因此，在施工过程中需要知道现场实际的受力和变形情况。支护结构上所承 受的土压力及其分布，受地质条件、支护方式、支护结构刚度、基坑平面几何形状、开 挖深度、施工工艺等的影响，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位移又与挖土的空 间顺序、 施工进度等时间和空间因素等有复杂的关系， 现行设计分析理论尚未完全成熟。 基坑围护的设计和施工，应该在充分借鉴现有成功经验和吸取失败教训的基础上，根据 自身的特点，力求在技术方案中有所创新、更趋完善。对于某一基坑工程，在方案设计 阶段需要参考同类工程的图纸和监测成果， 在竣工完成
12、后则为以后的基坑工程设计增添 了一个工程实例。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次 1：1 的实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素 影响和作用下基坑系统的综合体现， 因而也为基坑工程领域的科学和技术发展积累了第 一手资料。 二、基坑监测工作基本要求 1、基坑监测应由委托方委托具备相应资质的第三方承担。 2、基坑围护设计单位及相关单位应提出监测技术要求。 3、 监测单位监测前应在现场踏勘和收集相关资料基础上， 依据委托方和相关单位提 出的监测要求和规范、规程规定编制详细的基坑监测方案，监测方案须在本单位审批的 基础上报委托方及相关单位认可
13、后方可实施。 4、 基坑工程在开挖和支撑施工过程中的力学效应是从各个侧面同时展现出来的， 在 诸如围护结构变形和内力、地层移动和地表沉降等物理量之间存在着内在的紧密联系， 因此监测方案设计时应充分考虑各项监测内容间监测结果的互相印证、互相检验，从而 对监测结果有全面正确的把握。 5、监测数据必须是可靠真实的，数据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、监 测仪器的精度、可靠性以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须 以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。 6、监测数据必须是及时的，监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复 测，尽量做到当天报表当天出。因为基坑开挖
14、是一个动态的施工过程，只有保证及时监 测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。37、 埋设于结构中的监测元件应尽量减少对结构的正常受力的影响， 埋设水土压力监 测元件、测斜管和分层沉降管时的回填土应注意与土介质的匹配。 8、对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应 包括变形或内力量值及其变化速率。 但目前对警戒值的确定还缺乏统一的定量化指标和 判别准则，这在一定程度上限制和削弱了报警的有效性。 9、基坑监测应整理完整的监测记录表、数据报表、形象的图表和曲线，监测结束后 整理出监测报告。 基坑工程监测技术是一门综合性很强的技术，它以土力学、钢筋混凝土力学及岩土 工
15、程设计理论和方法等学科为理论基础，以仪器仪表、传感器、计算机、测试技术等学 科为技术支持，同时还融合了基坑工程施工工艺与工程实践经验。 三、基坑工程监测等级划分 2006 年 颁 布 实 施 的 上 海 工 程 建 设 规 范 基 坑 工 程 施 工 监 测 规 程 DG TJ08-2001-2006 对基坑工程监测进行等级划分。 基坑工程施工监测规程规定基坑工 程监测等级根据基坑工程安全等级、周边环境等级和地基复杂程度划分为四级。规程中 表 3.2.2 、表 3.2.3、表 3.2.4 和表 3.2.5 分别列出了基坑工程安全等级、周边环境等级、 地基复杂程度和基坑工程监测等级划分标准。需要
16、注意的是：、同一基坑各侧壁的工 程监测等级可能不同。对基坑各侧边条件差异很大且复杂的基坑工程，在确定基坑工程 监测等级时，应明确基坑各侧壁工程监测等级。、地基复杂程度划分表 3.2.4 和基坑 工程监测等级划分表 3.2.5 中有二项（含二项）以上，最先符合该等级标准者，即可定 为该等级。、基坑工程监测等级划分表 3.2.5 中当出现符合两个监测等级时，宜按周 边环境高一等级考虑。例如：某基坑工程安全等级为二级、周边环境等级为一级、地基 复杂程度为中等，按表 3.2.5 基坑工程监测等级可定为一级或二级，但按表 3.2.5 注 2 要 求，基坑工程监测等级宜定为一级。 四、基坑监测参数 基坑监测按监测项目分类详见基坑工程施工监测规程表 3.3.6。按监测参数可分 为：垂直位移、水平位移、倾斜、围护体系内力、深层侧向位移（测斜） 、裂缝、地下 水位、孔隙水压力、土压力、土体分
