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1、京盛大厦II期工程深基坑监测报告1. 刖言1.1 岩土工程现场监测的重要性岩土工程是指修建在岩体土体中以及其为依托的工程，例如隧 道、地下洞室、边坡、采矿场、坝基、桥梁道路基础、建筑物基础等。一般来说，设计岩土工程前都必须进行工程地质水文地质调查， 物理力学参数的测定。由于绝大多数岩土体在形成过程中经历过造岩 运动、构造运动以及非构造运动，其结构构造体系是极其复杂的，物 理力学参数很难测定而且不确定。岩土体是非均质、非弹性、非连续 并且具有初始应力。因此，无论调查工作多么细致，也不可能完全描 述岩土体的结构构造；科学试验如何精确，也不足以准确测定其物理 力学参数。即使作了大量工作，投入了大量资
2、金，取得了比较详细的 地质资料和大量的参数，在设计计算中还必须作各种假设和简化，这 些简化又可分为两类，一类是几何方面的，另一类是物理方面的，在 几何方面的简化以建立计算剖面和计算模型，在这类简化中可能失去 了天然岩土体在边界条件方面和空间分布形式方面的客观信息；在物 理方面的简化首先失去许多岩土体物理力学参数方面的真实性，其次 在物理模型或本构关系的描述上与实际岩土体相差千里。由于岩土材料和结构是自然赋存的、具有很强的不确定性，从而 辨识参数（岩土力学参数、地质条件参数等）非唯一、（力学和数学） 模型非唯一、决策方法非唯一、施工方案非唯一，这也反映了地下工 程系统的运动是目标可接近、信息可补
3、充、方案可完善、关系可协调、 思维可多向、认识可深化、轨迹可优化的特点。在勘察、测试和设计 的每一个阶段都存在不确定性因素，因此岩土工程的设计不可能是最 优的，而只能是最合理的。这种合理性只能通过施工期和运行期的监 测来保证施工安全，验证设计合理性并通过信息反馈及时修正设计和 施工方法。但遗憾的是目前相当多的工程负责人和技术人员对岩土工 程的这一特点认识不足。影响岩土工程特性的因素可分为两大类：一类天然因素，即岩土 体本身所固有的，称为固有因素，如工程地质水文地质条件，岩土体 的物理力学特性及其参数，初始应力状态等，人们只能认识它而无法 改变它；另一类为工程因素，即修建岩土工程而进行的活动，可
4、称为 人为因素，如工程规模、枢纽布置、开挖方法，支护措施等。人们可 以适当地控制这些因素以达到合理地修建岩土工程的目的。依目前科 技水平，只要具备需要和资金两大条件，绝大部分情况下都可从事岩 土工程，问题的关键是所采取的设计方案和施工方法是否合理，即既 安全又经济。岩土工程有两种结局，成功或失败或部分失败，但成功 不等于合理，它可能是过于保守，意味着不必要的浪费。判断合理性 的唯一方法是现场监测。综上所述，岩土工程的现场监测主要有两大 功能：一是为岩土工程过程提供指导，补充由于不确定性造成的信息 短缺和误差，使得工程顺利进行；二是对岩土工程设计进行实际验证， 为今后的岩土工程设计积累资料。正是
5、由于现场监测的重要性和必要性，新奥法将其列为该法三大组成部分之一，纵观重大岩土工程及岩土力学的进展，无一不与现场 监测成果密切相关。也正是这一原因，我院在多年岩土工程中非常重 视监测工作，但以往的监测主要是使用经纬仪对基坑顶部位移进行监 测，这种方法在一定程度上虽然可以反映基坑的变形行为，但也有不 可克服的确定：一是基坑变形量的变化通常在毫米级，一般经纬仪的 精度不满足要求；二是这种测量方法人为因素干扰较大，立尺、立镜 和现场基准点破坏等；三是基坑边坡的变形最大值和变形速率最大值 并不一定在基坑的顶部，以往的监测方法由于立尺的困难只能对基坑 顶部位移进行监测，无法对整个边坡通高的变形监测，而测
6、斜仪恰好 克服了这个局限性。鉴于这些原因，我们引入了基坑边坡的测斜仪监 测方法，并首次在京盛大厦II期工程开始使用，本文将对这次监测试 验结果给出专题报告。1.2深基坑工程边坡监测的重要性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土体的 变形，即使采取了支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些 变形包括：深基坑坑内土体的隆起；基坑支护结构以及周围土体的沉 降和侧向位移。无论哪种位移的量值超出了某种容许的范围，都将对 基坑支护结构和周围结构与管线造成危害。深基坑开挖工程往往在繁华的市中心进行，施工场地四周有建筑 物和地下管
7、线，基坑开挖所引起的土体变形将直接影响这些建筑物和 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 管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。 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综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了 解，确保工程顺利进行。对深基坑施工过程进行综合监测的重要性可综述如下：1.2.1验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工当前基坑支护结构设计水平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压力公式，与现场实侧值相比较有一
8、定的差 异，还没有成熟的方法计算基坑周围土体的变形情况。因此，在施工 过程中迫切需要知道现场实际的应力和变形情况，与设计时采用值进 行比较，必要时对设计方案或施工过程和方法进行修正。1.2.2保证基坑支护结构和相邻建筑物的安全在深基坑开挖与支护工程中，为满足支护结构及被支护土体的稳 定性，首先要防止破坏或极限状态发生。破坏或极限状态主要表现为 静力平衡的丧失，或支护结构的构造性破坏。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。支护结 构和被支护土体的过大位移，将引起邻近建筑物的倾斜或开裂，邻近 管道的渗漏，有时会引发一连串灾难性的后果。如有周密的监测控制， 无疑
9、有利于采取应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。1.2.3总结工程经验，为完善设计分析提供依据支护结构的土压力分布受支护方式、支护结构刚度、施工过程和 被支护土类的影响，并直接与侧向位移有关，往往是非常复杂的，现 行设计分析理论尚未达到成熟的阶段，积累完整准确的基坑开挖与支 护监测结果，对于总结工程经验，完善设计分析理论都是十分宝贵。当前岩土工程市场的竞争日趋激烈，基坑支护工程已经成为微利 工程，为了在市场上巩固我院的份额，就必须减低生产成本，虽然可 以加大现场管理力度，但基本生产资料成本不可能降低，唯一有效的 方法就是对设计进行合理优化，向最低成本趋进，而设计优化的依据 就是通过现场监
10、测，正确的把握土体、结构体、初始应力场的相互作 用，达到最小嵌入深度、最小配筋量、最小锚固长度的设计目的，从 而达到科学的降低成本。2.深基坑监测依据深基坑监测的依据是中华人民共和国建设部1999年9月1日颁 发的建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)中第3.8条：3.8开挖监控3.8.1基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目的、监测项目、监控 报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反 馈系统等。3.8.2监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外12倍开挖深度范围内的需要保护 物体均应作为监控对象。3.8.3基坑工程监测项目可按
11、表3.8.3选择。基坑监测项目表表3.8.3-._基坑侧壁安全系数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围建筑物、地下管线变形应测应测宜测地下水位应测宜测可测桩、墙内力应测宜测可测锚杆拉力应测宜测可测支承轴力应测宜测可测立柱变形应测宜测可测土体分层竖向位移应测宜测可测支护结构界面上侧向压力宜测可测可测3.8.4位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。3.8.5监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。3.8.6基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。3.8.7各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化
12、速率 较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。3.8.8基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交 完整的监测报告，报告内容应包括：1. 工程概况；2. 监测项目和各测点的平面和立面布置图；3. 采用仪器设备和监测方法；4. 监测数据处理方法和监测结果过程曲线；5. 监测结果评价。本报告将根据以上部分进行监测和提供监测报告，对于具体监测 中所需要的技术参数要求，如果JGJ 120-99中未提供，将参照其他行 业和地区基坑支护规范实施。基坑监测时间间隔按照原中华人民共和国冶金工业部行业规范建筑基坑工程技术规范(YB 9258-97)中第19.3.12条
13、规定，结合具体支护形式和工程情况参考实施：表19.3.12现场监测的时间间隔1TT1基坑工程| 11-基坑开挖深度|W5m | 510m1| 1015 m11| 15m |1安全等级1施工阶段、一一11J|1|1|111111开11挖11面11深11度111 10m1|11|11| 12h111|12h|1111111挖11完11以11后11时11间11 111W7d1|1d11|1d11|12h111|12h|11111715d1|3d11|2d11|1d111|1d|1111级11530d1|7d11| 4d11|2d111|1d|11111 30d1 |10d11|7d11|5d111|3d|H1|3d|111 二1111开11挖11面11深11度111 10m1|11|11|1d1_ 一11|1d|11111111挖11完11 11以11后11日11间111W7d1|2d11|2d11|1d1_ 一11|1d|11111715d1|5d11|3d1_1|2d1_ 一11|2d|1111 级11530d1|10d11|7d11|5d1 _ 一11|3d|11111 30d1|1
