深基坑监测的方法和技术剖析.docx

深基坑监测的方法和技术 作者： 发布时间：2011-06-21 点击率：11 水平位移监测 围护墙(坡)顶水平位移的监测，是超大超深基坑工程监测的一项基本内容。通过对围护墙(坡)顶水平位移监测，可以掌握围护墙(坡)体在基坑施工过程中的平面形变情况，用来同设计比较，分析对周围环境的影响。另外，围护墙（坡） 顶的水平位移数值可以作为墙体深层水平位移的基准值。围护墙(坡)项水平位移一般可采用精密经纬仪或全站仪进行测量，监测方法可采用准直线法、控制线偏离法、小角度法及前方交会法等。通过监测数据，可以绘制出围护墙(坡)顶水平位移实测曲线和某测点水平位移变化速率曲线，从而对基坑安全性进行分析。测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况，采用前方交会法、自由设站法、极坐标法等；当基准点距基坑较远时，可采用 GPS 测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。2 围护墙(坡)顶垂直位移监测 垂直位移监测一般采用几何水准或液体静力水准等方法。 围护墙(坡)顶垂直位移一般使用精密水准仪进行量测。此方法是事先布设相对固定的水准网，定期联测水准网，解算各水准点的高程，再由这些高程点来控制竖向位移监测点的高程，通过将各点的历次高程值进行比较，即可计算竖向位移监测点的位移量。 坑底隆起（回弹）宜通过设置回弹监测标，采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测，传递高程的金属杆或钢尺等应进行温度、尺长和拉力等项修正。 基坑围护墙（坡）顶、墙后地表与立柱的垂直位移监测精度应根据垂直位移报警值按表 3.1 确定。 竖向位移报警值≤20（35）20~40（ 竖向位移报警值 ≤20（35） 20~40（35~60） ≥40（60） 监测点测站高差中误差 ≤0.3 ≤0.5 ≤1.5 注：1. 监测点测站高差中误差系指相应精度与视距的几何水准测量单程一测站的高 差中误差； 2. 括号内数值对应于墙后地表及立柱的竖向位移报警值。 地下管线的竖向位移监测精度宜不低于 0.5mm。 其他基坑周边环境（如地下设施、道路等）的竖向位移监测精度应符合相关规范、规程的规定。 坑底隆起（回弹）监测精度不宜低于 1mm。 各等级几何水准法观测时的技术要求应符合表 3.2 的要求。 各监测点与水准基准点或工作基点应组成闭合环路或附合水准路线。3 围护墙体深层侧向变形监测 表 3.2 几何水准观测的技术要求 基坑类别 基坑类别 使用仪器、观测方法及要求 一级基坑 DS 级别水准仪，因瓦合金标尺，按光学测微法观测，宜按国家二等水准 05 测量的技术要求施测 二级基坑 DS 级别及以上水准仪，因瓦合金标尺，按光学测微法观测，宜按国家二 1 等水准测量的技术要求施测 三级基坑 DS 或更高级别及以上的水准仪，宜按国家二等水准测量的技术要求施测 3 支护结构在基坑挖土后，基坑内外的水土压力平衡要依靠围护墙体和支撑系统。围护墙体在基坑外侧水土压力作用下，会发生变形。 要掌握围护墙体的侧向变形，即在不同深度上各点的水平位移，可通过对围护墙体的测斜监测来实现(图 2.1)。测斜仪分活动式和固定式两种，在基坑开挖支护监测中一般使用活动式测斜仪进行监测。在需要进行深层水平位移监测的部位埋设与活动式测斜仪配套的测斜管。测量时把测斜仪的一组导向轮沿测斜管导向滑槽放入管中，一直滑到管底，每隔一定距离向上拉线读数，测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化，即可得出不同深度部位的水平位移。测斜仪的精度要求不宜小于表 2.3 的规定。 表 2.3 测斜仪精度 基坑类别 基坑类别 一级 二级和三级 系统精度 mm/m 0.10 0.25 分辨率 mm/500mm 0.02 0.02 测斜仪原理：设测斜管的倾角变化为 ，而该段测管相应的位移增量 为 （2.1） 式中 为各段点之间的长度。 当测量斜管埋设得足够深的时候，管底可以认为是位移不动点，管口的水平位移值 ，并向下推算各分段位移增量的总和： （2.2） 图 2.1 测斜仪原理图 并注意保证管口的封盖；测斜管长度应与围护墙深度一致或不小于所监测土层的深度；当以下部管端作为位移基准点时，应保证测斜管进入稳定土层 2~3m； 测斜管与钻孔之间孔隙应填充密实；埋设时测斜管应保持竖直无扭转，其中一组导槽方向应与所需测量的方向一致。 测斜仪应下入测斜管底 5~10min，待探头接近管内温度后再量测，每个监测方向均应进行正、反两次量测。 当以上部管口作为深层水平位移相对基准点时，每次监测均应测定孔口坐标 的变化。4 土压力和孔隙水压力监测 观测仪器和压力传感器 国内目前常用的压力传感器根据其工作原理分为钢弦式、差动电阻式、电阻应变片式和电感调频式等。其中钢弦式压力传感器长期稳定性高，对绝缘性要求低，适用于作土压力和孔隙水压力的长期观测。 钢弦式压力计工作原理如图