上海市建设检测从业人员岗位培训基坑监测量测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。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。概述一、基坑监测的重要性和目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对地铁、隧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2、为信息化施工提供参数3、验证有关设计参数概述二、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后方可实施 。概述二、基坑监测工作基本要求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 。概述二、基坑监测工作基本要求7、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。概述二、基坑监测工作基本要求基坑工程监测是一项综合性很强的技术工 作。一个优秀的技术工作者不仅需要具有扎 实的理论基础，如土力学、钢筋混凝土力学 、测量学、工程地质、岩土工程设计等基础 理论，同时还要熟练掌握计算机、仪器仪表 、传感测试技术的应用及其发展动态，善于 思考，要在不断的工程实践中积累经验，提 升能力。概述三、基坑工程监测等级划分上海工程建设规范基坑工程施工监测规程 DGTJ08-2001-2006对基坑工程监测进行等 级划分。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。 概述需要注意的是：、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。 概述四、基坑监测参数 按监测项目分类详见基坑工程施工监测规程表3.3.6。 按监测参数可分类垂直位移、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、土体分层垂直位移、坑底隆起（回弹）等。 结合将来的机构认可，本次监测技术培训内容按监测参 数编排。钢弦式传感器基本原理n钢弦应力与振动频率间的关系：n钢弦式传感器利用钢弦在外力作用下应力产生变化时，其振动 频率随即发生变化这一特性，将物理量变为电量，再通过频率计 将频率的变化反映出来。n在传感器内有一块电磁铁，当激振发生器向线圈内通入脉冲电 流时钢弦振动。钢弦的振动又在电磁线圈内产生交变电动势。利 用频率计就可测得此交变电动势即钢弦的振动频率。n根据预先标定的频率-应力曲线或频率-应变曲线即可换算出所需 测定的压力值或变形值。钢弦式传感器基本原理n钢弦式传感器物理计算公式：n 式中 待测物理量；n 与待测物理量相匹配的标定系数；n 测试频率（Hz） ；n 初始频率（Hz） 。钢弦式传感器测试方法n1、 测试仪器n频率仪。n2 、工作步骤n接通频率仪电源，将频率仪两根测试导线分别接在传 感器的导线上，按频率仪测试按钮，频率仪数显窗口 会出现数据(传感器频率)，反复测试几次,观测数据是 否稳定，如果几次测试的数据变化量在1Hz以内，可以 认为测试数据稳定,取平均值作为测试值。由于频率仪 在测试时会发出很高的脉冲电流，所以在测试时操作 者必须使测试接头保持干臊，并使接头处的两根导线 相互分开，不要有任何接触,不然会影响测试结果。 钢弦式传感器钢筋计 埋入式应变计 表面应变计轴力计 孔隙水压力计 土压力盒围护体系内力监测n一、监测项目n基坑工程围护体系内力监测包括支撑内力、锚杆拉力 、围护墙内力、围檩内力、立柱内力等。n支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等 级必测项目，三级监测等级选测项目。n围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级 必测项目，二级监测等级选测项目。n立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级选测项目 ，主要用于逆作法施工。围护体系内力监测二、 仪器、设备n1、应变计n表面应变计n表面应变计主要用于钢结构表面，也可用于混凝土表面。表面应 变计由两块安装钢支座、微振线圈、电缆组件和应变杆组成，其 微振线圈可从应变杆卸下，这样就增加了一个可变度使得传感器 的安装、维护更为方便，并且可以调节测量范围（标距）。安装 时使用一个定位托架，用电弧焊将两端的安装钢支座焊（或安装 ）在待测结构的表面。表面应变计的特点在于安装快捷，可在测 试开始前再行安装，避免前期施工造成的损坏，传感器成活率高 。围护体系内力监测二、 仪器、设备n1、应变计n埋入式应变计n埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝土中用于地 下工程的长期应变测量。埋入式应变计的两端有两个不锈钢圆盘 。圆盘之间用柔性的铝合金波纹管连接中间放置一根张拉好的 钢弦，将应变计埋入混凝土内。混凝土的变形(即应变)使两端圆 盘相对移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通过监 测钢弦的频率求混凝土的变形。埋入式应变计因完全埋入在混凝 土中，不受外界施工的影响稳定性耐久性好，使用寿命长。围护体系内力监测二、仪器、设备n2、钢筋应力计n用于测量钢筋混凝土内的钢筋应力。可根据被测钢筋 的直径选配与之相应的钢筋应力计。n3、轴力计n在基坑工程中轴力计主要用于测量钢支撑的轴力。轴 力计的外壳是一个经过热处理的高强度钢筒。在筒内 装有应变计，用来测读作用在钢筒上的荷载。围护体系内力监测n三、传感器安装n1、支撑内力传感器安装n 1）钢筋混凝土支撑n 2）钢支撑n 轴力计安装n 表面应变计安装n2、围檩内力传感器安装n3、立柱内力传感器安装n4、围护墙内力传感器安装 围护体系内力监测n1、支撑轴力计算方法 n 1）钢筋混凝土支撑轴力n n n 2）钢支撑轴力 n 轴力计n n 表面应变计 n2、围护墙内力计算方法 深层侧向位移监测 n一、监测内容n围护墙体和土体的深层侧向位移，目前围护墙体内测 斜一般用在地下连续墙、混凝土灌注桩、水泥土搅拌 桩、型钢水泥土复合搅拌桩等围护形式上。n重力式、板式围护体系一、二级监测等级必测项目n重力式、板式围护体系三级监测等级选测项目 深层侧向位移监测n二、仪器、设备简介n1、测斜仪用途及原理n测斜仪是种能有效且精确地测量深层水平位移的工程监测仪器 。应用其工作原理可以监测土体、临时或永久性地下结构(如桩、 连续墙、沉井等)的深层水平位移。n测斜仪分为固定式和活动式两种。固定式是将测头固定埋设在 结构物内部的固定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，间隔 一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜度变化，计算水平位 移。深层侧向位移监测n二、仪器、设备简介n2、分类及特点n活动式测斜仪按测头传感器不同，可细分为滑动电阻 式、电阻应变片式、钢弦式及伺服加速度计式四种。 上海地区用得较多的是电阻应变片式和伺服加速度计 式测斜仪，电阻应变片式测斜仪优点是产品价格便宜 ，缺点是量程有限，耐用时间不长；伺服加速度计式 测斜仪优点是精度高、量程大和可靠性好等，缺点是 伺服加速度计抗震性能较差，当测头受到冲击或受到 横向振动时，传感器容易损坏。深层侧向位移监测n二、仪器、设备简介n3、测斜仪的组成n1) 探头：装有重力式测斜传感器。n2) 测读仪：测读仪是二次仪表，需和测头配套使用。n3) 电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电源和给测读仪 传递监测信号的作用，同时也起到收放探头和测量探头所在测点 与孔口距离。n4)测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用直径为50 75mm，长度每节24m，测斜管内有两对相互垂直的纵向导槽 。测量时，测头导轮在导槽内可上下自由滑动。深层水平位移测试系统测斜管 测斜仪深层侧向位移监测n三、测斜管安装n1）地下连续墙内测斜管安装n2）混凝土灌注桩内测斜管安装n3）型钢水泥土复合搅拌桩内测斜管安装n4）水泥土搅拌桩内测斜管安装n5）土体内测斜管安装深层侧向位移监测n四、监测技术n1、测试方法n测斜管应在工程开挖前1530d埋设完毕，在开挖前的35天内 复测23次。待判明测斜管已处于稳定状态后，取其平均值作为 初始值，开始正式测试工作。n每次测试时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓 缓放至管底。待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开 始监测。 一般以管口作为确定测点位置的基准点，每次测试时管 口基准点必须是同一位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升 。每隔500mm读数一次，并做记录。待探头提升至管口处。旋 转180后，再按上述方法测量测，以消除测斜仪自身的误差。深层侧向位移监测n四、监测技术n2、 测试数据处理n1)计算原理n活动式测斜仪采用带两对间距500mm导轮的测斜探头，以两对导 轮之间的间距为