地下工程监测与检测技术-基坑工程监测PPT资料.ppt

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,第一次观测值与以后观测值之差，即为水平位移。

观测方法,活动觇标观测法,优点：

适用范围广，精度高，直观性强，操作简单；

在位移量超过觇标活动范围时，仍能使用；

缺点：

只能测出垂直与视准线方向的位移分量，难以确切测出位移方向。

测量方法之小角度法,

（1）监测设备,测斜仪,测斜管埋设在围护结构或土体中；

量测时将测头沿管壁上导槽滑入测斜管内；

由电缆将测斜管水平位移反映在测读仪上。

深层水平位移监测,

（2）测斜原理,测斜仪量测的原理图,底端作为基准点：

顶端作为基准点：

基准点,0,基准点,（3）测斜管的埋设原则和方法,方式一绑扎埋设,方式二：

钻孔埋设,空隙内充填细砂或水泥黏土拌合物,管内灌水,方式三：

预制埋设,埋设原则连接牢固；

滑槽严格对准；

管壁与土密帖；

加强测点保护。

基准点设定：

管顶，管底,每次测定坐标,连接仪器设备，测头放入测斜管，每0.5测读测斜管倾角,读数完毕之后，进行下一点测试,全部测试完毕，提出测头，旋转180度，再次施测,每次读数位置相同,（5）资料分析,得出水平位移随深度的分布曲线,（4）测试方法,

（1）监测范围,沉降监测,（3）基准点的设置,设置原则：

稳定、可靠；

至少设置3个；

设置位置：

基坑开挖影响范围之外（至少大于5倍基坑开挖深度处）；

基岩或原状土层，沉降稳定的构筑物基础上;

要考虑测量和通视的便利。

特例：

土层较厚;

条件受限，需在变形区内设置时,沿基坑纵向每隔30m左右布设一个监测断面。

沉降监测之地表沉降监测,

（1）监测断面布置,

（2）断面间距,

（1）监测点数量和位置选择的影响因素开挖的影响范围；

建筑物的体形、结构形式;

工程地质条件;

建筑物的重要性。

612m,重型或动力设备基础,一般建筑物,圆形和多边形建筑物,基础类型、埋深、荷载突变,新老建筑物,长大建筑物沉降缝,工业厂房独立柱基,箱形基础,

（2）监测点的布置,沉降监测之临近建筑物沉降监测,

（1）设置原则：

从基坑边缘至3倍开挖深度范围内的地下管线,沉降监测之地下管线沉降监测,

（1）监测设备及其安装,沉降管,磁环,测头,基点,测尺,输出讯号指示器,分层磁性沉降仪,沉降监测之土体分层沉降监测,

（2）监测原理及方法,沉降管,磁环,测头,基点,测尺,输出讯号指示器,磁环随土层沉降而下沉，当探头遇到预埋的磁环时，干簧管的触点便在磁场的引力作用下吸合，接通指示电路，发出蜂鸣声。

H（沉降环标高）=Hj（基准点标高）-L（测头至基点距离）,H（某高程处土的沉降）=H0（基坑开挖前沉降环标高）-Ht（基坑开挖后沉降环的标高）,

（1）回弹标及其埋设,

（2）沉降标及其埋设,沉降监测之基坑回弹监测,（3）监测点的设置,（4）基坑回弹监测方法,使用仪器：

精密水准仪,基坑平面,方法：

量测监测点在基坑施做过程中高程的变化，一般在监测点埋设好之后、基坑开挖到底之后和基坑内部结构物施做之前进行量测。

（1）用途基坑围护结构沿深度方向的弯矩；

基坑支撑结构的轴力和弯矩；

圈梁或围檩的平面弯矩；

结构底板所受的弯矩。

（2）仪器传感器：

钢筋应力计（钢弦式和电阻应变式）；

砼应变计；

监测仪表：

频率仪或电阻应变仪；

3.支护结构内力监测,钢弦式钢筋应力计1240mm量测砼内钢筋应力,砼应变计10cm，15cm量测砼内应变量量测砼支撑轴力,（3）应力计、应变计的安装钢筋应力计：

割断主筋，与结构主筋串联焊接；

在混凝土结构内相对的钢筋层上对称布置；

矩形断面可布置在4个角点处。

混凝土应变计：

并在结构主筋附近（与主筋并联）；

伸出两边的钢筋长度不小于砼长度的35倍；

钢筋计安装,（4）墙体内力的监测：

在墙体钢筋砼内埋设钢筋计，测定受力钢筋的应力或应变；

计算求得其内力。

墙体内力监测点的布置,平面上：

弯矩最大处；

支撑间距最大处；

受力较复杂处；

有代表性的地方；

立面上：

反弯点位置；

两道支撑（土锚）的跨中；

内支撑及拉锚所在位置；

各土层的分界面、配筋率改变处。

平面上：

轴力最大的支撑；

支撑间距最大处的支撑；

受力较复杂的支撑；

有代表性的支撑；

平面测点对应的每道支撑处都应测。

支撑轴力监测点的布置,混凝土支撑轴力监测截面应取支撑中部；

钢支撑轴力监测截面应取支撑端部。

（5）支撑轴力监测,钢筋砼支撑钢筋应力计测量钢筋应力；

砼应变计测定砼应变；

换算得支撑轴力。

埋设锚杆拉力计安装在承压板与锚头之间；

钢筋应力计：

割断钢筋，与钢筋串联焊接；

钢筋应变计：

焊在钢筋或钢管上（与锚杆并联连接）。

（6）土层锚杆监测,仪器和原理锚杆拉力计、频率仪或电阻应变仪，直接测得锚杆拉力；

钢筋应力计、频率仪或电阻应变仪，钢筋拉力乘以钢筋数量；

钢筋应变计、频率仪或电阻应变仪，计算钢筋拉力，乘以钢筋数量。

拉力最大的锚杆；

间距最大处的锚杆；

平面形状较复杂处的锚杆；

有代表性的锚杆；

每道土层锚杆中至少测2根；

锚杆长度、型式、穿越的土层不同时，每种情况至少测2根；

平面测点对应的每道锚杆处都应测。

土层锚杆监测点的布置,土压力的大小直接决定着挡土结构物的稳定和安全；

土压力的分布在基坑开挖中呈现动态变化；

土体中的应力状态与土中的孔隙水压力和排水条件密切相关；

超孔压、渗流？

为什么要量测？

量测的目的验证挡土构筑物各特征部位的土压力及其沿深度分布规律；

监测开挖过程中土压力和孔隙水压力的变化；

急剧变化时，采取措施。

积累各种条件下的土压力和孔隙水压力分布规律，为优化设计提供依据。

4.土压力和孔隙水压力量测,监测设备,总压力；

k压力计率定常数；

f0压力计零压是的频率；

f压力计受压后频率；

（1）土压力量测,土压力盒的选用,长期静态量测，宜选用钢弦式；

量程比预计压力大2-4倍;

较好的密封防水新能;

导线采用双芯带屏蔽的橡胶电缆，中间不允许有接头;

土压力盒的埋设方法,预先安装法：

适用于钢板桩或钢筋混凝土预制构件；

挂布法：

适用于地下连续墙；

弹入法：

活塞压入法：

钻孔法：

适用于土层中。

预先安装法,土压力传感器的应力膜与构筑物表面平齐，即结构的迎土面,挂布法,弹入法,绘制土压力随时间和深度的变化过程曲线。

（2）孔隙水压力量测,监测设备,u孔隙水压力；

仪器：

孔隙水压力传感器（孔隙水压力计）和频率仪。

孔隙水压力计的量程取测点深度处水柱的1.52.0倍。

原理：

探头由金属壳体和透水石组成。

孔隙水压力计的工作原理是把多孔元件（如透水石）放置在土中，把土体颗粒隔离在元件外面，而只让水进入有感应膜的容器内，再测量容器中的水压力，即可测出孔隙压力。

孔隙水压力计的埋设方法,压入法：

直接将孔隙水压力计压到埋设深度，或先钻孔至埋设深度以上1m处，再将孔隙水压力计压至埋设深度，用粘土球封孔至孔口。

适用于较软土质。

适用于土层中，原则上一个钻孔只能埋设一个探头。

压入法：

压入产生土体挠动，引起超孔压，影响量测精度钻孔法：

探头部位不可能达到原有密实度，影响量测精度,水位管：

钻有小孔的塑料花管，小孔为排水通道，孔径5mm，间距50cm，梅花形布置；

管外包土工布挡泥砂，进行过滤。

钢尺：

普通钢尺，直接量测，需和水位观测井配合使用。

PVC水位管,

（1）监测仪器,5.地下水位监测,

（2）钻孔埋设注意事项钻孔后放入底部加盖的水位管；

在水位管与孔壁间用干净细砂填实，之后用清水冲洗孔底，以防泥浆堵塞测孔；

水位管与孔壁间最上面2米用黏土球封孔；

水位管高出地面约200mm，上面加盖；

做好水位观测井的保护装置。

一般只要设置在止水帏幕以外即可；

搅拌桩施工搭接处；

相邻建筑（构）物处；

地下管线相对密集位置；

管底标高一般在常年水位以下45m。

（3）坑外地下水位观测布置要求,潜水水位监测示意图,承压水水位监测示意图,第三节基坑工程监测的相关规定,一.监测点布置原则,基坑工程监测点可分为基坑及支护结构监测点和周围环境监测点两大类,监测点应该根据具体情况合理布置,可参照建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）执行。

具体内容参见前面各章节内容及教材和规范内容。

二、监测期限与频率,基坑开挖和地下结构施工全过程；

连续开展，全程监控,

（1）监测期限,

（2）监测频率,基坑工程监测频率的确定应能满足系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻的要求。

因此基坑工程的监测频率不是一成不变，而是根据基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化及时地作出调整。

现场仪器监测的监测频率（建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009））,几点说明,在基坑开挖前，取连续3次测量无明显差异时的测值为初读数；

支撑（土锚）内等需随施工进度而埋设的元件，在埋设后读取初读数；

埋设在土层中的元件（土压力盒、孔隙水压力计、测斜管和分层沉降环等）最好在基坑开挖1周前埋设；

监测频率应随基坑状况、变化速率而作适当调整。

监测数据必须现场整理，有疑问及时复测；

接近或达到警戒值及时告知，采取措施。

三、监测警戒值与警报,

（1）警戒值确定的原则,警戒值的作用：

判断位移或受力状况是否超出允许的范围；

工程是否安全可靠；

是否需要调整施工步骤或优化原设计方案。

警戒值的组成：

总允许变化量和单位时间允许变化量,合理，经济，安全，可靠，不宜过大或过小,

（2）警戒值的确定,预警值的确定依据基坑的规模、地质、水文及