最新基坑回弹监测.docx

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最新基坑回弹监测

基坑回弹监测

基坑回弹监测

１、监测目的与意义

地基土大面积开挖后,由于地基土自重应力的卸除，使地基土回弹隆起,便引起地基土结构产生破坏,以致对主体建筑物以及邻近建筑物造成一定影响.

地基土回弹量的大小和分布情况,在设计时对地基变形模型的选用及基础强度的设计都具有十分重要的意义。

为保证基础设计的可靠和保护邻近建筑的安全,对基坑底面的回弹和邻近地面的变形监测，便提出了新的更高的要求。

因此,基坑回弹监测,便成为建筑工程勘察中变形监测的一项重要的工作。

2、基坑回弹的基本方法

2．１、基坑回弹点标志形式及测点布设

从土力学理论知，当土体未被开挖处在相对稳定时，其应力状态是不发生改变的，其体积是相对稳定平衡的．若土体的应力平衡条件发生变化，其土体的体积也将发生相应的变化。

当我们进行大面积深基坑开挖时,上部的地基土被挖除，因而改变了原土体的应力平衡条件,出现基坑底面与基坑周围土体的回弹变形现象。

而从地基土的回弹现象可以观察到，坑壁对土体有一定的回弹制约力,因此,离坑壁越近,地基土回弹量越小。

依此原理，在布置和埋设回弹测标时,为考虑尽量减少地基土的应力消散,充分发挥坑壁的约束作用，阻止埋设回弹测标时,地基土出现回弹（即使是微小的）,以保证回弹监测结果具有必要的精度。

通常,回弹标志的埋设是以钻探成孔方式进行的,因此其钻孔的直径要尽可能地小（以不超过127mm为宜）。

因此,在基坑开挖前,要以此要求埋设回弹标志,并及时测量其高程，作为基坑底面地基土的初始高程,以资比较。

由于基坑回弹点要在基坑开挖前预先埋设到基坑底面的设计标高处，这就要求回弹点的测标要埋设的稳定、牢固且便于进行观测,才能保证监测的必要精度。

回弹测标的形式如图1（如采用辅助杆法，图中挂钩可改做成圆帽顶）.

根据有关基坑回弹监测资料分析,其回弹变化一般呈以下特点:

1）整个基坑底面的回弹变形，其表面呈向上微鼓状态，且由中部向四周坑壁平缓微降，而四周拐角处回弹量最小。

2）若坑内各处工程地质条件简单均一时，基坑底面纵横中心轴线回弹变化曲线成抛物线状。

其回弹峰值在坑底中央，其变形一般呈对称分布。

依上特点，回弹标点的布设要根据基坑的形状及开挖规模,以较少的工作量,力求均匀地控制地基土的回弹量和变化规律。

因此,一般以沿基坑纵横中心轴线及其它重要位置成对称布置，并在基坑外一定范围内（基坑深度的1。

5~２.0倍）布设部分测点。

点距一般为10~１５ｍ，也可根据需要而定。

回弹测点布设通常形式如图2。

对于圆形（或椭圆形）基坑一般可类似于上列方形（或矩形）的基坑进行布设。

上述几种基坑回弹测点布设的方式，适用于地质条件、土层结构比较均一的场地.当地质条件复杂或基坑周围建筑物繁杂或有重堆载物体的情况下，还必须根据基坑开挖的实际情况增加测点的数量。

当布设的测点遇有地下管线或其它地下构筑物时,应避开并移设到与之对称的空位上。

2.2、基坑回弹监测的几种方法

基坑回弹监测通常采用几何水准测量法．基坑回弹监测的基本过程是,在待开挖的基坑中预先埋设回弹监测标志，在基坑开挖前、后分别进行水准测量，测出布设在基坑底面各测标的高差变化，从而得出回弹标志的变形量。

观测次数不应少于3　次:

即第一次在基坑开挖之前;　第二次在基坑挖好之后;　第三次在浇注基础混凝土之前。

在基坑开挖前的回弹监测，由于测点深埋地下,实施监测就比较复杂,且对最终成果精度影响较大,亦是整个回弹监测的关键。

基坑开挖前的回弹监测方法通常有辅助杆法（适用于较浅基坑）和钢尺法。

钢尺法又可分为钢尺悬吊挂钩法（简称挂钩法）,一般适用于中等深度基坑;钢尺配挂电磁锤法或电磁探头法,适用于较深基坑。

挂钩法比较实用有效,为常用的方法。

挂钩法的工作实质如下:

首先在地面上用钻机成孔,把回弹测标埋设到基坑底面设计标高处,在标志上吊挂钢尺引出地面，然后通过在地面实施水准测量,把高程引测到每个回弹标志上,并依此所得高程作为初始值。

而基坑开挖后各测点的高程，则在基坑内按一般水准测量方法进行，所得的高程与初始高程比较，其差值即为回弹变化量。

基坑开挖前观测工作方式见图3。

２。

3、基坑回弹监测的误差分析

通常在基坑开挖前的回弹监测是在深埋的回弹测点与预先设置的工作基点之间单独进行的。

因此,基坑回弹监测的精度要求,可用测量相对于邻近工作基点的每测站高差中误差来衡量。

每测站高差中误差包含如下几种误差因素：

1）观测误差。

包含照准误差、符合气泡居中误差和读数误差（分别在水准尺和钢尺上读数）,该类误差的综合影响估计有。

2）仪器误差．包含有调焦误差,水准尺长度和分划误差,水准尺尺底不平整误差,以及因前后视距不等而引起的ｉ角不一致影响的误差等，该类误差的综合影响经估计有。

3）钢尺长度误差。

包含有钢尺划分不均匀误差,钢尺环受压力后的变形误差，以及钢尺在测前和测后的长度检定误差等。

钢尺检定误差以不超过1：

２００00０　要求,而用于回弹检测的钢尺长度一般为15~3０m（可适用于深度为10～25m的基坑）。

因此，综合考虑该项误差可取。

回弹监测时所使用的钢尺与检定时一致,同时要测定现场（孔内）温度，并对钢尺读数进行尺长和温度改正，以求使该项误差减少到最低限度.

4）其它误差.包含有水准尺竖立不直的误差,钢尺倾斜（或杆尺倾斜）误差,钢尺挂钩（含挂钩直径和钢尺吊挂在挂钩上位置不正等）误差，以及其它外界因素（如测定钢尺温度的代表性误差、湿度、光照、亮度、折光等）影响的误差,该类误差综合考虑可取。

总之,基坑回弹监测每测站的高差中误差为:

因此可以认为，按二等水准测量的作业要求进行基坑回弹监测,是可以满足回弹监测点的高程中误差不应大于±1。

0mm的精度要求。

另外,每支钢尺前端零刻划前都有一段无刻度部分，称其为加长度（常数），以ＬＶ　表示，一般可在现场采用水准测量法测定。

即在平整地面上埋设一回弹标志，先后在标志上吊挂钢尺（与开挖前回弹观测方式同）和竖立水准标尺.用水准仪分别在吊挂的钢尺和水准尺上读数，如图4。

设在水准尺上的读数为ｂ,在吊挂钢尺上读数为a,则。

依此多次反复进行测量取其平均值.在回弹观测时,依此值对钢尺读数施加改正。

这样在向坑底引测高程时的高差计算公式（如图3）则为:

　。

应该指出,在进行该项常数测定时，同样必须测定现场的气温,并对钢尺上的读数施以尺长和温度改正。

而在回弹监测时,自始至终应采用同一根钢尺参与作业,以减少该项误差的影响.

3、基坑回弹监测的施测

3.1、施测的准备工作

首先应进行施测场地的现场踏勘,了解场地的实际现状（必要时须做适当平整）、基坑开挖的范围和场地周围建筑物（含堆载物）及地下管线（设施）的分布情况。

并在现状地形图（比例尺１:

2０0或1:

500）上予以标注。

其次，根据基坑形状和规模以及工程勘察报告和设计要求,确定回弹监测点数量和位置以及埋设深度，然后选择高程基准点和工作基点的位置,一般根据基坑形状和规模至少应设置4个以上工作基点，以便于独立引测（减少测站数）回弹监测点的高程。

　3.2、基坑回弹监测设备

基坑回弹监测配备的主要仪具有全站仪1台,精密水准仪1台，2ｍ或3m因瓦水准尺一对,重锤或拉力计一个（与钢尺检定时一致）,吊挂尺用滑轮一个，卡具一副,２～3m高的三角架一副，经检定过的15~30m专用钢尺一盘,温度计（１ºC刻划）一支，标杆（或标钎）若干，回弹测标若干以及基本水准标石若干（设置基准工作点用）和２ｍm粗尼龙绳若干米（供引挂钢尺用）等。

3．3、回弹监测点的埋设与观测

基坑开挖前的回弹监测一般是逐点进行的.因此,在观测前，首先应在标有建筑物位置的场地平面图上布设好测点位置,在现场进行定位放样，并测出每个测点的相对坐标和地面标高,以便于计算各回弹标志的埋设深度和开挖后便于寻找测点位置。

回弹标志必须在基坑开挖前埋设完毕，并同时测定出各标志点顶的标高。

埋设方法可采用ＳH—30型或DPP-10０型工程钻机按标定点位成孔,成孔时要求孔位准确（应控制在１０cm以内），孔径要小于Φ１27ｍｍ,钻孔必须垂直，孔底与孔口中心的偏差不超过5cｍ。

采用跟管钻进（套管直径与孔径相应），孔深控制在基坑底设计标高下20ｃm左右.钻孔达到深度后,用钻具清理孔底使其无残土，然后卸去钻头,安上回弹标志下至孔底,采用重锤击入法，把测标打入土中，并使回弹标志顶部低于基坑底面标高20cm左右,以防止基坑开挖时标志被破坏.要使标志圆盘与孔底土充分接触,而后卸下钻杆并提出后,即可进行该测点的第一次回弹标志点的标高引测。

回弹观测时,把钢尺下到孔底，将钢尺前端铁环挂在回弹标志挂钩上（借助尼龙绳引导）,然后把钢尺绕放在安于三角架上的滑轮上,并在悬端卡以重锤（如图3），调整钢尺使其稳定垂直后（可借助全站仪或垂球检校）,即可按精密（二等）水准测量要求进行坑底测点的标高测量，同时测记孔内温度.为保证测读结果的质量，可反复脱挂钩三次,进行三次测量读数取其平均数,作为最后结果。

测量完毕即可拔出套管，拔管时，先提拔１０~15cm，而后逐步在孔内填入50～100cm高的白灰（为便于开挖后寻找点位）,然后将套管全部提拔上来，便完成一个测点的标高引测。

而后以同样方式继续下一个回弹标志的埋设和观测工作。

当所有按设计要求的回弹标志都埋设和观测完毕后,即可根据施工进度要求进行基坑开挖工作.

由于基坑开挖多采用机械方式,为更好地保护回弹标志，开挖宜分阶段进行（控制开挖深度），在开挖接近坑底设计标高时应留下1０ｃm采用人工开挖，达到预计的坑底标高面并平整.这时，首先,根据预先填入的白灰或预先测出的相对坐标寻找并保护好各测标，其次在基坑底的１～2个拐角处（便于引测高程和校核的位置）,设置临时工作基点1~2个．

采用基坑开挖前的相同仪器和设备,并以同样的作业方式把高程传递到基坑底面设置的临时工作基点上,然后在基坑底按二等几何水准测量要求,进行坑底各测点的高程测量。

基坑开挖后的各点高程测量一般应进行三次,即第一次在基坑开挖刚找到标志时;第二次在基坑开挖后与浇筑基础之间;第三次在浇筑基础前.当最后一次观测完毕后,应测出基坑实际开挖的平面图和回弹标志的位置或坐标。

4、观测资料的整理

首先计算各次观测的各回弹测点的高程（开挖前,开挖后等）,在计算过程中采用钢尺测读的结果,应先加以尺长和温度的改正。

本次各点的高程与前一次相应点高程之差,即为本次各点的回弹量。

每点各次回弹量之和，即为该点的地基土总回弹量．

根据所测得成果,在基坑平面图上标绘出回弹测点的位置和实测回弹量。

回弹监测结束后,应提交回弹监测点平面位置图、回弹监测成果表、地基土回弹等值线图和基坑纵横中心轴线回弹剖面图。

最后,依此成果结合场地地质条件、基坑开挖的过程和施工工艺等因素，对基坑地基土回弹规律进行综合分析，提出基坑回弹监测成果技术报告。