第三章 深基坑支护工程变形监测方案设计实例 大量、密集的桩基在施工中会产生一定的超静孔隙水压力，使桩基施工区域一定范围内的土体和地表发生一定位移，可能会对临近地下管线造成损害。为获取桩基施工对环境影响安全程度的信息，必须在桩基施工过程中，对周边环境进行安全监测工作。围护桩成孔施工会对周围土体产生一定影响，尤其是紧邻管线施工时，应强化周围环境的监测。
根据本工程监测技术要求和现场具体环境情况，从时空效应的理论出发，本监测方案按以下原则进行编制：
1）基坑开挖施工影响范围内的建（构）筑物、管线和基坑本身作为本工程监测和保护的对象。
2）设置的监测内容及监测点必须满足本工程设计方案及相关规范的要求，并能全面反映工程施工过程中周围环境及基坑围护体系的变化情况，确保监测内容设置合理，确保测点覆盖广泛、便于比对、直接有效。
3）监测过程中，采用的方法、监测仪器及监测频率应符合设计和规范要求，能及时、准确地提供数据，满足信息化施工的要求。[9]
3.4 监测项目及具体内容
根据设计要求，结合本基坑工程及其周围环境特点，确定本基坑工程监测对象为：基坑支护结构、场地水位、周边建筑物、地面道路及地下管线。[10]
考虑本基坑围护设计方案，参照中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 5007-2002按照地基基础设计等级确定本基坑工程监测等级为甲级，参考中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）第4.2.1条规定，确定本基坑工程监测等级为一级，同时在结合《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97及该地区工程施工经验确定本基坑工程的监测项目及监测内容如下所述。[11]
3.4.1 监测项目
1）基坑围护体系观察； 2）基坑围护结构监测 3）基坑周围环境监测。
3.4.2 监测的具体内容
1）使用仪器进行监测： （1）基坑围护结构监测
①围护体深层侧向水平位移（测斜）； ②基坑支护结构水平及竖向位移； ③坑内外地下水位； ④坑外土体测斜； ⑤支撑轴力；
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第三章 深基坑支护工程变形监测方案设计实例 ⑥围护体钢筋内力； ⑦坑底回弹（隆起）； ⑧立柱竖向位移； ⑨锚杆的内力； ⑩支撑体系的内力。 （2）基坑周边环境监测
①裂缝监测；
②坑外土体分层沉降监测； ③基坑周边地面道路沉降位移； ④基坑毗邻建（构）筑物沉降位移；
⑤坑周地下管线位移（包括刚性管道及柔性管线）。 2）巡视检查：
在本基坑工程整体施工期限内，需要对该基坑工程进行巡视检查，这是基坑监测当中的一项重要工作，该工作应交由富含一定工作经验的专业人员配合施工单位工程技术人员一同完成，同时双方也需将所获得的信息数据资料及时地进行沟通交流并记录施工进度与施工工况。
（1）巡查主要内容：
表3-4-2 现场巡视的主要内容
序号 分类 主要巡视内容 支护结构成型质量 冠梁、围檩、支撑有无裂缝出现 支撑、立柱有无较大变形 1 支护结构 止水帷幕有无开裂、渗漏 墙后土体有无裂缝、沉陷及滑移 基坑有无涌土、流砂、管涌 基坑周边地面有无超载 开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异 2 施工工况 基坑开挖分段长度、分层厚度及支锚设置是否与设计要求一致 场地地表/地下水排放状况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常 邻近基坑及建筑的施工变化情况 3 周边环境 周边管道有无破损、泄漏情况 周边道路（地面）有无裂缝、沉陷 20
第三章 深基坑支护工程变形监测方案设计实例 周边建（构）筑物有无新增裂缝出现 基准点、监测点完好状况 4 监测设施 监测元件的完好及保护情况 有无影响观测工作的障碍物
（2）巡查的方法及记录分析
巡查主要依靠肉眼凭经验观察判断出对基坑施工稳定性与安全性的有效信息资料，同时也可与摄影摄像仪器及量尺、钎锤等简单工具配合开展。每一次巡视检查均应对自然环境、基坑检查情况作以全面详细的记录整理，并同当天监测数据报告进行综合分析处理，以备一旦有异常状况出现能够适时有效地与总包技术质量部人员及时沟通并制定出相应的应急预案处理措施。
3.5 基准点、监测点的布设、保护及补救 3.5.1 点的布设
1）基准点的布设
为监控工作基点的形变，本基坑工程监测于距离基坑5倍开挖深度范围外的可靠稳定地点拟埋设编号为JZ1—JZ4的四个基准点；为进行垂直位移测量，在远离基坑外侧较为稳定处设置编号为SZ1—SZ4的四个水准工作基点，在距离基坑尽量远处的的稳定处设置编号为SP1—SP4的四个水平位移工作基点。其中水平位移工作基准点应定期进行检核校对。
工作基点采用的是安有对中误差不大于±0.1mm的强制归心装置的位移观测墩，而水准基准点则采用混凝土普通水准标石，二者的做法均要符合《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007中的相关规定。[12]
2）监测点的布设
（1）基坑及其支护结构的监测点布设方案
①围护体深层侧向水平位移（测斜）监测点布置
土体开挖会使围护体两侧受力不均，产生压力差，从而引起围护体的变形，本项监测就是利用测斜仪探头深入围护体内部，通过测量预先埋在围护体内部测斜管的变化情况反映出围护体各深度上的水平位移情况，测斜管深度与围护桩深度等深。
深层水平位移的监测是本工程当中一项非常重要的监测项目，本工程围护结构包括水泥土墙、钢板桩、灌注桩三种，在基坑手边中部、阳角处以及有代表性的部位共布设测斜监测点20个，编号为CX1—CX20，监测点水平间距在20到50米范围内。
②基坑支护结构水平及竖向位移监测点的布置
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第三章 深基坑支护工程变形监测方案设计实例 沿着在基坑顶部的四周共设置水平位移监测点20个，编号为W1—W20；竖向位移监测点20个，编号为S1—S20，借用水平位移监测点。观测标志采用铆钉枪射入铝钉布置于基坑边坡坡顶部灌注桩、冠梁、腰梁、格构柱上，水泥土桩上的观测标志地下埋深需大于半米，采用钻孔埋置钢筋标石，地面部分用方墩进行保护（图3-5-1（a） 支护结构顶部水平（竖向）监测点埋设示意图）。
图3-5-1（a）支护结构顶部水平（竖向）监测点埋设图
③坑内外地下水位监测点的布设：
本工程地下水位监测对象主要为潜水和承压水，在基坑开挖过程中，基坑降水会降低基坑内水位，由于坑内外水压力存在大小之差，使得止水帷幕的薄弱环节渗水，更为严重的是会造成更大的破坏影响，造成对周边、地下环境设施的损坏，因此就对坑外地下潜水水位进行相关监测工作，又因开挖深度较深，会对地下的承压水层产生影响，因此也要及时的对承压水位实时监测，以确保在工程施工的过程中的承压水位不超过安全水位。
（1）完整井 (2)非完整井
(3)承压井完整井 (4)承压井非完整井
图3-5-2（b-1）地下水监测井
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第三章 深基坑支护工程变形监测方案设计实例
图3-5-1（b-2）基坑各部件受水压力图与地下水压力测量原理图
根据设计需求，监测降水后浅层水位的降低，直接判断可否挖土，监测深层承压水位的降低，直接判断有否冒底突涌的危险。测点应布置于基坑周边外侧两米内的关键部位，测点间距离在20至50米范围内较为适宜，本工程需布设坑外潜水水位观测孔18个，编号为QS1—QS18 ，其中QS1—QS14、QS17、QS18的孔深为20米，QS15、QS16的孔深为9米，QS17、QS18的孔深为16米；坑外承压水位孔22个，编号为CY1—CY22，其中CY1—CY4的孔深为34米，CY5—CY22的孔深为40米。 ④坑外土体测斜监测点的布设：
在本项目中，坑外土体测斜孔埋设深度需比围护深度大5米，埋设位置应与围护体测斜监测孔相对应，故共计布设坑外土体测斜监测点为21个，点号与测斜点号一致，即TX1—TX16。其中1、2、15、16号点的孔深为44.5米，3、8、11、13号点的孔深为42.5米，4、7、10、12、14号点的孔深为37.5m，5、6、9号点的孔深为38.5米。 ⑤支撑轴力监测点的布设：
支撑轴力监测点主要选择在受力较大处，起主要控制作用的断面布设，同时要考虑全面性和代表性。本工程在每道支撑上各布设19个支撑轴力监测断面（编号为ZC1—ZC19），四道支撑上共布设70个支撑轴力监测断面。每根支撑四边中间的主筋上对称安装4个振弦式钢筋应力计，四道支撑共安装280个钢筋应力计。在每道支撑体系的内圆环支撑杆件上选取9个监测断面，四道支撑共计布设36个监测断面布设混凝土应变计和温度传感器，每个监测断面布设1个混凝土应变计和2个温度传感器。
混凝土应变计应埋设与每个支撑杆件的截面中心位置处，安装时应确保应变计与支撑轴线平行；考虑圆环支撑截面设计特点，为测得最大温差，达到最佳监测效果，将1个温度传感器安装在支撑杆件截面中心，另一个温度传感器安装在圆环支撑外侧面的中部，支撑混凝土应变监测和温度监测断面考虑与钢筋应力计监测断面对应。
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