干货 | 基坑监测的目的及常用监测方法

由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测。通过施工监测对现场所得的信息进行分析、进行信息反馈、临界报警，以便及时调整设计、改进施工方法，制定应变（或应急）措施保证基坑开挖及结构施工安全，达到动态设计与信息化施工的目的。

常用基坑监测方法有哪些？

一、水平位移监测水平监测点的布设

土建施工基坑形状大多数为长方形和不规则基坑，为确保按照《建筑物变形测量规程》的二级精度进行水平位移观测视线长度≤300m，在基坑周边相对稳定的区域内布设2－4个工作基点，因基坑拐角处变形最小，工作基点墩位置一般布置在基坑拐角处；根据设计确定的支护结构桩（墙）顶水平位移点的位置和数量，在基坑支护结构的冠粱顶上布设观测点，观测点采用埋设观测墩的形式；在建立好工作基点墩后，将仪器架设在工作基点墩上，沿基坑边布设观测墩，观测点位置必须选择在通视处，要避开基坑边的安全栏杆等影响视线的物体。一般情况下观测点距离基坑300㎜比较合适。

水平位移检测方法主要有五点

1、基坑水平位移监测可采用小角度法和极坐标法进行水平位移观测。对工作基点的稳定性宜采用前方交会、导线测量和后方交会法观测。

2、在基坑变形监测中，对于基坑的位移变化量，利用极坐标法进行基坑水平位移监测，一般选择基坑长边为X轴，垂直基坑长边为Y轴。

3、小角度法主要用于基坑水平位移变形点的观测。小角度法必须设置观测墩，采用强制对中方式。

4、前方交会观测法，尽量选择较远的稳固目标作为定向点，测站点与定向点之间的距离要求一般不小于交会边的长度，观测点应埋设在适合不同方向观测的位置。

5、导线测量法主要用于基坑周边建筑物、构筑物密集,对工作基点稳定性检查用前方交会法和后方交会法都难以实现的情况下,通过导线测定工作基点的稳定性。

----------二、沉降监测沉降监测点布设

在基坑外相对稳定且不受施工影响的地点埋设基点3个，利用这3个基点相互检核其稳定性；支撑立柱沉降监测点设置：在支撑立柱的顶部焊接符合要求的钢制加工件；周边建（构）筑物沉降监测点设置：在建筑物或构筑物的拐角处,离地面20㎝，且避开雨水管、窗台线、电路开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面一定距离；周边土体沉降监测点: 沉降观测点应埋设原状土层中，加设保护装置，沉降观测点稳定后，方可进行初始观测和一般观测。

沉降监测方法主要有四点

1、沉降监测工作基点埋设后根据监测点的分布情况，首先沿监测点规划一条水准线路，采用闭合水准路线，观测时应满足变形监测路线固定、仪器固定、人员固定的“三定”要求。

2、依据水准控制线路，观测周围的各建（构）筑物沉降点、支撑立柱沉降点、采用闭合水准线路测量各沉降点高程。建筑物沉降点观测时，各观测也可采用支点观测，但支点不得超过2站，且支点观测必须进行两次观测。为保证高程基点的可靠性，每次观测前应对基准点进行检测，并作出分析判断，以保证观测成果的可靠性。

3、监测系统对监测原始数据进行数据改正、平差计算、生成监测报表和变形曲线图、计算各点的高程及沉降量、累计沉降量。

4、建筑物倾斜观测的方法是通过测量建筑物基础相对沉陷的方法来确定建筑物的倾斜，利用沉降观测数据进行建筑物倾斜计算。

----------三、测斜监测测斜管埋设

测斜管宜选在变形大或危险的位置埋设，一般在基坑的中部。测斜管埋设的方法有三种：钻孔埋设、绑扎埋设、预制埋设。

1）钻孔埋设：钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层钻孔测斜。钻孔孔径应略大于测斜管外经，孔深要求穿出结构体3～8米，根据地质条件确定钻孔深度。测斜管与钻孔之间的空隙回填细沙或水泥与膨润土拌合的灰浆。埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边沿垂直。

2）绑扎埋设：通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在钢筋笼上，绑扎间距不宜大于1.5米。测斜管与钢筋笼的绑扎必须牢靠，以防浇筑混凝土时测斜管脱落。同时必须注意测斜管的纵向扭转，防止测斜仪探头被导槽卡住。

3）预制埋设：主要用于打入式预制桩的测试。在预制排桩时将测斜管置入桩体钢筋笼内，应进行局部保护防止沉桩时捶击对测斜管的破坏。

测斜方法有两点

1、测斜观测分为正测与反测，观测时先进行正测，然后进行反测。一般每0.5米读数一次，测斜探头放入测斜管底部应等候5分钟待探头适应管内水温后读数，应注意仪器探头和电缆线的密封性，防止进水。

2、测斜观测时每0.5米标记读数点一定要卡在相同的位置，电压值稳定后才能读数，确保读数的准确性。

----------四、维护体系内力监测主要包括：

主要包括支撑内力、锚杆拉力、围护墙内力、围檩内力、立柱内力等。

对设置内支撑的基坑工程，一般选择部分典型支撑进行轴力监测，以掌握支撑系统的受力情况；钢筋混凝土支撑其内力和轴力通常是测定构件受力钢筋的应力然后根据钢筋与混凝土的共同受力状态下变形协调条件计算得到，钢筋应力一般通过在构件受力钢筋上串联钢筋应力传感器予以测定。轴力计可直接监测支撑轴力，表面应变计则是通过量测到的应变再计算支撑轴力，钢筋应力计则通过钢筋和混凝土应变协调的假定来换算支撑轴力。

传感器的安装应注意以下几点

1、焊接法连接将钢筋插入预留孔内，端头焊接均匀，焊接时采用冷却措施，以防温度过高损坏电磁线圈和改变钢弦性能。

2、螺纹连接，把钢筋螺纹端与传感器连接，拧紧前在螺纹部位涂一层环氧树脂胶，以防螺纹间隙影响应力传递。

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五、孔隙水压力监测

主要用于：

主要用于堆载预压的施工速率控制、沉桩施工及基坑开挖等施工项目中。

静态孔隙水压力监测相当于水位监测。潜水层的静态孔隙水压力测出的是孔隙水压力计上方的水头压力，可以通过换算计算出水位高度。

结合土压力监测，量测结果可应用于固结度计算及进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。不同深度孔隙水压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。

孔隙水压力计安装

孔隙水压力计埋设是一项技术性很强的工作， 一孔内埋设多个孔隙水压力计时，压力计间隔不应小于1m，并作好各元件间的封闭隔离措施。

埋设顺序为

①钻孔到设计深度；

②放入第一个孔隙水压力计，观测段内应回填透水填料，再用膨润土球隔离；

③回填膨润土泥球至第二个孔隙水压力计位置以上0.5m；

④放入第二个孔隙水压力计至要求深度，回填透水填料；

⑤回填膨润土泥球…，以此反复，直到最后一个； 

⑥回填封孔。

注意事项：

1、孔隙水压力计应按测试量程选择，上限可取静水压力与超孔隙水压力之和的1.2倍。

2、采用钻孔法施工时，原则上不得采用泥浆护壁工艺成孔。如因地质条件差不得不采用泥浆护壁时，在钻孔完成之后，需要清孔至泥浆全部清洗为止。然后在孔底填入净砂，将孔隙水压力计送至设计标高后，再在周围回填约0.5m高的净砂作为滤层。

3、在地层的分界处附近埋设孔隙水压力计时应十分谨慎，滤层不得穿过隔水层，避免上下层水压力的贯通。

4、在安装孔隙水压力计过程中，始终要跟踪监测孔隙水压力计频率，看是否正常，如果频率有异常变化，要及时收回孔隙水压力计，检查导线是否受损。

5、孔隙水压力计埋设后应量测孔隙水压力初始值，且连续量测一周，取三次测定稳定值的平均值作为初始值。

6、 当一孔内埋设多个孔隙水压力计时，压力计间隔不应小于1m，并作好各元件间的封闭隔离措施。

----------六、土压力监测主要用于：

基坑工程土压力监测主要用于量测围护结构内、外侧的土压力。用土压力盒进行量测时，主要是针对法向的总应力。结合孔隙水压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。不同深度土压力的监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。量测所获得的土压力可能为土中压力和土体结构间接触压力。

土压力计安装

1、钻孔法

钻孔法是通过钻孔和特制的安装架将土压力计埋入土体内。具体步骤如下：

①先将土压力盒固定在安装架内；

②钻孔到设计深度以上0.5m-1.0m；放入带土压力盒的安装架，逐段连接安装架，土压力盒导线通过安装架引到地面。然后通过安装架将土压力盒送到设计标高；

③回填封孔。

2、挂布法

挂布法用于量测土体与围护结构间接触压力。具体步骤如下：

①先用帆布制作一幅挂布，在挂布上缝有安放土压力盒的布袋，布袋位置按设计深度确定；

②将挂布绑在钢筋笼外侧，并将带有压力囊的土压力盒放入布袋内，压力囊朝外，导线固定在挂布上引至围护结构顶部；

③放置土压力计的挂布随钢筋笼一起吊入槽（孔）内；

④混凝土浇筑时，挂布将受到流态混凝土侧向推力而与槽壁土体紧密接触

3、注意事项：

1) 土压力计应按测试量程选择，上限可取预计最大量程的1.5倍。

2) 压力盒固定在安装架时，压力盒侧向的固定螺丝不能拧得太紧，以免造成压力盒内钢弦松弛。

3) 压力盒沉放过程中，始终要跟踪监测土压力盒频率，看是否正常，如果频率有异常变化，要及时收回，检查导线是否受损。

4) 压力盒沉放到位施压前，到检查压力盒是否垂直，压力盒面的方向是否与被测土压力的方向垂直。

5) 采用挂布法安装时，由于土压力盒挂在钢筋笼外侧，因此在钢笼下槽过程中，要格外小心压力囊经过导墙时受挤压、摩擦而破损漏油。挂布要尽可能兜住钢筋笼外侧，防止混凝土浇筑时水泥浆液流到挂布外侧裹住土压力盒。

----------七、地下水位监测
基本内容

基坑工程地下水位监测包含坑内、坑外水位监测。基坑工程地下水位监测又有浅层潜水和深层承压水位之分。通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如：降水速率和降水深度。坑内应采用大井。通过坑外水位观测可以了解坑内降水对周围地下水位的影响范围和影响程度，防止基坑工程施工中坑外水土流失。坑外水位监测为基坑监测必测项目。

水位管的安装

水位管选用直径50mm左右的钢管或硬质塑料管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.5～1m的沉淀段(不打孔)，用来沉积滤水段带入的少量泥砂。中部管壁周围钻出6～8列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50～100mm。相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置。管壁外部包扎过滤层，过滤层可选用土工织物或网纱。上部管口段不打孔，以保证封孔质量。

先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用水准测量的方法测出水位管管口绝对高程，最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程

水位监测注意事项

1) 水位管的管口要高出地表并做好防护墩台，加盖保护，以防雨水、地表水和杂物进入管内。水位管处应有醒目标志，避免施工损坏。

2) 水位管埋设后每隔1天测试一次水位面，观测水位面是否稳定。当连续几天测试数据稳定后，可进行初始水位高程的测量。

3) 在监测了一段时间后。应对水位孔逐个进行抽水或灌水试验，看其恢复至原来水位所需的时间，以判断其工作的可靠性。

4) 坑内水位管要注意做好保护措施，防止施工破坏。

5) 承压水位管直径可为50～70 mm，滤管段不宜小于1m，与钻孔孔壁间应灌砂填实，被测含水层与其它含水层间应采取有效隔水措施，含水层以上部位应用膨润土球或注浆封孔，水位管管口应加盖保护。

6) 重点是管口水准测量，要与绝对高程统一。

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来源：网络

中国测绘网 新媒体中心

文：测小婉

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