1、學士論文巖 土 工 程 系本科畢業論文學 號： 姓 名： 專 業： 勘查技術與工程 班 級： 課題名稱：合肥市軌道交通深基坑綜合監測與分析指導老師： 2010年6月1日摘要 深基坑工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態的復雜系統，僅靠理論分析和經驗估計難以把握在復雜條件下基坑支護結構與土體的變形破壞，也難以完成安全、可靠、經濟的基坑設計與施工。通過施工時整個支護系統的監測，可以了解其變化的態勢，利用監測信息的反饋分析，就能較好地預測系統的變化趨勢;當出現險情預兆時，可做出預警，及時采取措施，保證施工的安全和環境的安全。本文以合肥市軌道交通1號線試驗段方興大道站深基坑支護工程為背景，進行了

2、方興大道站深基坑工程的現場監測工作，覆蓋了樁（土）體深層水平位移（測斜）、圍護樁頂水平（豎向）位移、鋼支撐軸力、土壓力、孔隙水壓力、周圍建筑物沉降、地下水位等監測項目。通過現場監測，取得了大量試驗數據。這些數據指導了在復雜地質條件下基坑的開挖和施工，驗證了支護結構設計，并在施工過程中通過信息反饋完善設計，保證了基坑支護結構和相鄰建筑物的安全，根據現場量測結果提出在基坑開挖過程中應注意的問題。關鍵詞：深基坑工程，監測，數據分析abstractthe deep excavation engineering is a dynamic complex system that the soil and

3、retaining structure interact with each other. it is very difficult to grasp the excavation retaining structure and soil with the deformation and failure only by theoretical analysis and experience estimated under complex conditions. it is also very difficult to complete safe, reliable and economic d

4、esign and construction of the foundation. we can understand its trend through the monitoring of the supporting system during construction and predict the trend of the system better through the analysis of feedback information. we can make warning timely and take measures to ensure the safety of envi

5、ronment and construction when danger signs come out.based on the deep excavation engineering of the rail transit line 1 testing section fangxing avenue station in hefei, we carried out on-site monitoring work of deep foundation pit engineering of the fangxing road station, covering the monitoring pr

6、ojects such as the deep horizontal displacement of pile (soil), retaining level (vertical) displacement of pile top, steel strut axial forces and reinforced stress, soil pressure, water pressure of pore, settlement of surrounding buildings and underground water level. we obtained lots of test data t

7、hrough on-site monitoring. these data guided the excavation and construction of the foundation pit under complex geological conditions and verified design of the supporting structure. at the same time, the design was consummated through information feedback during the construction process which guar

8、anteed the safety of the supporting structure and adjacent buildings. the problems should be paid attention to according to the measured results in the excavation process.key words：deep excavation engineering, monitoring, data analysis目錄摘要iiabstractiii目錄iv第1章 緒論11.1研究的意義及目的11.2 基坑工程現狀21.3 本文的研究思路與主要

9、內容3第2章 基坑監測技術42.1基坑工程監測項目42.2.1 一般規定42.2.2 建筑基坑工程儀器監測項目42.3巡視檢查52.4 監測點布置62.4.1 一般規定62.4.2 基坑及支護結構監測點布置62.4.3 基坑周邊環境監測點布置82.5 監測頻率92.6 深基坑監測報警值10第3章 監測原理與方法143.1建筑基坑支護結構監測原理與方法143.1.1支護結構水平位移143.1.2支護結構豎向位移143.1.3 圍護樁（土體）深層水平位移153.1.4 橫撐內力監測163.1.5 側向土壓力監測173.1.6 孔隙水壓力監測183.1.7 鋼筋應力監測193.1.8 錨桿內力監測1

10、93.2建筑基坑工程周邊環境的監測原理與方法203.2.1 地下水監測203.2.2 基坑周邊地表豎向位移監測203.2.3 周邊建筑物變形監測20第4章 工程實例224.1工程概況224.1.1場地環境條件224.1.2場地工程地質水文條件224.1.3 不良地質作用和特殊性巖土234.2基坑支護方案244.3現場監測方案254.3.1監測目的254.3.2監測方案編制依據264.3.3監測方案274.3.4 現場監測分析31第5章 結論與建議395.1結論395.2 建議39參考文獻：41附圖42致 謝4449第1章 緒論1.1研究的意義及目的隨著地下工程及高層、超高層建筑物的興建，深基坑

11、工程越來越多。深基坑大多位于人口稠密的城區，周圍通常有重要的建(構)筑物和地下管網。在深基坑開挖的施工過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力態轉變，應力狀態的改變引起土體變形，即使采取支護措施，仍有可能使其產生位移、沉降和變形，甚至產生破壞，造成嚴重的工程事故l。同時，基坑相鄰建筑物又相當于較重的集中荷載，基坑周圍的管線常引起地表水的滲漏，這些因素又是加劇土體變形的原因2。基坑開挖后，基坑內外的水土壓力平衡問題就要依靠圍護樁(墻)和支撐體系來實現。支護結構的破壞情況一般為圍護樁(墻)因本身強度不足而發生斷裂破壞、支撐失穩或強度破壞而引起圍護結構破壞或圍護樁(墻)下端土

12、體滑移造成圍護結構整體傾覆。而這些破壞情況都有一個從量變到質變的漸變過程，在這個漸變過程中支護結構的位移、變形和土體的沉降位移和坑底土體的隆起都會發生變化3。因此，要求對基坑支護結構、基坑周圍的土體和相鄰建筑物進行綜合、系統的監測，在基坑設計工作中，應充分考慮時空效應，做到“隨挖隨支”，約束其變形的產生，以減小土體強度的衰減而增加圍抗結構的穩定性和安全性4，并為分析判別基坑施工過程中其支護結構和周圍建(構)筑物及管網的安全穩定性提供科學依據，并全面了解工程情況，確保工程順利進行5。研究的目的：(l)通過對現場監測數據與設計值的對比分析，對發現的問題及時采取措施，防止破壞或極限狀態發生。破壞或極

13、限狀態主要表現為靜力平衡的喪失，或支護結構的構造性的破壞。在破壞前，往往會在基坑側向的不同部位上出現較大的變形，或變形速率明顯增大。如有周密的監測控制，有利于采取應急措施，防止支護結構破壞和環境事故發生6;(2)驗證支護結構設計，指導基坑開挖和支護結構的施工。由于目前我國基坑支護結構設計水平尚處于半理論半經驗的狀態，土壓力計算大多采用經典的側向土壓力公式，與現場實測值有一定的差異。因此在施工過程中必須知道實際的應力和應變情況，與設計值進行比較，必要時對設計方案或施工方法進行修正7。(3)支護結構的.土壓力分布受支護方式、支護結構剛度、施工過程和被支護土類的影響，并與側向位移直接相關，往往是非常

14、復雜的。現行設計分析理論尚未達到成熟的階段8，積累完整準確的基坑開挖和支護監測結果，總結施工經驗，優化設計，使支護結構的設計即安全可靠又經濟合理。1.2 基坑工程現狀隨著城市建設的發展，各類用途的地下空間已在世界各大中城市中得到開發利用，諸如高層建筑多層地下室、地下鐵道及地下車站、地下停車庫、地下街道、地下商場、地下醫院、地下倉庫、地下民防工事以及多種地下民用和工業設施等。近20年是我國城市基坑工程發展最為迅猛的時期，針對城市地區用地緊張和地價昂貴的狀況，開發商總是設法提高土地的空間利用效益。由于向上伸展受到容積率的限制，因而加大對地下空間的利用則成為有效的選擇。深基坑開挖與支護技術得到了前所

15、未有的發展和推進。基坑工程這個歷來被認為是實踐性很強的巖土工程問題，發展至今天，已迫切需要理論來指導、充實和完善。基坑支護結構的內力和變形對周圍建筑物和地下管線等的影響的計算分析，目前尚不能準確地得出定量的結果。但是有關地基的穩定及變形的理論，對解決這類實際工程問題仍然有非常重要的指導意義，故目前在工程實踐中采用理論導向、量測定量和經驗判斷三者相結合的方法，對基坑施工及周圍環境保護問題做出較合理的技術決策和現場的應變決定。城市基坑工程通常處于房屋和生命線工程的密集地區，為了保護這些已建建筑物和構筑物的正常使用和安全運營，常需對基坑工程引起的周圍地層移動限制在一定變形值之內，也即分別要求擋土結構

16、的水平位移和其鄰近地層的垂直沉降限制在某標準值之內，甚至也限制墻體垂直沉降和地層的水平移動值滿足周圍環境要求，以變形控制值來分成幾類標準，用以設計基坑工程的方法正在完善，取代單純驗算強度和穩定性的傳統做法，在軟土地區，變形在控制設計限值方面起著主導作用。基坑工程的設計和施工完全是相互依賴，密不可分的，施工的每一個階段，結構體系和外面荷載都在變化，而且施工工藝的變化，挖土次序和位置的變化，支撐和留土時間的變化等，都非常復雜，且都對最后的結果有直接影響，絕非最后設計計算簡圖所能單獨決定的。目前的設計理論尚不完善，對設計參數的選取還需改進，還不能事先完全考慮諸多復雜因素，在基坑工程施工中處理不當時可

17、能會出現一些意外的情況，但只要設計、施工人員重視，并密切配合加強監測分析，及時發現和解決問題，及時總結經驗，基坑工程的難題會得到有效處理，因此，基坑工程的設計中須考慮施工中每一個工況的數據，重視施工監測的作用，在施工過程中進行動態設計，及時調整施工參數9。只有這樣，工程才會圓滿完成，也只有這樣，設計理論和施工技術才會獲得快速發展。1.3 本文的研究思路與主要內容本文以合肥市軌道交通1號線試驗段方興大道站深基坑支護工程的現場監測為背景，對基坑工程的監測進行研究。1.主要內容：(1)本文較全面總結了基坑監測項目、基坑監測點的布置、監測頻率、監測方法、監測數據的分析方法等。(2)結合現場監測的數據，

18、對支護結構的水平（豎向）位移、支護結構（土體）深層水平位移、鋼管支撐軸力、側向土壓力、孔隙水壓力、周圍建筑物沉降等進行了分析。第2章 基坑監測技術2.1基坑工程監測項目2.2.1 一般規定基坑工程的現場監測應采取儀器監測與巡視檢查相結合的方法。1.基坑工程現場監測的對象應包括10：(1)支護結構。(2)地下水狀況。(3)基坑底部及周邊土體。(4)周邊建筑。(5)周邊管線及設施。(6)周邊重要的道路。(7)其他應監測的對象。2.基坑工程的監測項目應與基坑工程設計、施工方案相匹配。應針對監測對象的關鍵部位，做到重點觀測、項目配套并形成有效的、完整的監測系統。2.2.2 建筑基坑工程儀器監測項目根據

19、現行的建筑基坑工程監測技術規范(gb 50497-2009),基坑工程監測項目應根據表2-1選擇表2-1 建筑基坑工程儀器監測項目表 基坑類別監測項目一級二級三級圍護墻（邊坡）頂部水平位移應側應側應側圍護墻（邊坡）頂部豎向位移應側應側應側深層水平位移應側應側宜測立柱豎向位移應側宜測宜測圍護墻內力宜測可測可測支撐內力應側宜測可測立柱內力可測可測可測錨桿內力應側宜測可測土釘內力宜測可測可測坑底隆起（回彈）宜測可測可測圍護墻側向土壓力宜測可測可測孔隙水壓力宜測可測可測地下水位應側應側應側土體分層豎向位移宜測可測可測周邊地表豎向位移應側應側宜測周邊建筑豎向位移應側應側應側傾斜應側宜測可測水平位移應側宜

20、測可測周邊建筑、地表裂縫應側應側應側周邊管線變形應側應側應側當基坑周邊有地鐵、隧道或其他對位移有特殊要求的建筑及設施時，監測項目應于有關管理部門或單位協商確定。2.3巡視檢查基坑工程施工和使用期間，每天均應由專人進行巡視檢查。基坑工程巡視檢查包括以下內容：1.支護結構：(1)支護結構成型質量；(2)冠梁、圍檁、支撐有無裂縫出現；(3)支撐、立柱有無較大變形；(4)止水帷幕有無開裂、滲漏；(5)墻后土體有無裂縫、沉陷及滑移；(6)基坑有無涌土、流沙、管涌。2.施工工況：(1)開挖后暴露的土質情況與巖土勘察報告有無差異；(2)基坑開挖分段長度、分層厚度及支錨設置是否與設計要求一致；(3)場地地表水

21、、地下水排放狀況是否正常，基坑降水、回灌設施是否運轉正常；(4)基坑周邊地表有無超載。3.周邊環境：(1)周邊管道有無破損、泄露情況；(2)周邊建筑有無新增裂縫出現；(3)周邊道路（地面）有無裂縫、沉陷；(4)臨近基坑及建筑的施工變化情況。4.監測設施：(1)基準點、監測點完好狀況；(2)監測元件的完好及保護情況；(3)有無影響觀測工作的障礙物。巡視檢查宜以目測為主，可輔以錘、釬、量尺、放大鏡等工具以及攝像、攝影等設備進行。2.4 監測點布置2.4.1 一般規定基坑工程監測點的布置應能反應監測對象的實際狀態及其變化趨勢，監測點應布置在內力及變形關鍵特征點上，并應滿足觀測要求。基坑工程監測點的布

22、置應不妨礙監測對象的正常工作，并應減少對施工作業的不利影響。監測標志應穩固、明顯、結構合理，監測點的位置應避開障礙物，便于觀測。2.4.2 基坑及支護結構監測點布置1.維護墻或基坑邊坡頂部的水平和豎向位移監測點應沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應布置監測點。監測點水平間距不宜大于20m，每邊監測點數目不宜少于3個。水平和豎向位移監測點宜為共用點，監測點宜設置在維護墻頂或基坑坡頂上。2.圍護墻或土體深層水平位移監測點宜布置在基坑周邊的中部、陽角處及有代表性的部位。監測點水平間距宜為20m50m，每邊監測點數目不應少于1個。用測斜儀觀測深層水平位移時，當測斜管埋設在圍護墻體內，測斜管長度不宜小于維

23、護墻體的深度；當測斜管埋設在土體中，測斜管的長度不宜小于基坑開挖深度的1.5倍，并應大于圍護墻的深度。以測斜管底為固定起點算起，管底應嵌入穩定的土體中。3.圍護墻內力監測點應布置在受力、變形較大且有代表性的部位。監測點數量和水平間距視具體情況而定。豎直方向的監測點應布置在彎矩極值處，豎向間距宜為2m4m。4.支撐內力監測點布置應符合下列要求：(1)監測點應設置在支撐內力較大或在整個支撐系統中起拉制作用的桿件上。(2)每層支撐的內力監測點不應少于3個，各層支撐的監測點位置在豎向上宜保持一致。(3)鋼支撐的監測截面宜選擇在兩支點間13部位或支撐的端頭；混凝土支撐的監測截面宜選擇在兩支點間13部位，

24、并避開節點位置。(4)每個監測點截面內傳感器的設置及布置應滿足不同傳感器測試要求。5.立柱的豎向位移監測點宜布置在基坑中部、多根支撐交匯處、地質條件復雜處的立柱上。監測點不應少于立柱總根數的5%，逆作法施工的基坑不應少于10%，且均不應少于3根。立柱的內力監測點宜布置在受力較大的立柱上，位置宜設在坑底以上各層立柱下部的13部位。6.圍護墻側向土壓力監測點的布置應符合下列要求：(1)監測點應布置在受力、土質條件變化較大或其他有代表性的部位。(2)平面布置上基坑每邊不宜少于2個監測點。豎向布置上監測點間距宜為2m5m，下部宜加密。(3)當按土層分布情況布設時，每層應至少布置一個監測點，且宜布置在各

25、層土的中部。7.孔隙水壓力監測點宜布置在基坑受力、變形較大或有代表性的部位。豎向布置上監測點宜在水壓力變化影響深度范圍內按土層情況布設，豎向間距宜為2m5m，數量不宜少于3個。8.地下水位監測點的布置應符合下列要求：(1)基坑內地下水位當采用沉井降水時，水位監測點宜布置在基坑中央和兩相鄰降水井的中間部位；當采用輕型井點、噴射井點降水時，水位監測點宜布置在基坑中央和周邊拐角處，監測點數量應視具體情況確定。(2)基坑外地下水監測點應沿基坑、被保護對象的周邊或在基坑與被保護對象之間布置。監測點間距宜為20m50m。相鄰建筑、重要的管線或管線密集處應布置水位監測點；當有止水帷幕時，宜布置在止水帷幕的外

26、側約2m處。(3)水位觀測點的管底埋設深度應在最低設計水位或最低允許地下水位之下3m5m處。承壓水水位監測管的濾管應埋置在所測得承壓含水層中。(4)回灌井點觀測井應設置在回灌井點與被保護對象之間。2.4.3 基坑周邊環境監測點布置從基坑邊緣以外13倍基坑開挖深度范圍內需要保護的周邊環境應作為監測對象。必要時尚應擴大監測范圍。1.建筑豎向位移監測點的布置應符合下列要求：(1)建筑四角、沿外墻每10m15m處或每隔23根柱基上，且每側不少于3個監測點。(2)不同地基或基礎的分界處。(3)不同結構的分界處。(4)變形縫、抗震縫或嚴重開裂處的兩側。(5)新、舊建筑或高低建筑交接處的兩側。(6)高聳構筑

27、物基礎軸線的對稱部位，每一構筑物不應少于4點。2.建筑水平位移監測點應布置在建筑的外墻墻角、外墻中間部位的墻上或柱上、裂縫兩側以及其他有代表性的部位，監測點間距視具體情況而定，一側墻體的監測點不宜少于3點。3.建筑傾斜監測點的布置應符合下列要求。(1)監測點宜布置在建筑角點、變形縫兩側的承重柱或墻上。(2)監測點應沿主體頂部、底部上下對應布置，上、下監測點應布置在同一豎直線上。4.建筑裂縫、地表裂縫監測點應選擇有代表性的裂縫進行布置，當原有裂縫增大或出現新裂縫時，應及時增設監測點。對需要觀測的裂縫，每條裂縫的監測點至少應設2個，且宜設置在裂縫的最寬處及裂縫的末端。5.基坑周邊地表豎向位移監測點

28、宜按監測剖面設在坑邊中部或其他有代表性的部位。監測剖面應與坑邊垂直，數量視具體情況確定。每個監測剖面上的監測點數量不宜少于5個。2.5 監測頻率1.基坑工程監測頻率應以能系統反映監測對象所測項目的重要變化過程，而又不遺漏其變化時刻為原則。2.基坑工程監測工作應貫穿于基坑工程和地下工程施工全過程。監測工作一般應從基坑工程施工前開始，直至地下工程完成為止。對有特殊要求的周邊環境的監測應根據需要延續至變形趨于穩定后才能結束。3.監測項目的監測頻率應考慮基坑工程等級、基坑及地下工程的不同施工階段以及周邊環境、自然條件的變化。當監測值相對穩定時，可適當降低監測頻率。對于應測項目，在無數據異常和事故征兆的

29、情況下，開挖后儀器監測頻率的確定可參照表2-2。表2-2 現場儀器監測的監測頻率 基坑類別施工進程基坑設計開挖深度5m510m1015m15m一級開挖深度（m）51次/1d1次/2d1次2d1次/2d5101次/1d1次/1d1次/1d102次/1d2次/1d底板澆筑后時間（d）71次/1d1次/1d2次/1d2次/1d7141次/3d1次/2d1次/1d1次/1d14281次/5d1次/3d1次/2d1次/1d281次/7d1次/5d1次/3d1次/3d二級開挖深度（m）51次/2d1次/2d5101次/1d底板澆筑后時間（d）71次/2d1次/2d7141次/3d1次/3d14281次/7

30、d1次/5d281次/10d1次/10d注：1.當基坑工程等級為三級時，監測頻率可視具體情況要求適當降低；2.基坑工程施工至開挖前的監測頻率視具體情況確定；3.宜測、可測項目的儀器監測頻率可視具體情況要求適當降低；4.有支撐的支護結構各道支撐開始拆除到拆除完成后3d內監測頻率應為1次/1d。4.當出現下列情況之一時，應加強監測，提高監測頻率，并及時向委托方及相關單位報告監測結果：(1)監測數據達到報警值；(2)監測數據變化量較大或者速率加快；(3)存在勘察中未發現的不良地質條件；(4)超深、超長開挖或未及時加撐等未按設計施工；(5)基坑及周邊大量積水、長時間連續降雨、市政管道出現泄漏；(6)基

31、坑附近地面荷載突然增大或超過設計限值；(7)支護結構出現開裂；(8)周邊地面出現突然較大沉降或嚴重開裂；(9)鄰近的建（構）筑物出現突然較大沉降、不均勻沉降或嚴重開裂；(10)基坑底部、坡體或支護結構出現管涌、滲漏或流砂等現象；(11)基坑工程發生事故后重新組織施工；(12)出現其他影響基坑及周邊環境安全的異常情況。2.6 深基坑監測報警值基坑監測工程必須確定監測報警值，監測報警值應滿足基坑工程設計、地下結構設計以及周邊環境中被保護對象的控制要求。1.基坑及支護結構監測報警值基坑及支護結構監測報警值根據土質特征、設計結果及表2-3確定。表2-3 基坑及支護結構監測報警值序號監測項目支護結構類型

32、基坑類別一級二級三級累計值變化速率（mm/d）累計值變化速率（mm/d）累計值變化速率（mm/d）絕對值（mm）相對基坑深度（h）控制值絕對值（mm）相對基坑深度（h）控制值絕對值（mm）相對基坑深度（h）控制值1圍護墻（邊坡）頂部水平位移放坡、土釘墻、噴錨支護、水泥土墻30350.3%0.4%51050600.6%0.8%101570800.8%1.0%1520鋼板樁、灌注樁、型鋼水泥土墻、地下連續墻25300.2%0.3%2340500.5%0.7%4660700.6%0.8%8102圍護墻（邊坡）頂部豎向位移放坡、土釘墻、噴錨支護、水泥土墻20400.3%0.4%3550600.6%0.

33、8%5870800.8%1.0%810鋼板樁、灌注樁、型鋼水泥土墻、地下連續墻10200.1%0.2%2325300.3%0.5%3435400.5%0.6%453深層水平位移水泥土墻30350.3%0.4%51050600.6%0.8%101570800.8%1.0%1520鋼板樁50600.6%0.7%2380850.7%0.8%46901000.9%1.0%810型鋼水泥土墻50550.5%0.6%75800.7%0.8%80900.9%1.0%灌注樁45500.4%0.5%70750.6%0.7%70800.8%0.9%地下連續墻40500.4%0.5%70750.7%0.8%8090

34、0.9%1.0%4立柱豎向位移25352335454655658105基坑周邊地表豎向位移25352350604660808106坑底隆起（回彈）25352350604660808107土壓力60%70% f1-70%80% f1-70%80% f1-8孔隙水壓力-9支撐內力60%70% f2-70%80% f2-70%80% f2-10圍護墻內力-11立柱內力-12錨桿內力-注：1.h為基坑設計開挖深度，f1為荷載設計值，f2為構件承載能力設計值；2.累計值取絕對值和相對基坑深度(h)控制值兩者的小值；3.當監測項目的變化速率達到表中規定值或連續3天超過該值的70%，應報警；4.嵌巖的灌注樁

35、或地下連續墻報警值宜按上表數值的50%取用。2.基坑周邊環境監測報警值表2-4 建筑基坑工程周邊環境監測報警值 項目監測對象累計值變化速率備注地下水位變化1000500-管線位移剛性管道壓力103013-非壓力104035-柔性管線104035-鄰近建筑物位移106013-裂縫寬度建筑1.53持續發展-地表1015持續發展-注：建筑整體傾斜度累計值達到2/1000或傾斜速度連續3d大于0.0001h/d（h為建筑承重結構高度）時應報警。3.當出現下列情況之一時，必須立即進行危險報警，并應對基坑支護結構和周邊環境中的保護對象采取應急措施。(1)監測數據達到監測報警值的累計值。(2)基坑支護結構或

36、周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現流砂、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏等。(3基坑支護結構的支撐或錨桿體系出現過大變形、壓屈、斷裂、松弛或拔出的現象。(4)周邊建筑的結構部分、周邊地面出現較嚴重的突發裂縫或危害結構的變形裂縫。(5)周邊管線變形突然明顯增長或出現裂縫、滲漏等。第3章 監測原理與方法3.1建筑基坑支護結構監測原理與方法3.1.1支護結構水平位移支護結構水平位移監測，是深基坑工程施工監測的一項基本內容。通過進行支護結構頂水平位移監測，可以掌握圍支護結構在基坑施工過程中的平面變形情況，用于同設;計比較，分析對周圍環境的影響。 1.觀測墩設置：在基坑開挖深度3倍范圍外不受施工影響的

37、穩定區域處(具體看現場情況)，用鋼筋混凝土澆筑觀測墩(數量不少于3點)，墩頂面埋設全站儀中心螺絲，用以經緯儀的強制對中，其對中誤差應小于0.1mm。在基坑冠梁方向上的遠處建筑物上設置觀測目標，用于全站儀或經緯儀觀測照準。2.監測點埋設：在圈梁頂、抗滑樁頂和坡體表面埋設活動覘牌基座強制對中螺桿。對中螺桿應盡量設在視準軸線上，其偏離距離以不超過活動覘牌讀數尺的讀數范圍，強制觀測墩中心螺旋及對中螺桿應加螺套，以防止在施工中被損壞。3.測量方法：采用經緯儀視準線法觀測并輔以小角度法和全站儀坐標法。視準線法是將儀器架設在觀測墩上，盤左照準定向點，讀取測點上覘牌讀數，再盤右照準定向點，讀取覘牌讀數，取其均

38、值。本次觀測值減去初始觀測值，即為累計位移量；本次觀測值減去上次觀測值即為本期位移量。采用小角度法時，用全站儀測定觀測墩到測點的水平距離，用經緯儀二個測回觀測測點方向與基準方向夾角，根據其夾角的變化值計算出累計位移量，在觀測成果的處置中，應顧及根據基準點或穩定的檢核點用視準線法觀測基準線端點的偏差改正，初始觀測應進行兩次觀測，求取平均值作為初始值。采用坐標法時用全站儀測各觀測點坐標，將本次坐標與初測坐標或及上次坐標之差求出，即得到本次位移及累計位移11。3.1.2支護結構豎向位移支護結構豎向位移也是反應基坑安全的一個指標，特別是當支護形式為放坡、土釘墻、水泥上墻時更為重要。1.測點埋設：用電鉆

39、在選定點處打孔，然后埋入隱蔽式監測標志，在上面擰上螺桿觀測標志進行觀測。在道路上每隔2025m用道釘做標志。2.測量方法：在遠離基坑區選擇4個基準點，確定其中一個基準點的假定標高，用二等水準測量的方法分兩次觀測其高差，并推求出另一基準點的標高，作為垂直位移觀測的高程基準。各測點與基準點布設成附合或閉合水準網，采用逐次趨近法嚴密平差程序，由計算機求出其各點的標高。采取建筑變形測量二級精度進行觀測，觀測視線長度應小于規范規定值，一般不超過15m，標尺基輔分劃讀數之差0.3mm，基輔分劃高差之差0.5mm，環線閉合差1.0n(n為測站數)，每測站高差中誤差0.5mm，水準儀i角10，水準儀的實償誤差

40、0.2，初始觀測應單程雙測觀測，取其平均值作為初始值。測量過程中應經常檢核水準儀i角；觀測時應使用同一根標尺，如使用兩根標尺進行觀測時，應注意觀測點間采用偶數站觀測，以消除標尺零點不等差。本次標高減去上次標高為本期沉降量，本次標高減去初始標高為累計垂直位移量。3.1.3 圍護樁（土體）深層水平位移支護結構在基坑挖土后，基坑內外的水土壓力平衡要依靠圍護墻體和支撐系統。圍護墻體在基坑外側水上壓力作用下，會發生變形。1.測斜管埋設：在混凝土樁的圍護段，將pvc測斜管隨同鋼筋籠一起埋入樁中；測斜管管口封閉，接頭處連接牢固。埋設時，一組導槽垂直于基坑冠梁，另一組則平行于基坑冠梁。 2.測量方法：測斜管內

41、壁有二組90度的縱向導槽，導槽控制了測斜方位，垂直于基坑圈梁的一組導槽，實測位移指向基坑內為正，反之為負。測試時，測斜儀探頭沿導槽緩緩下沉至孔底，在溫度穩定一段時間后，自下而上以0.5m為間隔逐段測出位移，測完后，將探頭旋轉180度，重新觀測一次。 3.測斜儀是一種可精確地測量沿垂直方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器。測斜儀可分為活動式和固定式兩種，在基坑開挖支護監測中常用活動式測斜儀。在基坑開挖之前先將有四個相互垂直導槽的測斜管埋入支護結構或被支護的土體。測量時，將活動式測頭放入測斜管，使測頭上的導向滾輪卡在測斜管內壁的導槽中，沿槽滾動，活動式測頭可連續地測定沿測斜管整個深度的水平

42、位移變化。測斜管的工作原理是根據擺錘受重力作用為基礎測定以擺錘為基準的弧角變化。當土體產生位移時，埋入土體中的測斜管隨土體同步位移，測斜管的位移即為土體的位移量。放入測斜管內的活動探頭，測出的量是各個不同分段點上測斜管的傾角，而該段測斜管的位移s為: s=l*sin，式中l為各段點之間的單位長度。測斜儀原理如圖3-1所示。 圖3-1 測斜儀原理1-基準線 2-測斜儀 3-變形后的曲線圖3-2 測斜儀在管中示意圖1-測斜管 2-垂直線 l-導輪間距 -傾角 lsin-側向位移3.1.4 橫撐內力監測1.部位：安裝在鋼支撐的端部,用配套的軸力計安裝架固定支撐端部。安裝架圓形筒上設有開槽的端面與冠梁

43、或腰梁上的鋼板用電焊焊接牢固,電焊時鋼支撐中心軸線與安裝中心點對齊。待冷卻后,把軸力計推入焊好的安裝架圓形鋼筒內并用鋼筒上的4個m10螺絲把軸力計牢固的固定在安裝架上。圖3-3 鋼管支撐反力計安裝示意圖2.測量方法：測量過程中用振弦讀數儀測量出軸力計輸出頻率f,按下式求出支撐軸力p=k(f0-f)+b。式中k為軸力計標定系數;f0為原始頻率模數;f即實測頻率模數；b為計算修正值。3.1.5 側向土壓力監測側向土壓力是基坑工程周圍土體介質傳遞給圍護結構的水平力，其中包括土體自重應力、附加應力及水壓力等對圍護結構的共同作用，土壓力的大小直接決定著圍護結構的穩定性、結構的安全度及地基的穩定性。土壓力

44、監測可采用振弦式土壓力計。振弦式土壓力計長期穩定性高，對絕緣性要求較低，較適用于作土壓力的長期觀測。振弦式土壓力計工作原理如圖3-3所示。圖3-3 振弦式傳感器示意圖當壓力盒的量測薄膜受到壓力時，薄膜將發生撓曲，使得其上的兩個鋼弦支架張開，將鋼弦拉得更緊。弦拉得愈緊，它的振動頻率也愈高。當電磁線圈內有電流(電脈沖)通過時，線圈產生磁通，使鐵芯帶磁性，因而激起鋼弦振動。電流中斷時(脈沖間歇)，電磁線圈的鐵芯上留有剩磁，鋼弦的振動使得線圈中的磁通發生變化，因而感應出電動勢，用頻率計測出感應電動勢的頻率就可以測出鋼弦的振動頻率。為了確定鋼弦的振動頻率與作用在薄膜上的壓力之間的關系，需要對壓力盒進行標

45、定。標定是在實驗室內用油泵裝置對壓力盒施加壓力，并用頻率接收器量測出對應于不同壓力的鋼弦振動頻率11。這樣可得到每個壓力盒的標定曲線。當現場觀測時，根據測量過程中用振弦讀數儀測量出土壓力計輸出頻率f, 按下式求出土壓力e=1000(k(f-f0)+b),式中k為土壓力計標定系數;f0為原始頻率模數;f即實測頻率模數；b為計算修正值。3.1.6 孔隙水壓力監測 孔隙水壓力監測，可以監控基坑降水情況及基坑開挖對周圍土體的擾動范圍及程度。孔隙水壓力監測可使用振弦式孔隙水壓力計，適用于量測不同深度處土中的孔隙水壓力。孔隙水壓力計應浸泡飽和，排除透水石中的氣泡；孔隙水壓力計埋設見圖3-4圖3-4 孔隙水

46、壓力計埋設詳圖1-孔隙水壓力計；2-電纜束；3-膨潤土泥丸；4-砂當現場觀測時，根據測量過程中用振弦讀數儀測量出孔隙水壓力計輸出頻率f,按下式求出土壓力e=1000(k(f0-f)+b),式中k為孔隙水壓力計標定系數;f0為原始頻率模數;f即實測頻率模數；b為計算修正值。3.1.7 鋼筋應力監測鋼筋應力監測主要是針對圍護墻體的彎矩監測，通過測試圍護墻體內的主筋受力來分析支護結構承受的彎矩，以防止圍護墻體因強度不足而導致支護結構破壞。鋼筋的受力測試可使用振弦式鋼筋測力計，把振弦式鋼筋計與結構主筋軸心對焊，就可以通過頻率接受儀接收傳感器受力后的自振頻率，從而得出鋼筋的受力。由于要監測圍護墻體的彎矩

47、情況，因此在鋼筋計布置時，應在圍護墻體的墻前、墻后成對布置，并沿圍護墻豎向每隔一定距離布置一對。鋼筋應力計埋設見圖3-5圖3-5 鋼筋應力計監測支護結構彎矩安裝示意圖1-支護結構及兩側豎向主筋；2-鋼筋墻前計；3-墻后鋼筋計；4-支撐測量方法：測量過程中用振弦讀數儀測量出鋼筋應力計輸出頻率f,按下式求出支撐軸力p=k(f0-f)+b。式中k為鋼筋應力計標定系數;f0為原始頻率模數;f即實測頻率模數；b為計算修正值。3.1.8 錨桿內力監測錨桿拉力監測可校核實測拉力與設計計算拉力的差別，發現基坑施工過程中支護結構的異常情況，及時采取相應措施，避免發生基坑安全事故。錨桿拉力監測可采用錨桿應力計進行

48、，其安裝方法與鋼支撐反力計基本相同，但僅觀測拉力的變化。當使用鋼筋束作為錨桿時，應分別監測每根鋼筋的受力，可采用鋼筋應力計來測定。3.2建筑基坑工程周邊環境的監測原理與方法3.2.1 地下水監測地下水是影響基坑安全的一個重要因素。如果支護結構的止水帷幕質量沒有完全達到要求，則在基坑內部降水和基坑挖土施工時，有可能使坑外的地下水滲漏到基坑內。滲水的后果是會帶走土層的顆粒，造成坑外水、土流失。這種水、土流失對周圍環境的沉降危害較大。因此進行地下水位監測可以預報由于地下水位不正常下降而引起的地層沉降。進行地下水位監測，可先根據地質資料和工程需要確定水位管的埋設深度和透水頭部位，埋設好水位管后用電測水

49、位儀進行水位量測，然后根據每次測試的地下水位高程即可制作本次和累計變化量成果表及繪制地下水位變化量曲線圖。3.2.2 基坑周邊地表豎向位移監測基坑周邊地表豎向位移監測時，可先設置縱向和橫向的地表沉降測點，然后采用精密水準儀量測，量測方法與圍護墻頂豎向位移的方法相同。通過多次量測可提供各測點本次沉降和累計沉降報表，并可繪制縱向和橫向沉降曲線，必要時可對沉降變化量大而快的測點繪制沉降速率曲線。圖3-6 地表沉陷監測點埋設示意圖1-蓋板；2-20鋼筋（打入原狀土）3.2.3 周邊建筑物變形監測受基坑挖土等施工的影響，基坑周邊的地層會發生不同程度的變形，地層的變形會對周邊建筑物產生不利影響。因此在進行

50、基坑支護結構監測的同時，必須對周邊建筑物的變形進行監測。周邊建筑物變形監測包括豎向位移監測、水平位移監測、傾斜監測及裂縫監測。豎向位移監測通過在建筑物上設置的沉降觀測點標志，使用精密水準儀進行量測，量測方法與圍護墻頂豎向位移的方法相同;水平位移監測可用精密經緯儀量測，量測方法與圍護墻頂水平位移的方法相同;傾斜監測可采用經緯儀直接測定建筑物的傾斜，也可采用測量建筑物基礎相對沉降的方法得到建筑物的傾斜;裂縫監測可采用白鐵片標志方法。圖3-7 裂縫監測的白貼片標志1-墻體；2-白鐵片第4章 工程實例4.1工程概況合肥市軌道交通1號線試驗段方興大道站位于方興大道與廬州大道交叉口南道路東側。車站采用兩層

51、，站廳層部分高出現狀地面約4m，站臺層全部位于地下。車站采用側式站臺車站，站臺寬3.5m。該站為半地下車站，半地下站廳層屋面擬采用鋼結構形式。 車站總尺寸175.6m，車站頂板覆土厚度2.53.0m，有效站臺中心線處軌面埋深9.197m，該處軌頂的絕對標高6.303m。采用明挖法施工。圖4-1 方興大道站平面圖4.1.1場地環境條件合肥市軌道交通1號線試驗段方興大道站位于方興大道與廬州大道交叉口南道路東側，場地現況主要為荒地和水塘，擬建場地地形基本平坦。 擬建場地存在兩個水塘和一座220kv高壓電塔，東北側地鐵結構結構位于現狀水塘內，有積水，勘探時實測水面標高14.45m，深1.6m；東側水塘

52、緊鄰結構，勘探時實測水面標高16.34m，深0.45m；塘底有淤泥分布，該水塘為雨季雨水匯集形成。220 kv高壓電塔位于車站的西南側，4.1.2場地工程地質水文條件本車站范圍內土層劃分為人工堆積層（qml）、第四紀全新世沖洪積層（q41al+pl）、第四紀晚更新世沖洪積層（q3al+pl ）三個大層，按地層巖性及其物理力學性質進一步劃分為4個巖土分層。人工填土層（qml）： 粉質粘土填土層：灰褐色-褐色，松散-稍密，濕，以粉質粘土為主，含灰渣、磚渣、碎石、植物根系，該層分布連續。 該大層層底標高8.7015.68m。 第四紀全新世沖洪積層（q4lal+pl）： 粘土層：灰褐色-黃褐色，堅硬-

53、硬塑，中壓縮性，含氧化鐵、少量鐵錳結核及灰白色高嶺土，斷面光滑、有光澤，干強度高，該層連續分布；粉質粘土1層：灰褐色-黃褐色，硬塑，中壓縮性，含氧化鐵、少量鐵錳結核及灰白色高嶺土，斷面光滑、有光澤，干強度高，該層分布不連續。 該大層層底標高7.4010.18m。 第四紀晚更新世沖洪積層（q3al+pl）： 粘土層：棕黃色-褐黃色，堅硬-硬塑，中壓縮性，含氧化鐵、少量鐵錳結核及灰白色高嶺土，局部富集鈣質結核，斷面光滑、有光澤，干強度高，該層連續分布；粉質粘土1層：棕黃色-褐黃色，硬塑，中壓縮性，含氧化鐵、少量鐵錳結核及灰白色高嶺土，斷面光滑、有光澤，干強度高，該層分布不連續。該大層層底標高-2.620.48m。 粘土層：黃色-棕黃色，堅硬-硬塑，中壓縮性，含少量鐵錳結核，該層分布連續；粉質粘土1層：黃色-棕黃色，硬塑，中壓縮性，含氧化鐵、少量鐵錳結核及灰白色高嶺土，斷面光滑、有光澤，干強度高，該層分布不連續。鉆孔未穿透此層。本場地地下水為上層滯水主要賦存于填土層中，沿線水位變化主要受大氣降水、管線滲漏變化影響。其靜止水位埋深一般在地表下0.91.7m，地下水對混凝