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基坑监测培训讲义
2010年04月
第一章概述
二十世纪80年代以来我国城市化建设发展很快,地下空间利用逐渐被关注,人防工程、地下车库等大量出现,深基坑工程的重要性逐渐被人们所认识。一般而言,深基坑工程具有如下特点:(1)基坑支护体系是临时结构,与永久性结构相比,设计考虑的安全储备较小,导致基坑工程具有较大的风险性;(2)由于土质的千变万化,基坑工程具有很强的区域性;(3)基坑工程与周边环境条件密切相关,不同的周边环境可能导致基坑支护体系截然不同。基坑周边有重要管线或建筑物时,基坑支护结构以控制变形为主,其自身的安全性往往足以保证;(4)基坑支护设计涉及土力学中三个基本课题:稳定、变形、渗流,且基坑支护结构受力复杂,利用目前的计算理论、计算方法还得不到一个满意的“解”;(5)基坑工程空间形状对支护体系受力具有较强影响,基坑挖土顺序和挖土速度直接影响支护体系的受力,土又具有蠕变性,因此基坑工程时空效应强;(6)基坑支护体系的变形和地下水位的降低会对周边环境产生影响,易导致利益冲突及相关矛盾。
因此,基坑开挖施工过程中,在理论分析的指导下,对基坑支护结构、基坑周边环境(如邻近管线、道路、建筑物等)进行全面、系统的监测十分必要。通过监测才能对基坑工程自身的安全性和基坑工程对周边环境的影响有全面的了解,及早发现工程事故的隐患,为调整设计、施工方案提供依据,为可能因基坑变形导致周边邻近建筑物产生沉降、裂缝引发的矛盾提供相关依据。
事实上,建筑基坑工程监测的重要性早已被人们所关注。山东、武汉、上海、深圳等地相继出台了相关基坑工程监测的地方技术规范,国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》也即将出台。
目前,开挖深度超过5m或开挖深度未超过5m但现场地质情况和周边环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。基坑工程现场监测的内容分为两大部分,即支护结构监测和基坑附近管线、道路、建筑物等周边环境监测,具体监测内容及监测项目视基坑类别而定。无论采用何种具体的监测方法,监测工作应满足下列基本要求:
根据设计要求和基坑的实际情况,应制定详细、合理可行的监测方案;
采用适宜的监测方法及监测设备;从事监测工作的技术人员应具有岩土工程、结构工程、工程测量等方面的综合知识,确保监测数据的精度、可靠性及分析质量;
及时提供监测数据,监测数据一般应在监测结束后及时处理分析、形成报表后上报相关单位;
应明确报警值,当监测值达到报警值时,应分析其产生原因及发展趋势,全面正确地掌握基坑的工作性状,从而确定是否考虑采取补救措施;
基坑监测资料应规范、完整。基坑监测应有规范的、信息量充分的监测原始记录,并有据此形成的图表、曲线和监测报表,基坑监测结束后还应编写监测总结报告。
合理的监测工作一般可按如下框图进行。
否
否
是
是
接受业主委托
现场踏勘,收集相关资料
制定监测方案
确定测点布置与实施方案
仪器选购
现场测点布置、设备埋设
元器件标定
现场监测
监测数据的处理、分析
施工
报警否
确认安全与否
工程结束
采取补救措施
编写监测总结报告
图1-1 基坑监测框图
随着国家对安全生产的日益重视,建筑基坑工程监测逐渐成为岩土工程行业的重要组成部分,监测队伍已日益壮大,但当前监测工作也存在不少问题:
监测单位重经济效益,轻监测责任。不少监测单位只重视报警,但对于这个报警值的来龙去脉、原因何在很少说明,根本没有意识到监测结果是指导施工和判定事故的重要依据。
施工单位、施工人员对监测工作不重视,不能自觉保护监测点,对“信息化施工”视若罔闻。有的甚至野蛮施工,破坏相关监测标志,致使监测工作无法正常开展。
业主与监理不善于利用监测资料分析问题,解决问题,很多时候监测对于业主和监理来说是走形式,政府有规定,不得不做。有时甚至为了省钱,减少监测项目,酿成惨痛事故。
监测单位的监测项目、测点布置、监测的频率不能全面考虑工程的特点。有时基坑工程局部塌陷了,监测数据却无任何预兆。
监测单位越来越多,建设行政主管部门监管缺失或监管力度不够,导致监测市场无序竞争,影响监测质量。
人员培训不及时。基坑工程监测涉及到岩土、结构、测量等方面的专业,监测技术快速发展,不少监测技术人员知识面不够或知识老化,亟需加强对从业人员的培训和考核。
第二章基坑工程基本知识
一、基坑工程的主要工作内容及程序
房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需要开挖的坑,即为基坑。基坑的深度变化很大,目前,国内基坑深度已超过30m。为保证基坑开挖施工、主体地下结构的安全和周围环境(如邻近建筑、管线、道路等)不受损害而采取的支护结构、降水、土方开挖与回填,包括勘察、设计、施工和