基坑监测技术课件.ppt

基坑工程监测技术,汇报人：祝中林,基坑工程监测技术 汇报人：祝中,基坑监测技术课件,监测方法技术,一、垂直位移测量二、水平位移测量三、倾斜测量 四、裂缝观测五、深层水平位移六、围护体系内力七、孔隙水压力八、土压力九、地下水位十、分层沉降(坑底隆起),监测方法技术一、垂直位移测量,一、垂直位移测量,1、监测项目：地表，围护墙顶，坑内立柱，管线，建筑物，防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测垂直位移。2、仪器：水准仪，连通管（静力水准仪-测量相对变化），全站仪（三角高程，比较少）。,一、垂直位移测量 1、监测项目：,一、垂直位移测量,3、原理方法：水准路线的分类： 附合水准路线：从一个已知高程的水准点(BM1)起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后连测到另一个已知高程的水准点(BM2)，称为附合水准路线。如下图所示,一、垂直位移测量3、原理方法：,一、垂直位移测量, 支水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后不连测到任何已知高程的水准点称为支水准路线。为了对测量成果进行检核，并提高成果的精度，单一水准支线必须进行往返测量。,一、垂直位移测量 支水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿,一、垂直位移测量, 闭合准路线：从一个已知高程的水准点(BM1)起，沿一条环形路线进行水准测量，测定沿线一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后又回到水准点(BM1)，称为闭合水准路线。如右图所示,一、垂直位移测量 闭合准路线：从一个已知高程的水准点(BM,一、垂直位移测量,水准路线的拟定： 日常监测中，应采用附合水准路线或闭合水准路线。没有任何规范中规定变形观测采用支水准路线观测,一、垂直位移测量水准路线的拟定：,二、水平位移测量,二、水平位移测量,1、视准线法,以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量监测点到基准线的距离，确定偏移量的测量方法。,1、视准线法以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量监测点到,2、小角度法,在测站上测量测站点至监测点的距离及固定方向与监测点方向间的夹角,以确定位移矢量的方法。每次测量夹角的变化，夹角变化量与距离的乘积即位移量。,2、小角度法 在测站上测量测站点至监测点的距离及固定方向与监,三、倾斜测量,建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：一是直接测定建筑物的倾斜；二是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜。直接测定建筑物的倾斜：应测定建筑物顶部相对于底部或各层间相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度。,三、倾斜测量 建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：一是直接,四、裂缝观测,裂缝监测如下图所示。在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝（裂缝宽度），同时在裂缝的两端也各作一个标记，以观测裂缝的开展情况（裂缝长度）；也可以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使其与裂缝两侧牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，监测时可测定其裂缝的大小和变化。观测所用的量具是一种特殊构造的卡尺，尺身长700800mm，刻度为1mm，尺上附有一个水准管，在尺的一端安有一根钻有孔距为1cm的定位小孔、可以上下游动的测针。测针系用止动螺钉插入小孔圈固定。尺上还附有一个游标，游标带有一根可上下微动的测针。当两测针对准刻度0，同时水泡在水泡管中心时，两测针尖端在同一水平面上。卡尺的垂直和水平最小读数为0.1mm。其结构形式见下图。不锈钢板中心圆孔的形状与卡尺测针的尖端必须完全吻合。,四、裂缝观测 裂缝监测如下图所示。在监测裂缝中部的两侧各粘贴,五、深层水平位移监测,五、深层水平位移监测,一、测斜仪系统简介,1、测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来监测围护墙体、土体深层侧向位移的高精度仪器。2、测斜仪分为固定式和活动式两种，按与垂线夹角监测范围不同又分为垂直向测斜仪和水平向测斜仪。 固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，间隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜度变化，计算水平位移。,一、测斜仪系统简介1、测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间,一、测斜仪系统简介,3、按传感器型式分类： 可细分为滑动电阻式、电阻应变片式、振弦式及伺服加速度计式四种。,一、测斜仪系统简介3、按传感器型式分类：,一、测斜仪系统简介,4、活动式测斜仪系统组成： 由探头、测读仪、电缆和测斜管四部分组成。 1) 探头：装有重力式测斜传感器。 2) 测读仪：测读仪是二次仪表，需和探头配套使用。 3) 电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电源和给测读仪传递监测信号的作用，同时也起到收放探头和测量探头所在测点与孔口距离。 4)测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用直径为5075mm，长度每节24m，测斜管内有两对相互垂直的纵向导槽。测量时，测头导轮在导槽内可上下自由滑动。,一、测斜仪系统简介4、活动式测斜仪系统组成：,一、测斜仪系统简介,5、主要测斜仪,美国Geokon-603测斜仪,美国Geokon公司生产，Geokon603读数仪，配6000系列探头，能自动记录观测数据。系统总量程为53，系统精度6 mm/30 m，灵敏度10弧秒(0.05 mm/m)。,一、测斜仪系统简介5、主要测斜仪美国Geokon-603测斜,SINCO测斜仪、电缆和读数仪,美国SINCO测斜仪，能自动记录观测数据。测量范围：垂直方向53 ； 精度：0.02mm/每500mm；重复性：0.003 ；工作温度范围：-20-+50；重量：1.8公斤 。,SINCO测斜仪、电缆和读数仪美国SINCO测斜仪，能自动记,北京航天CX-06A测斜仪,北京航天测斜仪，能自动记录观测数据。传感器分辨率：0.02mm/8系统总精度：4mm/15m 测量范围：50数字显示：4.5位测量电缆：9.5mm六芯导线导轮间距：500mm,北京航天CX-06A测斜仪北京航天测斜仪，能自动记录观测数据,测斜用PVC高精度测斜管,测斜用PVC高精度测斜管,ABS、铝合金高精度测斜管,ABS、铝合金高精度测斜管,二、深层侧向位移 (测斜)原理,1、结构原理1.1、电阻应变片式测斜仪： 探头内有一青铜弹簧片做的下挂摆锤，弹簧片两侧各贴两片电阻应变片，构成差动可变阻式传感器，使之在弹性极限内探头的倾角与电阻应变读数呈线性关系。 代表仪器：葛南测斜仪 优点：产品价格便宜 缺点：量程有限，耐用时间不长,二、深层侧向位移 (测斜)原理1、结构原理,1.2、伺服加速度计式测斜仪： 探头内有一个受重力作用的摆锤，并布置有力平衡伺服加速度计，其内部的位置传感器可以探测摆锤的位置，并且提供足够的恢复力使摆块回到其铅直零位置。此恢复力的大小可转变成电信号输出，在读数仪上显示为倾斜量的测量。 代表仪器：基康603、SINCO测斜仪(两个加速度计) 北京航天部CX-06测斜仪(一个加速度计) 优点：精度高、量程大和可靠性好 缺点：抗震性能较差(激震时传感器容易损坏),1.2、伺服加速度计式测斜仪：,二、深层侧向位移 (测斜)原理,2、计算原理,基坑监测时，一般只考虑垂直于围护体的方向，即X+、X-方向，需连续测二次来消除力平衡伺服加速度仪零漂的影响(一测回)；每点水平偏移量是通过计算上部滑轮组相对于下部滑轮组所产生的倾角()乘以观测读数间距(L)和相应的系数得到。总水平偏移量是将每点的水平偏移量进行累加获到，该偏移曲线为一条连续的曲线，也就是说只要确定了一个基准点，整条曲线的位置就能确定下来。,二、深层侧向位移 (测斜)原理2、计算原理 基坑监测时,二、深层侧向位移 (测斜)原理,L为传感器两对滑轮中心距(一般为500)k为读数的放大倍数，采用公制时取25000，英制时取20000L/k称为仪器的标定系数,2、计算原理,二、深层侧向位移 (测斜)原理L为传感器两对滑轮中心距(一般,二、深层侧向位移 (测斜)原理,【标定系数】,2、计算原理,二、深层侧向位移 (测斜)原理【标定系数】2、计算原理,六、围护体系内力,1、监测项目主要包括支撑内力、锚杆拉力、围护墙内力、围檩内力、立柱内力等。支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等级必测项目，三级监测等级选测项目。围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级必测项目，二级监测等级选测项目。立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级选测项目，主要用于逆作法施工。,六、围护体系内力1、监测项目,一、围护体系内力,支撑轴力,一、围护体系内力支撑轴力,一、围护体系内力,地墙内力,一、围护体系内力地墙内力,一、围护体系内力,锚索拉力,一、围护体系内力锚索拉力,一、围护体系内力,立柱内力,一、围护体系内力立柱内力,六、围护体系内力,2、仪器和设备钢弦式传感器基本原理 钢弦式传感器测定的参数为钢弦的自振频率。 钢弦的自振频率取决于钢弦的长度、钢弦材料的密度和钢弦所受的内应力。 关系式： 传感器的激振由一个电磁线圈(磁芯)来完成。,六、围护体系内力2、仪器和设备,一、围护体系内力,2、仪器和设备钢弦式传感器基本原理 钢弦张力与自振频率的平方差呈正比关系。 计算公式： 式中 待测物理量； 与待测物理量相匹配的标定系数； 测试频率（Hz）； 初始频率（Hz）。 根据预先标定的频率-应力曲线或频率应变曲线即可换算出所需测定的压力值或变形值。,一、围护体系内力2、仪器和设备,一、围护体系内力,2、仪器和设备 测读设备频率仪 注意：由于频率仪在测试时会发出很高的脉冲电流，所以在测试时操作者必须使测试接头保持干燥，并使接头处的两根导线相互分开，不要有任何接触,不然会影响测试结果。,一、围护体系内力2、仪器和设备,一、围护体系内力,2、仪器和设备2.1 钢筋应力计 用于测量钢筋混凝土构件内的钢筋应力。,一、围护体系内力2、仪器和设备,一、围护体系内力,2.1 钢筋应力计 【原理】 钢筋的变形(即应变)使两端圆盘相对移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通过监测钢弦的频率求钢筋的变形。,一、围护体系内力2.1 钢筋应力计,一、围护体系内力,钢筋应力计的率定报告,一、围护体系内力钢筋应力计的率定报告,六、围护体系内力,2.2 应变计埋入式应变计埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝土中用于地下工程的长期应变测量。,埋入式应变计的两端有两个不锈钢圆盘。圆盘之间用柔性的铝合金波纹管连接中间放置一根张拉好的钢弦，将应变计埋入混凝土内。混凝土的变形(即应变)使两端圆盘相对移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通过监测钢弦的频率求混凝土的变形。,六、围护体系内力2.2 应变计,六、围护体系内力,2.2 应变计表面应变计基坑监测中主要安装在钢支撑表面，用于钢支撑受力后的应变测量。表面应变计由两块安装钢支座、微振线圈、电缆组件和应变杆组成。安装时使用一个定位托架，用电弧焊将两端的安装钢支座焊（或安装）在待测结构的表面。,六、围护体系内力2.2 应变计,2.3 轴力计 在基坑工程中轴力计主要用于测量钢支撑的轴力。轴力计的外壳是一个经过热处理的高强度钢筒。在筒内装有应变计，用来测读作用在钢筒上的荷载。,2.3 轴力计,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。,轴力计可直接监测支撑轴力,采用轴力计测试钢支撑注意事项,1）钢支撑轴力采用轴力计测试时，安装前须确定要预留的尺寸，并及时与有关单位协商以便在支撑制作时予以考虑。2) 在没有确保支撑稳定措施情况下，钢支撑不应使用钢弦式轴力计；在受力方向易发生偏心的角撑等位置，也不易使用钢弦式轴力计。3) 将轴力计圆形钢筒安装架上没有开槽的一端面与支撑固定端断面钢板焊接牢固，电焊时安装架必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐(轴向受力)。4) 在轴力计与墙体(或围檩)间插入一块250mm250mm25mm钢板，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体(或围檩)内，造成测值不准等情况发生。5) 注意测点处所选择的轴力计量程应与设计值相匹配。,采用轴力计测试钢支撑注意事项 1）钢支撑轴力采用轴力计测试时,钢支撑，采用轴力计,钢支撑，采用轴力计,钢支撑，采用应变计,1) 应变计的布置应在预应力施加前安装，初读数测定时应等支架充分冷却；如预应力已施加，报表中必须注明支撑轴力数据反映的是钢支撑预应力施加后受力的变化量。2) 安装架焊接在钢支撑表面后，将应变计平稳、自由状态下推入，不要弯曲和扭转；安装架、应变计的安装均应保持与支撑轴线平行；拧紧螺钉时应注意合理控制应变计的频率；应变计的安装位置应尽可能选择在宜于保护的部位。,钢支撑，采用应变计 1) 应变计的布置应在预应力施加,3、基本概念3.1 应力、应变及弹性模量应力（)：单位面积所受的（轴向）压力或拉力值。单位：N/m2（Pa) =N/A应变（）：单位长度上的拉伸或缩短量。单位：无量纲 = l/l假设：混凝土轴向应力与应变关系是线性的，即钢筋、混凝土是弹性的，产生单位应变所需的应力即为弹性模量 E E= / 杆件的轴向受力： N=A= EA,3、基本概念,4、计算公式4.1、混凝土支撑轴力假设钢筋混凝土变形协调 =c=s基本公式： N=Nc+Ns =Acc+Ass =AcEcc+AsEss =(AcEc+AsEs) =Es(AcEc/Es+As) =js (AcEc/Es+As) 钢弹模(HRD335取200GPa，2105N/mm2) 砼弹模(C30时 取30GPa，3104N/mm2),4、计算公式,一、围护体系内力,4.2、钢支撑轴力 轴力计 F=k(fi2-f02)表面应变计,FK（fi2-f02）SE式中： F 为支撑轴力(kN) (计算结果精确至1 kN) fi 为应变计的本次读数(Hz) f0 为应变计的初始读数(Hz) K 为应变计的标定系数(kpa/Hz2) S 为钢支撑截面积(m2) E 为钢弹模(HRD335取200GPa，2105N/mm2),一、围护体系内力4.2、钢支撑轴力 FK（f,一、围护体系内力,钢筋轴力计算表,一、围护体系内力钢筋轴力计算表,一、围护体系内力,钢筋混凝土支撑,一、围护体系内力钢筋混凝土支撑,钢筋混凝土支撑,建议:问题一,1）合理选择确定初始值的时间，建议在混凝土浇筑后第二天就采集数据，对数据变化作综合分析。2) 在同一截面上同时安装钢筋应力计、混凝土应变计及无应力计进行比对测试。,问题二,1) 应采用等直径的钢筋应力计置换原支撑内的主筋。如确有困难，采用埋设法安装时要用加长的钢筋应力计的拉杆，达到钢筋绑扎法锚固力的要求。注意计算公式中钢筋应力计应按实际面积计算。,一、围护体系内力,钢筋混凝土支撑 建议:1）合理选择确定初始值的时间，建议,七、孔隙水压力,一、基本内容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。微承压水和承压水层，孔隙水压力计可以测出水的压力。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。孔隙水压力监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级选测项目。,七、孔隙水压力一、基本内容,七、孔隙水压力,二、仪器、设备简介1、孔隙水压力计种类 钢弦式、水管式、电阻应变式、气压式等。工作原理 孔隙水压力计由两部分组成，第一部分为滤头，由透水石、开孔钢管组成，主要起隔断土压的作用；第二部分为传感部分，土孔隙中的有压水通过透水石汇集到承压腔，作用于承压膜片上，膜片中心产生扰曲引起钢弦应力发生变化，钢弦的自振频率随之发生变化。2、测试仪器、设备频率计。,七、孔隙水压力二、仪器、设备简介,二、孔隙水压力,孔隙水压力计的率定报告,二、孔隙水压力孔隙水压力计的率定报告,二、孔隙水压力,三、孔隙水压力计安装1、安装前的准备将孔隙水压力计前端的透水石和开孔钢管卸下，放入盛水容器中热泡，以快速排除透水石中的气泡，然后浸泡透水石至饱和，安装前透水石应始终浸泡在水中，严禁与空气接触。,二、孔隙水压力三、孔隙水压力计安装,二、孔隙水压力,三、孔隙水压力计安装2 、钻孔埋设 孔隙水压力计埋设是一项技术性很强的工作，各个环节都要认真仔细对待才可能取得最后的成功。方法一： 一个钻孔埋设一个孔隙水压力计。具体步骤为钻孔到设计深度以上0.5m-1.0m；放入孔隙水压力计，采用压入法至要求深度；回填1m以上膨润土泥球；封孔。,二、孔隙水压力三、孔隙水压力计安装,二、孔隙水压力,三、孔隙水压力计安装2 、钻孔埋设方法二： 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。 。 埋设顺序为钻孔到设计深度；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；回填膨润土泥球至第二个孔隙水压力计位置以上0.5m；放入第二个孔隙水压力计至要求深度，回填透水填料；回填膨润土泥球，以此反复，直到最后一个； 回填封孔。,二、孔隙水压力三、孔隙水压力计安装,七、孔隙水压力,优缺点比较： 方法一：该方法的优点是埋设质量容易控制，缺点是钻孔数量多，比较适合于能提供监测场地或对监测点平面要求不高的工程。 方法二：此种方法的优点是钻孔数量少，比较适合于提供监测场地不大的工程，缺点是孔隙水压力计之间封孔难度很大，封孔质量直接影响孔隙水压力计埋设质量，成为孔隙水压力计埋设好坏的关键工序，封孔材料一般采用膨润土泥球。,七、孔隙水压力优缺点比较：,七、孔隙水压力,四、监测技术1 、测试方法 用频率计测读、记录孔隙水压力计频率即可。2、 测试数据处理 计算公式： 式中 孔隙水压力（kPa）； 标定系数（kPa/Hz2）； 测试频率（Hz）； 初始频率（Hz）。3、计算实例 孔隙水压力计算表,七、孔隙水压力四、监测技术,七、孔隙水压力,七、孔隙水压力,七、孔隙水压力,五、 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。,七、孔隙水压力五、 注意事项,八、土压力,一、基本内容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。土压力监测为板式围护体系一、二级监测等级选测项目。,八、土压力一、基本内容,八、土压力,二、仪器、设备简介1、土压力计（盒） 土压力盒有钢弦式、差动电阻式、电阻应变式等多种。目前基坑工程中常用的是钢弦式。 土压力盒又有单膜和双膜两类，单膜一般用于测量界面土压力，并配有沥青压力囊。双膜式一般用于测量自由土体土压力。2、测试仪器、设备 频率仪。,八、土压力二、仪器、设备简介,八、土压力,三、土压力计（盒）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：先将土压力盒固定在安装架内；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；回填封孔。,八、土压力三、土压力计（盒）安装,吧、土压力,三、土压力计（盒）安装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：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；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；放置土压力计的挂布随钢筋笼一起吊入槽（孔）内；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。,吧、土压力三、土压力计（盒）安装,八、土压力,挂布法埋设,八、土压力挂布法埋设,八、土压力,四、监测技术1、测试方法用频率计测读、记录土压力计频率。2、测试数据处理土压力计算式如下：式中 土压力（kPa）； 标定系数（kPa/Hz2）； 测试频率（Hz） ； 初始频率（Hz） 。3、计算实例 土压力计算表1(钻孔埋设) 土压力计算表2(挂布埋设),八、土压力四、监测技术,八、土压力,五、 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。,八、土压力五、 注意事项,九、地下水位,一、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。,九、地下水位一、基本内容,九、地下水位,二、仪器、设备简介 水位测量系统由三部分组成：第一部分为地下埋入材料部分水位管；第二部分为地表测试仪器钢尺水位计，由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成。；第三部分为管口水准测量，由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。,九、地下水位二、仪器、设备简介,九、地下水位,三、水位管构造与埋设 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0.51m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68列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50100mm。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。,九、地下水位三、水位管构造与埋设,九、地下水位,四、监测技术1、测试方法 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。,九、地下水位四、监测技术,九、地下水位,四、监测技术2、 测试数据处理 水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下：式中： 水位管内水面绝对高程(m)； 水位管管口绝对高程(m)； 水位管内水面距管口的距离(m)。,九、地下水位四、监测技术,九、地下水位,本次水位变化：累计水位变化： 式中： 第i次水位绝对高程(m)； 第i-1次水位绝对高程(m)； 水位初始绝对高程(m)； 累计水位差(m)。,九、地下水位本次水位变化：,九、地下水位,五、 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5070 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。,九、地下水位五、 注意事项,十、土体分层沉降(坑底隆起),一、基本内容坑外土体分层位移可采用磁性分层沉降仪或深层沉降观测标来测定，适用于监测基坑外地面以下不同深度处土层的沉降或隆起。 基坑回弹可采用基坑坑内开挖面以下的分层沉降仪或深层沉降标的高程变化测定。 基坑在开挖后由于上部土体开挖卸载，深层土体应力释放向上隆起，另外，由于基坑内土体开挖后，支护内外的压力差使其底部产生侧向位移，导致靠近围护结构内侧的土体向上隆起，严重者产生塑性破坏。深大基坑由于卸载量大，基坑内外压差大，因而就有必要对基坑回弹进行监测。土体分层垂直位移监测和坑底隆起监测为重力式围护体系一、二级监测等级、板式围护体系一级监测等级选测项目。,十、土体分层沉降(坑底隆起)一、基本内容,十、土体分层沉降(坑底隆起),二、仪器、设备简介1、分层沉降仪用途及原理 分层沉降仪是通过电感探测装置，根据电磁频率的变化来观测埋设在土体不同深度内的磁环的确切位置，再由其所在位置深度的变化计算出地层不同标高处的沉降变化情况。分层沉降仪可用来监测由开挖引起的周围深层土体的垂直位移（沉降或隆起）。,2、分层沉降测量系统 由三部分构成：第一部分为埋入地下的材料部分，由沉降导管、底盖和沉降磁环等组成；第二部分为地面测试仪器一分层沉降仪，由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成；第三部分为管口水准测量，由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。 分层沉降仪作业指导书,十、土体分层沉降(坑底隆起)二、仪器、设备简介2、分层沉降测,十、土体分层沉降(坑底隆起),三、分层沉降标（磁环）的埋设 方法一：用钻机在预定孔位上钻孔，孔深由沉降管长度而定，孔径以能恰好放入磁环为佳。然后放入沉降管，沉降管连接时要用内接头或套接式螺纹，使外壳光滑，不影响磁环的上、下移动。在沉降管和孔壁间用膨润土球充填并捣实，至底部第一个磁环的标高再用专用工具将磁环套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定压力，使磁环上的三个铁爪插入土中，然后再用膨润土球充填并捣实至第二个磁环的标高，按上述方法安装第二个磁环，直至完成整个钻孔中的磁环埋设。,十、土体分层沉降(坑底隆起)三、分层沉降标（磁环）的埋设,十、土体分层沉降(坑底隆起),三、分层沉降标（磁环）的埋设 方法二：在沉降管下孔前将磁环按设计距离安装在沉降管上，磁环之间可利用沉降管外接头(或定位环)进行隔离，成孔后将带磁环的沉降管插入孔内。磁环在接头处遇阻后被迫随沉降管送至设计标高。然后将沉降管向上拔起1m，这样可使磁环上、下各1m左右范围内移动时不受阻，然后用细砂在沉降管和孔壁之间进行填充至管口标高。,十、土体分层沉降(坑底隆起)三、分层沉降标（磁环）的埋设,十、土体分层沉降(坑底隆起),四、监测技术1 、测试方法 监测时应先用水准仪测出沉降管的管口高程，然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中。当接收仪发生蜂鸣或指针偏转最大时，就是磁环的位置。捕捉响第一声时测量电缆在管口处的深度尺寸，每个磁环有两次响声，两次响声间的间距十几厘米。这样由上向下地测量到孔底，这称为进程测读。当从该沉降管内收回测量电缆时，测头再次通过土层中的磁环，接收系统的蜂呜器会再次发出蜂鸣声。此时读出测量电缆在管口处的深度尺寸，如此测量到孔口，称为回程测读。磁环距管口深度取进、回程测读数平均数。,十、土体分层沉降(坑底隆起)四、监测技术,十、土体分层沉降(坑底隆起),2 、测试数据处理 分层沉降标（磁环）位置应以绝对高程表示，计算式如下：式中： 分层沉降标（磁环）绝对高程(m)； 沉降管管口绝对高程(m)； 分层沉降标（磁环）距管口的距离(m)。,十、土体分层沉降(坑底隆起)2 、测试数据处理,十、土体分层沉降(坑底隆起),本次垂直位移量：和累计垂直位移量：式中： 第i次磁环绝对高程(m)； 第i-1次磁环绝对高程(m)； 磁环初始绝对高程(m)； 本次垂直位移(mm)； 累计垂直位移(mm)。 分层沉降和坑底隆起计算表,十、土体分层沉降(坑底隆起)本次垂直位移量：,十、土体分层沉降(坑底隆起),五、 注意事项(1) 深层土体垂直位移的初始值应在分层标埋设稳定后进行，一般不少于一周。每次监测分层沉降仪应进行进、回两次测试，两次测试误差值不大于l.0mm，对于同一个工程应固定监测仪器和人员，以保证监测精度。(2) 管口要做好防护墩台或井盖，盖好盖子，防止沉降管损坏和杂物掉入管内。(3)坑内回弹孔埋设时应避免因削弱承压水层以上隔水层厚度而引发承压水突涌的危险。,十、土体分层沉降(坑底隆起)五、 注意事项,围墙裂缝超过15cm,地面裂缝超过2cm,杭州地铁XX站,围墙裂缝超过15cm地面裂缝超过2cm杭州地铁XX站,杭州地铁XX站,地连墙裂缝超过2mm,杭州地铁XX站地连墙裂缝超过2mm,杭州地铁XX站,地表裂缝随处可见,杭州地铁XX站地表裂缝随处可见,基坑监测技术课件,基坑监测技术课件,