基坑开挖工程监测的重要性.docx

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基坑开挖工程监测的重要性

基坑工程开挖与监测    1.    基坑开挖   1.1    基坑开挖一般规定   1.1.1 基坑开挖工程包括无围护结构的放坡基坑开挖和有围护结构的基坑开挖，以及与之相配合的地下水控制措施。

   1.1.2 基坑开挖前，应根据该工程结构型式、基坑深度、地质条件、气候条件、周围环境、施工方法、施工工期和地面荷载等有关资料，确定基坑开挖方案和地下水控制施工方案。

   1.1.3 基坑开挖方案内容主要包括：

支护结构的龄期、机械选择、基坑开挖时间、分层开挖深度及开挖顺序、坡道位置和车辆进出场道路、施工进度和劳动组织安排、降排水措施、监测方案、质量和安全措施，以及基坑开挖对周围建筑物需采取保护的措施等。

   1.1.4 基坑边缘位置土方和建筑材料，或沿挖方边缘移动运输工具和机械，一般应距基坑上部边缘不少于2m，弃土堆置高度不应超过1.5m，并且不能超过设计荷载值，在垂直的坑壁边，此安全距离还应适当加大。

软土地区不宜在基坑边堆置弃土。

   1.1.5施工中机具设备停放的位置必须平稳，大、中型施工机具距坑边距离应根据设备重量、基坑支撑情况、土质情况等，经计算确定。

   1.1.6采用机械开挖土方时，需保持坑底土体原状结构，应在基坑底及坑壁留150～300mm厚土层，由人工挖掘修整。

同时，要设集水坑，及时用泵排除坑底积水。

   1.1.7基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。

   1.1.8  基坑周围地面应进行防水、排水处理，严防雨水等地面水浸入基坑周边土体。

   1.1.9  基坑开挖完成后，应及时清底验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。

   1.1.10基坑验槽后，及时浇筑垫层封闭基坑；垫层要做到基坑满封闭。

基坑中工程桩桩头处理宜在垫层铺设后进行。

   1.1.11土方开挖过程中，特别是冬季、雨季、汛期施工时，注意气候、降雨、降温等预报，按施工方案的规定，采取必要的安全防护措施。

   1.2    基坑开挖   1.2.1基坑开挖前，应熟悉围护结构撑锚系统的设计图纸，包括支护挡墙的类型，撑锚位置、标高及设置方法等设计要求。

   1.2.2基坑开挖应遵循时空效应原理，根据地质条件采取相应的开挖方式，一般应“分层开挖、先撑后挖”，撑锚与挖土配合，严禁超挖，在软土层及变形要求较严格时，应采用“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖，留土护壁，快挖快撑，先形成中间支撑，限时对称平衡形成端头支撑、减少无支撑暴露时间”等方式开挖。

   1.2.3在挖土和撑锚过程中，由专人作检查、观测，发生异常情况应立即查清原因，采取技术措施。

   1.2.4 限制坑顶周围振动荷载作用，并应作好机械上、下基坑坡道部位的支护。

   1.2.5基坑挖土时，做好挖土的机械、车辆的通道布置、挖土的顺序及周围堆土位置安排。

不得在挖土过程中，碰撞围护结构和工程桩，损坏截水帷幕。

   1.2.6基坑开挖后应对围护排桩的桩间土体，根据不同情况采用砌砖、插板、挂网喷、抹豆石混凝土等处理方法进行保护。

并应对工程桩进行保护，严禁碰撞损坏桩头。

   1.2.7基础结构完成后，应及时在基础和坑壁之间进行回填。

回填土通常用原挖出的土（不得用腐植土、冻土及含水量大的土等作为填土），或按图纸要求的填料，分层回填夯实，满足设计密实度要求。

   1.3    基坑开挖过程中的事故处理   1.3.1 事故预防措施：

1）    开挖中可能存在的隐患或引发的事故应预先制定抢救方案；2）    应在基坑工程施工过程中进行监测，实行信息化施工。

掌握基坑施工边坡、围护结构的变形值和变形速率，及时查明坑周地面的裂缝及其变化等；3）    调查相邻基坑施工情况并协调双方的施工；4）    了解本地区类似场地已发生过的事故经验、教训，做好事故的防范；5）    严格控制基坑周边地面荷载，设计时不漏算荷载，施工时不乱加荷载；6）    对基坑周边的地上建筑、地下工程以及道路工程等应进行监测，采取预防保护措施；7）    基坑施工过程应随时密切注意气候（降雨、台风、地震、降温等）预报，以便做好相应防灾措施。

   1.3.2 基坑围护结构的安全受基坑的开挖卸载、气象、环境等较多的可变因素影响而改变，不可仅按某些特定的参数判断基坑工程的安全度，忽视基坑工程的实际动态变化。

应对基坑工程的安全度进行随机分析，掌握可能引发病害事故的不利条件，提供有效的安全对策。

   1.3.3事故的处理：

1）    基坑工程发生病害事故时，应查明其确切原因，对基坑、相邻建筑物、道路及地下管线造成的危害程度，以便采取有效措施进行抢救处理；2）    制定基坑病害事故处理方案时，不仅要对基坑事故能进行有效抢救，还要对周边建筑物、地下管线、道路及相邻基坑进行保护，不应产生不利影响；3）    基坑工程发生病害事故时，应及时迅速组织抢救，避免丧失抢救时机，酿成更严重后果；4）    基坑施工中异常情况的处理措施见附录Ｂ；5）    事故处理后，应在事故发生部位及相邻部位增加监测点加强监测，及时进行预报工作，严防事故再度发生。

并应抓紧进行诱发事故原因的整治工作，彻底清除事故隐患；6）    基坑事故造成工程桩或地下结构损坏时，应根据损坏状况和其重要程度，采取有效加固方法进行处理，恢复正常使用功能。

   2.  基坑变形控制    2.1     一般规定   2.1.1   在密集建筑群中间开挖基坑，围护结构设计除满足稳定性要求外，基坑变形还必须满足坑内和坑外周边环境两方面的控制要求。

   2.1.2   坑内变形控制要求：

   1）围护体系向坑内位移不得影响地下室底板的平面尺寸和形状；   2）围护体系向坑内位移不得影响工程桩的使用条件。

   2.1.3坑外周边环境控制要求：

1）    基坑周边地面沉降不得影响相邻建筑物、构筑物的正常使用或差异沉降允许值；2）    基坑周边土体变位不得影响相邻各类管线的正常使用或变形曲率允许值；3）    当有共同沟、合流污水管道、地铁等重要设施存在时，土体位移不得造成结构开裂，发生渗漏或影响地铁正常运行。

   2.1.4当基坑变形不能满足坑内控制要求时，应采取土体加固、卸载等减少基坑变形的措施。

   2.1.5当基坑变形不能满足坑外周边环境控制要求时，应对被影响的建筑物、构筑物和各类管线采取防范的措施，如土体加固、结构托换、暴露或架空管线等。

   2.1.6   在软土地区，开挖深度大于６m的基坑，除环境简单，基坑面积过大支撑有困难外，不宜采用重力式围护体系。

   2.1.7   在地下水位高的地区，围护体系必须有良好的截水系统，当有渗漏发生时，必须及时采取有效的堵漏措施，制止非正常变形发展。

   2.1.8   在地下水位低的地区，围护体系必须有良好的地表水泄水和排水系统。

   2.1.9   基坑内存在的水井、灌注桩预成孔、钻探取样孔等，必须用粘土等低透水材料回填，防止造成涌水或流砂。

   2.1.10 合理安排施工工期，基坑开挖应尽量避开雨季；寒冷地区还应避免越冬暴露。

   2.2     基坑变形控制的设计措施   2.2.1   支护体系的平面形状，应使围护结构整体均衡受力。

在转角部位应采取加强措施。

   2.2.2   对于无支撑重力式围护体系，边长过大时，应采取中部加强的措施。

   2.2.3   在软土地区，支护体系的插入深度除满足稳定要求外，当有较好下卧土层时，支护体系的根部宜插入好土层。

   2.2.4   当坑底土层比较软弱时，宜对被动区土体进行加固。

   2.2.5   被动区土体加固应在基坑开挖前进行，并应有充分的养护期，保证加固土体的强度达到设计要求时，方可开挖基坑。

   2.2.6   用钢管或型钢作支撑时，应施加预应力，减少墙体的位移，预应力水平可取设计支撑轴力的30％～50％。

   2.2.7   对被保护的建筑物采取加固措施时，应考虑加固施工过程中土体强度短期降低的影响；必要时要采取保护措施。

   2.3     基坑变形控制的施工措施   2.3.1   基坑工程施工，必须以缩短基坑暴露时间为原则，减少基坑的后期变形。

   2.3.2   基坑开挖前应做好准备工作：

1）    控制场地施工用水；2）    做好坑内降水，降水效果应满足设计要求；3）    做好止水堵漏的准备工作；4）    做好底板钢筋的加工工作，缩短底板施工时间。

   2.3.3   围护体系有渗漏时，必须及时采取有效的堵漏措施。

基坑暴露后，必须及时铺筑垫层，必要时可在垫层中加钢筋。

   2.3.4   严格控制基坑周边的超载。

在载重车辆频繁通过的地段，应铺设走道板或进行地基加固。

   2.3.5   放坡开挖的边坡，坡度和坡高应通过计算确定，分级放坡时，应同时验算小坡和大坡的稳定性，并考虑卸荷回弹，雨季施工，土壤扰动等影响。

控制在坡顶堆放弃土或其他荷载。

保持坡体干燥并做好坡面和坡脚保护措施。

   2.3.6   基坑周边防止地面水渗入。

当地面有裂缝出现时，必须及时用粘土或水泥砂浆封堵。

   2.3.7 应采用分层有序挖土，不得超挖。

   2.4     基坑变形控制的应急措施   2.4.1   当基坑变形过大，或环境条件不允许等危险情况出现时，可采取下列措施：

1）    底板分块施工；2）    增设斜支撑。

   2.4.2   基坑周边环境允许时，可采用墙后卸土。

   2.4.3   基坑周边环境不允许时，可采用坑内底脚被动区压重。

压重措施有：

1）    草袋土；2）    填砂或填土。

   2.4.4   流砂严重、情况紧急时，可采用坑内充水。

   3.     基坑工程现场监测   3.1     一般规定   3.1.1   现场监测是指在基坑开挖及地下工程施工过程中，对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化，进行各种观测及分析工作，并将观测结果及时反馈，以指导设计与施工。

   3.1.2   支护结构设计图纸应根据工程的具体情况提出对现场监测的要求，包括观测项目、测点布置、观测精度、观测频度和临界状态报警值等。

   3.1.3   在基坑开挖前制定现场监测方案，主要内容包括监测目的、监测内容、测点布置、观测方法、监测项目报警值、监测结果处理要求和监测结果反馈制度等。

   3.1.4   严格实施现场监测方案，及时处理监测结果，监测工作应由有资质的勘察单位进行监测，并将监测结果及时向监理、设计和施工人员作信息反馈。

必要时，应根据现场监测结果采取相应措施。

   3.1.5   基坑工程现场监测除应符合有关的规定外，尚应符合现行国家标准《工程测量规范》的有关规定。

   3.2     监测内容   3.2.1   现场监测的对象包括：

1）    自然环境；2）    基坑底部及周围土体；3）    支护结构；4）    地下水位；5）    周围建（构）筑物；6）    周围地铁、水管、排污管、电缆、煤气管等重要地下设施；7）    与基坑相邻的周围城市道路路面。

   3.2.2   应根据基坑工程的安全等级和实际情况具体特点选择确定现场监测项目。

   3.3     监测方法   3.3.1   基坑工程的现场监测应以仪器观测为主、仪器观测和目测调查相结合。

   3.3.2   调查当地的气象情况，记录雨水、气温、台风、洪水等情况，并检查自然环境条件对基坑工程的影响程度。

   3.3.3   了解基坑工程的设计与施工情况、基坑周围的建（构）筑物、重要地下设施的布置情况和现状，密切检查基坑周围水管渗漏情况、煤气管道变形情况、基坑周围道路及地表开裂情况和建（构）筑物的开裂变位情况，并作好资料的记录与整理工作。

   3.3.4   检查支护结构的开裂变位情况，特别应重点检查支护桩体、支护墙面、主要支撑、连接点等关键部位的开裂变位情况及支护结构漏水的情况。

   3.3.5   边坡土体顶部和支护结构顶部的水平位移和垂直位移观测点应沿基坑周边布置，一般在每边的中部和端部均应布置观测点，且观测点间距不宜大于20m。

   3.3.6   对于与基坑周边距离不超过３Ｈ（Ｈ为基坑开挖深度）的建（构）筑物，应观测其变位。

必要时尚应补测与基坑周边距离超过３Ｈ的建（构）筑物的变位。

   3.3.7   围护结构、支撑及锚杆的应力应变观测点和轴力观测点应布置在受力较大且有代表性的部位，观测点数量视具体情况而定。

   3.3.8   基坑周围地表沉降、地下水位、墙背土体深层位移、墙背土体的土压力和孔隙水压力的观测点宜设在基坑纵横轴线或其它有代表性的部位，观测点数量视具体情况而定。

地下管线的沉降观测点宜设置于地下管线顶部，必要时可设置在管线底部地层内。

   3.3.9   基坑周围地表裂缝、建筑物裂缝和支护结构裂缝的观测应是全方位的，并选取其中裂缝宽度较大，有代表性的部位重点观测，记录其裂缝宽度、长度和走向。

   3.3.10 现场监测的观测仪器应满足观测精度和量程的要求。

   3.3.11沉降观测基准点，应设在基坑工程影响范围以外，一般距基坑周边应不少于5Ｈ，也不宜少于30～50m，且数量不应少于两点。

   3.3.12现场监测的准备工作应在基坑开挖前完成，从基坑开挖直至土回填完毕均应作观测工作。

主要监测项目的监测时间间隔应作出规定。

如发现变位速率较大、支护结构开裂等情况，应进一步加强观测，缩短监测时间间隔，并及时向监理、设计和施工人员报告监测结果。

   3.3.13观测数据应及时分析整理，沉降、位移等观测项目尚应绘制随时间变化的关系曲线，对变形和内力的发展趋势作出评价。

当观测数据达到报警值时必须立即通报有关单位和人员。

   3.3.14监测记录和监测报告应采用监测记录表格，并应由监测、记录、校核人员签字。

   3.3.15在监测工作完成后，由监测人员提交完整的基坑工程现场监测报告。

 附录Ａ表：

基坑支护结构型式选择Ｂ表：

基坑施工中异常情况的处理与预防Ｃ表：

现场监测的时间间隔     表Ａ基坑支护结构选择情况序号拟选择的支护结构适用条件及注意事项１放坡开挖基坑周围场地允许；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线；开挖深度超过４～5m时，宜采用分级放坡。

２水泥土重力式挡墙基坑周围不具备放坡条件，但具备重力式挡墙的施工宽度；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线；土层较差且厚度较大时，特别是软塑至流塑土层，可选择水泥土重力式挡土结构；设计与施工时应确保重力式挡土结构的整体性；一般开挖深度小于6m；要注意整体稳定性的验算３悬臂式排桩支护结构基坑周围不具备放坡或施工重力式挡墙的宽度；开挖深度不大，或邻近基坑边无建筑物及地下管线，可选用此结构；采用的桩型包括：

人工挖孔桩、灌注桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩等；变形较大的坑边可选用双排桩；土质好时，可加大开挖深度，要注意地下水的控制；４支撑（锚）式排桩式挡土结构基坑周围施工场地狭小,邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保扩;基坑平面尺寸较小,或邻近基坑边有深基础建筑物,或基坑用地红线以外不允许占用地下空间,可选择基坑内支撑排桩式支护型式;基坑周边土层较好，且邻近基坑边无深基础建筑物或基坑用地红线以外允许占用地下空间，可选择拉锚排桩式支护型式；内支撑的构件常用钢筋混凝土或组合型钢，对于平面尺寸较大、形状比较复杂和环境保护要求较严格的基坑，宜采有现浇混凝土支撑结构；在软土地质条件下，优先考虑内支撑；注意做好桩间水的控制工作５墙式挡土结构（有撑、锚）基坑周围施工场地狭小,邻近基坑有建筑物或地下管线需要保护;地下连续墙宜考虑兼作地下室外墙永久结构的全部或一部分使用;地下连续墙可结合逆做法或半逆做法进行施工；可广泛用于开挖深度大，土体变形控制要求严格的基坑工程；在溶岩洞条件下，应慎重对待６喷锚支护结构基坑外的地下空间允许锚杆占用，适用于无流砂、含水量不高、不是淤泥等流塑土层的基坑支护，开挖深度不大于18m；在市区内，或基坑周围有需保护建筑物，对周边变形控制较严格的基坑，应慎用喷锚支护结构７土钉支护土钉支护应特别注意相邻建筑物及地下管线因变形可能引起的不良后果；注意验算整体稳定性；遇有较深软弱土夹层时，可将预应力锚杆与土钉混合使用           表Ｂ 基坑施工中异常情况的处理与预防序号情 况原 因常用的处理措施预防措施 １悬臂式支护结构过大内倾变位支护结构设计不当，没有撑锚或桩顶连梁，地面荷载过大等桩顶卸载，桩后适当挖土卸载或人工降水，坑内桩前堆筑砂石袋或增设撑、锚结构等严格控制地面荷载，不得堆放弃土、建筑材料、大型车辆及机具，不得反向挖土，不得在坑周搭建临时仓库及建筑，地面应进行防雨水渗入的处理等 ２有内撑或锚杆支护的桩墙，发生较大的内凸变位撑锚结构布置过少，联结处松动，支撑间距过大或撑锚结构失效坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业，适当增加内撑或锚杆，桩前堆筑砂石袋等预防措施同上，要加强地质勘察，严防锚杆失效或拔出 ３基坑发生整体或局部土体滑塌失稳基坑未做整体稳定验算或对可能失稳的诱因重视不足,措施不力，忽视信息化施工的监测及预报基坑周围降低水位（有条件时），坡顶卸载，加强对未滑塌段的监测和保护，防止事故扩大对欠固结土、淤泥、软粘土或易失稳的砂土，应根据整体稳定验算，采用预先加固措施，防止土体失稳  ４基坑未设止水幕墙或止水墙漏水、流土、坑内降水开挖、使坑外地面或道路下陷，建筑物倾斜，坑周管道断裂等采用土钉墙、喷锚等土体加固办法不能代替止水墙，发现渗漏时，应及时补救处理停止坑内降水和施工挖土,迅速用堵漏材料（如化学浆液,树脂材料等）,处理止水墙的渗漏;严重时应在坑内回灌水,使坑内外水位平衡,有利于堵漏。

必要时重新补做止水幕墙方可继续施工在水位较高地区基坑开挖时，应进行防水处理（地下连续墙，止水幕墙等），方可开挖，坑外也可设回灌井、观察井，保护相邻建筑物 ５基坑开挖发现支护桩径过小、断桩、缩颈、桩长不到位等严重质量问题，起不到支护作用施工支护结构质量低劣通过现场检验鉴定，重新制定基坑支护加固方案，对原基坑支护结构进行补强，加固或改造处理严格执行施工监理制度。

确保施工质量。

不委托无资质无条件单位承揽施工任务 ６桩间发生流砂、流土，使坑周地面开裂塌陷支护桩布置不当，间距过大或侧壁渗漏，桩间有砂性土层，且有上层滞水时，极易发生流土、流砂事故立即停止挖土、降水，桩间可加木板挡土、水泥砂浆抹面或桩间灌注混凝土封闭，进行加固处理等采用混凝土桩支护结构时，应视桩后土质情况决定桩间距，一般间距不宜大于２Ｄ（桩径）。

灌注桩径不宜小于500mm，挖孔桩径不宜小于800mm                 附录Ｃ 现场监测的时间间隔基坑工程安全等级        基坑开挖深度施工阶段≤5m5~10m10~15m          >15m一    级开挖面深度≤5m1d2d2d2d5~10m 1d1d1d>10m  12h12h挖完以后时间≤7d1d1d12h12h7~15d3d2d1d1d15~30d7d4d2d1d>30d10d7d5d3d二    级开挖面深度≤5m2d3d3d3d5~10m 2d2d2d>10m  1d1d挖完以后时间≤7d2d2d1d1d7~15d5d3d2d2d15~30d10d7d5d3d>30d10d10d7d5d  注：

当基坑工程安全等级为三级时，时间间隔可适当增大。