建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,基坑工程施工监控与环境监测,基坑工程施工监控与环境监测,1,随着城市现代化进程加快，高层建筑不断拔地而起。在建筑密集的城市中兴建高层建筑时往往需要,设置地下室,，这既是建筑物本身功能的需要，也是,开发利用地下空间,的一种有效途径。当开挖基坑进行地下室施工时，由于场地的局限性，在基坑平面范围以外通常不可能有足够的空间供放坡开挖，人们不得不设计规模较大的开挖围护系统。,城市地下管线密如蛛网、地面道路纵横交织、临近周边建筑密集，基坑开挖规模的扩大和开挖围护深度的不断增加，使得复杂的周围环境对围护结构的工作状态和位移提出越来越严格的要求。,监测工作既是检验深基坑设计理论正确性和发展设计理论的重要手段，同时又是及时指导正确施工、避免基坑工程事故发生的必要措施。利用基坑开挖前期,监测成果,来,指导后继工程施工,的方法，已发展成为一种新的,信息化施工技术,。监测工作因而也成为深基坑开挖工作的重要组成部分而在工程实践中得到了高度重视。,随着城市现代化进程加快，高层建筑不断拔地而起。在,2,1、,基坑围护结构形式,深基坑围护结构包括,挡土结构,和,支撑结构,两部分。挡土结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力并将其传递到支撑，是满足后继施工需要的一种临时性挡墙结构。支撑结构则承受挡土结构所传递的土压力、水压力。,常用挡土结构主要有板桩式、柱列式、自立式水泥土挡墙、地下连续墙和组合式挡土墙等。,支撑结构按所选用的材料来分，可分为两类：现浇钢筋混凝土支撑和钢结构支撑。,1、基坑围护结构形式,3,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,4,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,5,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,6,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,7,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,8,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,9,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,10,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,11,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,12,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,13,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,14,2、支撑结构,深基坑围护结构中挡土墙的应力传递路径是挡墙-围檩-支撑，按所选用的材料来分，支撑可分为两类：现浇钢筋混凝土支撑和钢结构支撑。,2、支撑结构,15,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,16,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,17,3、,基坑开挖方式,基坑开挖方式：根据基坑的具体情况和设计要求，因地制宜、经济合理、保证基坑开挖和周围环境的安全，常见的基坑开挖方式有以下几种：,3、基坑开挖方式,18,3,、,基坑开挖方式,3、基坑开挖方式,19,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,20,建筑施工技术-cxf基坑工程施工监控与环境监测课件,21,4、,基坑事故的形式及原因,4.1,基坑事故的形式,基坑围护结构设计和施工过程中虽然采取了一系列的技术措施来保证基坑的安全，但实际工程中仍有不少基坑发生事故，这些事故主要表现为：,（1）围护体系崩溃，基坑大面积滑坡；,（2）围护结构过分倾斜，水平位移过大；,（3）围护结构和被围护土体达到破坏状态；,（4）基坑周边道路、地下管网设施变位、开裂和塌陷；,（5）基坑周边土体变形过大，邻近建（构）筑物倾斜、开裂，甚至倒塌；,（6）锚杆抗拉拔失效；,（7）地下水冲刷、管涌造成工程破坏；,（8）承受水头压力的防水结构发生超过容许的渗漏；,（9）基坑底回弹、隆起过大。,4、基坑事故的形式及原因,22,4.2,基坑事故的原因,造成基坑工程事故的原因有以下几个方面：,（,1,）基坑及周围土体物理力学性质、埋藏条件、水文,地质条件十分复杂,，勘察所得的数据离散性大，很难比较准确地反映土层的总体情况；,（,2,）基坑周围,复杂的施工环境,。如邻近的建（构）筑物、道路和地下管线等设施都会对基坑围护结构产生不良影响；,（,3,）基坑周围侧向土压力计算和围护结构受力,简化计算的假定,都与工程实际状况有着一定差别，因此对基坑稳定性和变形问题的预测很难做到比较精确；,（,4,）围护结构,施工质量的优劣,，直接影响到围护结构及被围护土体变形量的大小、稳定性以及邻近建筑物、构筑物及设施的安全。一个设计合理的围护系统，完全可能是由于施工质量未能满足要求而造成破坏；,（,5,）连续的,降雨及暴雨,等引起的墙后土体应力增加，冲刷，浸泡、地下水渗透都会引起围护结构失稳；,（,6,）基坑开挖施工过程中的一些,人为因素,，诸如施工顺序不当、支撑安装不及时、坑周边堆载过多、排水不畅等都会对围护造成不良影响。,4.2基坑事故的原因,23,5,、,基坑开挖监测,基坑工程事故一旦发生，不仅会给国家和人民的生命财产带来巨大的损失而且还会产生不良的社会影响。为了减少工程事故、保证施工质量和安全、提高工程的综合效益，在基坑开挖过程中进行现场监测，具有十分重要的意义。,所谓基坑开挖监测是指在深基坑开挖施工过程中，借助仪器设备和其它一些手段对围护结构、周围环境（土体、建筑物、构筑物、道路、地下管线等）的,应力、位移、倾斜、沉降、开裂及对地下水位,的动态变化、,土层孔隙水压力,变化等进行综合监测。根据前段开挖期间监测到土体变位动态等各种行为表现，提取大量的岩土信息，及时比较勘察、设计所,预期的性状与监测结果的差别,，对原,设计成果进行评价,，并判断现行施工方案的合理性。通过反分析方法计算和修正岩土力学参数，预测下阶段施工过程中可能出现的新动态，为优化和合理组织施工提供可靠信息，对后期开挖方案与开挖步骤提出建议，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报。当有异常情况时，立即采取必要的工程措施，将问题消灭于萌芽状态，以确保工程安全。,5、基坑开挖监测,24,5.1,基坑开挖监测的内容,5.1基坑开挖监测的内容,25,5.2,基坑开挖监测仪器和测试手段,（1）水准仪和经纬仪：主要用于测量墙顶和周围环境的沉降和变位；,（2）测斜仪：主要用于墙体和土体水平位移的观测；,（3）深层沉降标：用于测量墙后土体位移变化，判断墙体稳定状态；,（4）土压力盒：用于量测墙后土体压力状态（主动、被动和静止）及变化情况，以检验设计计算的准确程度和判断墙体的位移情况；,（5）孔隙水压力计：观测墙后孔隙水压力的变化情况，判断土体的松密和移动；,（6）水位计：用于量测墙后地下水位的变化情况，以检验降水效果；,（7）钢筋应力计和温度计：钢筋应力计用来量测支撑结构的内力，判断支撑结构是否稳定，温度计一般和钢筋应力计一起埋设在钢筋混凝土支撑中，用来计算由于温度变化引起的应力；,（8）低应变动测仪和超声波无损检测仪：用于检测围护结构的完整性和强度。,5.2基坑开挖监测仪器和测试手段,26,测斜仪介绍：,目前一般用滑移式测斜仪，其基本原理是将测斜探头放入测斜管底部，提升电缆使测斜探头沿测斜管导槽滑动，自下而上每隔一定距离逐点量测每个测点相对于铅垂线的偏斜。测点间距一般就是探头本身长度，因而可以认为量测结果沿整个测斜孔是连续的。这样同一量测点任何两次量测结果之差，即表示量测时间间隔内围护结构在该点的角变位。根据这个角变位，利用简单的几何关系就可把它们换算成每个测点相对于测斜管基准点水平位移。,主要技术性能指标：,测量范围：090传感器分辨率：2 导轮间距基准：500mm 测头尺寸:34660mm 测管重量：2.5kg 读数计内部电源：12V、3.3Ah、电瓶 充电电源：220V、50Hz 数字显示：4位液晶显示或4位数码发光管显示,测斜仪介绍：主要技术性能指标：测量范围：0,27,BF55151B型智能数显滑动式沉降仪,性能标准：测量范围：053(水平夹角),分辩率：8(0.04mmm),线性：0.025(30以内),重复性：0.025,导轮间距基准：500mm,测头尺寸：34660mm,测头重量：2.5kg,仪表重量：2.4kg(包括可充电电池),使用环境：a)温度:-2060,b)抗渗:5kg/cm(水压压强）,c)抗震:10g,BF55151B型智能数显滑动式沉降仪性能标准：测量范围：,28,6,、,基坑围护与支撑结构监测,6.1,围护结构顶部水平位移监测,围护结构顶部水平位移监测是围护结构变形最直观、最重要的一个监测项目。,监测时测点的布置和观测间隔应遵循下面的原则：一般间隔,5,8m,布设一个监测点，在基坑转折处、距周围建筑物较近处等重要部位应适当加密布点。基坑开挖初期，可每隔,2,3,天监测一次。随着开挖过程进行，可适当增加观测次数，以,1,天观测一次为宜。当位移较大时，每天观测,1,2,次。,6、基坑围护与支撑结构监测,29,监测标志,监测井,监测标志监测井,30,监测标志与集线箱,温度监控,监测标志与集线箱温度监控,31,集中监测仪器与集线盒,监测站计算机自动控制,集中监测仪器与集线盒监测站计算机自动控制,32,围护结构顶部水平位移监测的方法：,（,1,）采用铟钢丝、钢卷尺或两用式位移收敛计对围护结构顶部进行收敛量测，该方法测点布设灵活方便，仪器结构简单，操作方便，读数可靠，测量精度高，可准确捕捉围护结构的细微变位；,（,2,）用精密光学经纬仪进行观测。,在有条件的场地，用,视准线法,比较方便。在基坑长直边延长线的两端静止的构筑物上设观测点和基准点，并在观测点位置旋转一定角度方向上设置校正点，然后监测基坑长直边上若干测点水平位移；,当场地条件限制不能采用视准线法时，可采用,前方交会法,，前方交会法是在距基坑一定距离的稳定地段设置一条交会基线，或者设两个或多个工作基点，以此为基准，用交会方法测出各测点位移量。,围护结构顶部水平位移监测的方法：,33,6.2,围护结构倾斜监测,围护结构倾斜监测一般用,测斜仪,进行。根据围护结构受力特点及周围环境等因素，在关键地方钻孔布设,测斜管,，用高精度测斜仪监测围护结构在各开挖施工阶段倾斜变化，及时提供,围护结构沿深度方向水平位移随时间变化曲线,。,设置在围护结构中的测斜点，一般每边可设置,1,3,个测点，测斜管埋置深度一般为,2,倍基坑开挖深度。测斜管放置于围护结构后，一般用中细砂回填围护结构与孔壁之间的孔隙（最好用膨胀土、水泥、水按,1:1:6.25,比例混合回填）。正式测试前应对测斜孔进行连续观测，取其稳定值作为初读数，也可在基坑开挖过程中及时在围护结构侧面布设测点，用光学经纬仪观测围护结构倾斜。,6.2围护结构倾斜监测,34,6.3,围护结构沉降监测,围护结构沉降监测：采用,精密水准仪,按常规方法对围护结构关键部位进行沉降监测，沉降监测点一般设置在围护结构顶上。,6.4,围护结构应力监测,围护结构应力监测就是用,钢筋应力计,对桩身钢筋和锁口梁钢筋中较大应力断面处应力进行监测，以防止围护结构的结构性破坏。,6.3围护结构沉降监测,35,6.5,围护结构完整性和强度检测,围护支挡结构为灌注桩时，用,低应变动测法,对桩身缩颈、离析、夹泥、断裂等缺陷程度和缺陷部位以及桩身强度进行检测；以旋喷桩、水泥土搅拌桩为支挡结构时，用,低应变法或轻便触探法,检测桩身强度和均匀性；地下连续墙为支挡结构时，可用,超声检测仪,分段对墙体混凝土缺陷分布、均匀性和墙体混凝土强度进行非破损检测。对于有缺陷的桩，根据检测结果确定它们对围护结构稳定性的影响程度以及采取必要处理措施。,6.6,支撑结构受力监测,支撑结构受力监测就是对锚杆和钢筋混凝土及钢筋内支撑受力状况进行监测。施工前应进行,锚杆现场拉拔试验,，以求得锚杆容许拉力。施工过程中用,锚杆测力计,监测锚杆实际受力情况。对钢管支撑，可用,压应力传感器或应变计,等监测其受力状态变化。,6.5围护结构完整性和强度检测,36,围护结构监测方案示例,围护结构监测方案示例,3