王敏華-培訓(xùn)講義

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1、上海市建設(shè)檢測(cè)從業(yè)人員崗位培訓(xùn)基坑監(jiān)測(cè)量測(cè)上海市建設(shè)工程檢測(cè)培訓(xùn)中心2008年4月30第一講概述隨著我國(guó)城市建設(shè)高峰的到來，地下空間的開發(fā)力度越來越大，地下室由一層發(fā)展到多層，相應(yīng)的基坑開挖深度也從地表以下5～6m發(fā)展到12～13m，個(gè)別甚至達(dá)到30m。建筑、地鐵、合流污水、過江隧道、交通樞紐、地下變電站等建設(shè)工程中的基坑工程占了相當(dāng)?shù)谋壤?。上海地區(qū)建筑物地下室基坑開挖深度已超過25m，地鐵車站基坑開挖深度一般在十幾米至二十米左右，深的工作井達(dá)到30m，頂管工程的工作井開挖深度達(dá)到27m，地下變電站

2、開挖深度達(dá)34m。近幾年，深基坑工程在總體數(shù)量、開挖深度、平面尺寸以及使用領(lǐng)域等方面都得到高速的發(fā)展。一、基坑監(jiān)測(cè)的重要性和目的在深基坑開挖的施工過程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動(dòng)和主動(dòng)土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載并導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體的變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力(圍護(hù)樁和墻的內(nèi)力、支撐軸力或土錨拉力等)和變形(深基坑坑內(nèi)土體的隆起、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周圍土體的沉降和側(cè)向位移等)中的任一量值超過容許的范圍，將造成基坑的失穩(wěn)破壞或?qū)χ車h(huán)境造成不利影響，深基坑開挖工程往往

3、在建筑密集的市中心，施工場(chǎng)地四周有建筑物和地下管線，基坑開挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態(tài)，當(dāng)土體變形過大時(shí)，會(huì)造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。同時(shí)，基坑相鄰的建筑物又相當(dāng)于較重的集中荷載，基坑周圍的管線常引起地表淺層水的滲漏，這些因素又是導(dǎo)致土體變形加劇的原因?；庸こ淘O(shè)置于力學(xué)性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜的地層中，在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和變形預(yù)估時(shí)，一方面，基坑圍護(hù)體系所承受的土壓力等荷載存在著較大的不確定性；另一方面，對(duì)地層和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般都作了較多的簡(jiǎn)化和假定，與工程實(shí)際有一定的

4、差異；加之，基坑開挖與圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中，存在著時(shí)間和空間上的延遲過程，以及降雨、地面堆載和挖機(jī)撞擊等偶然因素的作用，使得現(xiàn)階段在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)和土體變形的預(yù)估與工程實(shí)際情況有較大的差異，并在相當(dāng)程度上仍依靠經(jīng)驗(yàn)。因此，在深基坑施工過程中，只有對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體和相鄰的構(gòu)筑物進(jìn)行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，才能對(duì)基坑工程的安全性和對(duì)周圍環(huán)境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進(jìn)行，在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反饋，并采取必要的工程應(yīng)急措施，甚至調(diào)整施工工藝或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。30上

5、海相繼頒布實(shí)施的上海工程建設(shè)規(guī)范《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-61-1997、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》DGJ0811-1999、《基坑工程施工監(jiān)測(cè)規(guī)程》DG／TJ08-2001-2006都對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)作了具體規(guī)定，將其作為基坑工程施工中必不可少的組成部分。而在地鐵、隧道和合流污水工程等大型構(gòu)筑物安全保護(hù)區(qū)內(nèi)的基坑，相關(guān)部門都頒布了有關(guān)文件確定其環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)和要求?；庸こ瘫O(jiān)測(cè)已成為建設(shè)管理部門強(qiáng)制性指令措施，受到業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工和相關(guān)管線單位高度重視?；颖O(jiān)測(cè)應(yīng)達(dá)到的目的：1、對(duì)基坑圍護(hù)體系及周

6、邊環(huán)境安全進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)在深基坑開挖與支護(hù)施筑過程中，必須在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的穩(wěn)定性，避免破壞和極限狀態(tài)發(fā)生的同時(shí)，不產(chǎn)生由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的過大變形而引起鄰近建筑物的傾斜或開裂，鄰近管線的滲漏等。從理論上說，如果基坑圍護(hù)工程的設(shè)計(jì)是合理可靠的，那么表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)的一切物理量都隨時(shí)間而漸趨穩(wěn)定，反之，如果測(cè)得表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)特點(diǎn)的某幾種或某種物理量，其變化隨時(shí)間而不是漸趨穩(wěn)定，則可以斷言土體和支護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定，支護(hù)必須加強(qiáng)或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。在工程實(shí)際中，基坑在破壞前，往

7、往會(huì)在基坑側(cè)向的不同部位上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大。在20世紀(jì)90年代初期，基坑失穩(wěn)引起的工程事故比較常見，隨著工程經(jīng)驗(yàn)的積累，這種事故越來越少。但由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的過大變形而引起鄰近建筑物和管線破壞則仍然時(shí)有發(fā)生，而事實(shí)上大部分基坑圍護(hù)的目的也就是出于保護(hù)鄰近建筑物和管線。因此，基坑開挖過程中進(jìn)行周密的監(jiān)測(cè)，可以保證在建筑物和管線變形處在正常范圍內(nèi)時(shí)基坑的順利施工，在建筑物和管線的變形接近警戒值時(shí)，有利于采取對(duì)建筑物和管線本體進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)應(yīng)急措施，在很大程度上避免或減輕破壞的后

8、果。2、為信息化施工提供參數(shù)基坑施工總是從點(diǎn)到面，從上到下分工況局部實(shí)施。基坑工程監(jiān)測(cè)不僅即時(shí)反映出開挖產(chǎn)生的應(yīng)力和變形狀況，還可以根據(jù)由局部和前一工況的開挖產(chǎn)生的應(yīng)力和變形實(shí)測(cè)值與預(yù)估值的分析，驗(yàn)證原設(shè)計(jì)和施工方案正確性，同時(shí)可對(duì)基坑開挖到下一個(gè)施工工況時(shí)的受力和變形的數(shù)值和趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)受力和變形實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)時(shí)采用的值進(jìn)行比較，必要時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案和施工工藝進(jìn)行修正。3、驗(yàn)證有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)30因基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚處于半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)，土壓力計(jì)算大多采用經(jīng)