监测方案设计

5　基坑工程施工监测

本章导读：

基坑施工监测工作就是为进行动态监测、实现信息化施工、提供反馈信息、确保施工安全而逐步发展起来的一门学科，它涉及岩土力学、建筑施工、测量工程、数理统计、自动控制等多学科知识，是一项涵盖专业面较广的工作。本章主要阐述了基坑监测的目的与意义、基坑监测的内容及各项监测所使用的仪器原理与方法、测点位置及布置原则、监测频率及预警值、基坑监测工程实例及监测报告的编制。

●基本要求　掌握基坑监测的目的与意义、基坑监测项目所使用的仪器原理与方法、测点位置及布置原则、监测频率及预警值和监测报告编制。

●重点　基坑现场监测的主要内容及方法，测点布置位置及原则。

●难点　基坑监测使用仪器的原理及预警值的确定。

5．1　概　述

在城市建设中，为提高土地的空间利用率，地下室由一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表以下5～6 m增大到12～13 m，甚至20 m以上，一定的基础深度也是为了满足高层建筑抗震和抗风等结构要求。另外，在城市地铁建设、过江隧道等市政工程中的基坑也占相当的比例。总之，随着我国城市建设的蓬勃发展，基坑工程在总体数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速地发展。

基坑支护工程是一门风险性工程。一方面，基坑的支护结构要挡土防水，保证基坑内施工的顺利进行和周围建筑、道路及地下管线的安全；另一方面，在安全的前提下，支护结构的设计和施工要节省造价、方便施工、缩短工期。由于基坑支护的设计理论尚待发展、施工技术尚不完善，因此进行基坑工程施工监测，掌握第一手资料，对于指导施工和完善设计等都具有十分重要的意义。

5．1．1　基坑监测的意义

在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形，围护结构的内力（围护桩和护墙的内力、支撑轴力或土锚拉力等）和变形（深基坑坑内土体的隆起、基坑支护结构及其周围土体的沉降和侧向位移等）中的任一量值超过允许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响，且深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心；施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周围的管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。造成基坑工程事故的原因主要有以下几个方面：

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，勘察所得到的数据离散性大，很难比较准确地反映土层的总体情况，导致计算时基坑围护体系所承受的土压力等荷载存在较大的不确定性。

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、构筑物与设施的安全。一个设计合理的围护系统由于施工质量未能满足要求而造成破坏，这是完全可能的。

⑤连续的降雨及暴雨等引起的墙后土体应力增加以及冲刷、浸泡、地下水渗透都会引起围护结构失稳。

基坑坍塌往往造成重大的人员伤亡和财产损失，如：2005年7月，位于广州市海珠区某十字路口的一广场工程深基坑发生坍塌，因工地塌方致使地基空悬的某宾馆北楼发生大面积倒塌，导致3人死亡、8人受伤；2008年11月，杭州某地铁施工工地基坑坍塌，发生大面积地面塌陷事故，造成17人死亡、4人失踪。

因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统地监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面地了解，以确保工程的顺利进行；才能在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数，保证基坑施工安全。

5．1．2　基坑监测的目的

基坑监测的目的包括以下几个方面：

①检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。

如上所述，基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，土压力计算大多采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相比较有一定的差异，也还没有成熟的方法计算基坑周围土体的变形。因此，在施工过程中需现场实测受力和变形情况。基坑施工总是从点到面、从上到下分工况局部实施，可以根据局部及前一工况开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案的正确性。同时，可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值及趋势进行预测，并根据受力、变形实测和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。

②确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。

在深基坑开挖与支护的施工过程中，必须在满足支护结构及被支护土体的稳定性，避免破坏和极限状态发生，避免产生由于支护结构及被支护土体的过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂及邻近管线的渗漏等。从理论上看，如果基坑围护工程的设计是合理可靠的，那么表征土体和支护系统力学形态的一切物理量都随时间变化而渐趋稳定；反之，如果测得表征土体和支护系统力学形态特点的某几种或某一种物理量，其变化随时间变化而不是渐趋稳定，则可以断言土体和支护系统不稳定，对支护必须加强或修改设计参数。在工程实际中基坑破坏前，往往会在侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。大部分基坑围护的目的就是保护邻近建筑物和管线。因此，基坑开挖过程中进行周密地监测，在建筑物和管线的变形处于正常的范围内时可保证基坑的顺利施工，在建筑物和管线的变形接近警戒值时，有利于采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。

③积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。

支护结构上所承受的土压力及其分布，受地质条件、支护方式、支护结构刚度、基坑平面、几何形状、开挖深度、施工工艺等的影响，并直接与侧向位移有关，而基坑的侧向位移又与挖土的空间顺序、施工进度等时间和空间因素有复杂的关系，现行设计分析理论尚未完全成熟。对基坑围护的设计和施工，应该在充分借鉴现有成功经验和吸取失败教训的基础上，根据自身的特点，力求在技术方案中有所创新、更趋完善。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次1∶1的实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中的真实反映，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，因而也为该领域的科学技术发展积累了第一手资料。

5．1．3　基坑监测的基本要求

基坑监测的基本要求：

①监测工作必须是有计划的，应根据设计提出的监测要求和业主下达的监测任务书预先制订详细的基坑监测方案，严格按照有关的技术文件执行。这类技术文件的内容，应至少包括监测方法和监测仪器、监测精度、测点布置、观测周期等。同时，根据基坑工程在施工过程中发生的情况变化，在保证基本原则不变的情况下进行修正。

②监测数据必须是可靠、真实的。数据的可靠性由测试组件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度与可靠性以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为依据，任何人不得对原始记录更改、删除。

③监测数据必须是及时的，监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。

④埋设于结构中的监测组件应尽量减少对结构正常受力的影响，埋设水土压力监测组件、测斜管和分层沉降管时的回填土应注意与岩土介质的匹配。

⑤采纳多种方法、施行多项内容的监测方案，基坑工程在开挖和支撑施工过程中的力学效应是从各个侧面同时展现出来的。在诸如围护结变形和内力、地层移动和地表沉降等物理量之间存在着内在的紧密联系，通过对多方面的连续监测资料进行综合分析之后，各项监测内容的结果可以互相印证、互相检验，从而对监测结果有全面正确地把握。

⑥对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形或内力量值及其变化速率。当观测时发现超过预警值的异常情况，要立即考虑采取应急补救措施。

⑦基坑监测时应整理完整的监测记录表、数据报表及形象的图表和曲线，监测结束后整理出监测报告。

5．2　监测仪器和方法

基坑工程施工现场监测的内容包括围护结构和相邻环境。围护结构中包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、坑内土层等部分。相邻环境中包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等部分，具体见表5．1。

表5．1　基坑工程现场监测内容

续表

5．2．1　肉眼观察

肉眼观察是不借助于任何测量仪器，而用肉眼凭经验观察获得对判断基坑稳定和环境安全性有用的信息，这是一项十分重要的工作，需在进行其他使用仪器的监测项目前由有一定工程经验的监测人员进行。观察内容主要包括围护结构和支撑体系的施工质量、围护体系是否有渗漏水及其渗漏水的位置和多少、施工条件的改变情况、坑边堆载的变化、管道渗漏和施工用水的不适当排放以及降雨等气候条件的变化对基坑稳定和环境安全性关系密切的信息。同时，需加强基坑周围的地面裂缝、围护结构和支撑体系的工作失常情况、邻近建筑物和构筑物的裂缝、流土或局部管涌现象等工程隐患的早期发现工作，以便发现隐患苗头及时处理，尽量减少工程事故的发生。这项工作应与施工单位的工程技术人员配合进行，并及时交流信息和资料，同时记录施工进度与施工工况。相关内容都要详细地记录在监测日记中，重要的信息则需写在监测报表的备注栏内，发现重要的工程隐患则要专门做监测备忘录。

5．2．2　围护墙顶水平位移和沉降监测

围护墙顶沉降监测主要采用精密水准仪测量，在一个测区内应设3个以上基准点，基准点要设置在距基坑开挖深度5倍距离以外的稳定地方。

在基坑水平位移监测中，在有条件的场地，用轴线法亦即视准线法比较简便。采用视准线法测量时，需沿欲测量的基坑边线设置一条基准线（见图5．1），在该线的两端设置工作基点A、 B。在基线上沿基坑边线按照需要设置若干测点，基坑有支撑时，测点宜设置在两根支撑的跨中。也可用小角度法用经纬仪测出各测点的侧向水平位移。各测点最好设置在基坑圈梁、压顶等较易固定的地方，这样设置方便，不宜损坏，而且真实反映基坑侧向变形。测量基点A、B需设置在离基坑一定距离的稳定地段，对于有支撑的地下连续墙或大孔径灌注桩这类围护结构，基坑角点的水平位移通常较小，这时可将基坑角点设为临时基点C、D，在每个工况内可以用临时基点监测。变换工况时用基点A、B测量临时基点C、D的侧向水平位移，再用此结果对各测点的侧向水平位移值做校正。

图5．1　用视准线法测围护墙顶

由于深基坑工程场地一般比较小，施工障碍物多，且基坑边线也并非都是直线，因此，基准线的建立比较困难，在这种情况下可用前方交会法。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，用交会法测出各测点的位移量。

围护墙顶沉降和水平位移监测的具体方法及仪器可参阅工程测量方面的图书和规范。

5．2．3　深层水平位移测量

1）测量原理

深层水平位移就是围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移，通常采用测斜仪测量。将围护桩墙在不同深度上的点的水平位移按一定比例绘制成随深度变化的曲线，即围护桩墙深层挠曲线。测斜仪由测斜管、测斜探头、数字式读数仪3部分组成。测斜管在基坑开挖前埋设于围护桩墙和土体内，测斜管内有4条十字形对称分布的凹形导槽，作为测斜仪滑轮上下滑行的轨道，测量时使测斜探头的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中，沿槽滚动将测斜探头放入测斜管，并由引出的导线将变形信号显示在读数仪上。

测斜仪的原理是通过摆锤受重力作用来测测量斜探头轴线与铅垂线之间倾角θ，进而计算垂直位置各点的水平位移。图5．2为测斜仪测量的原理图，当土体产生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。放入测斜管内的活动探头测出的量是各个不同测量段上测斜管的倾角θ，而该分段两端点（探头下滑动轮作用点与上滑动轮作用点）的水平偏差可由测得的倾角θ用下式表示：

式中 θi——第i测量段的水平偏差值，mm；

Li——第i测量段的长度，通常取为0．5 m、1．0 m等整数，mm；

θi——第i测量段的倾角值，（°）。

图5．2　测斜仪量测原理图

当测斜管埋设得足够深时，管底可以认为是位移不动点，从管底上数第n测量段处测斜管的水平偏差总量为：

管口的水平偏差值δ0就是各测量段水平偏差的总和。

在测斜管两端都有水平位移的情况下，需要实测管口的水平偏差值δ0，则管口以下第n测量段处的水平偏差值δn为：

应该注意的是，只有当埋设好的测斜管的轴线是铅垂线时，水平偏差值才是对应的水平位移值，但要将测斜管的轴线埋设成铅垂线几乎是不可能的，测斜管埋设好后总有一定的倾斜或挠曲。因此，各测量段的水平位移Δn应该是各次测得的水平偏差与测斜管的初始水平偏差之差，即：

式中 δ0n——从管口下数第n测量段处的水平偏差初始值；

θ0i——从管口下数第n测量段处的倾角初始值；

Δ0——实测的管口水平位移，当从管口起算时，管口没有水平偏差初始值。测斜管可以用于测单向位移，也可以测双向位移，测双向位移时，由两个方向的测量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。

实际测量时，将测斜仪探头沿管内导槽插入测斜管内，缓慢下滑，按取定的间距L逐段测定各测量段处的测斜管与铅直线的倾角，就能得到整个桩墙轴线的水平挠曲或土体不同深度的水平位移。

2）测斜仪类型

测斜仪按探头的传感组件不同，可分为滑动电阻式、电阻片式、钢弦式及伺服加速度式4种，图5．2为伺服加速度式测斜仪。目前所使用的测斜仪多为石英挠性伺服加速度计作为敏感原件而制成的测斜装置。

滑动电阻式探头以悬吊摆为传感组件，在摆的活动端装一电刷，在探头壳体上装电位计，当摆相对壳体倾斜时，电刷在电位计表面滑动，由电位计将摆相对壳体的倾摆角位移变成电信号输出，用电桥测定电阻比的变化，根据标定结果就可进行倾斜测量。该探头的优点是坚固可靠，缺点是测量精度不高。

电阻片式探头是在弹性好的铜弹簧片下挂摆锤，弹簧片两侧各贴两片电阻应变片，构成全桥输出应变式传感器。弹簧片可设计成应变梁，使之在弹性极限内探头的倾角变化与电阻应变读数呈线性关系。

钢弦式探头是通过在4个方向上十字形布置的4个钢弦式应变计测定重力摆运动的弹性变形，进而求得探头的倾角。它可同时进行两个水平方向的测斜。

伺服加速度式测斜探头，它的工作原理是建立在检测质量块因输入加速度而产生的惯性力与地磁感应系统产生的反馈力相平衡的基础上的，所以将其叫做力平衡伺服加速度计，根据测斜仪测头轴线与铅垂线间的倾斜角度和测斜仪轮距直接测出水平位移。该类测斜探头灵敏度和精度较高。

测斜仪主要由装有重力式测斜传感组件的探头、读数仪、电缆（见图5．3）和测斜管（见图5．4）4部分组成。

图5．3　伺服加速度式测斜仪

图5．4　测斜管

（1）测斜仪探头

它是倾角传感组件，其外观为细长金属筒状探头，上、下靠近两端配有两对轮子，上端有与读数仪连接的绝缘测量电缆。

（2）读数仪

读数仪是测斜仪探头的二次仪表，是与测斜仪探头配套使用的。

（3）电缆

电缆的作用有四个：向探头供给电源；给测读仪传递测量信息；探头测量点距孔口的深度标尺；作为提升和下降探头的绳索。电缆需要很高的防水性能，因为作为深度尺，在提升和下降过程中有较大的伸缩，为此，电缆中有一根加强钢芯线。

（4）测斜管

测斜管一般由塑料（PVC）和铝合金材料制成，管长分为2 m和4 m等不同长度规格，管段之间由外包接头管连接，管内对称分布有四条十字形凹形导槽，管径有60mm、70 mm、90 mm等多种不同规格。铝合金具有相当的韧性和柔度，较PVC管更适合于现场监测，但成本远大于后者。

3）测斜管埋设方式

测斜管有绑扎埋设和钻孔埋设两种方式：

（1）绑扎埋设

绑扎埋设主要用于桩墙体深层挠曲测试，埋设时将测斜管在现场组装后绑扎固定在桩墙钢筋笼上，随钢筋笼一起下到孔槽内，并将其浇筑在混凝土中。

（2）钻孔埋设

首先在土层中预钻孔，孔径略大于所选用测斜管的外径，然后将测斜管封好底盖逐节组装、逐节放入钻孔内，并同时在测斜管内注满清水，直到放到预定的标高为止。随后在测斜管与钻孔之间的空隙内回填细砂或水泥和黏土拌和的材料固定测斜管，配合比取决于土层的物理力学性质。

埋设过程中应注意，避免管子的纵向旋转，在管节连接时必须将上、下管节的滑槽严格对准，以免导槽不畅通。埋设就位时必须注意测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（通常为与基坑边缘相垂直的方向）。测斜管固定完毕或混凝土浇筑完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净。由于测斜仪的探头是贵重仪器，在未确认导槽畅通可用时，先将探头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，待检查导槽是正常可用时，方可用实际探头进行测试。埋设好测斜管后，需测测量斜管导槽的方位、管口坐标及高程，要及时做好保护工作，如测斜管外局部设置金属套管保护，测斜管管口处砌筑窨井，并加盖。

4）测量

将测头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔一定距离测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。测量完毕后，将测头旋转180°。插入同一对导槽，按以上方法重复测量。两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两个读数应数值接近、符号相反。如果对测量数据有疑问，应及时复测。基坑工程中通常只需监测垂直于基坑边线方向的水平位移。但对于基坑仰角的部位，就有必要测量两个方向的深层水平位移，此时，可用同样的方法测另一对导槽的水平位移。有些测读仪可以同时测出两个相互垂直方向的深层水平位移。深层水平位移的初始值应是基坑开挖之前连续3次测量无明显差异读数的平均值，或取开挖前最后一次的测量值作为初始值。测斜管孔口需布设地表水平位移测点，以便必要时根据孔口水平位移量对深层水平位移量进行校正。

5）数据记录与计算

数据记录格式见表5．2。

表5．2　支护结构深层水平位移数据记录表

5．2．4　土体分层沉降测试

土体分层沉降是指离地面不同深度处土层内的点的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪测量。

1）原理与仪器

磁性分层沉降仪由对磁性材料敏感的探头、埋设于土层中的分层沉降管和磁环、带刻度标尺的导线以及电感探测装置组成，如图5．5所示。分层沉降管由波纹状柔性塑料管制成，管外每隔一定距离安放一个磁环，地层沉降时带动钢环同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到预埋在钻孔中的磁环时，电感探测装置上的峰鸣器就发出叫声，这时根据测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的高程，就可计算磁环所在位置的高程，测量精度可达1 mm。在基坑开挖前预埋分层沉降管和钢环，并测读各磁环的起始高程，与其在基坑施工开挖过程中测得的高程的差值即为各土层在施工过程中的沉降或隆起。

图5．5　磁性分层沉降仪

2）分层沉降管和磁环的埋设

用钻机在预定位置钻孔，取出的土分层分别堆放，钻到孔底高程略低于欲测量土层的标高；提起套管300～400 mm，将引导管放入，引导管可逐节连接直至略深于预定的最底部监测点的深度位置；然后，在引导管与孔壁间用膨胀黏土球填充并捣实到最低的沉降环位置；再用一只铅质开口送筒装上沉降环，套在引导管上，沿引导管送至预埋位置，用φ50 mm的硬质塑料管把沉降环推出并压入土中，弹开沉降钢环卡子，使沉降环的弹性卡子牢固地嵌入土中，提起套管至待埋沉降环以上300～400 mm，待钻孔内回填该层土做的土球至要埋的一个沉降环高程处，再用如上步骤推入上一高程的沉降环，直至埋完全部沉降环；固定孔口，做好孔口的保护装置，并测量孔口高程和各磁性沉降钢环的初始高程。

5．2．5　基坑回弹监测

基坑回弹是基坑开挖对坑底的土层卸荷过程引起基坑底面及坑外一定范围内土体的回弹变形或隆起。深大基坑的回弹量对基坑本身和邻近建筑物都有较大影响，因此需作基坑回弹监测，以确定其数值的大小，以便达到如下的目的：通过实测基坑回弹值来估计今后地基因建筑物上部荷载产生的再压缩量，以改进基础设计；估计对邻近建筑物的影响，以便及时采取措施。

基坑回弹量相对较小，过大的观测误差必影响结果的准确性，因此回弹观测精度要求较严。基坑回弹监测可采用回弹监测标和深层沉降标进行。当分层沉降环埋设于基坑开挖面以下时所监测到的土层隆起也就是土层回弹量。

1）回弹观测点与基准点布设要求

回弹观测及测点布置应根据基坑形状及工程地质条件，以最少的测点能测出所需的各纵横断面回弹量为原则，按中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规程》，可利用回弹变形的近似对称性按下列要求在有代表性的位置和方向线上布置：

①在基坑中央和距坑底边缘1/4坑底宽度处，以及其他变形特征位置应设测点。对方形、圆形基坑可按单向对称布点；矩形基坑可按纵横向布点；复合矩形基坑可多向布点。地质情况复杂时，应适当增加点数。

②当所选点位遇到地下管道或其他构筑物时应予避开，可将观测点移到与之对应的方向线的空位上。

③在基坑外相对稳定和不受施工影响的地点，选设工作基点（水准点）和寻找标志用的定位点。

④观测路线应组成起讫于工作基点的闭合或附合路线，使之具有检核条件。

基准点的规格一般为：对覆盖土层厚度大的场地，可选用深埋双层金属管标或深埋钢管标，钻孔先钻穿软土后，将其置于密实土层或基岩上。如选用浅埋钢管标，则在挖除表土后，将标底土夯实，设置混凝土（强度等级C15）底座。也可直接在裸露基岩上浇混凝土标石。

图5．6　回弹监测标

2）回弹标及其埋设

回弹监测标如图5．6所示，其埋设方法如下：

①钻孔至基坑设计高程以下200 mm，将回弹标旋入钻杆下端，顺钻孔徐徐放至孔底，并压入孔底土中400～500 mm，即将回弹标尾部压入土中。旋开钻杆，使回弹标脱离钻杆。

②放入辅助测杆，用辅助测杆上的测头进行水准测量，确定回弹标顶面高程。

③监测完毕后，将辅助测杆、保护管（管套）提出地面，用砂或素土将钻孔回填，为了便于开挖后找到回弹标，可先用白灰回填500 mm左右。

用回弹标监测回弹一般在基坑开挖之前测读初读数，在基坑开挖到设计高程后再测读一次，在浇筑基础之前再监测一次。

3）深层沉降标及其埋设

深层沉降标由一个三卡锚头，一根1/4＂的内管和一根1＂外管组成，内管和外管都是钢管。内管连接在锚头上，可在外管中自由滑动，如图5．7所示。用光学仪器测量内管顶部的高程，高程的变化就相当于锚头位置土层的沉降或隆起。其埋设方法如下：

①用钻孔在预定位置钻孔，孔底高程略高于欲测量土层的高程约一个锚头长度。

图5．7　深层沉降标

②将1/4＂钢管旋在锚头顶部外侧的螺纹联结器上，用管钳旋紧。将锚头顶部外侧的左旋螺纹用黄油润滑后，与1＂钢管底部的左旋螺纹相连，但不必太紧。

③将装配好的深层沉降标慢慢地放入钻孔内，并逐步加长，直到放入孔底。用外管将锚头压入预测土层的指定标高位置。

④在孔口临时固定外管，将外管压下约150 mm，此时锚头的三个卡子会向外弹，卡在土层里，卡子一旦弹开就不会再缩回。

⑤顺时针旋转外管，使外管与锚头分离。上提外管，使外管底部与锚头之间的距离稍大于预估的土层隆起量。

⑥固定外管，将外管与钻孔之间的空隙填实，做好测点的保护装置。

孔口一般高出地面200～1 000 mm为宜，当地表下降及孔口回弹使孔口高出地表较多时，应将其往下截减。

回弹监测点应根据基坑形状及工程地质条件布设，布点原则是以最少的测点测出所需的各纵横断面的回弹量，《建筑变形测量规程》（JGJ/T 8—97）对具体布设有专门规定。

5．2．6　土压力与孔隙水压力监测

土压力是基坑支护结构周围的土体传递给挡土构筑物的压力，也称支护结构与土体的接触压力，或由自重及基坑开挖后土体中应力重分布引起的土体内部的应力。通常采用在量测位置上埋设压力传感器来进行。土压力传感器工程上称之为土压力盒，常用的土压力盒有钢弦式和电阻式等。钢弦式土压力盒的工作原理详见第1章。

1）土压力传感器的埋设

对于作用在挡土构筑物表面的土压力盒应镶嵌在挡土构筑物内，使其应力膜与构筑物表面平齐，土压力盒后面应具有良好的刚性支撑，在土压力作用下尽量不产生位移，以保证量测的可靠性。

对干钢板桩或钢筋混凝土预制构件挡土结构，施工时多用打入或振动压入方式。土压力盒及导线只能在施工前安装在构件上。土压力盒用固定支架安装在预制构件上，安装结构如图5．8所示，固定支架挡泥板及导线保护管使土压力盒和导线在施工过程中免受损坏。

图5．8　钢板桩安装土压力盒

对于地下连续墙等现浇混凝土挡土结构，土压力传感器安装时需紧贴在围护结构的迎土面上，但由于土压力传感器如随钢筋笼下入槽孔后，其面向土层的表面钢膜很容易在水下浇筑过程中被混凝土材料所包裹，混凝土凝固硬结后，水土压力根本无法直接被压力传感器所感应和接收，造成埋设失败。这种情况下土压力盒的埋设可采用挂布法、弹入法、活塞压入法及钻孔法。

2）孔隙水压力测试

孔隙水压力量测结果可用于固结计算及有限应力法的稳定性分析，在打桩、堆载预压法地基加固的施工速度控制、基坑开挖、沉井下沉和降水等引起的地表沉降控制中具有十分重要的作用。其原因在于饱和软黏土受荷后，首先产生的是孔隙水压力的增高或降低，随后才是土颗粒的固结变形。孔隙水压力的变化是土层运动的前兆，掌握这一规律，就能及时采取措施，避免不必要的损失。

孔隙水压力探头分为钢弦式、电阻式和气动式3种类型，探头由金属壳体和透水石组成。孔隙水压力计的工作原理是把多孔组件（如透水石）放置在土中，使土中水连续通过组件的孔隙（透水后），把土体颗粒隔离在组件外面而只让水进入有感应膜的容器内，再测量容器中的水压力，即可测出孔隙压力。孔隙水压力计的量程应根据埋置位置的深度、孔隙水压力变化幅度等确定。孔隙水压力计的安装与埋设应在水中进行，滤水石不得与大气接触，一旦与大气接触，滤水石应重新排气。埋设方法有压入法和钻孔法。

5．2．7　支挡结构内力监测

采用钢筋混凝土材料制作的围护支挡构件，其内力或轴力的测定，通常是通过在钢筋混凝土中埋设钢筋计测定构件受力钢筋的应力或应变，然后根据钢筋与混凝土共同工作及变形协调条件计算得到。钢筋计有钢弦式和电阻应变式两种，二次仪表分别用频率计和电阻应变仪。两种钢筋计的安装方法不相同，轴力和弯矩等的计算方法也略有不同。钢弦式钢筋计与结构主筋轴心对焊联结，即钢筋计与受力主筋串联，计算结果为钢筋的应力值。电阻式应变计安装时，电阻式应变计与主筋平行绑扎或点焊在箍筋上，应变仪测得的是混凝土内部该点的应变。由于主钢筋一般沿混凝土结构截面周边布置，所以钢筋计应上下或左右对称布置，或在矩形断面的4个角点处布置4个钢筋计，如图5．9所示。

图5．9　钢筋计的混凝土构件中的布置

通过埋设在钢筋混凝土结构中的钢筋计，可以量测：

①围护结构沿深度方向的弯矩；

②基坑支撑结构的轴力和弯矩；

③圈梁或回檩的平面弯矩；

④结构底板所受的弯矩。

以钢筋混凝土构件中埋设钢筋计为例，根据钢筋与混凝土的变形协调原理，由钢筋计的拉力或压力计算构件内力的方法如下：

支撑轴力：

支撑弯矩：

地下连续墙弯矩：

式中 P c——支撑轴力，kN；

E c，E g——混凝土和钢筋的弹性模量，MPa；

p g——所量测的几根钢筋拉压力平均值，kN；

A1，A g——支撑截面面积和钢筋截面面积；

n——埋设钢筋计的那一层钢筋的受力主筋总根数；

t——受力主筋间距；

b——支撑宽度；

p1，p2——支撑或地下连续墙两对边受力主筋实测拉压力平均值；

h——支撑高度或地下连续墙厚度。

按上述公式进行内力换算时，结构浇筑初期应计入混凝土龄期对弹性模量的影响，在室外温度变化幅度较大的季节，还需注意温差对监测结果的影响。

对于H型钢、钢管等钢支撑轴力的监测，可通过串联安装轴力计或压力传感器的方式来进行，使用支撑轴力计价格略高，但经过标定后可以重复使用，且测试简单，测得的读数根据标定曲线可直接换算成轴力，数据比较可靠。在施工单位配置钢支撑之时就要与施工单位协调轴力计安装事宜，因为轴力计是串联安装的，安装不好会影响支撑受力，甚至引起支撑失稳或滑脱。在现场监测环境许可的条件下，亦可在钢支撑表面粘贴钢弦式表面应变计、电阻应变片等测试钢支撑的应变，或在钢支撑上直接粘贴底座并安装电子位移计、千分表来量测钢支撑变形，再用弹性原理来计算支撑的轴力。

5．2．8　土层锚杆试验和监测

土层锚杆试验分基本试验、验收试验和蠕变试验3种。新型锚杆或已有锚杆用于未曾应用过的土层都需做至少3个锚杆基本试验；对于塑性指数大于17的淤泥及淤泥质土层中的锚杆应进行至少8组蠕变试验。锚杆施工好后需抽取5%且至少3根锚杆进行验收试验。用于试验的锚杆，其锚杆参数、材料和施工工艺必须与工程锚杆相同。

1）基本试验及监测

最大试验荷载不应超过钢丝、钢筋或钢绞线强度标准值的0．8倍。具体加荷等级与监测时间见表5．3。砂质土、硬黏土在每级加荷等级监测时间内，锚头位移量不大于0．1mm，或锚头位移量虽大于0．1 mm，但监测到2．0 h锚头位移增量小于2．0 mm，可施加下一级荷载；淤泥及淤泥质土当荷载等级为Afpt的0．6和0．8倍时，锚头位移增量在监测时间内2．0 h小于2．0mm，可施加下一级荷载。锚杆破坏标准为：①后一段荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍；②锚头位移不收敛；③锚头总位移超过设计允许位移值。试验成果通过绘制锚杆荷载—位移（Q-S）曲线、锚杆荷载—弹性位移（Q-Se）曲线、锚杆荷载—塑性位移（QSp）曲线表示，如图5．10所示。当基本试验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80%，且小于自由段长度与1/2锚固长度之和的理论弹性伸长时，才判断试验结果有效。

表5．3　土层锚杆基本试验加载等级与监测时间

注：在每段加载等级监测时间内，测读锚头位移至少3次。

图5．10　土层锚杆基本试验成果曲线

2）验收试验及监测

验收试验最大试验荷载不应超过预应力筋Afpt分值的0．8倍，且为锚杆设计轴向拉力的1．5倍（永久性锚杆）或1．2倍（临时性锚杆）。具体加荷等级与监测时间见表5．3。最大试验荷载监测15min后，卸载到0．1 Nt，然后加载到锁定荷载锁定。试验成果整理成如图5．11所示的验收试验Q-S曲线。当验收试验在最大试验荷载作用下锚头位移趋于稳定，并且实验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80%，而小于自由段长度与1/2锚固长度之和的理论弹性伸长时，锚杆达到验收标准。

3）蠕变试验及监测

锚杆蠕变试验加荷等级与监测时间见表5．4。在监测时间内荷载必须恒定，每级荷载按时间间隔1，2，3，4，10，20，30，45，60，75，90，120，150，180，210，240，270，300，330，360 min记录蠕变量。试验结果绘制成蠕变量—时间对数（S-lg t）曲线，如图5．12所示，并用下式计算蠕变系数：

式中 S1，S2——t1，t2时所得的蠕变量。

表5．4　土层锚杆验收试验和蠕变试验加载等级与监测时间

注：在每段加载等级监测时间内，测读锚头位移至少3次。

图5．11　土层锚杆验收试验成果曲线（Q-S）

图5．12　土层锚杆蠕变试验的蠕变量—时间对数（S-lg t）曲线

4）锚杆监测

在基坑开挖过程中，锚杆要在受力状态下工作数月，为了检查锚杆在整个施工期间是否按设计预定的方式起作用，有必要选择一定数量的锚杆作长期监测，锚杆监测一般仅监测锚杆轴力的变化。锚杆轴力监测有专用的锚杆轴力计，其结构如图5．13所示，锚杆轴力计安装在承压板与锚头之间。钢筋锚杆可以采用钢筋应力计和应变计，其埋设方法与钢筋混凝土中的埋设方法类似，但当锚杆由几根钢筋组合时，必须每根钢筋上都安装钢筋计，它们的拉力总和才是锚杆总拉力，而不能只测其中几根钢筋的拉力求其平均值，再乘以钢筋的总数来计算锚杆总拉力。因为锚杆由几根钢筋组合时，几根锚杆的初始拉紧程度是不一样的，所受的拉力与初始拉紧程度的关系很大。锚杆钢筋计和锚杆轴力计安装好后，待锚杆施工完成，进行锚杆预应力张拉时，要记录锚杆钢筋计和锚杆轴力计上的初始荷载，同时也可根据张拉千斤顶的读数对锚杆钢筋计和锚杆轴力计的结果进行校核。在整个基坑开挖过程中，每天宜测读数一次，监测次数宜根据开挖进度和监测结果及其变化情况适当增减。当基坑开挖到设计高程时，锚杆上的荷载应试相对稳定的。如果每周荷载的变化量大于5%锚杆所受的荷载，就应当查明原因，采取适当措施。

图5．13　专用的锚杆轴力计结构图

5．2．9　地下水位监测

地下水位监测可采用钢尺或钢尺水位计。钢尺水位计的工作原理是，在已埋设好的水管中放入水位计测头，当测头接触到水位时，启动讯响器，此时读取测量钢尺与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程。对于地下水位比较高的水位观测井，也可用干的钢尺直接插入水位观测井，记录湿迹与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程，钢尺长度需大于地下水位与孔口的距离。

地下水位观测井的埋设方法为：用钻机钻孔到要求的深度后，在孔内埋入滤水塑料套管，管径约90 mm；套管与孔壁间用干净细砂填实，然后用清水冲洗孔底，以防泥浆堵塞测孔，保证水路畅通，测管高出地面约200 mm，上面加盖，不让雨水进入，并做好观测井的保护装置。

5．2．10　相邻环境监测

基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形，过量的变形将影响邻近建筑物和市政管线的正常使用，甚至导致破坏。因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。其目的是：根据监测数据及时调整开挖速度和支护措施，以保护邻近建筑物和管线不因过量变形而影响它们的正常使用功能或破坏；对邻近建筑物和管线的实际变形提供实测数据，对邻近建筑物的安全作出评价，使基坑开挖顺利进行。相邻环境监测的范围宜从基坑边线起到开挖深度2．0～3．0倍的距离；监测周期应从基坑开挖开始，至地下室施工结束为止。

1）建筑物变形监测

建筑物的变形监测可以分为沉降监侧、倾斜监测、水平位移监测和裂缝监测等内容。监测前必须收集、掌握以下资料：

①建筑物结构和基础设计图纸、建筑物平面布置及其与基坑围护工程的相对位置等；

②工程地质勘查资料、地基处理资料；

③基坑工程围护方案、施工组织设计等。

邻近建筑物变形监测点布设的位置和数量应根据基坑开挖有可能影响到的范围和程度，同时考虑建筑物本身的结构特点和重要性确定。与建筑物的永久沉降观测相比，基坑引起相邻房屋沉降的现场监测点的数量较多，监测频度高（通常每天1次），监测总周期较短（一般为数月），相对而言，监测精度要求比永久观测略低，但需根据相邻建筑物的种类和用途区别对待。

沉降监测的基准点必须设置在基坑开挖影响范围之外（至少大于5倍基坑开挖深度），同时也需考虑到重复量测、通视等的便利，避免转站引点导致的误差。

在基坑工程施工前，必须对建筑物的现状进行详细调查，调查内容包括建筑物沉降资料，开挖前基准点和各监测点的高程，建筑物裂缝的宽度、长度和走向等裂缝开展情况，同时做好素描和拍照等记录工作。将调查结果整理成正式文件，请业主及施工、建设、监理、监测等有关各方签字或盖章认定，以备发生纠纷时作为仲裁的依据。

2）相邻地下管线监测

城市地区地下管线网是城市生活的命脉，其安全与人民生活和国民经济紧密相连。城市市政管理部门和煤气、输变电、自来水和电信等与管线有关的公司都对各类地下管线的允许变形量制定了十分严格的规定，基坑开挖施工时必须将地下管线的变形量控制在允许范围内。

相邻地下管线的监测内容包括垂直沉降和水平位移两部分，其测点布置和监测频率应在对管线状况进行充分调查后确定，并与有关管线单位协调认可后实施。调查内容包括：

①管线埋置深度、管线走向、管线及其接头的形式、管线与基坑的相对位置等，可根据城市测绘部门提供的综合管线图并结合现场踏勘确定；

②管线的基础形式、地基处理情况、管线所处场地的工程地质情况；

③管线所在道路的地面人流与交通状况，据此制订合适的测点埋设和监测方案。

地下管线可分为刚性管线和柔性管线两类。煤气管、上水管及预制钢筋混凝土电缆管等通常采用刚性接头，刚性管线在土体移动不大时可正常使用，土体移动幅度超过一定限度时则将发生断裂破坏。采用承插式接头或橡胶垫板加螺栓连接接头的管道，受力后接头可产生近于自由转动的角度，常可视为柔性管线，如常见的下水道等。接头转动的角度α及管节中的弯曲应力小于允许值时，管线可正常使用，否则也将产生断裂或泄漏，影响使用。地下管线位于基坑工程施工影响范围以内时，一般在施工前作调查之后，根据基坑工程的设计和施工方案运用有关公式对地下管线可能产生的最大沉降量作出预估，并根据计算结果判断是否需要对地下管线采取主动的保护措施，同时提出经济合理和安全可靠的管线保护方法。地下管线验算方法有：

（1）刚性管线的检验计算

长度较大的刚性管线可按弹性地基梁原理进行计算和分析。管线因随地层变形而产生弯曲应力σw。σw小于管材允许抗拉（压）强度时，一般不必加固。如地层沉降超过预计幅度，管线中的σw大于允许值时，则需预先埋设注浆管，在监控量测的指导下采用分层注浆法加固管线地基。

将管线视为弹性地基梁时，地层特性的描述如图5．14所示。如将管线位移记为ωp，则有：

式中 K——基床系数；

E p——管线材料弹性模量；

I p——管线截面惯性矩；

q——作用在管线上的压力。

图5．14　弹性地基梁地层特性

地层无沉陷时q＝Kωp，地层下沉ω时，q＝K（ωp－ω），如图5．15所示。

盾构与管线轴线正交时，地层沉陷ω的表达式可直接由派克公式计算：

式中 V1——地层损失量；

图5．15　弹性地基的变形

x——与隧道中心线的距离；l0——沉降槽宽度系数。

x＝l0处为沉降曲线的反弯点。

将q和ω的表达式代入弹性地基梁计算方程，即可推导出作用在管线上的弯矩M和发生的应变εx的计算表达式：

式中 d——管线直径。

求得应变εx后，可按σw＝E pεx确定管线是否将出现破坏。

管线与盾构斜交时，可将沉降槽宽度系数取为lθ，并令lθ＝l0＝l/cosθ（见图5．16）；管线与盾构平行时，则令l0等于半个沉降槽宽度（见图5．17）。

（2）管线接头的检验计算

盾构与管线轴线正交时：第一步可根据派克公式预测管线底面的沉降曲线；第二步可按几何关系求取沉降曲线的曲率半径R1、R2；最后计算直径为D的管段在曲率最大处接缝的张开值Δ，如图5．18所示。

图5．16　管线与盾构斜变

图5．17　管线与盾构平行

如在接头L设有由内张圈固定的橡胶止水带，且接头张开Δ时仍不漏水和不破坏，则管线接头处于安全状态。

对地下管线本体进行主动保护的方法有跟踪注浆加固和开挖暴露管线后对其进行结构加固等多种方法，本节不作详细介绍。

图5．18　盾构与管线轴线正交时管线接缝的张开值

对地下管线进行监测是对其进行间接保护，在监测中主要采用间接测点和直接测点两种形式。间接测点又称监护测点，常设在管线的窨井盖上，或设在管线轴线相对应的地表，将钢筋直接打入地下，深度与管底一致，作为观测标志。但由于间接测点与管线之间存在着介质，测点数据与管线本身的变形之间有一定的差异，在人员与交通密集不宜开挖的地方或设防标准较低的场合可以采用。直接测点是通过埋设一些装置直接测读管线的沉降，常用方案有以下两种。

①抱箍式：如图5．19所示，由扁铁做成的稍大于管线直径的圆环，将测杆与管线连接成整体，测杆伸至地面，地面处布置相应窨井，保证道路正常通行。抱箍式测点监测精度高，能测得管线的沉降和隆起，但埋设时必须凿开路面，并开挖至管线的底面，这在城市主干道路是很难办到的。对于次干道和十分重要的地下管线如高压煤气管线，按此方案设置测点并予以严格监测，是必要和可行的。

②套筒式：基坑开挖对相邻管线的影响主要表现在沉降方面，根据这一特点采用一硬塑料管或金属管打设或埋设于所测管线顶面和地表之间，量测时将测杆放入埋管，再将标尺搁置在测杆顶端。只要测杆放置的位置固定不变，测试结果能够反映出管线的沉降变化。套筒式埋设方案如图5．20所示。按套筒方案埋设测点的最大特点是简单易行，特别是对于埋深较浅的管线，通过地面打设金属管至管线顶部，再清除整理，可避免道路开挖，其缺点在于监测精度较低。

图5．19　抱箍式埋设方案

图5．20　套筒式埋设方案

5．3　监测方案设计

监测方案设计必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案及基坑工程相邻环境详尽地调查的基础之上，同时还需与工程建设单位、施工单位、监理单位、设计单位及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。监测方案的制订一般需经过以下几个主要步骤：

①收集和阅读工程地质勘察报告，围护结构和建筑工程主体结构的设计图纸（＋0．00以下部分）及其施工组织设计，较详细的综合平面位置图、综合管线图等，以掌握工程场地工程地质条件、围护与主体结构以及周围环境的有关材料。

②现场踏勘，重点掌握地下管线走向、相邻构筑物状况，以及它们与围护结构的相互关系。

③拟订监测方案初稿，提交委托单位审阅，同意后由建设单位主持有市政道路监察部门、邻近建筑物业主及有关地下管线（煤气、电力、电信、上水、下水等）单位参加的协调会议，形成会议纪要。

④根据会议纪要的精神，对监测方案初稿进行修改，形成正式监测方案。

监测方案需送达有关各方认定，认定后正式监测方案在实施过程中大的原则一般不能更改。特别是埋设组件的种类和数量、测试频率和报表数量等应严格按认定的方案实施。但像某些测点的具体位置、埋设方法等细节问题，则可以根据实际施工情况作适当调整。

基坑工程施工监测方案设计的主要内容是：

①监测内容的确定；

②监测方法和仪器的确定，监测组件量程、监测精度的确定；

③施测部位和测点布置的确定；

④监测周期、预警值及报警制度等实施计划的制订。

监测方案除包括上述内容外，还需将工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案以及基坑工程相邻环境等的调查作明了地叙述。

一份高质量的监测方案是取得项目成功的一半，这不仅提高了项目的竞争力，更重要的是拟订了周密详尽的计划，保证了后续工作有条不紊顺利开展。

5．3．1　监测内容和方法的确定

基坑工程施工现场监测的内容分为3大部分，即围护结构、支撑体系以及相邻环境。围护结构主要是围护桩墙和圈梁（压顶）；支撑体系包括支撑或土层锚杆、围檩和立柱部分；相邻环境中包括相邻土层、地下管线、相邻房屋3部分。对于一个具体工程，监测项目应根据其具体的特点来确定，主要取决于工程的规模、重要程度、地质条件及业主的财力。确定监测内容的原则是监测简单易行、结果可靠、成本低，便于施工实施，监测元件要能尽量靠近工作面安设。此外，所选择的被测物理量要概念明确、量值显著，数据易于分析，易于实现反馈。其中的位移监测是最直接易行的，因而应作为施工监测的重要项目。支撑的内力和锚杆的拉力也是施工监测的重要项目。

基坑工程监测方案的制订应充分满足如下要求：确保基坑工程的安全和质量，对基坑周围的环境进行有效保护，检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，并为改进设计，提高工程整体水平提供依据。

上海市工程建设规范《基坑监测规程》（DG/TJ08—2001—2006）建议基坑工程施工监测项目参照表5．5选择。项目选择时考虑了支护结构的形式和周围环境。

表5．5　基坑工程的施工监测项目表

注：√为应测项目；○为选测项目（视监测工程具体情况和相关方要求确定）。

对于一个具体的基坑工程，可以根据地质、结构、周围环境以及允许的经费投入等有目的、有侧重地选择其中的一部分。表5．4中分“应测项目”和“选测项目”两个监测重要性级别，是参照当前工程界通常做法通过归纳总结而划分的，对工程应用具有一定的指导意义。其中，“应测项目”表示每个基坑工程的基本监测项目，“选测项目”则可视工程的重要程度和施工难度考虑采用。近年编制颁布的基坑工程设计施工规程一般都按破坏后果和工程复杂程度将工程区分为若干等级，由工程所属的等级来要求和选择相应的监测内容。

基坑支护设计应根据支护结构类型和地下水控制方法，按国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）选择基坑监测项目，见表5．6。并应根据支护结构构件、基坑周边环境的重要性及地质条件的复杂性确定监测点部位及数量。选用的监测项目及其监测部位应能够反映支护结构的安全状态和基坑周边环境受影响的程度。

表5．6　基坑监测项目选择

注：表内各监测项目中，仅选择实际基坑支护形式所含有的内容。

监测方法和仪表的确定主要取决于场地工程地质条件和力学性质，以及测量的环境条件。通常，在软弱地层中的基坑工程，地层变形和结构内力由于量值较大，可以采用精度稍低的仪器和装置，地层压力和结构变形则量值较小，应采用精度稍高的仪器。而在较硬土层中的基坑工程，情况则相反，即地层变形和结构内力量值较小，应采用精度稍高的仪器，地层压力量值较大，可采用精度稍低的仪器和装置。当基坑干燥无水时，电测仪表往往能工作得很好；在地下水发育的地层中用电阻式电测仪表就较为困难，常采用钢弦频率式传感器。

仪器选择前需首先估算各物理量的变化范围，并根据测试重要性程度确定测试仪器的精度和分辨率。各监测项目的监测仪器和方法的选择详见5．2节。

5．3．2　施测位置与测点布置原则

测点布置涉及各监测内容中组件或探头的埋设位置和数量，应根据基坑工程的受力特点及由基坑开挖引起的基坑结构及周围环境的变形规律来布设。

1）桩墙顶水平位移和沉降

桩墙顶水平位移和垂直沉降是基坑工程中最直接、最重要的监测内容。测点一般布置在将围护桩墙连接起来的混凝土圈梁上及水泥搅拌桩、土钉墙、放坡开挖时的上部压顶上。采用铆钉枪打入铝钉，或钻孔埋设膨胀螺丝，也有涂红漆等作为标记的。测点的间距一般取8～15 m，可以等距离布设，也可根据现场通视条件、地面堆载等具体情况随机布置。测点间距的确定主要是考虑能够据此描绘出基坑围护结构的变形曲线。对于水平位移变化剧烈的区域，测点可以适当加密，有水平支撑时，测点应布置在两根支撑的中间部位。

立柱沉降测点应直接布置在立柱桩上方的支撑面上，对多根支撑交汇受力复杂处的立柱应作重点监测，用做施工栈桥处的立柱也应重点监测。

2）桩墙深层侧向位移

桩墙深层侧向位移监测，也称桩墙测斜。通常在基坑每边上布设1个测点，一般应布设在围护结构每边的跨中处。对于较短的边线也可不布设，而对于较大的边线可增至2～3个。原则上，在长边上应每隔30～40 m布设1个测斜孔。监测深度一般与围护桩墙深度一致，并延伸至地表，在深度方向的测点间距为0．5～1．0 m。

3）结构内力

对于设置内支撑的基坑工程，一般可选择部分典型支撑进行轴力变化监测，以掌握支撑系统的受力状况，这对于有预加轴力的钢支撑来说，显得尤为重要。支撑轴力的测点布置主要由平面、立面和断面三方面因素所决定。平面指设置于同一高程即同一道支撑内量测杆件的选择，原则上应参照基坑围护设计方案中各道支撑内力计算结果，选择轴力最大的杆件进行监测。在缺乏计算资料的情况下，通常可选择平面净跨较大的支撑杆件布设测点。立面指基坑竖直方向不同高程处设置各道支撑的监测选择。由于基坑开挖、支撑设置和拆除是一个动态发展过程，各道支撑的轴力存在着量的差异，在各施工阶段都起着不同的作用，因而需对各道支撑都作监测，并且各道支撑的测点应设置在同一平面位置。这样，从轴力—时间曲线上就可很清晰地观察到各道支撑设置—受力—拆除过程中的内在相互关系，对切实掌握水平支撑受力规律有很大的指导意义。轴力监测断面应布设在支撑的跨中部位，对监测轴力的重要支撑，宜同时监测其两端和中部的沉降与位移。采用钢筋应力传感器量测支撑轴力，需要确定量测断面内测试组件的布设数量和位置。实际量测结果表明，由于支撑杆件的自重以及各种施工荷载的作用，水平支撑的受力相当复杂，除轴向压力外，还存在垂直方向和水平方向作用的荷载，就其受力形态而言应为双向压弯扭构件。为了能真实反映出支撑杆件的受力状况，测试断面内一般配置4个钢筋计。

围护桩墙的内力监测点应设置在围护结构体系中受力有代表性的钢筋混凝土支护桩或地下连续墙的主受力钢筋上。在监测点的竖向位置布置方面应考虑如下因素：计算的最大弯矩所在的位置和反弯点位置，各土层的分界面、结构变截面或配筋率改变的截面位置，结构内支撑及拉锚所在位置。

采用土层锚杆的围护体系，每道土层锚杆中都必须选择两根以上的锚杆进行监测，选择在围护结构体系中受力有代表性的典型锚杆进行监测。在每道土层锚杆中，若锚杆长度不同、锚杆形式不同、锚杆穿越的土层不同，则通常要在每种不同的情况下布设两个以上的土层锚杆监测点。

4）土体分层沉降和水土压力测点布设

土体分层沉降和水土压力监测应设置在围护结构体系中受力有代表性的位置。土体分层沉降和孔隙水压力计测孔应紧邻围护桩墙埋设，土压力盒应尽量在围护桩墙施工时埋设于土体与围护桩墙的接触面上。在监测点的竖向布置位置主要为：计算的最大弯矩所在位量和反弯点位置，计算水土压力最大的位置，结构变截面或配筋率改变的截面位置，结构内支撑及拉锚所在位置。这与围护桩墙内力测点布设的位置基本相同。对于土体分层沉降，还应在各土层的分界面布设测点，当土层厚度较大时，在上层中部增加测点。孔隙水压力计一般布设在上层中部。

5）土体回弹

回弹测点宜按下列要求在有代表性的位置和方向线上布设。

①在基坑中央和距坑底边缘1/4坑底宽度处及特征变形点处必须设置。方形、圆形基坑可按单向对称布点，矩形基坑可按纵横向布点，复合矩形基坑可多向布点，地质情况复杂时应适当增加点数。

②基坑外的观测点，应在所选坑内方向线上的一定距离（基坑深度的1．5～2．0倍）布设。

③当所选点遇到地下管线或其他建筑物时，可将观测点移到与之对应方向线的空位上。

④在基坑外相对稳定或不受施工影响的地点，选设工作水准点，以及寻找标志用的定位点。

6）坑外地下水位

施筑在高地下水位的基坑工程，围护结构止水能力的优劣对于相邻地层和房屋的沉降控制至关重要。开展基坑降水期间坑外地下水位的下降监测，其目的就在于检验基坑止水帷幕的实际效果，必要时适当采取灌水补给措施，以避免基坑施工对相邻环境的不利影响。坑外地下水位一般通过监测井监测，井内设置带孔塑料管，并用砂石充填管壁外侧。

监测井布设位置较为随意，只要设置在止水帷幕以外即可。监测井不必埋设很深，管底高程一般在常年水位以下4～5 m即可。

7）环境监测

环境监测应包括基坑开挖3倍深度以内的范围，建筑物以沉降监测为主，测点应布设在墙角、柱身（特别是能够反映独立基础及条形基础差异沉降的柱身）、门边等外形凸出部位，除了在靠近基坑一侧要布设测点外，在其他几侧也应设测点，以作比较。测点间距应能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降，建筑物上沉降和倾斜监测点的布设原则详见第2章。管线上测点布设的数量和间距应听取管线主管部门的意见，并考虑管线的重要性及其对变形的敏感性。如上水管承接式接头一般应按2～3个节度设置1个监测点，管线越长，在相同位移下产生的变形和附加弯矩就越小，因而测点间距可大；在有弯头和丁字形接头处，对变形比较敏感，测点间距就要小些。

在测点布设时应尽量将桩墙深层侧向位移、支撑轴力、围护结构内力、土体分层沉降和水土压力等测点布置在相近的范围内，形成若干系统监测断面，以使监测结果互相对照、相互检验。

5．3．3　监测期限与频率

基坑工程施工的宗旨在于确保工程快速、安全、顺利地施筑完成。为了完成这一任务，施工监测工作基本上伴随基坑开挖和地下结构施工的全过程，即从基坑开挖第一批土直至地下结构施工到＋0．00高程。现场施工监测工作一般需连续开展6～8个月，基坑越大，监测期限则越长。

在基坑开挖前可以埋设的各监测项目，必须在基坑开挖前埋设并读取初读数。初读数是监测的基点，需复校无误后才能确定，通常是在连续二次测量无明显差异时，取其中一次的测量值作为初始读数，否则应继续测读。埋设在土层中的组件如土压力盒、孔隙水压力计、测斜管和分层沉降环等最好在基坑开挖1周前埋设，以使被扰动的土有一定的间歇时间，从而使初读数有足够的稳定过程。混凝土支撑内的钢筋计、钢支撑轴力计、土层锚杆轴力计及锚杆应力计等需要随施工进度而埋设的组件，在埋设后读取初读数。

围护墙顶水平位移和沉降、围护墙深层侧向位移监测贯穿基坑开挖到主体结构施工至＋0．00高程的全过程，监测频率为：

①从基坑开始开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测1次；

②浇筑完主体结构底板到主体结构施工至＋0．00高程，每周监测2～3次；

③各道支撑拆除后的3 d至1周，每天监测1次。

内支撑轴力和锚杆拉力的监测期限从支撑和锚杆施工到全部支撑拆除实现换撑，每天监测1次。

土体分层沉降及深层沉降、土体回弹、水土压力、围护墙体内力监测一般也贯穿基坑开挖到主体结构作到＋0．00标高的全过程，监测频率为：

①基坑每开挖其深度的1/5～1/4，或在每道内支撑（或锚杆）施工间隔的时间内测读2～3次，必要时可加密到每周监测1～2次；

②基坑开挖的设计深度到浇筑完主体结构底板，每周监测3～4次；

③浇筑完主体结构底板到全都支撑拆除实现换撑，每周监测1次。

地下水位监测的期限是整个降水期间，或从基坑开挖到浇筑完主体结构底板，每天监测1次。当围护结构有渗漏水现象时，要加强监测。

当基坑周围有道路、地下管线和建筑物较近需要监测时，从围护桩墙施工到主体结构做到＋0．00高程这段期限都需进行监测。周围环境的沉降和水平位移需每天监测1次，建筑物倾斜和裂缝的监测频率为每周监测1～2次。对周围环境有影响监测项目如孔隙水压力计、土体深层沉降和侧向位移等，在围护桩墙施工时的监测频率为每天1次，基坑开挖时的监测频率与围护桩墙内力监测频率一致。

现场施工监测的频率因随监测项目的性质、施工速度和基坑状况而变化。实施过程中尚需根据基坑开挖和围护施筑情况、所测物理量的变化速率等作适当调整。当所监测的物理量的绝对值或增加速率明显增大时，应加密观测次数；反之，则可适当减少观测次数。当有事故征兆时应连续监测。

测读的数据必须在现场整理，对监测数据有疑虑可及时复测，当数据接近或达到报警值时应尽快通知有关单位，以便施工单位尽快采取应急措施。监测日报表最好当天提交，最迟不能超过次日上午，以便施工单位尽快据此安排和调整生产进度。若监测数据不准确，不能及时提供信息反馈以指导施工，就失去了监控的意义。

5．3．4　预警值和预警制度

基坑工程施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许的范围之内认为工程是安全的，并对周围环境不产生有害影响，否则认为工程是非稳定或危险的，并将对周围环境产生有害影响。建立合理的基坑工程监测的预警值是一项十分复杂的研究课题，工程的重要性越高，其预警值的建立越困难。预警值的确定应根据下列原则：

①满足现行的相关规范、规程的要求，大多是位移或变形控制值；

②围护结构和支撑内力、锚杆拉力等不超过设计计算预估值；

③根据各保护对象的主管部门提出的要求；

④在满足监控和环境安全的前提下，综合考虑工程质量、施工进度、技术措施和经济等因素。

确定预警值时还要综合考虑基坑的规模、工程地质和水文地质条件、周围环境的重要性程度以及基坑的施工方案等因素。确定预警值主要参照现行的相关规范和规程的规定值、经验类比值以及设计预估值这3个方面的数据。随着基坑工程经验的积累和增多，各地区的工程管理部门陆续以地区规范、规程等形式对基坑工程预警值作了规定，其中大多是最大允许位移或变形值。

上海市、深圳市等基坑设计规程规定将基坑工程按破坏后果和工程复杂程度区分为3个等级，各级基坑变形的设计和控制值见表5．7。确定变形控制标准时，应考虑变形的时空效应，并控制监测值的变化速率，安全等级为一级的基坑工程宜控制在2～3mm/d之内，安全等级为一级以下的基坑工程在3～5 mm/d之内。当变化速率突然增加或连续保持高速率时，应及时分析原因，采取相应对策。

表5．7　基坑工程等级划分及变形监控允许值

注：h为基坑开挖深度；H为支护结构高度。

深圳市建设局对深圳地区建筑深地下连续墙作出了稳定判别标准，见表5．8。表中给出的判别标准有两个特点：首先是各物理量的控制值均为相对量，例如水平位移与开挖深度的几何比值等，采用无量纲数值，不仅易记，同时也不宜搞错；其次是给出了安全、注意、危险3种指标，一种比一种引起重视，符合工地施工技术人员的思维方式。

表5．8　深圳地区深基坑地下连续墙安全判别标准

注：①F2上行适用于基坑旁无建筑物或地下管线的情况，下行适用于基坑近旁有建筑物和地下管线的情况。
②F6及F7上、中行与F2同，下行适用于对变形有特别严格的情况。

重力式挡墙最大水平位移预估值的确定见工程建设行业标准《建筑基坑工程技术规范》（JCJ 120—2012），参见表5．9。

表5．9　重力式挡墙最大水平位移预估值

注：H为监控开挖深度。

相邻房屋的安全与正常使用判别准则应参照国家或地区的房屋检测标准确定。地下管线的允许沉降和水平位移量值由管线主管单位根据管线的性质和使用情况确定。

基坑与周围环境的位移和变形值关系到基坑安全和对周围环境是否产生有害影响，它需要在设计和监测时严格控制。而围护结构和支撑的内力、锚杆拉力等，则是在满足以上基坑和周围环境的位移和变形控制值的前提下由设计计算得到的。因此，围护结构和支撑内力、锚杆拉力等应以设计预估值为确定预警值的依据，一般将预警值确定为设计允许最大值的80%。表5．10所列为建筑物的基础倾斜允许值。

表5．10　建筑物的基础倾斜允许值

注：①H为建筑物地面以上高度；
②倾斜是基础倾斜方向二端点的沉降差与其距离的比值。

经验类比值是根据大量工程实际经验积累而确定的预警值，如下一些经验预警值可以作为参考：

①煤气管线的沉降和水平位移，均不得超过10 mm，每天发展不得超过2 mm；

②自来水管线沉降和水平位移，均不得超过30 mm，每天发展不得超过5 mm；

③基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降不得超过1 000 mm，每天发展不得超过500 mm；

④基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10 mm，每天发展不得超过2 mm。

位移—时间曲线也是判断基坑工程稳定性的重要依据，施工监测到的位移—时间曲线可能呈现出3种形态。对于基坑工程施工后测得的位移—时间曲线，如果始终保持变形加速度小于0，则该工程是稳定的；如果位移曲线随即出现变形加速度等于0的情况，亦即变形速度不再继续下降，则说明工程进入“定常蠕变”状态，须发出警告，及时加强围护和支撑系统；一旦位移出现变形加速度大于0的情况，则表示已进入危险状态，须立即停工，进行加固。此外对于围护场侧向位移曲线和弯矩曲线上发生明显转折点或突变点，也应引起足够的重视。

在施工险情预报中，应同时考虑各项监测内容的量值和变化速度及其相应的实际变化曲线，结合观察到的结构、地层和周围环境状况等综合因素作出预报。从理论上讲，设计合理、可靠的基坑工程，在每一工况的挖土结束后，一切表征基坑工程结构、地层和周围环境力学形态的物理量应该是随时间而渐趋稳定；反之，如果测得表征基坑工程结构地层和周围环境力学形态特点的某一种或某几种物理量，其变化随时间而不是渐趋稳定，则可以断言该工程是不稳定的，必须修改设计参数、调整施工工艺。

报警制度宜分级进行，如深圳地区深基坑地下连续墙安全性判别标准给出了安全、注意、危险3种指标，达到这3类指标时，应采取不同的措施。如：达到报警值的80%时，在监测日报表上作上预警记号，口头报告管理人员；达到报警值的100%时，除在监测日报表上作上报警记号外，写出书面报告和建议，并面交管理人员；应通知主管工程师立即到现场调查，召开现场会议，研究应急措施。

5．4　监测实例与监测报告

5．4．1　监测实例

1）工程概况

国家图书馆是全世界最大的中文文献信息收藏基地，同时也是我国最大的外文文献收藏基地，承担着国家总书库和为中央国家机关、重点科研教育生产单位、社会公众服务的职能。其一期工程于1987年落成，日均接待读者12 000人次，高峰期时达18 000人次，早已超过设计负荷。为此，国家发改委批准了国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程的建造。该工程包括二期工程和数字图书馆工程两部分，总投资为12．35亿元。

国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程位于海淀区中关村南大街西侧，国家图书馆老馆北侧，占地面积22 000 m2，总建筑面积79 899 m2，地下3层，地上5层，建筑高度27 m。其内部全部是开放式的阅读空间，读者可以随意落座。3万册《四库全书》将陈列在中央玻璃展厅，从地下1层延伸到地上1层。3层还有露天平台供读者户外小憩。

该工程基坑南北长105 m，东西宽132 m，基坑深约为－15 m。在基坑施工期间，为保证基坑支护工程的质量和安全，从基坑开挖至回填土完工，对基坑东、南、北边坡支护结构进行了连续、系统的变形监测，监测内容包括基坑水平位移测量和沉降测量。

基坑水平位移测量于2006年2月20日开始，至2006年10月24日结束；基坑沉降测量于2006年2月23日开始，至2006年10月24日结束。

2）监测方案

（1）基坑水平位移监测方案

①基准点的布设与监测：在基坑外围变形影响范围以外的稳定地点，埋设两个基准点A点、B点，同时在距离基坑较近，便于变形监测并相对稳定的地点埋设两个工作基准点C、D；此4点构成平面控制网，建立独立坐标系。首次监测，平面控制网（测边网）每边测4测回，一测回读数间较差最大0．6 mm（规范限差3 mm）；单程测回间较差最大1．7 mm（规范限差4．0 mm）。外业数据检查合格后，内业由“威远图”平差软件平差计算，平差后各项指标均满足规范要求，平面控制网精度优良。

②变形监测点的布设与监测：在基坑的上边沿布设14个变形监测点，监测水平和垂直位移，监测点位置的布设详见图5．21。监测点由长度约为300 mm，直径为20 mm的钢筋制成，可套入棱镜，埋入坡顶。

变形监测点的施测精度为二级。每次监测时，首先对所用工作基准点进行检测，检测其与基准点的距离，确认是否有变动，确认基准点的实际状况后（工作基点始终没有变动），才进行变形点的监测。在工作基点上设站，以极坐标法测定监测点的平面坐标，同一测站监测4次，另一测站测距检核。监测点坐标中误差最大2．1 mm（规范限差3．0 mm），作业精度良好。

③监测仪器：监测仪器采用日本Topcon GTS-601/OP精密电子全站仪，仪器标称精度：测角精度±1″，测边精度±（2＋2×10－6 D）mm。

图5．21　主楼基坑护坡变形监测点分布及水平位移量示意图

（2）基坑沉降监测方案

①水准基点的布设与监测：在基坑外围变形影响范围以外的稳定地点，选定4个水准基点BM1、BM2、BM3、BM4，组成高程控制网，其中，以BM3为控制网的起算点，建立独立高程系统，按一级水准监测。

水准网监测时，视线长度≤30 m，前后视距差≤0．7 m，前后视距累积差≤1．0 m，视线高度≥0．3 m。基辅分划读数差≤0．3 mm。外业数据检查合格后，内业采用“威远图”平差软件进行平差计算，平差后基准点间高差误差最大0．23 mm（限差0．5 mm），控制网精度优良。

②沉降监测点的布设与监测：利用基坑水平变形监测点B1～B14为基坑沉降监测点，各沉降监测点与水准基点连测，构成符合水准路线，按二级水准监测。每次监测，均按规范要求作业：视线长度≤30 m，前后视距差≤2．0 m，前后视距累积差≤3．0 m，视线高度≥0．2 m；基辅分划读数差≤0．3 mm。外业数据检查合格后，内业采用“威远图”平差软件进行平差计算，作业精度优良。

③监测仪器：一、二级水准测量使用德国蔡司DINI12精密电子水准仪及配套条码尺。仪器标称精度：每千米往返测量精度±0．3 mm。

3）监测频率

①控制网复测：平面控制网、高程控制网定期复测，每2～3月监测一次，共计各监测了2次。复测方法与首次监测方法相同，严格按规范作业，各项精度满足规范要求，复测结果与首次结果进行比较，差值很小，都在误差范围之内，所以认为基准点（包括工作基点）均未有变动，以首次监测的平差结果来进行变形量的计算。

②变形点监测周期：基坑水平位移监测及沉降监测的周期随施工进度、变形速度及外界环境等因素确定。基坑开挖时，每开挖一步监测1～2次，即基本1～3 d监测一次；基坑开挖完成后，每周监测1～2次；后期半月左右监测一次。

4）监测成果分析

基坑变形监测点共布设了14个（见图5．24）。在8个多月的时间内，对水平位移监测了27次，监测点水平位移量最大为东北角D6点（18 mm），其次是东部D7点（17 mm），北边、南边监测点水平位移量都较小。沉降监测了22次，沉降曲线如图5．22～5．24所示，沉降量最大处为东部D7点（－9．56 mm），其他点都较小，未超过6 mm，见表5．11。基坑东部相对沉降较大，南北两边相对沉降较小，基坑的水平、垂直位移量均小于监控值。

图5．22　D1～D4沉降曲线

图5．23　D6～D10沉降曲线

图5．24　D11～D14沉降曲线

表5．11　水平位移沉降量最大值（mm）

综合分析可知：基坑整体变形量比较均匀，水平位移量、沉降量都较小，这说明经过支护处理的基坑是稳定的。

5．4．2　监测报表

在基坑监测前要设计好各种记录表格和报表。记录表格和报表应分监测项目根据监测点的数量分布合理地设计。记录表格的设计应以记录和数据处理的方便为原则，并留有一定的空间，以对监测中观测到的异常情况作及时的记录。监测报表一般形式有当日报表、周报表、阶段报表。其中当日报表最为重要，通常作为施工调整和安排的依据；周报表通常作为参加工程例会的书面文件，对一周的监测成果作简要的汇总；阶段报表作为某个基坑施工阶段监测数据的小结。

监测日报表应及时提交给工程建设、监理、施工、设计、管线与道路监察等有关单位，并另备一份经工程建设或现场监理工程师签字后返回存档，作为报表收到及监测工程量结算的依据。报表中应尽可能配备形象化的图形或曲线，如测点位置图或桩墙体深层水平位移曲线图等，使工程施工管理人员能够一目了然。报表中呈现的必须是原始数据，不得随意修改、删除，对有疑问或由人为和偶然因素引起的异常点应该在备注中说明。

5．4．3　监测曲线

在监测过程中除了要及时出各种类型的报表、绘制测点布置位置平面和剖面图外，还要及时整理各监测项目的汇总表和以下一些曲线：

①各监测项目时程曲线；

②各监测项目的速率时程曲线；

③备监测项目在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图（如围护墙顶、建筑物和管线的水平位移和沉降用平面图，深层侧向位移、深层沉降、围护墙内力、不同深度的孔隙水压力和土压力可用剖面图）。

在绘制各监测项目时程曲线、速率时程曲线以及在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图时，应将工况点、特殊日期以及引起变化显着的原因标在各种曲线和图上，以便较直观地看到各监测项目物理量变化的原因。上述这些曲线不是在撰写监测报告时才绘制，而是应该用Excel等软件或在监测办公室的墙上用坐标纸每天加入新的监测数据，逐渐延伸，并将预警值也画在图上，这样每天都可以看到数据的变化趋势和变化速度，以及接近预警值的程度。

5．4．4　监测报告

在工程结束时应提交完整的监测报告，它是监测工作的回顾和总结，主要包括如下几部分内容：①工程概况；②监测项目和各测点的平面、立面布置图；③所采用的仪器设备和监测方法；④监测数据处理方法、监测结果汇总表和有关汇总、分析曲线；⑤对监测结果的评价。

前3部分的格式和内容与监测方案基本相似，可以监测方案为基础，按监测工作实施的具体情况，如实地叙述监测项目、测点布置、测点埋设、监测频率、监测周期等方面的情况，要着重论述与监测方案相比，在监测项目、测点布置的位置和数量上的变化及变化的原因等。同时附上监测工作实施的测点位置平面布置图和必要的监测项目（土压力盒、孔隙水压力计、深层沉降和侧向位移、支撑轴力）剖面图。

第4部分是监测报告的核心，主要内容包括：整理各监测项目的汇总表、各监测项目时程曲线、各监测项目的速率时程曲线；在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图的基础上，对基坑及周围环境各监测项目的全过程变化规律和变化趋势进行分析，提出各关键构件或位置的变位或内力的最大值；与原设计预估值和监测预警值进行比较，并简要阐述其产生的原因。在论述时应结合监测日记记录的施工进度、挖土部位、出土量多少、施工工况、天气和降雨等具体情况对数据进行分析。

第5部分是监测工作的总结与结论，通过基坑围护结构受力和变形以及对相邻环境的影响程度，对基坑设计的安全性、合理性和经济性进行总体评价，总结设计施工中的经验教训，尤其要总结根据信息反馈对施工工艺和施工方案的调整和改进中所起的作用。

任何一个监测项目从方案拟订、实施到完成后对数据进行分析整理，除积累大量第一手的实测资料外，总能总结出一些经验和规律，对提高监测工作本身的技术水平及提高基坑工程的设计和施工技术水平都有很大地促进。监测报告的撰写是一项认真而仔细的工作，报告撰写者需要对整个监测过程中的重要环节、事件乃至各个细节都比较了解，从而能够理解和准确解释报表中的数据和信息，才能归纳总结出相应的规律和特点。因此报告撰写最好由亲自参与每天监测和数据整理工作的同志结合每天的监测日记写出初稿，再由既有监测工作和基坑设计实际经验，又有较好的岩土力学和地下结构理论功底的专家进行分析、总结和提高。这样的监测总结报告才具有监测成果的价值，不仅对类似工程有较好的借鉴作用，而且对该领域的科学和技术有较大的推动作用。

对于兼作地下结构外墙的围护结构，有关墙体变位、圈梁内力、围护渗漏等方面的实测结果都将作为构筑物永久性资料归档保存，以使日后查阅。这种情况下，基坑监测报告的重要性就提高了。

本章小结

基坑工程施工监控量测是基坑工程施工中的一个重要环节，通过这一技术手段，实现基坑施工的信息化施工，为基坑工程安全、顺利施工提供技术保障。基坑工程施工现场监测的内容可分为围护结构、支撑体系以及相邻环境监测三大部分，其中位移监测是最直接易行的，因而应作为施工监测的重要项目，同时支撑的内力和锚杆的拉力也是施工监测的重要项目。监测数据必须是真实、可靠的，要及时处理分析，并反馈设计与施工。

思考题

5．1 阐述基坑监测的目的和意义。

5．2 基坑监测的主要项目有哪些？分别使用什么测试仪器和测试方法？

5．3 基坑监测项目施测位置和测点布置原则是什么？

5．4 基坑监测数据处理中应绘制哪些曲线？如何根据曲线的形态反馈施工？

5．5 预警值的确定原则是什么？