一、 監(jiān)測和預(yù)報的作用

從許多起基坑工程事故的分析中，我們可以得出這樣一個結(jié)論，那就是任何一起基坑

工程事故無一例外的與監(jiān)測不力或險情預(yù)報不準(zhǔn)確相關(guān)。換言之，如果基坑的環(huán)境監(jiān)測與險情預(yù)報準(zhǔn)確而及時，就可以防止重大事故的發(fā)生。或者說，可以將事故所造成的損失減少到最小。

基坑工程的環(huán)境監(jiān)測既是檢驗設(shè)計正確性的重要手段，又是及時指導(dǎo)正確施工、避免事故發(fā)生的必要措施?；庸こ痰谋O(jiān)測技術(shù)是指基坑在開挖施工過程中，用科學(xué)儀器、設(shè)備和手段對支護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境（如土體、建筑物、道路、地下設(shè)施等）的位移、傾斜、沉降、應(yīng)力、開裂、基底隆起以及地下水位的動態(tài)變化、土層孔隙水壓力變化等進行綜合監(jiān)測。然后，根據(jù)前一段開挖期間監(jiān)測到的巖土變位等各種行為表現(xiàn)，及時捕捉大量的巖土信息，及時比較勘察、設(shè)計所預(yù)期的性狀與監(jiān)測結(jié)構(gòu)的差別，對原設(shè)計成果進行評價并判斷事故方案的合理性。通過反分析方法計算和修正巖土力學(xué)參數(shù)，預(yù)測下一段工程實踐可能出現(xiàn)的新行為、新動態(tài)，為施工期間進行設(shè)計優(yōu)化和合理組織施工提供可靠的信息，對后續(xù)的開挖方案與開挖步驟提出建議，對施工過程中可能出現(xiàn)的險情進行及時的預(yù)報，當(dāng)有異常情況時立即采取必要的措施，將問題抑制在萌芽狀態(tài)，以確保工程安全。

二． 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則

施工監(jiān)測工作是一項系統(tǒng)工程，監(jiān)測工作的成敗與監(jiān)測方法的選取及測點的布設(shè)有關(guān)。

監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原則，可歸納為以下5條：

1. 可靠性原則

可靠性原則是監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中所要考慮的最重要的原則。為了確保其可靠，必須做到：

第一，系統(tǒng)需要采用可靠的儀器。一般而言，機測式的可靠性高于電測式儀器，所以如果使用電測式儀器，則通常要求具有目標(biāo)系統(tǒng)或與其他機測式儀器互相校核；第二，應(yīng)在監(jiān)測期間內(nèi)保護好測點。

2. 多層次監(jiān)測原則

多層次監(jiān)測原則的具體含義有4點：

A.在監(jiān)測對象上以位移為主，但也考慮其他物理量監(jiān)測。

B.在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主，并輔以巡檢的方法。

C.在監(jiān)測儀器選型上以機測式儀器為主，輔以電測式儀器；為了保證監(jiān)測的可靠性，

監(jiān)測系統(tǒng)還應(yīng)采用多種原理不同的方法和儀器。

D.考慮分別在地表、基坑上體內(nèi)部及鄰近受影響建筑物與設(shè)施內(nèi)布點以形成具有一定測點覆蓋率的監(jiān)測網(wǎng)。

3. 重點監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)的原則

據(jù)研究，在不同支護方法的不同部位，其穩(wěn)定性是各不相同的。一般地說，穩(wěn)定性差

的部位容易失穩(wěn)塌方，甚至影響相鄰建筑物的安全。因此，應(yīng)將易出問題而且一旦出問題就將帶來很大損失的部分，列為關(guān)鍵區(qū)進行重點監(jiān)測，并盡早實施。

4. 方便實用原則

為了減少監(jiān)測與施工之間的相互干擾，監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測讀應(yīng)盡量做到方便實用。

5. 經(jīng)濟合理原則

考慮到多數(shù)基坑都是臨時工程，因此其監(jiān)測時間較短，另外，監(jiān)測范圍不大，量測者

容易到達測點，所以在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)盡量考慮實用低價的儀器，不必過分追求儀器的“先進性”，以降低監(jiān)測費用。

三． 監(jiān)測內(nèi)容

基坑工程的現(xiàn)場監(jiān)測主要包括對支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，對周圍環(huán)境的監(jiān)測和對巖土性狀受

施工影響而引起的變化的監(jiān)測。其監(jiān)測方法如下：

1.支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測，這是最重要的一項監(jiān)測。一般每間隔5~8m布設(shè)一個儀器監(jiān)測點，在關(guān)鍵部位適當(dāng)加密點?；娱_挖期間，每隔2~3天監(jiān)測一次，位移較大者每天監(jiān)測1~2次?？紤]到施工場地狹窄，測點常被阻擋的實際情況，可用多種方法進行監(jiān)測。一是用位移收斂計對支護結(jié)構(gòu)頂部進行收斂量測。該方法測定布設(shè)靈活方便，儀器結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，操作方便，讀數(shù)可靠，測量精度為0.05mm，從而可準(zhǔn)確地捕捉支護結(jié)構(gòu)細(xì)微的變位動態(tài)，并盡早對未來可能出現(xiàn)的新行為、新動態(tài)進行預(yù)測預(yù)報。二是用精密光學(xué)經(jīng)緯儀進行觀測。在基坑長直邊的延長線上兩端靜止的構(gòu)筑物上設(shè)觀察點和基準(zhǔn)點，并在觀察點位置旋轉(zhuǎn)一定角度的方向上設(shè)置校正點，然后監(jiān)測基坑長直邊上若干測點的水平位移。三是用伸縮儀進行量測。儀器的一端放在支護結(jié)構(gòu)頂部，另一端放在穩(wěn)定的地段上并與自動記錄系統(tǒng)相聯(lián)，可連續(xù)獲得水平位移曲線和位移速率曲線。

2.支護結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測。根據(jù)支護結(jié)構(gòu)受力及周邊環(huán)境等因素，在關(guān)鍵的地方鉆孔布設(shè)測斜管，用高精度測斜儀定期進行監(jiān)測，以掌握支護結(jié)構(gòu)在各個施工階段的傾斜變化情況，及時提供支護結(jié)構(gòu)深度——水平位移——時間的變化曲線及分析計算結(jié)果。也可在基坑開挖過程中及時在支護結(jié)構(gòu)側(cè)面布設(shè)測點，用光學(xué)經(jīng)緯儀觀測支護結(jié)構(gòu)的傾斜。

3.支護結(jié)構(gòu)沉降觀測。可按常規(guī)方法用精密水準(zhǔn)儀對支護結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進行沉降觀測。

4.支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測。用鋼筋應(yīng)力計對樁頂圈梁鋼筋中較大應(yīng)力斷面處的應(yīng)力進行監(jiān)測，以防止支護結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞。

5.支撐結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測。施工前應(yīng)進行錨桿現(xiàn)場抗拔試驗以求得錨桿的容許拉力；施工過程中用錨桿測力計監(jiān)測錨桿的實際承受力。對鋼管內(nèi)支撐，可用測壓應(yīng)力傳感器或應(yīng)變儀等監(jiān)測其受力狀態(tài)的變化。

6.基坑開挖前去進行支護結(jié)構(gòu)完整性檢測。例如，用低應(yīng)變動測法檢測支護樁樁身是否斷裂、嚴(yán)重縮頸、嚴(yán)重離析和夾泥等，并判定缺陷在樁身的部位。

7.鄰近建筑物的沉降、傾斜和裂縫的發(fā)生時間和發(fā)展的監(jiān)測。

8.鄰近構(gòu)筑物、道路、地下管網(wǎng)設(shè)施的沉降和變形監(jiān)測。

9.對巖土性狀受施工影響而引起變化的監(jiān)測，包括對表層沉降和水平位移的觀測，以及深層降和傾斜的監(jiān)測。監(jiān)測范圍著重在距離基坑位1.5~2倍的基坑開挖深度范圍之內(nèi)。該項監(jiān)測可及時掌握基坑邊坡的整體穩(wěn)定性，及時查明土體中可能存在的潛在滑移面的位置。

10.樁側(cè)土壓力測試。樁側(cè)土壓力是支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中重要的參數(shù)，常常要求進行測試。可用鋼弦頻率接收儀進行測試。

11.基坑開挖后的基底隆起觀測。這里包括由于開挖卸載基底回彈的隆起和由于支護結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)引起的隆起。

12.土層孔隙水壓力變化的測試。一般用震弦式孔隙壓力計、電測式側(cè)壓計和數(shù)字式鋼弦頻率接收儀進行測試。

13.當(dāng)?shù)叵滤坏纳祵娱_挖有較大影響時，應(yīng)進行地下水位動態(tài)監(jiān)測，以及滲漏、冒水、管涌和沖刷的觀測。

14.肉眼巡視與裂縫觀測。經(jīng)驗表明，由有經(jīng)驗的工程師每日進行的肉眼巡視工作有重要意義。肉眼巡視主要是對樁頂圈梁、鄰近建筑物、鄰近地面的裂縫、塌陷以及支護結(jié)構(gòu)工作失常、流土滲漏或局部管涌的功能不良現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展進行記錄、檢查和分析。肉眼巡視包括用裂縫讀數(shù)顯微鏡量測裂縫寬度和使用一般的度、量、衡手段。

上述監(jiān)測項目中，水平位移監(jiān)測、沉降觀測、基坑隆起觀測、肉眼巡視和裂縫觀測等是必不可少的，其余項目可根據(jù)工程特點、施工方法以及可能對環(huán)境帶來的危害的功能綜合確定。當(dāng)無地區(qū)經(jīng)驗時，可參考下表來確定。

現(xiàn)場監(jiān)測項目的選擇

見表

注：△——必測項目；○——選測項目；╳——可不測項目

四． 監(jiān)測結(jié)果的分析和評價

基坑支護工程監(jiān)測的特點是在通過監(jiān)測獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)之后，十分強調(diào)定量分析與評價，

強調(diào)及時進行險情預(yù)報，提出合理化措施與建議，并進一步檢驗加固處理后的效果，直至解決問題。任何沒有仔細(xì)深入分析的監(jiān)測工作，充其量只是施工過程的客觀描述，決不能起到指導(dǎo)施工進程和實現(xiàn)信息施工的作用。

對監(jiān)測結(jié)果的分析評價主要包括下列方面：

1.對支護結(jié)構(gòu)頂部的水平位移進行細(xì)致深入的定量分析，包括位移速率和累積位移量的計算，及時繪制位移隨時間的變化曲線，對引起位移速率增大的原因（如開挖深度、超挖現(xiàn)象、支撐不及時、暴雨、積水、滲漏、管涌等）進行準(zhǔn)確記錄和仔細(xì)分析。

2.對沉降和沉降速率進行計算分析。沉降要區(qū)分是由支護結(jié)果水平位移引起還是由地下水位變化等原因引起。一般由支護結(jié)構(gòu)水平位移引起相鄰地面的最大沉降與水平位移之比在0.65~1.00，沉降發(fā)生時間比水平位移發(fā)生時間滯后5~10d左右；而地下水位降低會較快地引起地面較大幅度的沉降，應(yīng)予以重視。鄰近建筑物的沉降觀測結(jié)果可與有關(guān)規(guī)范中的沉降限值相比較。

3.對各項監(jiān)測結(jié)果進行綜合分析并相互驗證和比較。用新的監(jiān)測資料與原設(shè)計預(yù)計情況進行對比，判斷現(xiàn)有設(shè)計和施工方案的合理性，必要時，及早調(diào)整現(xiàn)有設(shè)計和施工方案。

4.根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，全面分析基坑開挖對周圍環(huán)境的影響和基坑支護的工程效果。通過分析，查明工程事故的技術(shù)原因。

5.用數(shù)值模擬法分析基坑施工期間各種情況下支護結(jié)構(gòu)的位移變化規(guī)律性進行穩(wěn)定性分析，推算巖土體的特性參數(shù)，檢驗原設(shè)計計算方法的適宜性，預(yù)測后續(xù)開挖工程可能出現(xiàn)的新行為和新動態(tài)。

五． 報警

險情預(yù)報是一個極其嚴(yán)肅的技術(shù)問題，必須根據(jù)具體情況，認(rèn)真綜合考慮各種因素，

及時作出決定。但是，報警標(biāo)準(zhǔn)目前尚未統(tǒng)一，一般 為設(shè)計容許值和變化速率兩個控制指標(biāo)。例如，當(dāng)出現(xiàn)下列情形之一，應(yīng)考慮報警：

1. 支護結(jié)構(gòu)水平位移速率連續(xù)幾天急劇增大，如達到2.5~5.5mm/d。

2. 以護結(jié)構(gòu)水平位移累積值達到設(shè)計容許值。如最大位移與開挖深度的比值達到

0.35%~0.70%，其中周邊環(huán)境復(fù)雜時取較小值。

3.任一項實測應(yīng)力達到設(shè)計容許值。

4.鄰近地面及建筑物的沉降達到設(shè)計容許值。如地面最大沉降與開挖深度的比值達到0.5%~0.7%，且地面裂縫急劇擴展。建筑物的差異沉降達到有關(guān)規(guī)范的沉降限值。例如，某開挖基坑鄰近的六層磚混結(jié)構(gòu)，當(dāng)差異沉降達到20mm左右時，墻體出現(xiàn)了十余條長裂縫。

5.煤氣管、水管等設(shè)施的變位達到設(shè)計容許值。例如，某開挖基坑鄰近的煤氣管局部沉降達30mm時，出現(xiàn)了漏氣事故。

6.肉眼巡視檢查到的各種嚴(yán)重不良現(xiàn)象，如樁頂圈梁裂縫過大，鄰近建筑物的裂縫不斷擴展，嚴(yán)重的基坑滲漏、管涌等。

險情發(fā)生時刻，預(yù)報的實現(xiàn)途徑可歸納如下：

A.首先進行場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、基坑周圍環(huán)境、基坑周邊地形地貌及施工方案的綜合分析。從險情的形成條件入手，找出險情發(fā)生的必要條件（如巖土特性、支護結(jié)構(gòu)、有效臨空面、鄰近建筑物及地下設(shè)施等）和某些相關(guān)的誘發(fā)條件（如地下水、氣象條件、地震、開挖施工等），再結(jié)合支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析計算，得出是否會發(fā)生險情的初步結(jié)論。

B.現(xiàn)場監(jiān)測是實現(xiàn)險情預(yù)報的必要條件?，F(xiàn)場監(jiān)測的目的是運用各種有效有監(jiān)測手段，及時捕捉險情發(fā)生前所暴露出的各種前兆信息，以及誘發(fā)險情的各種相關(guān)因素。監(jiān)測成果不僅要表示出險情發(fā)生動態(tài)要素的演變趨勢，而且要及時繪出水平位移及其速率、沉降、應(yīng)力及裂縫等隨時間的變化曲線，并及時進行分析評價。

C.模擬實驗有利于險情發(fā)生時刻的準(zhǔn)確預(yù)報。險情發(fā)生時刻是