第十一章 施工监测

11.1 施工监测主要内容、常用仪器与方法

11.1.1 主要内容

1.目的和意义

  • 及时掌握自身及周边环境风险动态、分析和预测安全状态与发展趋势、优化调整设计参数和施工参数提供数据支撑
  • 实现信息化施工的同时积累监测资料和经验,为今后的同类工程施工提供类比资料

2.主要内容

  • 施工变形监测:竖向位移监测、水平位移监测、倾斜监测、深层水平位移监测、基坑底回弹监测、地下水位监测、净空收敛监测、裂缝监测
  • 力学监测:土压力监测、水压力监测、钢支撑轴力监测、锚索应力监测、钢管柱应力监测、混凝土支撑应力监测
  • 施工监测按照监测单位的不同分为施工单位自行监测建设单位委托具有相应资质的第三方单位监测
  • 施工监测工作内容
    1. 收集、分析相关资料、现场踏勘
    2. 编制监测方案
    3. 埋设与保护监测基准点和监测点
    4. 校验仪器设备、标定元器件、测定监测点初始值
    5. 外业采集监测数据和现场巡视
    6. 内业处理和分析监测数据
    7. 提交监测日报、警情快报、阶段性监测报告等
    8. 结束后,提交监测工作总结报告及相应的成果资料
  • 监测方案内容
    1. 工程概况
    2. 场地地质条件、周边环境及工程风险特点
    3. 监测目的和依据
    4. 监测范围和工程监测等级
    5. 监测对象及项目
    6. 基准点、监测点的布设方法与保护要求、监测点布置图
    7. 监测方法和精度
    8. 监测频率
    9. 监测控制值、预警等级、预警标准、及异常情况下的监测措施
    10. 监测信息的采集、分析和处理要求
    11. 监测信息反馈制度
    12. 监测仪器设备、元器件及人员的配备
    13. 质量管理、安全管理、其他管理制度
  • 观测前,对所用仪器和设备检查、校正、做好记录。每期观测结束后,观测数据转存计算机。

11.1.2 常用仪器与方法

  • 全站仪、水准仪、测斜仪、地下水位计、钢尺收敛计、分层位移计、卷尺、测距仪、传感器
  • 人工监测和自动化监测
  • 自动化监测:实时、高效、全天候、安全可靠
  • 监测自动化,通信技术,无线通信技术、有线通信技术

11.2 监测技术与监测报告

11.2.1 监测技术

1.基坑施工监测

  • 基坑的监测根据工程特点、监测项目控制值、施工经验确定预警等级和预警标准。
  • 当开挖基坑存在下列情况、需实施基坑监测
    1. 基坑设计安全等级一二级的基坑
    2. 开挖深度大于等于5m的下列基坑
    3. 开挖小于5m 但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑
  • 基坑工程施工前,建设单位委托具有相应资质的第三方对基坑实施现场监测。监测单位编制的监测方案,建设方、设计方的认可。
  • 基坑工程监测发我内根据基坑设计深度、地质条件、周围环境、支护结构、施工工法综合确定。
  • 现场监测对象:支护结构、基坑及周边围岩土体、地下水、周围环境中的被保护对象、其他应监测的对象。
  • 监测周期根据施工进度确定
  • 基坑工程的监测变形量接近预警值时,需进行专项论证
    1. 邻近重要建筑、设施、管线等破坏后果很严重的基坑工程
    2. 工程地质、水文地质条件复杂的基坑工程
    3. 已发生严重事故、重新组织施工的基坑工程
    4. 采用新技术、新材料、新设备、新工艺的一二级基坑
    5. 其他需要论证的基坑工程
  • 基坑工程设计和施工重大变更时,监测单位需要与建设方及相关单位研究及时调整监测方案
  • 下列情况,通知建设单位、加大监测频率、增大监测内容
    1. 变形率或变形速率达到预警值或接近允许值
    2. 变形率和变形速率变化异常
    3. 建筑物的裂缝或地表裂缝快速扩大
  1. 一级基坑必测(支护桩、边坡顶部竖向位移、支护桩、边坡顶部水平位移、立柱结构竖向位移、立柱结构水平位移、支护桩体的水平位移、地下水位、地表沉降、支撑轴力、锚杆拉力、竖井井壁支护结构净空收敛)
  2. 二级基坑必测(支护桩、边坡顶部水平位移、支护桩、边坡顶部竖向位移、立柱结构竖平位移、支护桩墙水平位移、地下水位、地表沉降、支撑轴力、锚杆拉力、竖井井壁结构净空收敛)
  3. 三级基坑必测(支护桩、边坡顶部水平位移、支护桩、边坡顶部竖向位移、支撑轴力、锚杆拉力、地下水位、地表沉降、竖井井壁支护结构净空收敛)

2.环境监测

  • 地下水位变化
  • 管线位移
  • 邻近建筑物
  • 裂缝宽度

3.道路工程施工监测

  • 路面和路基的竖向位移监测 、道路挡墙竖向位移监测和挡墙倾斜监测
  • 监测点布设应结合路面实际情况 设置监测点和监测断面 。重要道路,增加监测断面数量
  • 按监测方案实施监测,重大变更,及时调整监测方案
  • 挡墙竖向位移监测点宜沿挡墙走向布设,倾斜监测根据挡墙的结构形式选择监测断面布设
  • 监测期间做好监测设施保护、及时处理、分析监测数据、监测结果的评价及时反馈
  • 高填方路基还应进行施工过程中和后的沉降监测

4.桥梁监测

  • 基坑监测及环境监测、模架监测、桥墩墩台的竖向位移监测、墩柱的倾斜监测、桥梁结构应力监测、桥梁裂缝监测
  • 桥墩墩台竖向位移监测设在墩柱或承台上,不少于1个。群桩增加监测点
  • 墩柱的倾斜监测 ,采用全站仪或者倾斜仪,全站仪墩柱顶、底上下 对于按组布设,每个不少于1组。监测点不少于2个倾斜仪监测点不少于1个。
  • 桥梁结构应力监测点设在桥梁梁板结构中部或应力变化较大部位
  • 桥梁裂缝宽度监测 根据裂缝的分布位置、走向、长度、错台,分析裂缝的性质、产生原因、发展趋势,选取应力或应力变化较大部位的裂缝或宽度较大的裂缝进行监测
  • 裂缝宽度监测点宜在裂缝的最宽处及裂缝首末端 按组布设,每组设2个监测点 。分别设在裂缝两端,连线垂直于裂缝走向
  • 模架法施工,重点监测平面尺寸、高程、预拱度
  • 悬臂法浇筑施工。重点监测挂篮前端的垂直变形量、预拱度、已浇筑实际标高 、必要时结构的变形值、应力 。保证结构强度和稳定

5.管道工程施工监测

6.城市隧道工程和城市轨道交通工程施工监测

  • 浅埋暗挖法施工,监测点的布设形式、位置、数量根据工程特点和工程需要来确定
  • 浅埋暗挖监测项目:初期支护结构拱顶沉降、初支结构底板隆起、初支结构净空收敛、初支结构应力、中柱结构竖向位移、中柱结构应力
  • 初支支护监测宜在隧道拱顶、两侧拱脚处、拱腰处。
  • 软弱土层时,隧道拱脚竖向位移监测点。
  • 盾构法监测项目除了主要监测项目外。进行管片结构应力、管片连接螺栓应力、管片围岩压力、孔隙水压力、土层深度水平位移、土体分层竖向位移监测。
  • 矿山法除了主要监测外,底板竖向位移、围岩压力、初支二次衬砌应力、拱脚竖向位移监测
  • 盾构法在始发于接收端、联络通道附近,左右线交叠或邻近段、小半径曲线段,地层偏差、围岩软硬不均、地下水位较高复杂区段,下穿或邻近重要构筑物、地下管线、复杂区段应布设监测断面

7.巡视检查

  • 每天专人进行巡视检查。
  • 施工工况、支护结构、周边环境
  • 巡查信息与仪器监测数据进行对比分析,发现异常或险情,及时报告

11.2.2 监测报告

1.监测报告编制

  • 监测日报、警情快报、阶段性报告、总结报告
  • 监测报告标明:工程名称、监测单位、报告的起止时间、报告编号、监测单位用章、项目负责人、审核人、审批人签字
  1. 日报
    • 工程施工概况
    • 现场巡查信息
    • 监测项目日报表:监测点平面位置图
    • 监测数据、现场巡查信息的分析与说明
    • 结论与建议
  2. 警情快报
    • 警情发生的时间、地点、情况描述、严重程度、施工工况
    • 现场巡查信息
    • 监测数据图表:监测点平面位置图
    • 警情原因初步分析
  3. 阶段性报告
    • 工程概况及施工进度
    • 现场巡查信息
    • 监测数据图表:监测点平面位置图
    • 监测数据、巡查信息的分析与说明
    • 结论与建议
  4. 总结报告
    • 工程概况
    • 监测目的、监测项目和监测依据
    • 监测点布设
    • 采用的仪器型号、规格、元器件标定资料
    • 监测数据采集和观测方法
    • 现场巡视信息
    • 监测数据图表:监测点平面位置图
    • 监测数据、巡查信息分析与说明
    • 结论与建议

2.监测信息反馈

  • 工程监测预警等级及划分标准要与工程建设城市的工程特点、施工经验、管理水平、应急能力
  • 达到预警标准,立即向施工单位项目负责人、监理单位、建设单位、其他相关单位报告、加密现场监测、巡查的频率
  • 色监测预警:双控指标超过70% ,有一项超过85%
  • 色监测预警:双控指标超过85% ,有一项指标超过监测控制值
  • 色监测预警:双控指标都超过监测控制值,且实测变化速率出现急剧增长