基坑及周边建筑结构健康监测解决方案

01 背景说明

      在城市建设与维护中，基坑施工被广泛应用于地铁 建设、道路拓宽、房屋建设等领域。然而，基坑工程的 施工过程中存在诸多安全隐患，如基坑坍塌、土体塌方 等，给施工工作人员和周边居民的生命财产安全带来严 重威胁。为了保障基坑施工的安全性和可靠性，基坑监 测成为必要的措施之一。

      基坑监测是指通过使用现代监测设备对基坑施工过 程中的变形、沉降和地下水位等进行监测与控制的技术 手段。通过实时监测和风险评估，可以预警基坑施工中 可能出现的问题，并及时采取措施进行处理，保证工程 的顺利进行和安全施工。目前，基坑监测已经成为城市 土木工程中不可缺少的一环。

02 基坑病害危害性

03 基坑主要病害分析

04 监测规范

      ①《建筑基坑工程监 测技术规范》GB 50497-2009 ；

      ②《建筑与桥梁结构 监测技术规范》GB 50982-2014；

      ③《建筑变形测量规 范》JGJ8-2016；

05 监测布设

     主要监测内容： 支护桩墙位移、支护桩墙深部位移、支撑内力 、周边地表沉降、 周边管线变形、立柱沉降、地下水位 、周边建筑沉降倾斜、周边建筑地表裂缝。

06 监测方案说明

     一、基坑及支护结构 

        1. 围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置,周边中部、阳角处应布置监测点。监 测点水平间距不宜大于20m,每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共用点，监测点 宜设置在                围 护墙顶或基坑坡顶上。 

        2. 围护墙或土体深层水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间 距宜为20m~50m,每边监测点数目不应少于1个。 用测斜仪观测深层水平位移时，当测斜管埋设在围护墙体内，测                斜管长度不宜小于围护墙的深度;当测斜 管埋设在土体中,测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的1.5倍,并应大于围护墙的深度。以测斜管底为固定起 算点时,管底应嵌入到稳定的土体中。 

        3. 围护墙内力监测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位。监测点数量和水平间距视具体情况而定。 竖直方向监测点应布置在弯矩极值处,竖向间距宜为2m~4m。

     二、支撑内力监测点的布置应符合下列要求

        1. 监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上。 

        2. 每层支撑的内力监测点不应少于3个,各层支撑的监测点位置在竖向上宜保持一致。 

        3. 钢支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3部位或支撑的端头;混凝土支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3 部位,并避开节点位置。 

        4. 每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器测试要求。 

     三、立柱的竖向位移监测点宜布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上。监测点不应少于 立柱总根数的5%,逆作法施工的基坑不应少于10%,且均不应少于3根。立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立                柱上，位置宜设在坑底以上各层立柱下部的 1/3部位。

     四、锚杆的内力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜 布置监测点。每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总数的1%~3%,并不应少于3根。各层监测点位置在竖向               上宜保持一致。每根杆体上的测试点宜设置在锚头附近和受力有代表性的位置。

     五、孔隙水压力监测点宜布置在基坑受力、变形较大或有代表性的部位。竖向布置上监测点宜在水压力变化影响 深度范围内按土层分布情况布设,竖向间距宜为2m~5m，数量不宜少于3个。 

     六、地下水位监测点的布置应符合下列要求: 

        1. 基坑内地下水位当采用深井降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位;当采用轻型 井点、喷射井点降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处,监测点数量应视具体情况确定。

        2. 基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置,监测点间距宜为 20m~50m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点;当有止水帷幕时,宜布置在止水帷幕 的外侧约                    2m处。 

        3. 水位观测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下3m~5m。承压水水位监测管的滤 管应埋置在所测的承压含水层中。

        4. 回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。

     七、建筑竖向位移监测点的布置应符合下列要求: 

        1. 建筑四角、沿外墙每10m~15m处或每隔2~3根柱基上，且每侧不少于3个监测点。 

        2. 不同地基或基础的分界处。 

        3. 不同结构的分界处。

        4. 变形缝、抗震缝或严重开裂处的两侧。

        5. 新、旧建筑或高、低建筑交接处的两侧。

        6. 高耸构筑物基础轴线的对称部位,每一构筑物不应少于4点。

     八、建筑倾斜监测点的布置应符合下列要求: 

        1. 监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或墙上。 

        2. 监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设,上、下监测点应布置在同一竖直线上。

     九、建筑裂缝、地表裂缝监测点应选择有代表性的裂缝进行布置,当原有裂缝增大或出现新裂缝时,应及时增设监 测点。对需要观测的裂缝,每条裂缝的监测点至少应设2个,且宜设置在裂缝的最宽处及裂缝末端。

07 传统检测与在线自动化监测对比

08 监测系统总体框架

09 基坑监测常用仪器

10 基坑监测数据平台

     忻德云是一款基于云物联技术实现的智能结构健康安全监测在线平台，由厦门忻德自主研发运维，为结构健康监测项目提供传感器接入，通过互联网将数据实时传入忻德云平台，经由平台内置的解析系统及后端配置系统，形成可视化的数据信息，从而为终端用户提供数据分析、报表查询、险情预警等服务。