基坑孔隙水压力监测

XX有限责任公司
【基坑孔隙水压力监测】
作业指导书
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2014年11月10日
修改记录
孔隙水压力变化是土体应力状态发生变化的先兆，依据基坑设计、施工工艺及监测区域水文地质特点，通过预埋孔隙水压力传感器，利用测读仪器（频率读数仪）定期测读预埋传感器读数，并换算获得孔隙水压力随时间变化的量值及变化速度，从而判断土体受力变化情况及变形可能。

另外对地下水动态情况也可进行监控。

2.编制依据
(1) 《工程测量规范》GB50026-2007
(2) 《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
(3) 《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2002
(4) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-1999
(5) 《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006
(6) 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
3.适用范围
打桩、基坑开挖及堆载预压等施工过程孔隙水压力监测，这里重点针对基坑开挖。

4.基坑孔隙水压力监测
4.1仪器设备
1）传感器振弦式孔隙水压力计量程（MPa）：0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.6，2.5，4.0，6.0；分辨力：≤0.05%F•S；
精度：≤±0.5%F•S。

2）二次接收仪表-频率读数仪测量范围：频率（f）500~5000Hz，频率模数显示值（F）=f2×10-3；
分辨力：±0.1Hz；
灵敏度：接收信号≥300μV，持续时间≥500ms。

4.2测点布置
孔隙水压力监测点的布置，应根据测试目的与要求，结合场地地质周围环境和作业条件综合考虑确定，并应符合下列要求：
1）孔隙水压力监测点宜在水压力变化影响范围内按土层布置，竖向间距宜为4m~5m，涉及多层承压水位时应适当加密；
3）监测点数量不宜少于3 个；
4）对需要提供孔隙水压力等值线的工程或部位，测点应适当加密，且埋设同一高程上的测点高差宜小于0.5m。

4.3测点安装、埋设
孔隙水压力监测测点的安装埋设方法视不同施工工法有所不同，一般可分为压入法和钻孔法两种方法。

1）压入法压入法适用于土层较软、传感器埋深不深且单孔埋设单个传感器的情形。

主要操作步骤如下：
a. 人工开挖0.5m~1.0m 深探坑；
b. 将孔隙水压力传感器装入配套预压架内，预压架与钻杆最底端连接；
c. 传感器上端拴绑铁丝，在下压过程出现异常，可将传感器提出；
d. 将首节钻杆及预压架放入探坑护筒内，数据传输线从护筒槽口内引出，下压过程保证数据传输线处于松弛状态；
e. 利用钻机提供压力，缓慢匀速下压钻杆，随下压将铁丝及数据传输线同时下放，下压时还应随时测读孔隙水压力反应，以防过压；
f. 接长钻杆，可将传感器压至设计深度位置；
g. 小心提起钻杆后，用频率计检查测读传感器频率读数，判断传感器工作是否正常，完成埋设。

2）钻孔法钻孔法可适用单孔需埋设多个传感器且传感器埋深较大的情形。

钻孔作业可参考附录2“监测孔钻探方法”。

钻孔完成后埋设传感器步骤如下：
a. 将以事先绑扎绳索或铁丝的需第一个下放的传感器，下放入孔内，绳索长度应与传感器设计埋设深度一致；
b. 到底后，立即分别回填透水材料和封堵材料至设计深度；
c. 将第二个传感器同样下放后，回填透水材料和封堵材料，完成全部传感器埋设工作。

其中，传感器周围回填透水材料，宜选用干净的中粗砂、砾砂或粒径小于10mm 的碎石块，透水填料层高度宜为0.6m~1.0m；上下两个孔隙水压力计之间应有高度不小于1m 的隔水填料分隔，隔水材料宜选用直径2cm 左右的风干粘土球作填料，在投放粘土球时,应缓慢、均衡投入，确保隔水效果。

3）孔隙水压力监测点安装埋设其他注意事项。

f f
a. 监测孔口 0.5m~1.0m 范围内应用隔水填料填实封严，防止地表水渗入；
b. 监测孔口部应设置有效的防护装置，并设立明显的标志，孔隙水压力计导线应有防潮、 防水措施，并可靠标上编号；
c. 对导线接头质量及密封性应给予充分注意，以防接头处渗水造成传感器失效；
d. 传感器在埋设前，需在水中浸泡 12h 以上，下放前不能暴露在空气中以免影响监测精 度。

e. 不同土层分界面必须用粘土（球）有效隔离，以防不同土层间产生水力联系。

4.3监测方法
1）读数仪使用方法”。

2）孔隙水压力计算
根据传感器生产厂家提供的，传感器受力计算公式及标定系数可计算求得相应埋深位置孔隙水压力值大小。

2 2
u = K( − )
i
式中： u 为孔隙水压力值，单位量纲[Pa]；
K 为传感器标定系数，一般单位是 M Pa / Hz 2
；
f i 为该传感器第 i 次实测频率，单位 H z ；
f 0 为该传感器安装前初始频率，即初读数，此时传感器尚未受力，单位 H z 。

4.4注意事项
a. 通过查阅工程设计图纸、设计计算书，或依据已有的理论进行估算或参考类似工程计 算选取孔隙水压力预估值；
b. 选取传感器量程应超出预估值的 1.2 倍，分辨率不大于 0.2%（F.S ），精度为±0.5%（F.S ）；
c. 传感器进场后、安装前、安装中至少分别进行一次频率测试；
d. 埋设结束后，即开始逐日定时测试，以观测传感器初读数稳定性，振弦式传感器初始 值稳定标准为连续 3 天读数差小于 2kPa ；
e. 孔隙水压力变化初读数以待监测工况发生前的已安装传感器实际稳定频率为准，应至少测读两次以上，取均值作为频率初读数（注意：此初读数仅为计算孔隙水压力产生变化时的初读数，因此时孔隙水压力已存在）。

5.监测周期
变形观测周期的确定应以能系统地反映变形体的变形过程、且不遗漏其变化时刻为原则，
根据变形体的变形特征、变形速率、观测精度及外界影响因素等综合确定。

变形观测过程中，变形发生显著变化时，应及时增加观测频率。

6.质量控制与成果归档
6.1 监测项目文档保存路径及命名原则
1. 监测项目文档100%覆盖监测项目执行过程中电子版和纸媒版文档资料。

2. 所有纸媒版文档按保存路径进行分类顺序放置，并全部扫描为对应电子版（pdf 格式）进行保存。

3. 监测项目文档总文件夹约定为电脑D 盘或E 盘（严禁为系统安装盘符C 盘）根目录下。

4. 监测项目结束，按本文件规则对本项目所有电子版资料进行刻盘归档。

5. 文件夹命名原则
(1). 根目录下，监测项目文档总文件夹命名原则为“项目合同编号+项目名称简写（5~8字）”；
(2). 一级目录及以下目录中文件夹命名原则详见下表；
(3).对下表中未明确约定，但项目实际发生的文档（如监测方案/报告待审核稿等），可视文档性质，存放于相应级别目录下的“其他”文件夹内。

6. 文档命名原则
(1). 文档命名应简洁、明了，同一文档的不同版次，文字命名应保持一致性；
(2). 按时间顺序发生类文档（如原始记录、监测报表、监测日志等），命名（3~5 字）除体现文档核心内容外，宜明确体现日期或流水顺序号。

6.2 监测总结报告框架结构及说明
1. 监测总结报告编制基本原则
1）监测报告主要分为两部分：项目实施总结和监测数据总结。

2）监测报告是对监测方案实施结果的总结，项目实施总结应覆盖“人机料法环”诸要素，监测数据总结应覆盖所有监测科目全程监测数据。

3）监测数据总结部分可依据项目特点进行针对性描述，做到全面覆盖，有详有略。

4）监测项目执行过程中与监测方案中不同处应据实进行阐述。

二监测总结报告框架结构基坑监测项目应参考以下框架结构进行总结。

1. 工程概况
1.1 项目名称、项目地点、建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、勘察单位等单位名称
1.2 基坑特点（基坑等级、围护、支撑、面积、开挖深度、降水、加固和分区施工等信息）
1.3 周围环境特点
1.3.1 周围建（构）筑物
（位置、结构、基础形式和层数等）
1.3.2 周围管线
（地下管线种类、位置、材质、埋深、埋设年代和管径、管线接头形式）
1.4 工程地质与水文地质条件
（土层、性质、埋深、厚度、潜水和承压水等）
1.4.1 工程地质条件
1.4.2 水文地质条件
1.5 基坑实际施工进度总结
（工程桩、围护结构、降水、每道支撑施工、每层土开挖、地下结构、每道支撑拆除和地下结构出±0.00 等，典型过程工况实拍照片）
1.6 监测范围和监测保护等级
2. 监测难点、重点和对策
2.1 监测难点
2.2 监测重点
2.3 监测对策
3. 监测目的和依据
3.1 监测目的
3.2 监测依据
4. 监测工作
4.1 监测期限
4.2 监测内容
4.2.1 监测项目和测点布置原则
（项目、测点数量和监测工作量，如存在与监测方案不符项，需单列说明并阐述原因）4.2.2 测点布置
（各监测项目测点安装、补埋、报废等情况）
4.2.3 监测报表
（分监测项目列表汇总进行监测报表数量汇总）
4.3 监测方法
（测量控制网、监测原理、监测方法、计算方法等）
4.4 监测设备
（仪器设备型号、精度、量程、管理编号和校准等）
4.5 监测材料
（监测材料品牌、主要技术参数、使用数量、回收数量等）
4.6 监测人员
（监测分析人员+证书编号、监测量测人员+证书编号、辅助人员、人员变动等）
5. 监测频率
6. 监测报警值
7. 监测成果分析
（逐项进行总结）
7.1 正负号约定
（各监测科目监测数据正负号含义约定）
7.2 报警分析
（每次报警情况经分类后，综合论述；可考虑对同一时间、空间区域发生的报警进行论述）
7.3 监测数据总结
（区分监测科目、结合工况、测点代表性，采用总分总、有详有略等方式进行阐述，需兼顾以下三点：1.阐述代表性测点选取依据；2.绘制代表性测点过程线；3.结合工况对曲线，逐条进行分析。

）
8. 结论与建议
9. 附录
9.1 监测控制网定期检核数据汇总图表
9.2 各监测项目特征变化曲线图
9.3 各监测项目监测成果汇总表
9.4 监测点实际布置示
7. 附表
(1).基坑孔隙水压力监测原始记录表。