c、活塞压入法 活塞压入法装置由活塞装置、安装定位框架及加压装置三部分组成，埋设时将装有土压力盒的活塞装置用螺钉与安装定位框架连接起来，这种装置根据土压力传感器的布置、安装及运输方便可分成若干节，在泥浆槽槽口处依次组装的。然后用吊车将其对准槽中，徐徐放到预定高程，将进水管与加压装置连接适当，施加水压力推动活塞使土压力盒压合槽壁，当仪器读数表明土压力盒已与槽壁接触后，再适当增加水压推动使其紧贴槽壁，并保持这个压力到混凝土浇筑之后待混凝土初凝时再除去水压力。活塞可以用水压、油压和气压等。

d、钻孔法 监测地层内的土压力的土压力盒的埋设可采用钻孔法。钻孔法是先在预定位置钻孔，钻孔深度略大于最深的土压力盒埋设位置，孔径大于压力盒直径，将压力盒固定在定制的薄型槽钢或钢筋架上，一起放入钻孔，就位后回填细砂。根据薄型槽钢或钢筋架的沉放深度和压力盒的相对位置，可以确定出压力盒所处的地层标高，监测导线沿槽钢纵向间隙引至地面。钻孔法埋设测试元件工程适应性强。

土压力盒实测的压力为土压力和孔隙水压力的总和，应当扣除孔隙水压力计实测的压力值，才是实际的土压力值。

（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的控制中具有十分重要的作用。其原因在于饱和软粘土受荷后，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、电阻式和气动式三种类型，探头由金属壳体和透水石组成。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。

a、压入法 如果土质较软，可将孔隙水压力计直接压入埋设深度。若有困难，可先钻孔至埋设深度以上1m处，再将孔隙水压力计压至埋设深度，上部用粘土球将孔封至孔口。

b、钻孔法 在埋设地点采用钻机钻孔，达到要求的深度中标高后，先在孔底填入部分干净的砂，然后将孔隙水压力计放入，再在其周围填砂，最后采用膨胀性粘土或干燥粘土球将钻孔上部封好，使得孔隙水压力计测得的是该标高土层的孔隙水压力。

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，其内力或轴力通常是在钢筋混凝土中埋设钢筋计，通过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、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，是与受力主筋串联连接的，由频率计算的是钢筋的应力值。而电阻式应变计是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，传感元件伸出两边的钢筋的长度应不小于钢筋计长度的35倍。由于主钢筋一般沿混凝土结构截面周边布置，所以钢弦式钢筋应力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。

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）圈梁或回檀的平面弯矩；

4）结构底板所受的弯矩。

8、土层锚杆试验和监测

1）锚杆试验

土层锚杆试验分基本试验、验收试验和蠕变试验三种。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%并至少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。

a、基本试验 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。具体荷载等级与监测时间见表6.7.2.2、。砂质土、硬粘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0.1mm，但监测到2.0h，锚头位移增量小于2.0mm，可施加下一级荷载。淤泥及淤泥质土当荷载等级为A·f_pT的0.6和0.8倍时，锚头位移增量在监测时间内2.0h小于2.0mm，可施工加下一级荷载。锚杆破坏标准为：

a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；

b锚头位移不收敛；

c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-S_e）曲线、锚杆荷载-塑性位移（Q-S_p）曲线表示。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。

土层锚杆基本试验加载等级与监测时间              表6.7.2.2

注：在每段加荷等级监测时间内，测读锚头位移至少三次。

b、验收试验 最大试验荷载不应超过预应力筋A·f_pT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6.7.2.2。最大试验荷载监测15min后，卸荷到0.1N，然后加载到锁定荷载锁定。试验成果整理成验收试验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，锚杆达到验收标准。

 

土层锚杆验收试验和蠕变试验加载等级与监测时间          表6.7.2.3

注：在每段加荷等级监测时间内，测读锚头位移至少3位。 

c、蠕变试验 锚杆蠕变试验等级与监测时间见表6.7.2.3，在监测时间内荷载必须恒定，每级荷载按时间隔1、2、3、4、10、20、30、45、60、75、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360min记录蠕变量，试验结果绘制蠕变量-时间对数（S-lgt）曲线。                                     

（2）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拉力的变化。锚杆受力监测有专用的锚杆轴力计，锚杆轴力计安装在承压板与锚头之间。钢筋锚杆可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相类似，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并锚杆施工完成后，进行锚杆预应力张拉，这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，每天宜测读一次，监测次数宜根据开挖进度和监测结果及其变化情况而适当增减。当基坑开挖到设计标高时，锚杆上的荷载应是相对稳定的。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。

9、地下水位监测

    地下水位监测可采用钢尺水位计，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90mm。套管与孔壁部用干净细砂填实，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200mm，上面加盖，不让雨水进入，并做好观测井的保护装置。

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约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测、倾斜监测、水平位移监测和裂缝监测等部分内容，监测前必须收集掌握以下资料：

a、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；

b、工程地质勘查资料、地基处理资料；

c、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的对待。

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），同时亦需考虑到重复量测通视等便利，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的调查，调查内容包括：建筑物沉降资料，及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，并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。

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、自来水和电讯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。

6.7.3、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标高。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，基点复校无误后才能确定，通常是在连续三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。埋设在土层中的元件如土压力盒、孔隙水压力计、测斜管和分层沉降环等最好在基坑开挖一周前埋设，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、土层锚杆的轴力计及锚杆应力计等需随施工进度而埋设的元件，在埋设后读取初读数。

1、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到±0.00标高的全过程，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到0.00标高，每项周监测2-3次；

3）各道支撑拆除后的3d至一周，每天监测1次。

2、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。

3、土体分层沉降、深层沉降表测回弹、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1~3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部支撑拆除实现换撑，每周监测1次。

4、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。

5、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到0.00标高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。如为了保护周围环境而埋设孔隙水压力计、土体深层沉降和侧向位移等监测项目，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的监测频率一致。

6、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度等作适当调整。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。

7、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。监测数据要准确，不能及时提供信息反馈去指导施工就失去监控的意义。

6.7.4、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。

1、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）对于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。

2、确定预警值时还要结合考虑基坑的规模、工程地质和水文地质条件、周围环境的重要性以及基坑的施工方案等因素。

3、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，一级工程宜控制在2mm/d之内，二级工程在3mm/d之内控制。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。

4、基坑和周围环境的位移和变形值是为了基坑安全和对周围环境不产生有害影响需要在设计和监测时严格控制的，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%。

5、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）煤气管道的沉降和水平位移：均不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；

2）自来水管道沉降和水平位移：均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm；

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1000mm，每天发展不得超过2mm；

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

6、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三种形态，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。此外对于围护墙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。

7、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，结合观察到结构、地层和周围环境状况等综合因素作出预报。从理论上说，设计合理的、可靠的基坑工程，在每一工况的挖土结束后，应该是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。

8、报警制度宜分级进行， 一般安全性判别标准给出了安全、注意、危险三种指示，达到这三类指标时，应采取不同的措施。

1）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；

2）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；

3）达到报警值的110%时，除在监测日报表上作上紧急报警记号，写出书面报告和建议外，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。