工程地质现场监测-土力学与地基基础

现场监测是一种有效的测定方法，可以在施工期间进行，也可以根据要求在建筑物的使用期内继续进行。通过现场监测来分析工程的实际情况，补充修正勘察成果，控制与检验工程地质施工的质量。现场监测应主要包括下列内容：

（1）工程施工对岩土性状的变化监测。

（2）已建和在建工程建筑物的监测。

（3）对工程地质条件可能造成建筑物、设施等的变化进行监测。

1.天然基坑的检验

天然基坑的检验又称验槽，是建筑施工第一阶段基槽开挖后的重要工序，也是勘察工作的最后一个环节。在施工单位将地基基坑开挖完毕后，由勘察、设计、施工和使用四方面单位的技术负责人共同到施工现场进行验槽，检验基坑的安全性、合理性。

1）基坑检验的目的

（1）检验有限的钻孔与实际全面开挖的地基是否一致，勘察报告的结论与建议是否准确。

（2）根据基坑开挖过程中反映的实际情况，研究解决勘察报告中遗留和新发现的问题。

2）基坑检验的基本内容

（1）核对基坑开挖平面位置和坑底标高是否与勘察、设计要求相符。

（2）参加验槽人员需沿槽底依次逐段检验，核对坑底持力层土质是否与勘探结果一致。

（3）当基坑土质显著不均匀或局部有古井、坟穴时，可用钎探查明平面范围与深度。

（4）通过基坑监测研究决定地基基础方案是否合理，根据需要进行适当修改或局部处理。

3）基坑检验的方法

基坑检验主要采用以肉眼观察为主、结合简单仪器的方法，必要时可辅以夯、拍或轻便勘探。

（1）仔细观察基底土的结构、孔隙、湿度及含有物等，重点注意柱基、墙角、承重墙下等受力较大的部位。

（2）用木夯、蛙式打夯机等简易方法对干燥的基坑进行夯、拍，从夯、拍声音判断土中是否存在土洞或墓穴，对可疑迹象用轻便勘探仪进一步调查。

（3）用钎探、轻便动力触探、手持式螺旋钻、洛阳铲等对地基主要受力层范围的土层进行勘探，或对上述观察、夯或拍发现的异常情况进行探查。

2.岩土体性状的监测

岩土体的性状是影响工程安全的一个主要因素，通常遇下列情况之一时应对岩土的物理力学特性进行测试：

（1）验证岩土条件对设计和施工方法的适用性。

（2）验证回填和堆筑等材料的质量。

（3）检验地基加固与改良的工程效果。

岩土体的变形应从以下方面进行观测：

（1）验证岩土体在水平和垂直方向上的位移。

（2）观测深基坑基底及周边岩土体的回弹和变形以及支护系统的变形。

（3）观测边坡、地下洞室等岩土体的稳定性，确定岩土体滑坡滑动面的位置。

对范围较大岩土体的位移监测要建立平面测量网，测出发生位移区段的范围边界、位移方向、位移量和位移速度。测定结果应及时整理，绘制图表、曲线。当发现位移或沉降异常时，应采取处理措施。

岩土体内部变形的测量应符合下列要求：

（1）钻孔测斜仪的测斜管宜埋设在孔径等于或大于108 mm的钻孔中。管底深度应在预计发生倾斜部位的深度以下，对于砂土不应小于1 m，对于粉土、黏性土不应小于3 m。

（2）钻孔及测斜管的埋设应垂直，使管内沟槽呈直线，并使相对沟槽所成平面垂直或平行于工作面，测斜管和孔壁之间应用砂料填筑密实。

（3）测斜管应在测试前5天装设完毕，并在3～5天内重复测量不得小于3次，判明处于稳定状态后方可进行正式测试工作。

（4）伸长仪宜测定土体各点间的相对位移，其装设位置和埋设深度根据工程需要确定。

（5）深层标宜用于深开挖基槽回弹或深层土的沉降变形观测。深层标的设计和埋设应根据工程需要确定。当使用挂尺时，应保持尺的拉力恒定并考虑温度变化的影响。

3.岩土体性状的监测

建筑物沉降是反映建筑地基安全的直接表现，通过观测建筑沉降能反映地基的实际变形对建筑物影响程度，是分析地基事故及判别施工质量的重要依据，也是检验工程勘察资料的准确程度、验证理论计算正确性的重要资料。

《工程地质勘察规范》（GB 50021—2001）（2009版）规定，下列建筑物应进行沉降观测：(www.xing528.com)

（1）地基基础设计等级为甲级的建筑物。

（2）不均匀地基或软弱地基上的乙级建筑物。

（3）加层、接建、邻近开挖等，使地基应力发生显著变化的工程。

（4）因抽水等原因造成地下水位发生急剧变化的工程。

（5）其他有关规范规定需要进行沉降观测的工程。

建筑物的沉降观测应注意以下几个要点：

（1）基准基点宜布置在基岩上或设置在压缩性较低的土层上，确保持力层的稳定。水准基点的位置宜靠近观测对象，应在建筑物所产生压力影响以外的范围。在一个观测区内，水准基点应超过3个。

（2）结合地质条件，观测点的布置应全面反映建筑物的变形情况，观测点的数量不应少于6个。

（3）水准测量宜采用精密水准仪和钢卷尺。对于一个观测对象宜固定测量工作、固定人员，观测前仪器必须严格校验。测量精度宜采用Ⅱ级水准测量，视线长度宜为20～30 m，视线高度不宜低于0.3 m。水准测量应采用闭合法。

另外，观测时应随时记录气象资料。应根据具体情况确定观测次数和时间，一般情况下，民用建筑每施工完一层应观测一次；工业建筑按不同荷载阶段分次观测，但总的施工阶段的观测次数不应少于4次。建筑物竣工后的观测，第1年不少于3～5次，第2年不少于2次，以后每年1次直到沉降稳定为止。对于突然发生严重裂缝或大量沉降等特殊情况，应增加观测次数。

4.不良地质作用和地质灾害的监测

建筑区域内的不良地质作用和地质灾害是一种复杂的变化过程，对建筑物的影响和破坏是长期存在的，而且是难以预测防治的，所以要监测建筑区域内的不良地质作用和地质灾害。

对下列情况应进行不良地质作用和地质灾害的监测：

（1）场地及其附近有不良地质作用或地质灾害，并可能危及工程的安全或正常使用。

（2）工程建设和运行可能加速不良地质作用的发展或引发地质灾害。

（3）工程建设和运行对附近环境可能产生显著不良影响。

岩溶对工程的最大危害是土洞和塌陷。土洞和塌陷的发生和发展又与地下水的运动密切相关，特别是人工抽取地下水使地下水位急剧下降时，常引发大面积的地面塌陷。故岩溶土洞发育区应着重监测下列内容：

（1）地面变形。

（2）地下水位的动态变化。

（3）场区及其附近的抽水情况。

（4）地下水位变化对土洞发育和塌陷发生的影响。

滑坡监测应包括下列内容：

（1）滑坡体的位移。

（2）滑面位置及错动。

（3）滑坡裂缝的发生和发展。

（4）滑坡体内外地下水位、流向、泉水流量和滑动带孔隙水压力。

（5）支挡结构及其他工程设施的位移、变形、裂缝的发生和发展。

5.地下水的监测

地下水对工程的影响是至关重要的，而且地下水是动态变化的，包括水位的季节变化和多年变化、人为因素造成的地下水的变化、水中化学成分的运移等。因此，对地下水进行监测有重要的实际意义。《工程地质勘察规范》（GB 50021—2001）（2009版）规定，在下列情况下应进行地下水监测：

（1）地下水位的升降影响到岩土的稳定。

（2）地下水位上升产生浮力对地下室或地下构筑物的防潮、防水或稳定性产生较大影响。

（3）地下水位升降可能使岩土产生软化、湿陷、胀缩。

（4）地下水位的下降造成区域性地面沉降。

（5）施工降水对拟建工程或相邻工程有较大影响。

（6）施工或环境条件改变，造成的孔隙水压力、地下水压力变化，对工程设计或施工有较大影响。

（7）需要进行污染物运移对环境影响的评价。

地下水位的监测一般可设置专门的地下水位观测孔，或利用水井、地下水天然露头进行。监测工作布置可根据监测目的、场地条件、工程要求以及水文地质条件等确定，孔隙水压力和地下水压力的监测应特别注意设备的埋设和保护，建立长期良好而稳定的工作状态。水质监测每年不少于4次，原则上可以每季度1次。