4.2 仪器监测

        本标准共列出了18项监测项目，主要反映的是监测对象的物理力学性能：受力和变形。对于同一个监测对象，这两个指标有着内在的必然联系，相辅相成，配套监测可以帮助判断数据的真伪，做到去伪存真。

        考虑到围护墙（边坡）顶部水平位移、深层水平位移的监测是分别进行的，而且它们的监测仪器、方法都不同，因此本条将水平位移分为围护墙（边坡）顶部水平位移、深层水平位移两个监测项目。围护墙（边坡）顶部水平位移监测较为重要，三种等级的基坑工程都定为“应测”；深层水平位移监测可以描述出围护墙沿深度方向上不同点的水平位移曲线，并且可以及时地确定最大水平位移值及其位置，对于分析围护墙的稳定和变形发挥了重要的作用。因此一、二级基坑工程均应监测。由于深层水平位移的观测工作量较大，需要埋设测斜管，而且实际工程中三级基坑观测深层水平位移的也不多，所以三级基坑采用“宜测”较为合适。

        基坑围护墙（边坡）位移主要由顶部水平位移控制，顶部的竖向位移可以与水平位移相互印证，也是反映基坑安全的一个比较重要的指标。考虑到围护墙（边坡）顶部竖向位移的监测方法简便，本条规定对于顶部竖向位移，一级、二级、三级基坑均采用“应测”。

        基坑开挖引起的卸荷回弹不可避免，开挖较深时基坑回弹量也较大。一方面，基坑坑底隆起会导致坑内立柱回弹，虽然立柱回弹值小于坑底土体隆起，但仍会影响水平支撑的稳定性，同时造成地下主体结构的应力重分布，从而影响地下建筑使用寿命。另一方面，过大的坑底隆起变形反映了较大的围护结构变形，对周围环境被保护对象产生不利影响。立柱竖向位移是引发支撑系统破坏的主要因素之一。对于混凝土支撑杆，表现为与墙体连接的杆端开裂、支撑杆与立柱联结节点附近开裂或断裂；对于钢支撑则会引发墙体、支撑杆、立柱之间联结节点失效，引起支撑系统失稳，导致墙体水平位移过大或基坑坍塌。因此，一、二级基坑工程立柱竖向位移均为“应测”，三级基坑采用“宜测”。

        围护墙内力监测是防止支护结构发生强度破坏的一种较为可靠的监控措施，但由于内力分析较为清晰，调研过程中，许多专家认为一般围护墙体设计的安全储备较大，实际工程中发生强度破坏的现象很少，因此建议可适当降低监测要求。本条规定一级基坑围护墙内力监测采用“宜测”，二、三级基坑采用“可测”。

        支撑内力监测以轴力为主，内支撑作为支护结构的主要承载构件，对保障基坑安全至关重要，因此，一、二级基坑此监测项目采用“应测”；一般三级基坑内支撑设计的安全储备较大，发生强度破坏的现象很少，因此本条规定对于三级基坑此监测项目采用“宜测”。

        基坑开挖是一个卸荷的过程，随着坑内土的开挖，坑内外形成一个水土压力差，引起坑底土体隆起，进行底部隆起观测可以及时了解基坑整体的变形状况。但基坑隆起监测在现场实施起来较为困难，因此本条规定在必要时可进行该项目的监测。

        对围护墙界面上的土压力和孔隙水压力监测的目的是为了了解实际情况与设计值的差异，有利于进行反分析和施工控制，水、土压力可根据需要进行监测。

        地下水是影响基坑安全的一个重要因素，且监测手段简单，本条规定对一级、二级、三级基坑地下水位监测均为“应测”，当基坑开挖范围内有承压水的影响时，应进行承压水位的监测。

        土体分层竖向位移的监测可以掌握土层中不同深度处土体的变形情况，同时可对坑外土体通过围护墙底部涌入坑内的不利情况提供预警信息，但其监测方法及仪器相对复杂，测点不宜保护，监测费用较高，因此，本条规定在必要时可进行该项目的监测。

        周边地表竖向位移的监测对于综合分析基坑的稳定以及地层位移对周边环境的影响有很大帮助。该项目监测简便易行，本条规定对一、二级基坑为“应测”，三级基坑为“宜测”。

        周边建筑的监测项目分别为竖向位移、倾斜和水平位移。基坑开挖后周边建筑竖向位移的反应最直接，监测也较简便，三个基坑等级该项目都定为“应测”；建筑的竖向位移（差异沉降）可间接地反映其倾斜状况，因此，对倾斜的监测一级基坑为“应测”，二、三级基坑分别为“宜测”“可测”；周边建筑水平位移在实际工程中不常见，而且其发生量也较小，本条规定一级基坑该项目为“宜测”、二、三级基坑该项目为“可测”。

        周围建筑裂缝、地表裂缝包括既有裂缝和新增裂缝，裂缝直接反映了周边建筑、地表的破坏程度。受基坑施工影响的新增裂缝均应实施监测。对既有裂缝应选取受基坑施工影响可能会进一步扩展，对建筑物结构安全和正常使用有影响的裂缝实施监测。裂缝的监测比较简单，对于各基坑工程安全等级该项目都定为“应测”。裂缝监测包括裂缝的宽度监测和深度监测，在基坑施工之前应先进行现场踏勘，记录建筑已有裂缝的分布位置和数量，测定其走向、长度、宽度及深度，作为判断裂缝发展趋势的依据。

        周边管线的变形破坏产生的后果很大，本条规定三个等级的基坑工程地下管线竖向位移都为“应测”。

    4.2.2  岩体基坑是指岩石出露地面或岩体上覆盖少量土的基坑。区别于土质基坑的围护结构类型与施工方法，对岩体基坑的监测项目进行了一定调整。

        岩体基坑支护形式主要为：放坡开挖、锚杆（包括岩石锚杆和土层锚杆）喷射混凝土支护（简称锚喷支护）、复合锚喷墙支护、预应力锚杆柔性支护（含预应力锚杆肋梁支护）等。

        岩体具有难压缩、宜拉裂与剪切的特性，对4个地铁车站岩体基坑案例（覆盖层较薄的基坑）10个桩顶竖向位移监测点进行数据分析（图1）发现4个车站的围护桩顶竖向位移较小，离预警值较远，故对二、三级基坑将竖向位移监测调整为“宜测”“可测”。

        岩体基坑深层水平位移监测点通过钻孔布设，测斜管与岩体耦合性较差、监测准确度不高。本标准编制组对20余位专家进行访问、调研，调研结果一致认为该测项对于岩体基坑变形的指导作用很小，同时钻孔成本亦很高，不建议监测。

        预应力锚杆是岩体基坑的主要围护结构，岩体发生变形或变形后，可从锚杆内力变化中直接得到体现，其内力变化对于岩体变形趋势判断具有直接的指导作用，故一级基坑应进行重点监测。

        相对于土质基坑，岩体基坑开挖过程中对周边岩土体引起的变形较小，对周边环境影响较弱。故对于二、三级岩体基坑的周边地表竖向位移、周边建筑物及管线竖向位移、周边建筑物与地表裂缝比土质基坑适当放松了要求。

    4.2.3  土岩组合基坑是指开挖深度范围内基岩上覆盖有第四系土的基坑，呈现上部是土体，下部是岩体的组合坡体形式。为保证  土岩组合基坑的科学监测，需要具体分析每个土岩组合基坑的特点，有针对性地选取监测项目。

        土岩组合基坑的土岩分布宜将全风化岩、强风化软岩按照土体考虑。土岩界面应充分考虑界面结合强弱、倾斜方向，以及岩体结构面情况，对于存在外倾土岩界面、岩体结构面的基坑上部土体应按照本标准第4.2.1条规定重点监测。

        土岩组合基坑中，当采用围护桩围护时，围护桩深度往往小于基坑开挖深度，围护桩嵌岩处岩体的变形情况决定了围护结构的稳定性，因此需对围护桩嵌岩处岩体的水平向位移进行重点监测。

    4.2.4  爆破振动监测的目的一是防止基坑开挖爆破振动效应对基坑及周边建筑带来损害；二是避免爆破产生较大的噪声污染影响周边居民生活。由于基坑开挖爆破造成基坑坍塌、周围建筑物开裂等的事故屡见不鲜。岩体基坑、土岩组合基坑采用爆破开挖时，需要根据基坑及周边环境情况合理控制振速，对爆破振动进行监测控制是非常有必要的。

        爆破振动监测包括质点振动速度和加速度监测，两种监测方法均相对比较成熟，目前应用较多的是质点振动速度监测，通过对其大小、分布规律的监测，判断爆破振动对周边建（构）筑物、桥梁等的振动影响，为调整爆破参数、优化爆破设计提供依据。现行国家标准《爆破安全规程》GB6722也以爆破质点振动速度作为建（构）筑物是否破坏的主要判据。