上海市基坑監測培訓講義共分為7講內容，逐步深入講述基坑監測的相關知識。
第一講 概述
隨著我國城市建設高峰的到來，地下空間的開發力度越來越大，地下室由一層發展到多層，相應的基坑開挖深度也從地表以下5～6m發展到12～13m，個別甚至達到30m。建筑、地鐵、合流污水、過江隧道、交通樞紐、地下變電站等建設工程中的基坑工程占了相當的比例。上海地區建筑物地下室基坑開挖深度已超過25m，地鐵車站基坑開挖深度一般在十幾米至二十米左右，深的工作井達到30m，頂管工程的工作井開挖深度達到27m，地下變電站開挖深度達34m。近幾年，深基坑工程在總體數量、開挖深度、平面尺寸以及使用領域等方面都得到高速的發展。
一、基坑監測的重要性和目的
在深基坑開挖的施工過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力狀態轉變，應力狀態的改變引起圍護結構承受荷載并導致圍護結構和土體的變形，圍護結構的內力(圍護樁和墻的內力、支撐軸力或土錨拉力等)和變形(深基坑坑內土體的隆起、基坑支護結構及其周圍土體的沉降和側向位移等)中的任一量值超過容許的范圍，將造成基坑的失穩破壞或對周圍環境造成不利影響，深基坑開挖工程往往在建筑密集的市中心，施工場地四周有建筑物和地下管線，基坑開挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態，當土體變形過大時，會造成鄰近結構和設施的失效或破壞。同時，基坑相鄰的建筑物又相當于較重的集中荷載，基坑周圍的管線常引起地表淺層水的滲漏，這些因素又是導致土體變形加劇的原因。基坑工程設置于力學性質相當復雜的地層中，在基坑圍護結構設計和變形預估時，一方面，基坑圍護體系所承受的土壓力等荷載存在著較大的不確定性；另一方面，對地層和圍護結構一般都作了較多的簡化和假定，與工程實際有一定的差異；加之，基坑開挖與圍護結構施工過程中，存在著時間和空間上的延遲過程，以及降雨、地面堆載和挖機撞擊等偶然因素的作用，使得現階段在基坑工程設計時，對結構內力計算以及結構和土體變形的預估與工程實際情況有較大的差異，并在相當程度上仍依靠經驗。因此，在深基坑施工過程中，只有對基坑支護結構、基坑周圍的土體和相鄰的構筑物進行全面、系統的監測，才能對基坑工程的安全性和對周圍環境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進行，在出現異常情況時及時反饋，并采取必要的工程應急措施，甚至調整施工工藝或修改設計參數。
上海相繼頒布實施的上海工程建設規范《基坑工程設計規程》DGJ08-61-1997、《地基基礎設計規范》DGJ08 11-1999、《基坑工程施工監測規程》DG／TJ08-2001-2006都對現場監測作了具體規定，將其作為基坑工程施工中必不可少的組成部分。而在地鐵、隧道和合流污水工程等大型構筑物安全保護區內的基坑，相關部門都頒布了有關文件確定其環境保護的標準和要求�；庸こ瘫O測已成為建設管理部門強制性指令措施，受到業主、監理、設計、施工和相關管線單位高度重視。
基坑監測應達到的目的：
1、對基坑圍護體系及周邊環境安全進行有效監護
在深基坑開挖與支護施筑過程中，必須在滿足支護結構及被支護土體的穩定性，避免破壞和極限狀態發生的同時，不產生由于支護結構及被支護土體的過大變形而引起鄰近建筑物的傾斜或開裂，鄰近管線的滲漏等。從理論上說，如果基坑圍護工程的設計是合理可靠的，那么表征土體和支護系統力學形態的一切物理量都隨時間而漸趨穩定，反之，如果測得表征土體和支護系統力學形態特點的某幾種或某種物理量，其變化隨時間而不是漸趨穩定，則可以斷言土體和支護系統不穩定，支護必須加強或修改設計參數。在工程實際中，基坑在破壞前，往往會在基坑側向的不同部位上出現較大的變形，或變形速率明顯增大。在20世紀90年代初期，基坑失穩引起的工程事故比較常見，隨著工程經驗的積累，這種事故越來越少。但由于支護結構及被支護土體的過大變形而引起鄰近建筑物和管線破壞則仍然時有發生，而事實上大部分基坑圍護的目的也就是出于保護鄰近建筑物和管線。因此，基坑開挖過程中進行周密的監測，可以保證在建筑物和管線變形處在正常范圍內時基坑的順利施工，在建筑物和管線的變形接近警戒值時，有利于采取對建筑物和管線本體進行保護的技術應急措施，在很大程度上避免或減輕破壞的后果。
2、為信息化施工提供參數
基坑施工總是從點到面，從上到下分工況局部實施�；庸こ瘫O測不僅即時反映出開挖產生的應力和變形狀況，還可以根據由局部和前一工況的開挖產生的應力和變形實測值與預估值的分析，驗證原設計和施工方案正確性，同時可對基坑開挖到下一個施工工況時的受力和變形的數值和趨勢進行預測，并根據受力和變形實測和預測結果與設計時采用的值進行比較，必要時對設計方案和施工工藝進行修正。
3、驗證有關設計參數
因基坑支護結構設計尚處于半理論半經驗的狀態，土壓力計算大多采用經典的側向土壓力公式，與現場實測值相比較有一定的差異，基坑周圍土體的變形也還沒有成熟的計算方法。因此，在施工過程中需要知道現場實際的受力和變形情況。支護結構上所承受的土壓力及其分布，受地質條件、支護方式、支護結構剛度、基坑平面幾何形狀、開挖深度、施工工藝等的影響，并直接與側向位移有關，而基坑的側向位移又與挖土的空間順序、施工進度等時間和空間因素等有復雜的關系，現行設計分析理論尚未完全成熟�；訃o的設計和施工，應該在充分借鑒現有成功經驗和吸取失敗教訓的基礎上，根據自身的特點，力求在技術方案中有所創新、更趨完善。對于某一基坑工程，在方案設計階段需要參考同類工程的圖紙和監測成果，在竣工完成后則為以后的基坑工程設計增添了一個工程實例�，F場監測不僅確保了本基坑工程的安全，在某種意義上也是一次1：1的實體試驗，所取得的數據是結構和土層在工程施工過程中真實反應，是各種復雜因素影響和作用下基坑系統的綜合體現，因而也為基坑工程領域的科學和技術發展積累了第一手資料。
二、基坑監測工作基本要求
1、基坑監測應由委托方委托具備相應資質的第三方承擔。
2、基坑圍護設計單位及相關單位應提出監測技術要求。
3、監測單位監測前應在現場踏勘和收集相關資料基礎上，依據委托方和相關單位提出的監測要求和規范、規程規定編制詳細的基坑監測方案，監測方案須在本單位審批的基礎上報委托方及相關單位認可后方可實施。
4、基坑工程在開挖和支撐施工過程中的力學效應是從各個側面同時展現出來的，在諸如圍護結構變形和內力、地層移動和地表沉降等物理量之間存在著內在的緊密聯系，因此監測方案設計時應充分考慮各項監測內容間監測結果的互相印證、互相檢驗，從而對監測結果有全面正確的把握。
5、監測數據必須是可靠真實的，數據的可靠性由測試元件安裝或埋設的可靠性、監測儀器的精度、可靠性以及監測人員的素質來保證。監測數據真實性要求所有數據必須以原始記錄為依據，原始記錄任何人不得更改、刪除。
6、監測數據必須是及時的，監測數據需在現場及時計算處理，計算有問題可及時復測，盡量做到當天報表當天出。因為基坑開挖是一個動態的施工過程，只有保證及時監測，才能有利于及時發現隱患，及時采取措施。
7、埋設于結構中的監測元件應盡量減少對結構的正常受力的影響，埋設水土壓力監測元件、測斜管和分層沉降管時的回填土應注意與土介質的匹配。
8、對重要的監測項目，應按照工程具體情況預先設定預警值和報警制度，預警值應包括變形或內力量值及其變化速率。但目前對警戒值的確定還缺乏統一的定量化指標和判別準則，這在一定程度上限制和削弱了報警的有效性。
9、基坑監測應整理完整的監測記錄表、數據報表、形象的圖表和曲線，監測結束后整理出監測報告。
基坑工程監測技術是一門綜合性很強的技術，它以土力學、鋼筋混凝土力學及巖土工程設計理論和方法等學科為理論基礎，以儀器儀表、傳感器、計算機、測試技術等學科為技術支持，同時還融合了基坑工程施工工藝與工程實踐經驗。
三、基坑工程監測等級劃分
2006年頒布實施的上海工程建設規范《基坑工程施工監測規程》DG／TJ08-2001-2006對基坑工程監測進行等級劃分�！痘庸こ淌┕けO測規程》規定基坑工程監測等級根據基坑工程安全等級、周邊環境等級和地基復雜程度劃分為四級。規程中表3.2.2 、表3.2.3、表3.2.4和表3.2.5分別列出了基坑工程安全等級、周邊環境等級、地基復雜程度和基坑工程監測等級劃分標準。需要注意的是：①、同一基坑各側壁的工程監測等級可能不同。對基坑各側邊條件差異很大且復雜的基坑工程，在確定基坑工程監測等級時，應明確基坑各側壁工程監測等級。②、地基復雜程度劃分表3.2.4和基坑工程監測等級劃分表3.2.5中有二項（含二項）以上，最先符合該等級標準者，即可定為該等級。③、基坑工程監測等級劃分表3.2.5中當出現符合兩個監測等級時，宜按周邊環境高一等級考慮。例如：某基坑工程安全等級為二級、周邊環境等級為一級、地基復雜程度為中等，按表3.2.5基坑工程監測等級可定為一級或二級，但按表3.2.5注2要求，基坑工程監測等級宜定為一級。
四、基坑監測參數
基坑監測按監測項目分類詳見《基坑工程施工監測規程》表3.3.6。按監測參數可分為：垂直位移、水平位移、傾斜、圍護體系內力、深層側向位移（測斜）、裂縫、地下水位、孔隙水壓力、土壓力、土體分層垂直位移、坑底隆起（回彈）等。結合將來的機構認證，本次監測技術培訓內容按監測參數編排。
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