工程施工监测

第一节 工程施工监测

一、监控量测施工方案

（一）制定监测方案的依据

基坑工程手册：中国建筑工业出版社《2009》第二版

建筑变形测量规程：中华人民共和国行业标准《JGJ/T8-2007》

工程测量规范《GB50026-2007》

城市测量规范《CJJ/T8-2011》

（二）监测工作的目的

在施工过程中，对基坑、坑周地层的沉降、水平位移以及附近建筑物、地下管道

的变形及受力情况进行跟踪测量，所取得的数据能可靠地反映施工所造成的影响。

施工中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工技术和外界其它因素的复杂

影响，实际情况与理论上常常有出入。在理论分析指导下有计划地进行现场监测工作，

对于保证安全、减少不必要的损失是很重要的。

监控的目的可归纳为如下几点：

<1>监视分析基坑周围土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层

的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。

<2>掌握支护体系的受力和变位状态，并对其安全稳定性进行评价。

<3>根据地质条件和施工方法，对施工影响范围内的地表沉降预先进行估算和研

究，并对基坑附近的建（构）筑物、地下管线等可能受到影响的程度作出评估和提出

处理方案，确保它们在施工过程中处于安全的工作状态。

<4>通过现场监测信息反馈和施工中的地质调查，及时调整支护参数和采取相应

的工程措施，优化施工工艺，达到工程优质、安全施工、经济合理、施工快捷的目的，

并为今后类似工程提供借签。

<5>通过监测结果分析及相关原始数据的采集，为工程科技攻关和科研创新提供

理论依据。

（三）监测工作的内容和项目

序

号

监测项目 监测仪器 监测目的

1 围护结构裂缝及渗水（巡视）

2 地表沉降

NA2002全自动电子水准仪、

铟钢尺

掌握基坑开挖对

周围土体、地下管

3 地下管线

NA2002全自动电子水准仪、

线、围护桩和周围

铟钢尺

NA2002全自动电子水准仪、

铟钢尺

二、测点布设

测点布设包括监测控制点（水准基点、工作基点）及监测点（地表点、建（构）

筑物测点、管线测点等）的布设方法。

（一）控制点的布设

1、水准基点的埋设

沉降监测控制网采用天津市工程高程系统或相对高程系统，本工程监测拟建设

2～3座水准基点。确定水准基点点位时，必须保证点位所在地地基坚实稳定、安全

可靠，并利于标石长期保存与观测。水准基点应尽可能远离工程施工影响范围。

根据工程沿线的地质条件，水准基点拟埋设于施工或降水造成的变形影响深度以

下的地层内，采用深层金属管水准基点，埋深约30.0～40.0m。地面开孔采用水井钻

机施工，清孔彻底后下入保护管，管与孔壁间回填粘土，然后在保护管内下入基点底

座和标杆，底座用水泥固牢（浇固厚度2.0m)；标杆上每隔3.0m设置导正器，且导

正器与保护管接触部位涂抹润滑油。

2、工作基点的埋设

工作基点应根据地层土质状况决定，一般采用混凝土普通水准标石，标石埋设在

地表以下1.5～2.0m左右的深度。本工程拟布设6～8座工作基点，分别位于靠近观

测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置。

工作基点标石的顶面的中央为圆球状不锈钢的金属水准标志。标志须安放正直，

镶接牢固，其顶部应高出标石1～2cm。详见沉降监测工作基点结构大样图。

建筑物的影响程

度及影响范围

4 周边建筑物沉降及倾斜

地面

-断面图

保护井（砖砌）

断面图

工作基点竖向结构图

说明：

沉降监测工作基点结构大样图

3、监测控制点的保护

1.基点体、底座用C20混凝土浇筑。

2.埋设前应清除虚土并夯实地基土。

标石埋设后，在点位四周砌筑规格不应小于1.5m×1.5m×1.0m的砖石护墙，并

围绕标志砌筑内径为0.5m×0.5m×0.5m的砖石方井或园井，上加盖板，并设置醒目

的保护指示牌，做好标记，以便于长期观测。

（二）监测点的埋设

1、建（构）筑物测点

在工程施工影响范围内建筑上布设位移监测点，测点的布设必须根据观测目的、

建筑物的大小、结构特点、荷载分布等因素综合确定。在建筑物的四角、大转角处、

每10～20m处或每隔2～3根承重柱上视实际情况布设沉降监测点。在满足监测建筑

物整体和局部变形的前提下，尽量少布点，以提高工作效率，降低生产成本。

建筑物测点埋设时先在建筑物的基础或墙上钻孔，然后将预埋件放入，孔与测点

四周空隙用水泥砂浆填实。测点基本布设在被测建筑物的角点上，测点的埋设高度应

方便观测，同时测点应采取保护措施，作好明显标志，并进行编号，避免在施工和使

用期间受到破坏。测点的埋设参照下图所示。

墙体

水泥砂浆

5

c

m

20cm

沉降测点

建筑物沉降测点示意图

建筑物倾斜测点通过在建筑物外表面上粘贴刻有十字刻度的贴片进行布设。

地下管线测点布设一般采用地层模拟法和抱箍法，即在管线位置上方钻50～

80cm深的孔，然后将预埋件放入并用水泥砂浆固定，或结合管线的改移，用抱箍将

测杆与管路紧密连接，伸至地面，地面处布置相应的窨井，保证道路交通和人员正常

通行，见下图。测点应采取保护措施，避免在施工和使用期间受到破坏。

窨井

窨井

测杆

管线

抱箍

管线

测杆

①

②

管线测点布设示意图

2、水位观测孔

测点埋设采用地质钻钻孔，孔深根据要求而定（确保能测出施工期产生的水位变

化）。测孔的安装应确保测出施工期间水位的变化。用地质钻机钻直径Φ89mm孔，水

位孔的深度在最低设计水位之下（坑外孔深同基底，坑内孔深达到基坑底下1～2m），

成孔完成后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填至离地表0.5m处，

再用粘土进行封填，以防地表水流入。水位管用Φ55mm的PVC塑料管作滤管，管底

加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.5～1.0m深的沉淀管（不打孔），用来沉

积滤水段带入的少量泥砂，中部管壁周围钻6～8列Φ6mm左右的孔，纵向间距5～

10cm，相邻两列的孔交错排列，呈梅花形布置。管壁外包扎上滤网或土工布作为过滤

层，上部再留出0.5～1.0m作为管口段（不打孔），以保证封口质量。

孔顶盖

2

m

地表

孔口分钻孔段

原状土封口

φ89钻孔

φ55PVC管钻

φ6孔外裹滤网

中粗砂回填

沉淀段

孔底盖

1

m

水位孔布设示意图

3、土体分层沉降及回弹测点

用钻机在预定孔位上钻孔，用纸绳将磁环的三脚爪捆套在管外各预定部位，然后

放入沉降导管。纸绳受水断开后，磁环的三脚爪即张开，使磁环牢固地嵌入土体中。

三、监测方法

（一）地表沉降监测

1、监测目的

地下工程开挖后，地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大

程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映施工过程中围岩变形的全过程。尤其是

对于城市地下工程，若在其附近地表有建筑物时就必须对地表沉降情况进行严格的监

测和控制。

2、监测仪器

N3高精度水准仪、徕卡SPRINTER200M全自动电子水准仪，铟钢尺等。

3、监测方法

①沉降值计算：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高

程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线

上的观测点，一个测站不宜超过3个，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。

地表监测基点为标准水准点（高程已知），监测时通过测得各测点与水准点（基

点）的高程差ΔH，可得到各监测点的标准高程Δht，然后与上次测得高程进行比较，

差值Δh即为该测点的沉降值。即：ΔHt(1,2)=Δht(2)-Δht(1)

在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，

然后按照测站进行平差，求得各点高程。

②数据分析与处理

时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，根据沉降规律判断围岩稳定状态和

施工措施的有效性。

当位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉

降量。

作横断面和纵断面沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半

径、土体体积损失等。

（二）地下管线沉降监测

<1>监测目的：工程周边地下各种管线、管道纵横交错，基坑施工将会使影响范

围内的管线产生不同程度的沉降，为保证施工期间的管线安全，需对施工影响范围内

的重要管线进行监测，主要是燃气和上水管。

<2>监测仪器：N3高精度水准仪、徕卡SPRINTER200M全自动电子水准仪，铟钢

尺等。

<3>监测方法

①沉降值计算：沉降值的计算与地表的沉降计算相同。

②数据分析与处理：

绘制时间——位移曲线散点图。

当位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测最大沉

降量。根据管线的下沉值，判断是否超过安全控制标准。

（三）建筑物沉降、倾斜和开裂监测

<1>监测目的：工程施工必定会引起地面的下沉，从而导致地面建筑物的沉降，

这种沉降一般都是不均匀的，因此将造成地面建筑物的倾斜，甚至开裂破坏，应给予

严格控制。

<2>监测仪器：N3高精度水准仪、徕卡SPRINTER200M全自动电子水准仪、徕卡

全站仪、铟钢尺等。

<3>监测方法

①建筑物沉降观测

沉降值计算：沉降值的计算与地表的沉降计算相同。

数据分析与处理：

绘制时间——位移曲线散点图

当位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测最大沉

降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准以及采

用的工程措施的可靠性。

②建筑物倾斜观测

仪器采用徕卡全站仪TC1800和反射膜片。在待测建筑物不同高度（应大于2/3

建筑物高度）建立上、下两观测点，在大于两倍上、下观测点距离的位置建立观测站，

采用TCA1800型（1"2mm+2ppm）自动全站仪按国家二级位移观测要求测定待测建筑物

上、下观测点的座标值，两次观测座标差值即可计算出该建筑物的倾斜变化量。

它的特点是测量速度快、精度高，仪器可以自由设站。

③建筑物裂缝观测

建筑物的沉降和倾斜必然导致结构构件的应力调整而产生裂缝，裂缝开展状况的

监测通常作为开挖影响程度的重要依据之一。采用直接观测的方法，将裂缝进行编号

并划出测读位置，通过裂缝观测仪进行裂缝宽度测读。同时，用数码相机对裂缝进行

拍照保存。由于裂缝数量和位置无法估计，监测数量和位置也无法确定，应根据现场

情况确定。

（四）地下水位监测

<1>监测目的：监测基坑开挖和主体结构施工期间地下水位的变化情况。

<2>监测仪器：电测水位计、PVC塑料管、电缆线。

<3>监测方法：将电测水位计的探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂

鸣器响，读取孔口标志点处测尺读数a，测得管口标高H，水位标高即为H-a。水位

标高之差即是水位的变化数值。

四、监测控制标准及警戒值

（一）监测变形控制保护等级

基坑应按周围不同环境条件分段划分基坑保护等级，设计时可根据工程具体情况

和工程的重要性按下表选定。

基坑变形控制保护等级标准表

保护地面最大沉降量及围护

等级 结构水平位移控制要求

一 1.地面最大沉降量≤0.10%H；

级 2.围护结构最大水平位移≤0.14%H，且≤30mm。

二 1.地面最大沉降量≤0.20%H；

级 2.围护结构最大水平位移≤0.3%H，且≤50mm。

三 1.地面最大沉降量≤0.50%H；

级 2.围护结构最大水平位移≤0.7%H，且≤80mm。

（二）监测控制标准

对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标

准：

1、建筑物沉降控制标准

桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10mm。天然地基建筑物允许最大沉降值

不应大于30mm。

2、建筑物倾斜控制标准

建筑物允许沉降差控制标准

地基变形允许值

变形特征

中、低压缩性土 高压缩性土

砌体承重结构基础的局部倾斜 0.002 0.003

工民建柱间沉降差：

1．框架结构 0.002L 0.003L

2．砖石墙填充的边排柱 0007L 001L

多层和高层建筑物的地基倾斜变形允许值

变形特征 变形允许值

多层和高层建筑基础的倾斜：

H≤24 0.0040

24≤60 0.0030

64≤100 0.0020

H>100 0.0015

注：H为建筑物高度，单位：m。

3、地下管线及地面控制标准

承插式接头的铸铁水管、钢筋砼水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于

0.0025，采用焊接接头的水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.006，采用焊接

接头的煤气管两个接头之间的局部倾斜值不大于0.002。绝对沉降不应大于30mm。相

应的道路沉降按上述相应管线的标准进行控制。

（三）警戒值

在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的

稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验的Ⅲ级管理制度作为监测管

理方式，如下表所示。

监测管理表

管理等级 管理位移 施工状态

Ⅲ U0＜Un/3 可正常施工

Ⅱ Un/3≤U0≤2Un/3 应注意，并加强监测

Ⅰ U0＞2Un/3 应采取加强支护等措施

注：U0—实测位移值；Un—允许位移值；Un的取值，即监测控制标准。

根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当

放大一些；在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅰ级管理阶则应密切关注，加

强监测，监测频率可达到1～2次/天或更多。

（四）建筑变形测量的精度要求

建筑变形测量的精度要求如下表所示。表中观测地测站高差中误差系指：几何水

准测量测站高差中误差相邻观测点相邻高差中误差；观测点坐标中误差系指观测点相

对测站点的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误

差、建筑物（或构件）相对于底部定点的水平位移分量中误差。

建筑变形测量的精度要求

变形沉降观测 位移观测 适用范围

测量观测点测站高观测点坐标

等级 差中误差(mm) 中误差(mm)

特级 ≤0.05 ≤0.3 特高精度要求的特种精密工程变形观测

一级 ≤0.15 ≤1.0 高精度要求的大型建筑物变形观测

二级 ≤0.50 ≤3.0

中等精度要求的建筑物，重要建筑物主体

倾斜、场地滑坡观测

低精度要求的建筑物变形观测，一般建筑

物主体倾斜观测、场地滑坡观测

三级 ≤1.50 ≤10.0

（五）观测周期

变形观测周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，

根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。当观测中发现变形异常时，应及

时增加观测次数。

控制网复测周期应根据测量目的和点位的稳定情况而定，一般宜每半年复测一

次。在建筑施工过程中应适当缩短观测时间间隔，点位稳定后可适当延长观测时间间

隔。当复测成果或检测成果出现异常，或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影

响时，应及时进行复测。

对于单一层次布网，观测点与控制点应按变形观测周期进行观测；对于两个层次

布网，观测点及联测的控制点应按变形观测周期进行观测，控制网部分可按复测周期

进行观测。

变形观测的首次（即零周期）观测应适当增加观测量，以提高初始值的可靠性。

另外，根据实际情况，经过业主代表特别同意的（监测对象）可以缩短观测周期。

五、监测频率与资料整理提交

（一）监测初始值测定

为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，

观测次数不少于3次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。

测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间

隔半个月两次观测高程差不超过2倍观测点精度。基准点不少于3个，并设在施工影

响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个

监测期间的正常使用。

（二）施工监测频率

根据工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。根据以往同类工程的经验，

拟定监测频率为见下表(最终监测频率须与设计、总包、业主、监理及有关部门协商

后确定)。

注：现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行，监测频率可根据监

测数据变化大小进行适当调整，监测数据有突变时，监测频率加密到每天二～三次，

各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进。

（三）报警指标

监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一

般不宜超过设计限值。本工程报警指标初步拟定为(须得到有关单位的确认)：

监测项目 报警指标

周边地下管线变形监测 累计：煤气管线10mm，其它管线20mm，速率2mm/d

周边建(构)筑物变形监测 累计20㎜，2mm/d

坑外地表剖面变形监测 一级：累计0.001h㎜，2mm/d

围护顶部变形监测 累计30㎜，3mm/d

围护结构侧向位移监测 一级：累计0.0014h<30㎜，3mm/d

坑外潜水水位观测 下降500mm

坑内土体回弹监测 累计回弹30mm

注：1)h值为基坑开挖深度；2)监测值达到极限值的80%，即为报警值。

（四）资料整理、提交及流程

在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。每次观察数据经检查无误后送入

微机，经过专用软件处理，自动生成报表。监测成果当天提交给业主、监理、总包及

其它有关方面。

现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核

无误后当天提交正式报告。如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监

理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。

每周提供监测周报，并附带变化曲线汇总图；在桩基础及围护桩施工完成、每层

土开挖至设计标高且支撑设置完毕并达到设计强度2天后(即下一层土开挖前)、承压

水抽水减压前2天、底板垫层浇筑结束2天后、底板混凝土浇捣结束7天后等施工阶

段分别提交阶段性监测报告；地下室顶板结构完成并延续观测一月结束后10个工作

日内提供监测总结报告。每次监测报告均提供一式六份。

六、监测工作质量保证措施

为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保

证措施：

<1>树立规范意识，监测工作要规范化，标准化。根据具体监测项目编写监测技

术要求和实施细则。这些技术文件经有关部门批准后，以此作为现场作业、检查验收

的依据。监测设计要保证基本资料完备，数据可靠，设计文件和图纸符合有关规定。

<2>制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程

的施工进度控制计划中，在监测工作中严格执行。

<3>人员设备保证，给此工程委派技术水平高、经验丰富的技术人员主持此项工

程，使用高精度的先进测量设备，保证所有监测项目按规定指标完成。作业人员严格

遵守ISO9000管理体系及测量程序文件。

<4>制定完整可行的工序管理流程表，明确质量责任，保证工序产品质量，从接

受任务、现场踏勘到外业施测，以及内业计算、复核、审核层层把关，保证上道工序

不合格不准流入下道工序。

<5>强化作业现场管理，在关键工序、重点工序设置必要的质量控制点，实施现

场检查，作业时严格执行操作规程。对验收中不合格产品坚决返工，并及时对质量进

行跟踪，做出质量记录。

<6>所有量测设备等在使用前均应经过检验，合格后方可使用。测量仪器采用专

人使用、专人保养、专人检校的管理制度。

<7>成立专业化的量测小组，对于不同的量测项目，人员要相对固定，以确保数

据资料的连续性。

<8>所有量测数据均采用计算机进行管理，由专人负责。