岩土工程勘察之现场检验与监测.doc

现场检验与监测6.1现场检验与监测的意义和内容 现场检验与监测是岩土工程中的一个重要环节，它与勘察、设计、施工一起，构成了岩土工程的完整体系。其目的在于保证工程的质量和安全，提高工程效益。 现场检验与监测工作一般是在勘察和施工期进行的。但对有特殊要求的工程，则应在使用、运营期间内继续进行。所谓“特殊要求”指的是：有特殊意义的重大建筑物；一旦损坏造成生命、财产巨大损失或重大社会影响的工程；对建筑物和地基变形有特殊限制的工程；使用了新的设计、施工或地基处理方案，尚缺乏必要经验的工程。 岩土工程勘察重视和强调定量化评价，为解决岩土工程问题而提出对策，制订措施。它在现场检验与监测这一环节中体现得更为明显。通过现场检验与监测所获取的数据，可以预测一些不良地质现象的发展演化趋势及其对工程建筑物的可能危害，以便采取防治对策和措施；也可以通过“足尺试验”进行反分析，求取岩土体的某些工程参数，以此为依据及时修正勘察成果，优化工程设计，必要时应进行补充勘察；它对岩土工程施工质量进行监控，以保证工程的质量和安全。显然，现场检验与监测在提高工程的经济效益、社会效益和环境效益中，起着十分重要的作用。 现场检验和现场监测的含义及内容不尽相同，以下分别加以阐述。 现场检验指的是在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的监控。因此检验工作应包含两方面内容：第一，验证核查岩土工程勘察成果与评价建议，即施工时通过基坑开挖等手段揭露岩土体，所获得的第一性工程地质和水文地质资料较之勘察阶段更为确切，可以用来补充和修正勘察成果。如果实际情况与勘察成果出入较大时，还应进行施工阶段的补充勘察。第二，对岩土工程施工质量的控制与检验，即施工监理与质量控制。例如，天然地基基槽的尺寸、槽底标高的检验，局部异常的处理措施；桩基础施工中的一系列质量监控；地基处理施工质量的控制与检验；深基坑支护系统施工质量的监控等。 现场监测指的是在工程勘察、施工以至运营期间，对工程有影响的不良地质现象、岩土体性状和地下水等进行监测，其目的是为了工程的正常施工和运营，确保安全。监测工作主要包含三方面内容：施工和各类荷载作用下岩土反应性状的监测。例如，土压力观测、岩土体中的应力量测、岩土体变形和位移监测、孔隙水压力观测等。对施工或运营中结构物的监测。对于像核电站等特别重大的结构物，则在整个运营期间都要进行监测。对环境条件的监测。包括对工程地质和水文地质条件中某些要素的监测，尤其是对工程构成威胁的不良地质现象，在勘察期间就应布置监测(如滑坡、崩塌、泥石流、土洞等)；除此之外，还有对相邻结构物及工程设施在施工过程中可能发生的变化、施工振动、噪声和污染等的监测。下面分别就地基基础的检验与监测、岩土体性状的监测和地下水监测三个问题加以讨论6.2地基基础的检验与监测6.2.1天然地基的基槽检验与监测 (一) 现场检验 现场检验适用于天然土层为地基持力层的浅基础。主要作基坑开挖后的验槽工作。为了做好此项工作，要求熟悉勘察报告，掌握地基持力层的空间分布和工程性质，并了解拟建建筑物的类型和工作方式，研究基础设计图纸及环境监测资料等。做好验槽的必要准备工作。 当遇到下列情况之一时，应重点进行验槽： (1)持力层的顶板标高有较大起伏变化。(2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层。 (3)基础范围内存在局部异常土质或有坑穴、古井、老地基或古迹遗址。(4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及废(古)河道、湖泊、沟谷等不良地质、地貌条件。(5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工，基底土质可能受到影响。 验槽的要求是： (1)核对基槽的施工位置、平面尺寸、基础埋深和槽底标高。平面尺寸由设计中心线向两边量测，长、宽尺寸不应偏小；槽底标高的偏差，一般情况下应控制在o50mm范围内。 (2)槽底基础范围内若遇到异常情况时，应结合具体地质、地貌条件提出处理措施。必要时可在槽底进行轻便钎探。当施工揭露的地基土条件与勘察报告有较大出入或者验槽人员认为有必要时，可有针对性地进行补充勘察。 (3)验槽后应写出检验报告，内容包括：岩土描述、槽底土质平面分布图、基槽处理竣工图、现场测试记录的检验报告。验槽报告是岩土工程的重要技术档案，应做到资料齐全，及时归档。 (二) 现场监测 当重要建筑物基坑开挖较深或地基土层较软弱时，可根据需要布置监测工作。现场监测的内容有：基坑底部回弹观测、建筑物基础沉降及各土层的分层沉降观测、地下水控制措施的效果及影响的监测、基坑支护系统工作状态的监测等。后三项监(观)测内容将在以下各节中阐述，这里仅讨论基坑底部回弹观测问题。 高层建筑在采用箱形基础时，由于基坑开挖面积大而深，卸除了土层较大的自重应力后，普遍存在基坑底面的回弹。基坑的回弹再压缩量一般约占建筑物完工时沉降量的l323，最大者达1倍以上；地基土质愈硬则回弹所占比值愈大(表61)。说明基坑回弹不可忽视，应予监测，并将实测沉降量减去回弹量，才是真正的地基土沉降量；否则实际观测的沉降量偏大。 除卸荷回弹外，在基坑暴露期间，土中粘土矿物吸水膨胀、基坑开挖接近临界深度导致土体产生剪切位移以及基坑底部存在承压水时，皆可引起基坑底部隆起，观测时应予以注意。 基底回弹监测应在开挖完工后立即进行，在基坑的不同部位设置固定测点用水准仪观测，且继续进行建筑物施工过程中以至竣工之后的地基沉降监测，最终可绘制基底的回弹、沉降与卸载、加载关系曲线(图61)。6.2.2桩基工程的检测 (一) 桩基工程检测的意义 桩基是高、重建筑物和构筑物的主要基础形式，属深基础类型。它的主要功能是将荷载传递至地下较深处的密实土层或岩层上，以满足承载力和变形的要求。与其他类型的深基础相比较，桩基的几何尺寸较小，施工简便，适用范围广，所以是高、重建筑物和构筑物大量采用的基础形式，近20年来国内的桩基工程新技术获得迅猛发展。为了提高桩基的设计、施工水平，岩土工程师们都很关注桩基质量的检测。 桩基工程按施工方法，可分为预制桩和灌注桩两种，最主要的材料是钢筋混凝土。 一般钢筋混凝土预制桩都是采用锤击打入土层中的，其常见的质量问题是：桩身混凝土标号低或桩身有缺陷，锤击过程中桩头或桩身破裂；桩无法穿透硬夹层而达不到设计标高，由于沉桩挤土引起土层中出现高孔隙水压力，大范围土体隆起和侧移，以至对周围建筑物、管线、道路等产生危害；在桩基施工中，由于相邻工序处理不当，造成基桩过大侧移而引起基桩倾斜、位移。 灌注桩由于成桩过程是“地下作业”，因此控制质量的难度也大，存在的质量问题更多。常见的质量问题是；由于混凝土配合比不准确、稀释和离析等原因，使桩身混凝土强度不够；由于夹泥、断桩、缩颈等原因，造成桩身结构缺陷(不完整)；桩底虚土、沉碴过厚和桩周泥皮过厚，使桩长和桩径不够。 上述预制桩和灌注桩的质量问题，都会导致满足不了承载力和变形的要求，所以需加强桩基质量的检测工作。 (二) 桩基工程梭测的内容 桩基工程检测的内容，除了核对桩的位置、尺寸、距离、数量、类型，核查选用的施工机械、置桩能量与场地条件和工程要求，核查桩基持力层的岩土性质、埋深和起伏变化，以及桩尖进入持力层的深度等以外，通常应包括桩基强度、变形和几何受力条件等三个方面，尤以前者为主。 1，桩基强度 桩基强度检验包括桩身结构完整性和桩承载力的检验。桩身结构完整性是指桩是否存在断桩、缩颈、离析、夹泥、孔洞、沉碴过厚等施工缺陷。常采用声波法、动测法和静力载荷试验等检测。 2桩基变形 桩基变形需通过长期的沉降观测才能获得可靠结果，而且应以群桩在长期荷载作用下的沉降为准。一般工程只要桩身结构完整性和桩承载力满足要求，桩尖已达设计标高，且土层未发生过大隆起，就可以认为已符合设计要求。但重要工程必须进行沉降观测。 3几何受力条件 桩的几何受力条件是指桩位、桩身倾斜度、接头情况、桩顶及桩尖标高等的控制。在软土地区因打桩或基坑开挖造成桩的位移或上浮是经常发生的，通常应以严格的桩基施工工艺操作来控制。必要时应对置桩过程中造成的土体变形、超孔隙水压力以及对相邻工程的影响进行观测。 (三) 桩身质量检测的方法 桩身质量的检测包括桩的承载力、桩身混凝土灌注质量和结构完整性等内容。 桩的承载力检测，最传统而有效的方法是静力载荷试验法。此法为我国法定确定单桩承载力的方法，其试验要点在国家标准建筑地基基础设计规范(GBJ789)等有关规范、手册中均有明确规定。尽管此法费时费钱，在工程实践中仍普遍采用。 桩身混凝土灌注质量和结构完整性检测主要用于大直径灌注桩。检测方法有钻孔取芯法、声波法和动测法。钻孔取芯法可以检查桩身混凝土质量和孔底沉碴。由于芯样小，灌注桩的局部缺陷往往难以被发现。声波法检测灌注桩的混凝土质量轻便、可靠而直观，已得到广泛应用。其测试装置与方法在上一章“岩石声波测试”及第三章“声透测井”论及，大致是相同的，应先在灌注混凝土之前预埋声测管，固定于钢筋笼上。用此法可检测因施工质量造成的断桩、夹泥、缩颈、孔洞等混凝土缺陷。目前多以声时值的变化作为判别的基本依据，而波幅和波形仅作为解释的辅助参量。动测法是在桩顶作用一瞬态作用力或简谐振动力，使桩产生振动响应。通过安装在桩顶的传感器，接收桩土系统在动荷载作用下的响应信号，并以时域波形分析、频域波形分析或传递函数分析方法等进行分析，对桩身结构完整性及承载力作出判断。在对预制桩和灌注桩等不同桩型的检测中已得到广泛应用。动测的方法较多，按桩身与周围土的相对位移量大小可分为高应变法和低应变法两大类。其中高应变法主要有：史密斯法、凯斯法、波形拟合法和锤击贯入法等，可以反映桩土体系的弹塑性响应，通过波动方程求解桩的极限承载力和评价桩身结构的完整性。低应变法主要有：机械阻抗法、应力波反射法和动力参数法等，桩土动力响应处于完全弹性范围内，较适用于桩身结构完整性检测。6.2.3地基加固和改良的检验与监测当地基土的强度和变形不能满足设计要求时，往往需要采用加固与改良的措施。地基加 固与改良的方案、措施较多，各有其适用条件。为了保证地基处理方案的适宜性、使用材料 和施工的质量以及确切的处理效果，按规范规定，应作现场检验与监测。现场检验的内容包括：核查选用方案的适用性，必要时应预先进行一定规模的试验性施工；核查换填或加固材料的质量；核查施工机械特性、输出能量、影响范围和深度；对施工速度、进度、顺序、工序搭接的控制；按有关规范、规程要求，对施工质量的控制；按计划在不同期间和部位对处理效果的核查；检查停工及气候变化或环境条件变化对施工效果的影响。 现场监测的内容包括：对施工中土体性状的改变，如地面沉降、土体变形、超孔隙水压力等的监测；用取样试验、原位测试等方法，进行场地处理前后性状比较和处理效果的监测；对施工造成的振动、噪声和环境污染的监测；必要时作处理后地基长期效果的监测。各种地基加固与改良方案常用的现场检验与监测方法列于表62中，以供参考。6.2.4深基坑开挖和支护的检验与监测 在建筑密集的城市中兴建高层建筑时，往往需要在狭窄的场地上进行深基坑开挖。由于场地的局限性，在基槽平面以外没有足够的空间安全放坡，就不得不设计规模较大的开挖支护系统，以保证施工的顺利进行。由于深基坑开挖与支护在大多数情况下属施工阶段的临时性工程，以往工程部门往往不愿投入足够的资金，也未引起岩土工程师的足够重视。但是许多工程的失效事故表明：该工程具有很大的风险性，是“最具挑战性的工程”。因而是当今岩土工程界研究的热门课题。 随着高层建筑基坑开挖深度不断加大，复杂的环境条件也对支护结构的工作状态和位移提出了愈来愈严格的限制，就要求岩土工程师在不断发展、创立新的支护理论和结构系统的同时，实行严格的检验与监测，以保证安全、顺利地施工。 深基坑开挖支护系统的施工质量，对整个系统的工作状态是否正常有重大影响。施工质量的好坏主要表现在：支护系统的类型、材料、构造尺寸、装设的位置和方法是否符合设计要求，装设施工是否及时，施工顺序是否与设计要求一致，地下水控制施工是否满足设计要求等方面。一个设计合理的支护系统，可能由于施工质量差而导致重大事故。为避免事故的出现，就要求检验与监测工作应在整个施工场地的各个部分同时进行，在系统的整个工作期间内不得间断。 检验与监测工作内容有以下几方面： (1)对支护结构施工安设工作的现场监理。检查结构尺寸、规格、质量、施工方法及支撑程序是否与设计一致。在装设过程中，当由于客观情况致使支护系统构造、尺寸或装设位置不能与设计相符时，施工人员与设计人员应协商，及时采取调整措施，以保证施工正常进行。 (2)监测土体变形与支护结构的位移。观测的时间间隔视气象条件和施工进度而定，可为每日、每三日或每周进行一次。 (3)对地下水控制设施的装设及运营情况进行监测。观测地下水及土体中孑L隙水压力的变化情况，注意施工影响及渗漏、冒水、管涌、流土等不良地质现象的发生。在支护系统运营过程中，观测时间间隔亦视气象条件和施工进度，可定为每日、每三日或每周进行一次。 (4)对邻近的建筑物和重要设施进行监测。注意有无沉降、倾斜、裂缝等现象发生。观测的时间间隔，亦应根据施工进度、气象条件、施工影响的范围和程度来确定。 很多工程实例表明：对施工场地及周围环境的肉眼巡检是很有意义的，应专派有经验的工程师逐日进行。施工条件的改变、现场堆载的变化、管道渗漏和施工用水不适当的排放、温度骤变或降雨等，都应在工程师的监视之下并应有完整的记录。地面裂缝、支护结构工作失常、渗漏、管涌、流土等，更是可以通过肉眼巡检在早期发现的。此外，预先确定各方面临界状态报警值，及时反馈监测结果，使出现的问题得到及时处理，将能大大减少可能出现的事故。 6.2.5建筑物的沉降观测(一) 沉降观测的对象：(1)一级建筑物。 (2)不均匀或软弱地基上的重要二级及以上建筑物。 (3)加层、接建或因地基变形、局部失稳而使结构产生裂缝的建筑物。(4)受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物。(5)需要积累建筑经验或进行反分析计算参数的工程。 (二) 观测点的布置及观测方法 一般是在建筑物周边的墙、柱或基础的同一高程处设置多个固定的观测点，且在墙角、纵横墙交叉处和沉陷缝两侧都应有测点控制。距离建筑物一定范围设基准点，从建筑物修建开始直至竣工以后的相当长时间内定期观测各测点高程的变化。观测次数和间隔时间应根据观测目的、加载情况和沉降速率确定。当沉降速率小于lmm100d时可停止经常性的观测。建筑物竣工后的观测间隔按表63确定。 根据观测结果绘制加载、沉降与时间的关系曲线。由此可以较好地划定地基土的变形性和均一性；与预测的结论对比，以检验计算采用的理论公式、方案和所用参数的可靠性；获得在一定土质条件下选择建筑结构型式的经验。也可由实测结果进行反分析，即反求土层模量或确定沉降计算经验系数。 北京国际信托大厦系一剪力墙内筒外框结构的高层建筑，地面以上28层(高104.1m)。地下两层，采用箱形基础，埋深12.73m。该工程自箱基的隔水架空层浇筑完毕起沿基础的纵横轴线安设了138个观测点进行系统的沉降观测，截止竣工后约4年的观测资料如图62和图63所示。6.3岩土体性质与状态的监测6.3.1岩土体变形监测 (一) 岩土体变形监测的意义 岩土体的变形量是评价岩土体及建筑物稳定状态或建筑物是否能正常使用最直接的指标，监测结果亦可用作反演计算的参数或检验计算方法的适宜性。对工程岩土体采取加固措施时也需以变形监测资料作依据。 由于岩土体的工程性质复杂而多变，勘察时往往难以掌握清楚，以致所作的评价不够确切。对一些重大工程，尤其是复杂地质条件的工程，进行岩土体和建筑物变形监测就十分必要。不仅可及时发现问题，采取对策和措施，以保证工程的正常施工和使用，而且积累有价值的经验资料，对发展岩土力学和提高勘察工作水平皆有重要意义。 (二) 岩土体变形监测的内容和方法 岩土体变形监测内容广泛，主要包括各种不良地质现象和各类工程(各种地基基础工程、边坡工程和地下工程)所涉及的岩土体内部的压缩、拉伸及剪切变形和表面位移量的监测。这里着重介绍边坡工程和滑坡以及地下工程岩土体变形监测的内容和方法。 1)边坡工程和滑坡的监测 边坡工程和滑坡监测的目的，一是正确判定其稳定状态，预测位移、变形的发展趋势，作出边坡失稳或滑坡临滑前的预报；二是为整治提供科学依据以及检验整治的效果。监测内容可分地面位移监测、岩土体内部变形和滑动面位置监测以及地下水观测三项。本节只论述前二项内容，后一项内容将在下节中讨论。(1)地面位移监测。主要采用经纬仪、水准仪或光电测距仪重复观测各测点的位移方向和水平、铅直距离，以此来判定地面位移矢量及其随时间变化的情况。测点可根据具体条件和要求布置成不同型式的线、网，一般在条件较复杂和位移较大的部位测点应适当加密。图64为长江三峡工程库区内新滩滑坡地面位移观测点平面布置图，测点主要集中布置在地面位移量较大的姜家坡一带。对于规模较大的滑坡，还可采用航空摄影测量和全球卫星定位系统来进行监测。也可采用伸缩仪和倾斜计等简易方法监测。监测结果应整理成曲线图，并以此来分析滑坡或工程边坡的稳定性发展趋势，作临滑预报。图65即为新滩滑坡铅直位移时间关系曲线，从图上可以清晰地看出，该滑坡从1985年5月开始铅直位移量显著增大，到6月12日便发生了整体下滑，滑坡方量约3X10m3。由于临滑预报非常成功，避免了人员伤亡的重大事故。 除了绘制位移时间关系曲线图外，还应绘制各监测点的位移矢量图。图66是日本某滑坡用光电测距仪监测所获得的位移矢量图，可以看出滑坡的位移范围、方向和各部位位移量的大小。铁路线和国道位于滑坡位移区之外，不受该滑坡的影响。 (2)岩土体内部变形和滑动面位置监测。准确地确定滑动面位置是进行滑坡稳定性分析和整治的前提条件，它对于正处于蠕滑阶段的滑坡效果显著。目前常用的监测方法有；管式应变计、倾斜计和位移计等。它们皆借助于钻孔进行监测的。下面简要介绍这几种方法。 管式应变计监测是在聚氯乙烯管上隔一定距离贴电阻应变片，随后将其埋置于钻孔中，用于测量由于滑坡滑动引起管子的变形。其安装方法如图6?所示。安装变形管时必须使应变片正对着滑动方向。测量结果可清楚地显示出滑坡体随时间不同深度的位移变形情况以及滑动面的位置。图68即为某滑坡用管式应变计监测的成果，滑动面深度为4.4m。此法较简便，在国内外使用最为广泛。倾斜计是一种量测滑坡引起钻孔弯曲的装置，可以有效地了解滑动面的深度。该装置有两种型式：一种是由地面悬挂一个传感器至钻孔中，量测预定各深度的弯曲(图69)；另一种是钻孔中按深度装置固定的传感器(图610)。其监测结果如图611所示，滑动面深度为3.5m。位移计是一种靠测量金属线伸长来确定滑动面位置的装置，一般采用多层位移计量测，将金属线固定于孔壁的各层位上，末端固定于滑床上(图612)。它可以用来判断滑动面的深度和滑坡体随时间的位移变形。 2)洞室壁面收敛量测 收敛量测是直接量测岩体表面两点间的距离改变量，它被用于了解洞室壁面间的相对变形和边坡上张裂缝的发展变化，据以对工程稳定性趋势作出评价和对破坏时间作出预报。边坡张裂缝量测方法比较简单，一般在裂缝两侧埋设固定点，用钢卷尺直接量测即可。洞室壁面收敛量测则需借助于专用的收敛计，下面作简要介绍。 作收敛量测时，首先要选择代表性的洞段，量测前在壁面设测桩，收敛计的选择可根据量测方向、位移大小和观测精度确定。收敛计分垂直方向的、水平方向的和倾斜方向的几种。垂直收敛计量测洞室顶、底板之间的相对变形，可使用悬挂型和螺栓型二种收敛计(图613)。前者可免除每次量测时的攀高问题，对高边墙洞室具有明显的优点，且这种收敛计可以从顶板上的基点作洞壁全断面放射状量测，使用方便。后者不但具有悬挂型的优点，且因螺栓测点可以紧靠开挖工作面埋设，尽可能取得岩体的“全变形”资料。水平收敛计目前常用的是带式收敛计和钢尺式收敛计。它们在跨度不大的洞室中使用，携带方便，安装简单，比较适用。但是当洞室跨度较大时，由于收敛计挠曲变形而使量测精度明显降低。因而要增加收敛计钢尺(带)的刚度和施加一定的拉力，以减少钢尺(带)的挠曲变形，在分析收敛量读数时进行适当的挠曲校正。一般钢尺(带)的材料为铟钢，每次量测时需用恒定的拉力，需精确量测时尚应消除温度的影响。 倾斜方向的变形量测，也可以使用水平收敛计，但此时收敛计与测桩间应改为球铰连接方式，以适应不同方向量测的要求。当洞室稳定性出现问题时，应设限位开关的多点地表位移伸长计及报警装置。对洞室稳定性进行评价时，应分析变形(位移)与时间的关系曲线；当变形加速发展时，可根据曲线的延伸趋势作出破坏时间的预报。6.3.2岩土体内部应力量测岩土体内部应力量测与变形量测的意义一样，可用来监测建筑物的安全使用，亦可检验计算模型和计算参数的适用性和准确性。岩土体内部的应力可分为初始应力和二次应力。初始应力也称地应力，它的概念和量测原理及方法已在前一章中论述过了，这里仅讨论工程建筑物兴建后的二次应力，主要指的是房屋建筑基础底面与地基土的接触压力；挡土结构上的土压力以及洞室的围岩压力等的量测问题。岩土压力的量测是借助于压力传感器装置来实现的，一般将压力传感器埋设于结构物与岩土体的接触面上。目前国内外采用的压力传感器多数为压力盒，有液压式、气压式、钢弦式和电阻应变式等不同型式和规格的产品，以后两种较常用。由于压力观测是在施工和运营期间进行的，互有干扰，所以务必要注意量测装置不被破坏。为了保证量测数据的可靠性，压力盒应有足够的强度和耐久性，加压、减压线性良好，能适应温度和环境条件变化而保持稳定。应注意压力盒与土体刚度的协调问题，埋设时应避免对土体的扰动，回填土的性状应与周围土体一致。通过定时观测，便可获得岩土压力随时间变化的资料。图614即为某洞室工程结构物上所作用的围岩压力图形。6.4 地下水的监测6.4.1地下水监测的意义和条件地下水对工程岩土体的强度和变形以及对建筑物稳定性的影响，都是极为重要的。例如，在高层建筑深基坑开挖和支护中，由于地下水的作用，可能会导致坑底上鼓溃决、流砂突涌、支护结构移位倾倒、降水引起周围地面沉降而导致建筑物破坏。因此在深基坑施工过程中要加强地下水的监测。地下水也是各种不良地质现象产生的重要因素。例如，作用于滑坡上的孔隙水压力、浮托力和动水压力，直接影响滑坡的稳定性；饱水砂土的管涌和液化、岩溶区的地面塌陷等，无不与地下水的作用息息相关。当前，我国高层建筑深基坑工程和大型地下构筑物与日俱增，而且各类建筑物和构筑物往往兴建于不同的复杂地质环境中，因此要对地下水压力、孔隙水压力准确控制，以保证工程顺利、安全施工和正常运行。对地下水进行监测，不同于水文地质学中“长期观测”的含义。因观测是针对地下水的天然水位、水量和水质的时间变化规律的，一般仅是提出动态观测资料。而监测则不仅仅是观测，还要根据观测资料提出问题，制订处理方案和措施。那么在什么条件下应进行地下水监测呢?根据规范规定，大致有以下几种情况：当地下水位的升降影响岩土体稳定，以致产生不良地质现象时；当地下水位上升对构筑物产生浮托力或对地下室和地下构筑物的防潮、防水产生较大影响时；当施工排水对工程有较大影响时；当施工或环境条件改变造成的孔隙水压力、地下水压力的变化对岩土工程有较大影响时。地下水监测的内容包括：地下水位的升降、变化幅度及其与地表水、大气降水的关系；工程降水对地质环境及附近建筑物的影响；深基、洞室施工，评价斜坡、岸边工程稳定和加固软土地基等进行孔隙水压力和地下水压力的监控；管涌和流土现象对动水压力的监控；当工程可能受腐蚀时，对地下水水质的监测等。下面主要就孔隙水压力、地下水压力和水质监测进行讨论。6.4.2孔隙水压力监测孔隙水压力对岩土体变形和稳定性有很大的影响，因此在饱和土层中进行地基处理和基础施工过程中以及研究滑坡稳定性等问题时，孔隙水压力的监测很有必要。其具体监测目的如表64所示。监测孔隙水压力所用的孔隙水压力计型号和规格较多，应根据监测目的、岩土的渗透性和监测期长短等条件选择，其精度、灵敏度和量程必须满足要求。现将仪器的类型、适用条件和计算公式列于表65中。孔隙水压力监测点的布置视不同目的而异，一般是将多个压力计顺孔隙水压力变化最大的方向埋置，以形成监测剖面和监测网，各点的埋置深度可不相同，以能观测到孔隙水压力变化为准。压力计可采用钻孔法或压人法埋设。压入法只适用于软土。采用钻孔法时，当钻达埋置深度后先于孔底填入少量砂子，待置入测头后再在周围和上部填砂，最后用膨胀性粘土球将钻孔全部严密封堵。由于埋设压力计时会改变土体中的应力和孔隙水压力的平衡条件，所以需要一定时间待其恢复原状后才能进行正式观测。观测结果应整理成曲线图。图615为上海某海堤试验段孔隙水压力和填土荷重的关系曲线。从图中可以看出，当荷重达到49kPa时，各测点孔隙水压力增量有一个拐点，表明地基土有塑流趋势，应降低加荷速率使孔隙水压力消散。否则将遭致地基土滑动破坏。6.4.2地下水压力(水位)和水质监测地下水压力(水位)和水质监测工作的布置，应根据岩土体的性状和工程类型确定。一般顺地下水流向布置观测线。为了监测地表水与地下水之间关系，则应垂直地表水体的岸边线布置观测线。在水位变化大的地段、上层滞水或裂隙水聚集地带，皆应布置观测孔。基坑开挖工程降水的监测孔应垂直基坑长边布置观测线，其深度应达到基础施工的最大降水深度以下1m处。动态监测除布置监测孔，还可利用地下水天然露头或水井。地下水动态监测应不少于1个水文年。观测内容除了地下水位外，还应包括水温、泉的流量，在某些监测孔中有时尚应进行定期取水样作化学分析和抽水。观测时间间隔视目的和动态变化急缓时期而定，一般雨汛期加密，干旱季节放疏，可以35天或10天观测一次，而且各监测孔皆同时进行观测。作化学分析的水样，可放宽取样时间间隔，但每年不宜少于4次。观测上述各项内容的同时，还应观测大气降水、气温和地表水体(河、湖)的水位等，藉以相互对照。监测成果应及时整理，并根据所提出的地下水和大气降水量的动态变化曲线图、地下水压(水位)动态变化曲线图、不同时期的水位深度图、等水位线图、不同时期有害化学成分的等值线图等资料，分析对工程设施的影响，提出防治对策和措施。