壓力位移的觀測

PAGEPAGE96．壓力、位移的觀測在地基處理（填土碾壓、堆載預(yù)壓、排水固結(jié)等）、基礎(chǔ)施工及建筑物運營期間，地基土壓力和空隙水壓力測試、地基的沉降和水平位移觀測，是地基基礎(chǔ)工程質(zhì)量控制的主要依據(jù)之一。在荷載作用下，土層的固結(jié)過程就是空隙水壓力消散和有效應(yīng)力增加的過程，土中總應(yīng)力σ與有效應(yīng)力σ′，空隙水壓力u三者的關(guān)系為：σ′＝σ－u。因此，測定土體在受力的情況下土壓力和空隙水壓力值及其消長速度和程度，對于計算地基土在不同排水條件及不同荷載作用下的固結(jié)度、推算土體強度隨時間變化、控制施工速度等，極為重要。地基沉降變形、水平位移觀測，也是地基基礎(chǔ)工程質(zhì)量控制的主要依據(jù)之一。6.1土壓力測試 6.1.１土體總壓力的測試(1)測試設(shè)備：土壓力計和測量部分（比例電橋）。土壓力計：它必須有足夠的強度和耐久性，它能承受上覆土層較大的靜壓與輕微動壓。按使用要求分為土中土壓力計和接觸壓力計兩種。按原理結(jié)構(gòu)分為電氣式（差動電阻式、電阻應(yīng)變式、電感式）、鋼弦式、液壓式、氣壓式等。圖6-1為常用的差動電阻式土壓力計結(jié)構(gòu)示意圖。圖6-1差動電阻式土壓力計結(jié)構(gòu)示意圖(2)試驗步驟：按圖6-2所示方法埋設(shè)土壓力計?；靥钔列誀顟?yīng)與地基土一致，否則會引起土壓力重新分布。土壓力計引出電纜線一定注意不要在施工中被破壞，將各個土壓力計的埋設(shè)位置、時間、土性等一一記錄。制測量：調(diào)節(jié)比兼例電橋平衡，鄭將各個土壓力超計讀嬸數(shù)蘇P易m疏（窮KP擠a陣）一一記錄。客如果檢流計指放針有反?，F(xiàn)象嶼，或與前次觀干測值相差很大榆時，應(yīng)進行檢近查。（注意埋份設(shè)前的土壓力睛計電阻比只能冶作參考，土壓汪力計埋設(shè)后，屯應(yīng)重新測基準汪值。）劈(3補)日資料整理：袋根據(jù)土壓力計維讀密數(shù)瓶P抽m凝，查標定曲線畢獲得土壓兼力限P壘０必（出KP巡a佛）。吧以土壓襪力效P沒０利為縱坐標，以律時匆間顧t裁為橫坐標繪制糞土壓力變化過灑程曲線。（可聲以將埋設(shè)在同足一處的孔隙水帳壓力計所測出邪的孔隙水壓力拋隨時間變化曲欄線繪在同一張輛圖上）寇圖孔6-滿2粱土壓力計繁埋設(shè)認慈餐原孔隙水壓力的廉測試她(1嘴)皆測試設(shè)備：迫同土壓力計一廊樣也有電氣式淘、鋼弦式、液月壓式、氣壓式森等型式。芬圖姑6-嫩3撲為常用的液壓仆式孔隙水壓力點計結(jié)構(gòu)示意圖罷。掛液壓式孔隙水壞壓力計常用的妻為封閉雙管宇式厘(脆圖燥6-3捎)蒜，由測頭、傳刊壓導(dǎo)管及測量殺系統(tǒng)組成。當叔測頭埋入土中這，孔隙水壓力誦通過透水石及招傳導(dǎo)管至零位蛇指示器，使水剖銀面發(fā)生變化循，用活塞調(diào)壓蒸筒調(diào)節(jié)壓力使越水銀面回到起變始位置，則壓流力表上所示的或壓力值就是測填讀的孔隙水壓狗力值（需經(jīng)位蠅置校正），經(jīng)威計算可得地基彎中的孔隙水壓或力值。偽為了使一個測傳量系統(tǒng)帶幾個漏測頭，可采用覽聯(lián)接器。要整個系統(tǒng)應(yīng)保溫證密封，測量送系統(tǒng)一般在正揭壓姿80剝0壺～爽900KP侵a堵作用下不漏氣主；在負壓一個李大氣壓下不進孤氣。測量范圍坊為缺－愉4.銳0擔～朽60級m敘水柱高，估計風誤差再為征±澤20cm堆水柱高。赤氣泡的存在是朽影響該種儀器逃的主要因素，歡須注意排除。粥蘇誠鞋識圖稻6-漲3睜液壓式孔闊隙水壓力計示鍛意圖露1爽.忌測量部分唇；詞2塌.旁進水聯(lián)接器華；重3荷.堅出水聯(lián)接器潮；隱4尼.加測琴頭旱5叉.剛手壓水泵琴；恢6熄.艘零位指示器；浴7景.份活塞調(diào)壓筒擴；速8蹤.柱壓力也表飼9垮.均真空表筒；憑1萬0避塑料瓶康；稱11塌.免指示器螺釘位；年12漫.殃導(dǎo)班管辟(久塑料稠管立)資(2動)印試驗步驟：至埋設(shè)測頭：埋錫設(shè)方式有鉆孔珍埋設(shè)、壓入和熄填土前埋設(shè)三徹種方式。前兩竊種墨埋設(shè)過程，都色要改變土中孔詞隙水壓力，因預(yù)此最好在施工邊前埋設(shè)測頭。判觀測讀數(shù)：觀談測前先用無氣炕水充水排氣，棋充水壓力不宜刷過大，否則測魄頭附近將產(chǎn)生旅沖刷作用。觀繳測中不應(yīng)有氣妖泡產(chǎn)生，必須樓參考上次的讀佳數(shù)，按估計預(yù)哪測的壓力進行蟻預(yù)調(diào)，并給以病一定的平衡時衣間，才能得出續(xù)準確的壓力表毅讀股數(shù)桶P段。狼(3劣)尺資料整理：祝A跑.斬測點處孔隙水縱壓力計算公式作式中德：隊u抓－土體中的孔塵隙水壓力客（盛KP李a場）；倚P已－壓力表讀數(shù)倚（卷KP休a好）；瞞ρ掌ω瞞－水的重度黎（描KN/m岔3座）；溜h解－測點處至壓脆力表基準面高角（茄m悠）。龜B制.哀繪制孔隙水壓危力水與荷載（密或填土高度）粥關(guān)系曲服線腦(巖圖膽6-4撓)谷、孔隙水壓力勾與時間變化關(guān)士系曲徐線志(課圖描6-5鍬)禾及孔隙水壓力假等值線圖。綜闊合分析各項測棚試數(shù)據(jù)，可以園有效的控制施貿(mào)工荷載強度、槳加載速率，判躺別孔隙水壓力倘的分布狀態(tài)，占為地基穩(wěn)定評擊價提供科學依腎據(jù)?？鍒D恨6-鞏4盡浙江省敵杜湖水庫孔隙優(yōu)水壓力與壩體拌填土高度關(guān)系餃曲線靠圖趙6-摸5例孔隙水很壓力－時間曲擦線工程實例患(復(fù)１沙)加友浙江杜湖水庫睬：桑根據(jù)孔隙水壓適力與土壩填土塔高度關(guān)系曲線聾（雀圖演6-三4涌），當壩體填井土高度達鼠10.6m唐時傅(亭屑相當于土柱壓弊力浸為扔175KN/琴m去2統(tǒng))央務(wù)，孔隙水壓力眨顯著增加，表甘明測點附近地堪基土已開始發(fā)綢生局部剪切破弄壞。此時應(yīng)控勇制施工進度，視待孔隙水壓力猜消或散鑼(母u克下降、效正應(yīng)挖力睜σ粥′要增艦加熱)腸后繼續(xù)施工。向２．上海金山半石油化總廠拆一萬立方米綱油罐：盈軟粘土地基在繩各級預(yù)壓載荷距下，孔隙水壓榮力隨時間的變堅化張(梨聯(lián)圖棍6-6字)飾，與荷載正相獻關(guān)勝，蛇航店加荷停歇期孔答隙水壓力有所反下降。據(jù)此，近可以有效的控記制加荷速率，宿避免地基土因毀剪應(yīng)力增加過紹快而發(fā)生破壞閱。中圖抖6-6弦曬上海金山石油顏化總廠大型油堅罐軟粘土地基欺孔隙水壓屈力燃u陸與時巧間允t鄰關(guān)系曲線左6.2致眉地基與基礎(chǔ)的油沉降變形和水愿平位移觀測遍練究比地基沉降變形愛觀測柴濱.蛇1熱深標點水準儀忍觀測槐深標點沉降觀鄉(xiāng)測包括：懂基坑回彈觀測你：觀測深埋大突型基礎(chǔ)在基坑背開挖后，因基瑞坑土自重卸載顛而產(chǎn)生的基底渴隆起變形?；孬F彈標有測桿式防和磁錘式兩月種咳(其圖陵6-7漫)銅。割地基土分層觀佛測：掌握地基貓土的有效壓縮葉層厚度及各層金土的變形特征瓶。分層標結(jié)構(gòu)慣見妨圖攤6-悼8潮。幫地基土變形對啦周邊影響觀測晝：針對毗鄰高鐘層建筑物、深傻基坑開挖、施汁工中的井點降抗水、大面積樁齊基施工等情況聞，所引起的相角鄰地段應(yīng)力重脫新分布和地基績變形而進行的投觀測。搬虜忠瓶圖未6-7騾勤回彈標結(jié)構(gòu)示茂意抓圖鄰快介靠鉛述圖蓮6-8愈猴分層標結(jié)構(gòu)示妄意浪圖殲窩聚1剃.紫標志頭站；鉆2臟.盈連接圓盤鼠；醋3愈.虹反絲扣玩；式4錄.涼標志頂槽；挎誦1孤.塵芯管輩；放2撤.詳套管僅；視3咱.佩導(dǎo)輪持；郵4劇.革上線帽絡(luò)；義5項.普油配根；誠5胳.單回彈標志稅；摸6懲.院鉆孔套管社；椒7融.男固定螺絲煎；女8興.梅水準般泡夜織6宇.姑變徑束節(jié)鑒；碼7艙.榜套管安；蒜8纖.巷下線帽挨；獨9巡.驗測頭午(1均)?；貜棙说穆裨O(shè)槽和觀測骨：珠A毒,信測桿式回彈標槐：欄a叮.神用鉆機在預(yù)定塌位置上鉆孔，凈直至預(yù)計坑底膊標高。滿b冶.夠?qū)酥绢^放入求孔內(nèi)，壓入孔練底，一般應(yīng)使趣其低于基坑底煎面棗1句0子～壞20cm階，以防挖基坑物時被鏟壞。界c念.管將測桿放入孔爆內(nèi)，并使其底蝕面與標志頭頂爬部緊密接觸，丈上部的水準氣膚泡居中。迅d綢.典用三個定位螺找絲將測桿固定盒在套管上。刑e緣.遵在測桿上豎立蕩鋼尺，用水準寇儀觀測高程。繭B乎.走磁錘式回彈標醫(yī)：肢a.b鴨.浴同測桿式。羞c壁.副將水準儀置于俯水準點和回彈鵲標中間，視距籌最大為晝30m繪，后視點用鋼勾水準尺，前視喚用經(jīng)鑒定的毫晉米刻度專用鋼納尺，由磁鐵吸藏住坑底標志，日如與圖夏6-東9洗所示。竭基坑回彈觀測鑄對于一個工程功不應(yīng)少于三次選。第一次在開圣挖基坑之前；晉第二次在開挖磨基坑之后；第挺三次在澆注基夏礎(chǔ)之前。對于粱分階段開挖的釘深基坑，可在鼓中間增加觀測霜次數(shù)?；?2厘)朽分層標的埋設(shè)朝和觀測齒：塞喜夜分層標一般是彈用內(nèi)管和保護搜管組成的雙金違屬管型。鉆孔絲時除考慮口徑蛙大小符合管徑饒要求外，還必儲須保證孔壁垂輸直。為了避免故套管下沉影響不內(nèi)標，在管套因?qū)祟^壓入預(yù)賤定深度后，需狼將套管拔離標壓頭婆3談0鋒～出50cm跡。在套管內(nèi)灌倚砂填實，待基低礎(chǔ)底板澆灌后摩再固定。分層襯標埋設(shè)后，一痰般要盛求套5閉天之后才可進勿行觀測。觀測嚴周期、觀測方黃法和各項要求盼，類同回彈標最觀測。左圖鋪6-9彈踢磁錘式回彈標獨觀測示意圖咐1.豆指水準基點益；購2焰.躁水準尺切；掉3芒.菠水準儀費；暗4攜.筍三角架給；費5腿.綱滑輪；輕6黨.較套管頂；辦7熊.摔鋼尺摸；蚊8透.登重錘碰；違9烤.授磁鐵惡；晴10談.杠標頂討德.2慧弓磁環(huán)式沉降儀慨觀測泰(1緒)望儀器與工作原首理蹦：晚磁環(huán)式沉降儀溝包括磁鐵環(huán)、奇導(dǎo)管及探測頭郊三部凝分倉(搜圖勉6-10漆)仙，其工作原理插系將磁鐵環(huán)固飯定到所需測定儀深度的土層中熄，在導(dǎo)管中放支入探測頭，當辮探測頭接近磁沾環(huán)處，由于電慕磁感應(yīng)發(fā)出信碰號，就可以從縱標尺上測出磁亭環(huán)的位置。測炕量精度可捐達劑1售～打2m每m沫。革圖撇6-10乒翅分層沉降觀測據(jù)裝置示意圖酷1太.織磁鐵環(huán)娃；減2灶.鎖導(dǎo)管燙；和3獎.厭探測頭洲；易4拴.張標尺腔(2烤)蛋儀器埋設(shè)與觀敏測要點尸犬：擁觀測沉降的可生靠性，主要取遠決于埋設(shè)技術(shù)槳，因此埋設(shè)時訂要特別仔細。釘a劣.架首先在觀測部耽位鉆掘成桐孔控(蝴下土質(zhì)松軟的地唯層應(yīng)下套管或假用泥漿護糞壁票汪)文；季b攏.摩成孔后將導(dǎo)管孤放入，然后稍抹許拔起套管，鈔在導(dǎo)管與孔壁睜間用膨脹粘土冷球充填并搗實假；棗c星.既用專用工具將夫磁環(huán)套在導(dǎo)管耗外送至填充的籃粘土面上，用稻力壓磁環(huán)，迫央使磁環(huán)上的三砌角爪插入土層剩中。然后將套某管向上拔至另嗎一需預(yù)埋磁環(huán)稍的深度，并用足膨脹粘土球充拿填鉆孔，按上住述的方法埋設(shè)育第二個磁環(huán)。愚如此，在整個弱鉆孔中完成磁球環(huán)的埋設(shè)。習d榴.章磁環(huán)埋好后應(yīng)易按時測量，待宰基本穩(wěn)定后，解取初始讀數(shù)。吊用水準儀測出虎導(dǎo)管口高程，客并用探頭自上管而下依次逐點待測定導(dǎo)管內(nèi)各都磁環(huán)至導(dǎo)管頂樹距離，換算出薦相應(yīng)各點高程枝?？錯蘋.清在施工和使用縱期間，按規(guī)定緩時間進行觀測乓。莖禮參地基水平位移攪觀測象(1拍)脊測試設(shè)備悲：逼測量地基深層每水平位移的儀案器，通常采用糧測斜儀。測斜由儀分固定式和板活動式兩種。慈目前，普遍采即用活動式測斜拒儀。該儀器可嚴以消除零點漂岡移的誤差，只贊使用一個測頭怎，即可在土層路中連續(xù)測量，補測點數(shù)量可以賺任選?；\測斜儀主要由街測頭、接收指察示器、連接電兆纜和測斜導(dǎo)管象等四部分組成茫。關(guān)測頭有滑線電丑阻式、鋼弦式蒸、差動變壓器戒式、伺服加速啞度計式以及電布阻應(yīng)變式等。頃伺服加速度計甘式是在測頭內(nèi)桐的感應(yīng)軸上互進成璃90舍°戰(zhàn)安裝兩個加速刊度計。這種測錘頭可測的最大者傾角危位尼±53扁°吵，法在憐±7晝°趣范圍內(nèi)精度較輩高。電阻應(yīng)變鑼計式是在測頭緒內(nèi)裝有一用重碗錘懸吊的彈簧廚片，片上貼有慮組成電橋的電聲阻應(yīng)變片，并艦充硅油以增加殼阻尼，額定量憂程銀為堅±10腎°豐，每度的微應(yīng)駱變?yōu)楣?15銳μ鏟。岡接收指示器：蘇伺服加速度計衣式用數(shù)字顯示樂儀表，讀數(shù)補為者2.5×si怨n陵θ卵，肥θ固為導(dǎo)管傾角?？藢x于兄30桂°淚的傾探角疤si袋n義θ已=0.5籠,裙則讀數(shù)為番2煙．呼5×牙0.緞5繭＝易1.2煎5單，此即為儀器君的基準因素。似由于輪距為歇0.5m歲，所以，讀數(shù)沈除潛以樣5露即為以米計的宵位移量。持電阻應(yīng)變計式龜用靜態(tài)電阻應(yīng)蒸變儀作接收指分示器。天電纜采用有距第離標記的電纜茶線。用時在測祥頭重力作用下弟不應(yīng)有伸長現(xiàn)仍象。撈測斜管有鋁合錦金管和塑料管辛兩種，四個縱正向?qū)Р劬加谕軆?nèi)。測斜管料的性能是影響居精度的主要因賀素，除導(dǎo)管的飛模量既要與土卻體的模量接近濟、又要不因土聾壓力變形外，普導(dǎo)槽的成型精鳴度極為關(guān)鍵。勝(2斤)扔測量的基本原娛理雄：堵活動式測斜儀租用接收指示器剖讀數(shù)，讀數(shù)代娃表導(dǎo)管的傾斜未度，如唯圖析6-1落1只所示。護圖貧6-11薪扔傾斜角與區(qū)間丹變獵位蹄升將導(dǎo)管劃分成碰幾段，每個區(qū)吩間的變位為償δ和i有，傾角為檢θ賞i利，則：靈傲嚴刮整個導(dǎo)管的水噸平位移值即為案：里(3皺)撕埋設(shè)與觀測要徒點折：漿A動.云導(dǎo)管的埋設(shè)：歐a順.縱首先用鉆探工灌具鉆成合適口杜徑的孔，然后遭將導(dǎo)管放入孔革內(nèi)。導(dǎo)管連接路部分應(yīng)防止污沾泥進入，導(dǎo)管桃與鉆孔壁之間壁用砂填充。率b憤.展在連接導(dǎo)管時豎，應(yīng)將槽對準炮，使縱向的扭釣曲減小到最小成程度。放入導(dǎo)截管時，應(yīng)注意侄十字形槽口對鍵準所測的水平活位移方向。階c至.述為了消除土的圾變形對導(dǎo)管產(chǎn)姐生負摩擦的影貿(mào)響，除使導(dǎo)管峰接頭處可相對紹移動外，還可蔬在管外涂潤滑碼劑等。蔬d喘.褲在可能的情況德下，應(yīng)盡量將退導(dǎo)管底埋入硬梨層，作為固定伏端。否則導(dǎo)管灰頂端應(yīng)校正。鋼e銀.攏導(dǎo)管埋好后，喉需停留一段時須間，使鉆孔中克的填土密實，銳貼緊導(dǎo)管。鍋B鏟.屬測定方法：旱a里.跑將測頭的感應(yīng)甚方向?qū)仕揭鑫灰品较虻膶?dǎo)籠槽，放至導(dǎo)管余的最底部。鋪b法.屢將電纜線與接挺收指示器連接查，打開開關(guān)。帖c家.斜指示器讀數(shù)穩(wěn)廢定后，提升電因纜線至欲測位暢置。每次應(yīng)保醒證在同一位置跨處進行測讀。冤d母.假將測頭提升至留管口處，旋突轉(zhuǎn)李180錢°概，再按上述步親驟進行測量，猜這樣可以消除養(yǎng)測斜儀本身的名固有誤差。降(4丙)拔資料整理符：止根據(jù)指示器反螺映的傾斜角進淹行計算，得出留每個區(qū)段的位叔移量關(guān)δ替i責，以底部固定眾端或管口校正墊值為基點。將洞各區(qū)段的位移昆量才δ語i蹤累積起來，得育出水平位移曲食線驅(qū)(覽圖詠6-12掘)畜。柔丘旋脫得然圖襲6-12久論土體水平位移核圖俱為了解水平位艘移隨地面荷載初變化的情況，攀應(yīng)將相應(yīng)的觀卷測值繪于同一圓圖上，以便分襪析水平位移的餅趨勢。狼圖跑6-1蔑2鋒是實測