基坑監(jiān)測作業(yè)指導(dǎo)書

基坑監(jiān)測作業(yè)指導(dǎo)書〔內(nèi)部資料〕審定：安吉縣經(jīng)緯土地勘測2023年9月一、概述隨著我國城市建設(shè)頂峰的到來，地下空間的開發(fā)力度越來越大，地下室由一層開展到多層，相應(yīng)的基坑開挖深度也從地表以下5～6m開展到12～13m，個(gè)別甚至到達(dá)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(shè)工程中的基坑工程占了相當(dāng)?shù)谋壤?。近幾年，深基坑工程在總體數(shù)量、開挖深度、平面尺寸以及使用領(lǐng)域等方面都得到高速的開展。一、基坑監(jiān)測的重要性和目的在深基坑開挖的施工過程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動和主動土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載并導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體的變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力(圍護(hù)樁和墻的內(nèi)力、支撐軸力或土錨拉力等)和變形(深基坑坑內(nèi)土體的隆起、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周圍土體的沉降和側(cè)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(wěn)破壞或?qū)χ車h(huán)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(tài)，當(dāng)土體變形過大時(shí)，會造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。同時(shí)，基坑相鄰的建筑物又相當(dāng)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(dǎo)致土體變形加劇的原因?；庸こ淘O(shè)置于力學(xué)性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜的地層中，在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和變形預(yù)估時(shí)，一方面，基坑圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)一般都作了較多的簡化和假定，與工程實(shí)際有一定的差異；加之，基坑開挖與圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中，存在著時(shí)間和空間上的延遲過程，以及降雨、地面堆載和挖機(jī)撞擊等偶然因素的作用，使得現(xiàn)階段在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)和土體變形的預(yù)估與工程實(shí)際情況有較大的差異，并在相當(dāng)程度上仍依靠經(jīng)驗(yàn)。因此，在深基坑施工過程中，只有對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍的土體和相鄰的構(gòu)筑物進(jìn)行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對基坑工程的平安性和對周圍環(huán)境的影響程度有全面的了解，以確保工程的順利進(jìn)行，在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反響，并采取必要的工程應(yīng)急措施，甚至調(diào)整施工工藝或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。國家相繼公布實(shí)施了國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50497-2023〕、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(YB9258-97)、《建筑變形測量標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ82007)等，都對現(xiàn)場監(jiān)測作了具體規(guī)定，將其作為基坑工程施工中必不可少的組成局部。而在地鐵、隧道和合流污水工程等大型構(gòu)筑物平安保護(hù)區(qū)內(nèi)的基坑，相關(guān)部門都公布了有關(guān)文件確定其環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)和要求?；庸こ瘫O(jiān)測已成為建設(shè)管理部門強(qiáng)制性指令措施，受到業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工和相關(guān)管線單位高度重視?；颖O(jiān)測應(yīng)到達(dá)的目的：1、對基坑圍護(hù)體系及周邊環(huán)境平安進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)在深基坑開挖與支護(hù)施筑過程中，必須在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的穩(wěn)定性，防止破壞和極限狀態(tài)發(fā)生的同時(shí)，不產(chǎn)生由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)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(hù)工程的設(shè)計(jì)是合理可靠的，那么表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)的一切物理量都隨時(shí)間而漸趨穩(wěn)定，反之，如果測得表征土體和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)特點(diǎn)的某幾種或某種物理量，其變化隨時(shí)間而不是漸趨穩(wěn)定，那么可以斷言土體和支護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定，支護(hù)必須加強(qiáng)或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。在工程實(shí)際中，基坑在破壞前，往往會在基坑側(cè)向的不同部位上出現(xiàn)較大的變形，或變形速率明顯增大。在20世紀(jì)90年代初期，基坑失穩(wěn)引起的工程事故比擬常見，隨著工程經(jīng)驗(yàn)的積累，這種事故越來越少。但由于支護(hù)結(jié)構(gòu)及被支護(hù)土體的過大變形而引起鄰近建筑物和管線破壞那么仍然時(shí)有發(fā)生，而事實(shí)上大局部基坑圍護(hù)的目的也就是出于保護(hù)鄰近建筑物和管線。因此，基坑開挖過程中進(jìn)行周密的監(jiān)測，可以保證在建筑物和管線變形處在正常范圍內(nèi)時(shí)基坑的順利施工，在建筑物和管線的變形接近警戒值時(shí)，有利于采取對建筑物和管線本體進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)應(yīng)急措施，在很大程度上防止或減輕破壞的后果。2、為信息化施工提供參數(shù)基坑施工總是從點(diǎn)到面，從上到下分工況局部實(shí)施?；庸こ瘫O(jiān)測不僅即時(shí)反映出開挖產(chǎn)生的應(yīng)力和變形狀況，還可以根據(jù)由局部和前一工況的開挖產(chǎn)生的應(yīng)力和變形實(shí)測值與預(yù)估值的分析，驗(yàn)證原設(shè)計(jì)和施工方案正確性，同時(shí)可對基坑開挖到下一個(gè)施工工況時(shí)的受力和變形的數(shù)值和趨勢進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)受力和變形實(shí)測和預(yù)測結(jié)果與設(shè)計(jì)時(shí)采用的值進(jìn)行比擬，必要時(shí)對設(shè)計(jì)方案和施工工藝進(jìn)行修正。3、驗(yàn)證有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)因基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚處于半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)，土壓力計(jì)算大多采用經(jīng)典的側(cè)向土壓力公式，與現(xiàn)場實(shí)測值相比擬有一定的差異，基坑周圍土體的變形也還沒有成熟的計(jì)算方法。因此，在施工過程中需要知道現(xiàn)場實(shí)際的受力和變形情況。支護(hù)結(jié)構(gòu)上所承受的土壓力及其分布，受地質(zhì)條件、支護(hù)方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)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(cè)向位移有關(guān)，而基坑的側(cè)向位移又與挖土的空間順序、施工進(jìn)度等時(shí)間和空間因素等有復(fù)雜的關(guān)系，現(xiàn)行設(shè)計(jì)分析理論尚未完全成熟。基坑圍護(hù)的設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)該在充分借鑒現(xiàn)有成功經(jīng)驗(yàn)和吸取失敗教訓(xùn)的根底上，根據(jù)自身的特點(diǎn)，力求在技術(shù)方案中有所創(chuàng)新、更趨完善。對于某一基坑工程，在方案設(shè)計(jì)階段需要參考同類工程的圖紙和監(jiān)測成果，在竣工完成后那么為以后的基坑工程設(shè)計(jì)增添了一個(gè)工程實(shí)例?，F(xiàn)場監(jiān)測不僅確保了本基坑工程的平安，在某種意義上也是一次1：1的實(shí)體試驗(yàn)，所取得的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)和土層在工程施工過程中真實(shí)反響，是各種復(fù)雜因素影響和作用下基坑系統(tǒng)的綜合表達(dá)，因而也為基坑工程領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)開展積累了第一手資料。二、基坑監(jiān)測工作根本要求1、基坑監(jiān)測應(yīng)由委托方委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方承當(dāng)。2、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)單位及相關(guān)單位應(yīng)提出監(jiān)測技術(shù)要求。3、監(jiān)測單位監(jiān)測前應(yīng)在現(xiàn)場踏勘和收集相關(guān)資料根底上，依據(jù)委托方和相關(guān)單位提出的監(jiān)測要求和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)定編制詳細(xì)的基坑監(jiān)測方案，監(jiān)測方案須在本單位審批的根底上報(bào)委托方及相關(guān)單位認(rèn)可前方可實(shí)施。4、基坑工程在開挖和支撐施工過程中的力學(xué)效應(yīng)是從各個(gè)側(cè)面同時(shí)展現(xiàn)出來的，在諸如圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力、地層移動和地表沉降等物理量之間存在著內(nèi)在的緊密聯(lián)系，因此監(jiān)測方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容間監(jiān)測結(jié)果的互相印證、互相檢驗(yàn)，從而對監(jiān)測結(jié)果有全面正確的把握。5、監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是可靠真實(shí)的，數(shù)據(jù)的可靠性由測試元件安裝或埋設(shè)的可靠性、監(jiān)測儀器的精度、可靠性以及監(jiān)測人員的素質(zhì)來保證。監(jiān)測數(shù)據(jù)真實(shí)性要求所有數(shù)據(jù)必須以原始記錄為依據(jù)，原始記錄任何人不得更改、刪除。6、監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是及時(shí)的，監(jiān)測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時(shí)計(jì)算處理，計(jì)算有問題可及時(shí)復(fù)測，盡量做到當(dāng)天報(bào)表當(dāng)天出。因?yàn)榛娱_挖是一個(gè)動態(tài)的施工過程，只有保證及時(shí)監(jiān)測，才能有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)采取措施。7、埋設(shè)于結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測元件應(yīng)盡量減少對結(jié)構(gòu)的正常受力的影響，埋設(shè)水土壓力監(jiān)測元件、測斜管和分層沉降管時(shí)的回填土應(yīng)注意與土介質(zhì)的匹配。8、對重要的監(jiān)測工程，應(yīng)按照工程具體情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值和報(bào)警制度，預(yù)警值應(yīng)包括變形或內(nèi)力量值及其變化速率。但目前對警戒值確實(shí)定還缺乏統(tǒng)一的定量化指標(biāo)和判別準(zhǔn)那么，這在一定程度上限制和削弱了報(bào)警的有效性。9、基坑監(jiān)測應(yīng)整理完整的監(jiān)測記錄表、數(shù)據(jù)報(bào)表、形象的圖表和曲線，監(jiān)測結(jié)束后整理出監(jiān)測報(bào)告?；庸こ瘫O(jiān)測技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，它以土力學(xué)、鋼筋混凝土力學(xué)及巖土工程設(shè)計(jì)理論和方法等學(xué)科為理論根底，以儀器儀表、傳感器、計(jì)算機(jī)、測試技術(shù)等學(xué)科為技術(shù)支持，同時(shí)還融合了基坑工程施工工藝與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。三、基坑工程監(jiān)測等級劃分2023年公布實(shí)施的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(GB50202-2002)對基坑工程進(jìn)行等級劃分，規(guī)定基坑工程等級根據(jù)基坑工程平安等級、周邊環(huán)境等級和地基復(fù)雜程度劃分為三級。國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中表4.2.1列出了各級基坑工程監(jiān)測工程的種類，其中“應(yīng)測〞為必須監(jiān)測工程，“宜測〞為適合監(jiān)測的工程，“可測〞為可以選擇監(jiān)測或者不選擇的工程。同時(shí)需要注意的是：同一基坑各側(cè)壁的工程監(jiān)測等級可能不同。對基坑各側(cè)邊條件差異很大且復(fù)雜的基坑工程，在確定基坑工程監(jiān)測等級時(shí)，應(yīng)明確基坑各側(cè)壁工程監(jiān)測等級四、基坑監(jiān)測參數(shù)基坑監(jiān)測按監(jiān)測工程分類可分為：巡視巡查、水平位移監(jiān)測、豎向位移監(jiān)測、深層側(cè)向水平位移監(jiān)測〔測斜〕、傾斜監(jiān)測、裂縫監(jiān)測、支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測、土壓力監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、錨桿拉力監(jiān)測、坑外土體分層垂直位移監(jiān)測、坑底隆起〔回彈〕等。二、圍護(hù)體系內(nèi)力監(jiān)測一、監(jiān)測工程基坑工程圍護(hù)體系內(nèi)力監(jiān)測包括支撐內(nèi)力、錨桿拉力、圍護(hù)墻內(nèi)力、圍檁內(nèi)力、立柱內(nèi)力等。支撐內(nèi)力、錨桿拉力為板式圍護(hù)體系一、二級基坑應(yīng)測工程，三級基坑選測工程。圍護(hù)墻內(nèi)力、圍檁內(nèi)力為板式圍護(hù)體系一級基坑應(yīng)測工程，二級基坑選測工程。立柱內(nèi)力為板式圍護(hù)體系一、二級基坑選測工程，主要用于逆作法施工。二、儀器、設(shè)備簡介1．監(jiān)測傳感器及根本原理〔鋼弦式傳感器〕監(jiān)測傳感器是地下工程施工前或施工過程中直接埋設(shè)在地層及結(jié)構(gòu)物中，用以監(jiān)測其在施工階段受力和變形的傳感器。按照它們的工作原理可分成差動電阻式(卡爾遜式)、鋼弦式、電阻應(yīng)變式、電感式等多種。目前地下工程中使用較多的是鋼弦式和電阻應(yīng)變片式傳感器。鋼弦式傳感器是利用鋼弦的振動頻率將物理量變?yōu)殡娏?，再通過二次測量儀表(頻率計(jì))將頻率的變化反映出來。當(dāng)鋼弦在外力作用下產(chǎn)生變形時(shí)，其振動頻率即發(fā)生變化。在傳感器內(nèi)有一塊電磁鐵，當(dāng)激振發(fā)生器向線圈內(nèi)通入脈沖電流時(shí)鋼弦振動。鋼弦的振動又在電磁線圈內(nèi)產(chǎn)生交變電動勢。利用頻率計(jì)就可測得此交變電動勢即鋼弦的振動頻率，其構(gòu)造如下列圖所示。根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的頻率-應(yīng)力曲線或頻率—應(yīng)變曲線即可換算出所需測定的壓力值或變形值。由于頻率信號不受傳感器與接收儀器之間信號電纜長度的影響，因此鋼弦式傳感器十分適用于長距離遙測(國內(nèi)電纜可長達(dá)1000m，國外電纜可長達(dá)1500m)。當(dāng)然，無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用也為長距離遙測提供了技術(shù)支撐。鋼弦式傳感器還具有穩(wěn)定性、耐久性好的特點(diǎn)．能適應(yīng)相對較差的監(jiān)測環(huán)境，在目前工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。鋼弦式傳感器物理計(jì)算公式：P=K(2-1)式中P—待測物理量；K—與待測物理量相匹配的標(biāo)定系數(shù)；—測試頻率；—初始頻率。鋼弦式傳感器可制作成用于不同監(jiān)測參數(shù)的傳感器，如應(yīng)變計(jì)、鋼筋應(yīng)力計(jì)、軸力計(jì)、〔孔隙水壓力計(jì)和土壓力盒〕等。1〕應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)是用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)承受荷載、溫度變化而產(chǎn)生變形的監(jiān)測傳感器。與應(yīng)力計(jì)所不同的是，應(yīng)變計(jì)中傳感器的剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于監(jiān)測對象的剛度。根據(jù)應(yīng)變計(jì)的布置方式，可分為外表應(yīng)變計(jì)和埋入式應(yīng)變計(jì)。〔1〕外表應(yīng)變計(jì)。外表應(yīng)變計(jì)主要用于鋼結(jié)構(gòu)外表，也可用于混凝土外表。外表應(yīng)變計(jì)由兩塊安裝鋼支座、微振線圈、電纜組件和應(yīng)變桿組成，其微振線圈可從應(yīng)變桿卸下，這樣就增加了一個(gè)可變度使得傳感器的安裝、維護(hù)更為方便，并且可以調(diào)節(jié)測量范圍〔標(biāo)距〕。安裝時(shí)使用一個(gè)定位托架，用電弧焊將兩端的安裝鋼支座焊〔或安裝〕在待測結(jié)構(gòu)的外表。外表應(yīng)變計(jì)的特點(diǎn)在于安裝快捷，可在測試開始前再行安裝，防止前期施工造成的損壞，傳感器成活率高?！?〕埋入式應(yīng)變計(jì)。埋入式應(yīng)變計(jì)可在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)，直接埋入混凝土中用于地下工程的長期應(yīng)變測量。埋入式應(yīng)變計(jì)的兩端有兩個(gè)不銹鋼圓盤。圓盤之間用柔性的鋁合金波紋管連接．中間放置一根張拉好的鋼弦，將應(yīng)變計(jì)埋入混凝土內(nèi)。混凝土的變形(即應(yīng)變)使兩端圓盤相對移動，這樣就改變了張力，用電磁線圈激振鋼弦，通過監(jiān)測鋼弦的頻率求混凝土的變形。埋入式應(yīng)變計(jì)因完全埋入在混凝土中，不受外界施工的影響穩(wěn)定性耐久性好，使用壽命長。2〕鋼筋應(yīng)力計(jì)用于測量鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋應(yīng)力?？筛鶕?jù)被測鋼筋的直徑選配與之相應(yīng)的鋼筋應(yīng)力計(jì)。3〕軸力計(jì)在基坑工程中軸力計(jì)主要用于測量鋼支撐的軸力。軸力計(jì)的外殼是一個(gè)經(jīng)過熱處理的高強(qiáng)度鋼筒。在筒內(nèi)裝有應(yīng)變計(jì)，用來測讀作用在鋼筒上的荷載。4〕孔隙水壓力計(jì)孔隙水壓力計(jì)(滲壓計(jì))是用于測量由于打樁、基坑開挖、地下工程開挖等作業(yè)擾動土體而引起的孔隙水壓變化的測量傳感囂。孔隙水壓力計(jì)由金屬殼體和透水石組成，孔隙水滲入透水石作用于傳感器。5〕土壓力計(jì)(盒)土壓力計(jì)按埋人方式分為埋入式和邊界式兩種。土壓力盒是置于土體與結(jié)構(gòu)界面上或埋設(shè)在自由土體中，用于測量土體對結(jié)構(gòu)的土壓力及地層中土壓力變化的測量傳感器。根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同又有單膜和雙膜兩類。單膜式受接觸介質(zhì)的影響較大，而使用前的標(biāo)定要與實(shí)際土體一致往往做不到，因而測試誤差較大。一般使用于測量界面土壓力目前采用較廣的是雙膜式，其對各種介質(zhì)具有較強(qiáng)適應(yīng)性。因此多用于測量土體內(nèi)部的土壓力，依據(jù)土壓力盒的測量原理結(jié)構(gòu)材料和外形尺寸，使用時(shí)可根據(jù)實(shí)際用途、施工方式、量程大小進(jìn)行選擇。2．測試儀器、設(shè)備〔頻率儀〕頻率儀是用來測讀鋼弦式傳感囂鋼弦振動頻率值的二次接收儀表。目前現(xiàn)場常用的是采用單片計(jì)算機(jī)技術(shù)，測量范圍在500-5000Hz，分辨率0.1Hz的數(shù)顯頻率儀。(1)安裝電池。翻開儀器背后的電池盒蓋，依照所示正負(fù)極安裝密封電池，應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)電池，以防電液損壞技器。(2)連接測量導(dǎo)線。將單點(diǎn)測量線或多點(diǎn)測量控制線插接在儀器上。禁止在開機(jī)帶電狀態(tài)下插拔測量線，以免造成分線箱永久損壞。(3)通電測讀。翻開電源開關(guān)，儀器自檢后進(jìn)入等待測量狀態(tài)，按動鍵開始選點(diǎn)測量。讀取穩(wěn)定的測試數(shù)據(jù)。三、傳感器安裝1.支撐內(nèi)力傳感器安裝1〕鋼筋混凝土支撐目前鋼筋混凝土支撐桿件，主要采用鋼筋計(jì)監(jiān)測鋼筋的應(yīng)力，然后通過鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調(diào)條件反算支撐的軸力。當(dāng)監(jiān)測斷面選定后監(jiān)測傳感器應(yīng)布置在該斷面的4個(gè)角上或4條邊上以便必要時(shí)可計(jì)算軸力的偏心距，且在求取平均值時(shí)更可靠(考慮個(gè)別傳感器埋設(shè)失敗或遭施工破壞等情況)，當(dāng)為了使監(jiān)測投資更為經(jīng)濟(jì)或同工程中的監(jiān)測斷面較多，每次監(jiān)測工作時(shí)問有限時(shí)也可在個(gè)監(jiān)測斷面上上下對稱、左右對稱或在對角線方向布置兩個(gè)監(jiān)測傳感器。鋼筋計(jì)與受力主筋一般通過連桿電焊的方式連接。因電焊容易產(chǎn)生高溫，會對傳感器產(chǎn)生不利影響。所以，在實(shí)際操作時(shí)有兩種處理方法。其一,有條件時(shí)應(yīng)先將連桿與受力鋼筋碰焊對接(或碰焊)，然后再旋上鋼筋計(jì)。其二,在安裝鋼筋計(jì)的位置上先截下一段不小于傳感器長度的主筋,然后將連上連桿的鋼筋計(jì)焊接在被測主筋上焊上。鋼筋計(jì)連桿應(yīng)有足夠的長度,以滿足標(biāo)準(zhǔn)對搭接焊縫長度的要求。在焊接時(shí),為防止傳感器受熱損壞,要在傳感器上包上濕布并不斷澆冷水,直到焊接完畢后鋼筋冷卻到一定溫度為止。在焊接過程中還應(yīng)不斷測試傳感器,看看傳感器是否處于正常狀態(tài)。鋼筋計(jì)電纜一般為一次成型,不宜在現(xiàn)場加長。如需接長,應(yīng)在接線完成后檢查鋼筋計(jì)的絕緣電阻和頻率初值是否正常。要求電纜接頭焊接可靠,穩(wěn)定且防水性能到達(dá)規(guī)定的耐水壓要求。做好鋼筋計(jì)的編號工作。2〕鋼支撐對于鋼結(jié)構(gòu)支撐桿件，目前較普遍的是采用軸力計(jì)(也稱反力計(jì))和外表應(yīng)變計(jì)兩種形式。軸力計(jì)可直接監(jiān)測支撐軸力,外表應(yīng)變計(jì)那么是通過量測到的應(yīng)變再計(jì)算支撐軸力。軸力計(jì)安裝:將軸力計(jì)圓形鋼筒安裝架上沒有開槽的一端面與支撐固定頭斷面鋼板焊接牢固，電焊時(shí)安裝架必須與鋼支撐中心軸線與安裝中心點(diǎn)對齊。待冷卻后，把軸力計(jì)推入焊好的安裝架圓形鋼筒內(nèi)并用圓形鋼筒上的4個(gè)M10螺絲把軸力計(jì)牢固地固定在安裝架內(nèi)，然后把軸力計(jì)的電纜妥善地綁在安裝架的兩翅膀內(nèi)側(cè)，確保支撐吊裝時(shí)，軸力計(jì)和電纜不會掉下來。起吊前，測量一下軸力計(jì)的初頻，是否與出廠時(shí)的初頻相符合(≤±20Hz)。鋼支撐吊裝到位后，在軸力計(jì)與墻體鋼板間插入一塊250mm×250mm×25mm鋼板，防止鋼支撐受力后軸力計(jì)陷入墻體內(nèi)，造成測值不準(zhǔn)等情況發(fā)生。在施加鋼支撐預(yù)應(yīng)力前，把軸力計(jì)的電纜引至方便正常測量位置，測試軸力計(jì)初始頻率。在鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力同時(shí)測試軸力計(jì)，看其是否正常工作。待鋼支撐預(yù)應(yīng)力施加結(jié)束后，測試軸力計(jì)的軸力，檢驗(yàn)軸力計(jì)所測軸力與施加在鋼支撐上的預(yù)頂力是否一致。外表應(yīng)變計(jì)安裝:在鋼支撐同一截面兩側(cè)分別焊上外表應(yīng)變計(jì),應(yīng)變計(jì)應(yīng)與支撐軸線保持平行或在同一平面上。焊接前先將安裝桿固定在鋼支座上,確定好鋼支座的位置,然后將鋼支座焊接在鋼支撐上。待冷卻后將安裝桿從鋼支座取出,裝上應(yīng)變計(jì)。調(diào)試好初始頻率后將應(yīng)變計(jì)牢固在鋼支座。需要注意的是,外表應(yīng)變計(jì)必須在鋼支撐施加預(yù)頂力之前安裝完畢。2.圍檁內(nèi)力傳感器安裝圍護(hù)支護(hù)系統(tǒng)中圍檁有鋼筋混凝土圍檁和鋼圍檁之分,鋼筋混凝土圍檁內(nèi)力傳感器安裝同鋼筋混凝土支撐,采用鋼筋計(jì)監(jiān)測鋼筋的應(yīng)力，然后通過鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調(diào)條件反算圍檁內(nèi)力。鋼圍檁內(nèi)力傳感器安裝采用外表應(yīng)變計(jì),通過監(jiān)測鋼圍檁應(yīng)變,計(jì)算鋼圍檁內(nèi)力。傳感器安裝方法同上。3.立柱內(nèi)力傳感器安裝立柱內(nèi)力監(jiān)測主要用于逆作法施工,監(jiān)測點(diǎn)宜布置在受力較大的立柱上。傳感器安裝部位宜設(shè)置在坑底以上立柱長度的1/3處,每個(gè)截面內(nèi)不應(yīng)少于4個(gè)傳感器。4.圍護(hù)墻內(nèi)力傳感器安裝圍護(hù)墻內(nèi)力監(jiān)測斷面應(yīng)選在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)彎矩極值的部位。在平面上，可選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)位于兩支撐的跨中部位、開挖深度較大以及水土壓力或地表超載較大的地方。在立面上．可選擇支撐處和每層支撐的中間，此處往往發(fā)生極大負(fù)彎矩和極大正彎矩。假設(shè)能取得圍護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩設(shè)計(jì)值，那么可參考最不利工況下的最不利截面位置進(jìn)行鋼筋計(jì)的布設(shè)。圍護(hù)墻內(nèi)力測試傳感器采用鋼筋計(jì),安裝方法同鋼筋混凝土支撐。當(dāng)鋼筋籠綁扎完畢后，將鋼筋計(jì)串聯(lián)焊接到受力主筋的預(yù)留位置上．并將導(dǎo)線編號后綁扎在鋼筋籠上導(dǎo)出地表，從傳感器引出的測量導(dǎo)線應(yīng)留有足夠的長度，中間不宜有接頭，在特殊情況下采用接頭時(shí)，應(yīng)采取有效的防水措施。鋼筋籠下沉前應(yīng)對所有鋼筋計(jì)全都測定核查焊接位置及編號無誤前方可施工。對干樁內(nèi)的環(huán)形鋼筋籠、要保證焊有鋼筋計(jì)的主筋位于開挖時(shí)的最大受力位置，即一對鋼筋計(jì)的水平連線與基坑邊線垂直，并保持下沉過程中不發(fā)生扭曲。鋼筋籠焊接時(shí)，要對測量電纜遮蓋濕麻袋進(jìn)行保護(hù)。澆搗混凝土的導(dǎo)管與鋼筋計(jì)位置應(yīng)錯開以免導(dǎo)管上下時(shí)損傷監(jiān)測傳感器和電纜。電纜露出圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)套上鋼管．防止日后鑿除浮渣時(shí)造成損壞?；炷翝仓戤吅?，應(yīng)立即復(fù)測鋼筋計(jì)，核對編號，并將同立面上的鋼筋計(jì)導(dǎo)線接在同一塊接線板不同編號的接線柱，以便日后監(jiān)測。四、監(jiān)測技術(shù)1.鋼弦式傳感器測試方法鋼弦式傳感器測試方法可分為手動和自動兩類。目前工程中常用的為手動測試,即用手持式數(shù)顯頻率儀現(xiàn)場測試傳感器頻率。具體操作方法為,接通頻率儀電源,將頻率儀兩根測試導(dǎo)線分別接在傳感器的導(dǎo)線上,按頻率儀測試按鈕,頻率儀數(shù)顯窗口會出現(xiàn)數(shù)據(jù)(傳感器頻率),反復(fù)測試幾次,觀測數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定,如果幾次測試的數(shù)據(jù)變化量在1Hz以內(nèi),可以認(rèn)為測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定,取平均值作為測試值。由于頻率儀在測試時(shí)會發(fā)出很高的脈沖電流,所以在測試時(shí)操作者必須使測試接頭保持干臊,并使接頭處的兩根導(dǎo)線相互分開,不要有任何接觸,不然會影響測試結(jié)果。現(xiàn)場原始記錄必須采用專用格式的記錄紙,除記錄下傳感器器編號和對應(yīng)測試頻率外,原始記錄紙上還要充分反映環(huán)境和施工信息。2.測試數(shù)據(jù)處理根據(jù)材料力學(xué)根本原理軸向受力可表述為:〔2-2〕對鋼筋混凝土桿件，在鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調(diào)條件下，軸向受力可表述為:〔2-3〕1)支撐內(nèi)力計(jì)算方法鋼筋混凝土支撐內(nèi)力計(jì)算方法:〔2-4〕〔2-5〕=〔2-6〕式中—支撐內(nèi)力(kN)；—鋼筋應(yīng)力(kN/mm2)；—鋼筋計(jì)監(jiān)測平均應(yīng)力(kN/mm2)；—第j個(gè)鋼筋計(jì)標(biāo)定系數(shù)〔kN/Hz2〕；—第j個(gè)鋼筋計(jì)監(jiān)測頻率〔Hz〕；—第j個(gè)鋼筋計(jì)安裝后的初始頻率〔Hz〕。—第j個(gè)鋼筋計(jì)截面積〔mm2〕?！炷翉椥阅Ａ?kN/mm2)；—鋼筋彈性模量(kN/mm2)；—混凝土截面積〔mm2〕；AC=Ab-ASAb—支撐截面積〔mm2〕—鋼筋總截面積〔mm2〕。鋼支撐軸力計(jì)算方法:軸力計(jì)：〔2-7〕式中—鋼支撐軸力(kN)；—軸力計(jì)標(biāo)定系數(shù)〔kN/Hz2〕；—軸力計(jì)監(jiān)測頻率〔Hz〕；—軸力計(jì)安裝后的初始頻率〔Hz〕。外表應(yīng)變計(jì)：〔2-6〕式中—鋼支撐軸力(kN)；—鋼支撐截面積(mm2)；—鋼彈性模量(kN/mm2)；—第j個(gè)外表應(yīng)變計(jì)標(biāo)定系數(shù)〔10-6/Hz2〕；—第j個(gè)外表應(yīng)變計(jì)監(jiān)測頻率〔Hz〕；—第j個(gè)外表應(yīng)變安裝后的初始頻率〔Hz〕。2)圍護(hù)墻內(nèi)力計(jì)算方法〔2-7〕〔2-8〕=〔2-9〕式中—圍護(hù)墻內(nèi)力(kN)；—鋼筋應(yīng)力(kN/mm2)；—鋼筋計(jì)監(jiān)測平均應(yīng)力(kN/mm2)；—第j個(gè)鋼筋計(jì)標(biāo)定系數(shù)〔kN/Hz2〕；—第j個(gè)鋼筋計(jì)監(jiān)測頻率〔Hz〕；—第j個(gè)鋼筋計(jì)安裝后的初始頻率〔Hz〕?！趈個(gè)鋼筋計(jì)截面面積〔mm2〕?！炷翉椥阅Ａ?kN/mm2)；—鋼筋彈性模量(kN/mm2)；—混凝土截面面積〔mm2〕；AC=A-ASA—圍護(hù)墻截面面積〔mm2〕，連續(xù)墻為每延米，灌注樁以單樁計(jì)；—鋼筋總截面面積〔mm2〕。3)立柱內(nèi)力計(jì)算方法同支撐軸力計(jì)算方法。4)圍檁內(nèi)力計(jì)算方法同支撐軸力計(jì)算方法。5)錨桿拉力計(jì)算方法同軸力計(jì)計(jì)算方法。三、深層側(cè)向水平位移監(jiān)測一、監(jiān)測內(nèi)容圍護(hù)墻體和土體的深層側(cè)向位移，目前圍護(hù)墻體內(nèi)測斜一般用在地下連續(xù)墻、混凝土灌注樁、水泥土攪拌樁、型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁等圍護(hù)形式上。深層側(cè)向位移監(jiān)測為重力式、板式圍護(hù)體系一、二級監(jiān)測等級必測工程，重力式、板式圍護(hù)體系三級監(jiān)測等級選測工程。二、儀器、設(shè)備簡介1、測斜儀用途及原理測斜儀是種能有效且精確地測量深層水平位移的工程監(jiān)測儀器。應(yīng)用其工作原理可以監(jiān)測土體、臨時(shí)或永久性地下結(jié)構(gòu)(如樁、連續(xù)墻、沉井等)的深層水平位移。測斜儀分為固定式和活動式兩種。固定式是將測頭固定埋設(shè)在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的固定點(diǎn)上；活動式即先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測斜管，間隔一定時(shí)間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動測定斜度變化，計(jì)算水平位移。2、分類及特點(diǎn)活動式測斜儀按測頭傳感器不同，可細(xì)分為滑動電阻式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式及伺服加速度計(jì)式四種。華東地區(qū)用得較多的是電阻應(yīng)變片式和伺服加速度計(jì)式測斜儀，電阻應(yīng)變片式測斜儀優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格廉價(jià)，缺點(diǎn)是量程有限，耐用時(shí)間不長；伺服加速度計(jì)式測斜儀優(yōu)點(diǎn)是精度高、量程大和可靠性好等，缺點(diǎn)是伺服加速度計(jì)抗震性能較差，當(dāng)測頭受到?jīng)_擊或受到橫向振動時(shí)，傳感器容易損壞。3、測斜儀的組成測斜儀由以下四大局部組成：1)探頭：裝有重力式測斜傳感器。2)測讀儀：測讀儀是二次儀表，需和測頭配套使用，其測量范圍、精度和靈敏度，根據(jù)工程需要而定。3〕電纜：連接探頭和測讀儀的電纜起向探頭供應(yīng)電源和給測讀儀傳遞監(jiān)測信號的作用，同時(shí)也起到收放探頭和測量探頭所在測點(diǎn)與孔口距離。4)測斜管：測斜管一般由塑料管或鋁合金管制成。常用直徑為50～75mm，長度每節(jié)2～4m.管口接頭有固定式和伸縮式兩種，測斜管內(nèi)有兩對相互垂直的縱向?qū)Р?。測量時(shí)，測頭導(dǎo)輪在導(dǎo)槽內(nèi)可上下自由滑動。三、測斜管安裝l、測斜孔的布設(shè)原那么1)布置在基坑平面上撓曲計(jì)算值最大的位置，如懸臂式結(jié)構(gòu)的長邊中心，設(shè)置水平支撐結(jié)構(gòu)的兩道支撐之間?？着c孔之間布置間距宜為20～50m，每側(cè)邊至少布置1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。2)基坑周圍有重點(diǎn)監(jiān)護(hù)對象[如建(構(gòu))筑物、地下管線]時(shí)，離其最近的圍護(hù)段。3)基坑局部挖深加大或基坑開挖時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)暴露最早、得到監(jiān)測結(jié)果后可指導(dǎo)后繼施工的區(qū)段。4)監(jiān)測點(diǎn)布置深度宜與圍護(hù)體入土深度相同。2、圍護(hù)體內(nèi)測斜管安裝1〕地下連續(xù)墻內(nèi)測斜管安裝測斜管在地下連續(xù)墻內(nèi)的位置應(yīng)避開導(dǎo)管，具體安裝步驟如下：〔a〕測管連接：將4m〔或2m〕一節(jié)的測斜管用束節(jié)逐節(jié)連接在一起，接管時(shí)除外槽口對齊外，還要檢查內(nèi)槽口是否對齊。管與管連接時(shí)先在測斜管外側(cè)涂上PVC膠水，然后將測斜管插入束節(jié)，在束節(jié)四個(gè)方向用自攻螺絲或鋁鉚釘緊固束節(jié)與測斜管。注意膠水不要涂得過多，以免擠入內(nèi)槽口結(jié)硬后影響以后測試。自攻螺絲或鋁鉚釘位置要避開內(nèi)槽口且不宜過長?！瞓〕接頭防水：在每個(gè)束節(jié)接頭兩端用防水膠布包扎，防止水泥漿從接頭中滲入測斜管內(nèi)?！瞔〕內(nèi)槽檢驗(yàn)：在測斜管接長過程中，不斷將測斜管穿入制作好的地下連續(xù)墻鋼筋籠內(nèi)，待接管結(jié)束，測斜管就位放置后，必須檢查測斜管一對內(nèi)槽是否垂直于鋼筋籠面，測斜管上下槽口是否扭轉(zhuǎn)。只有在測斜管內(nèi)槽位置滿足要求前方可封住測斜管下口?！瞕〕測管固定：把測斜管綁扎在鋼筋籠上。由于泥漿的浮力作用，測斜管的綁扎定位必須牢固可靠，以免澆筑混凝土?xí)r，發(fā)生上浮或側(cè)向移動?！瞖〕端口保護(hù)：在測斜管上端口，外套鋼管或硬質(zhì)PVC管，外套管長度應(yīng)滿足以后浮漿混凝土鑿除后管子仍插入混凝土50cm?！瞗〕吊裝下籠：現(xiàn)在一般一幅地墻鋼籠都可全籠起吊，這為測斜管的安裝帶來了方便。綁扎在鋼籠上的測斜管隨鋼籠一起放入地槽內(nèi)，待鋼籠就位后，在測斜管內(nèi)注滿清水，然后封上測斜管的上口。在鋼籠起吊放入地槽過程中要有專人看護(hù)，以防測斜管意外受損。如遇鋼籠入槽失敗，應(yīng)及時(shí)檢查測斜管是否破損，必要時(shí)須重新安裝?！瞘〕圈梁施工：圈梁施工階段是測斜管最容易受到損壞階段，如果保護(hù)不當(dāng)將前功盡棄。因此在地下連續(xù)墻鑿除上部混凝土以及綁扎圈梁鋼筋時(shí)，必須與施工單位協(xié)調(diào)好，派專人看護(hù)好測斜管，以防被破壞。同時(shí)應(yīng)根據(jù)圈梁高度重新調(diào)整測斜管管口位置。一般需接長測斜管，此時(shí)除外槽對齊外，還要檢查內(nèi)槽是否對齊?！瞙〕最后檢驗(yàn)：在圈梁混凝土澆搗前，應(yīng)對測斜管作一次檢驗(yàn)，檢驗(yàn)測斜管是否有滑槽和堵管現(xiàn)象，管長是否滿足要求。如有堵管現(xiàn)象要做好記錄，待圈梁混凝土澆好后及時(shí)進(jìn)行疏通。如有滑槽現(xiàn)象，要判斷是否在最后一次接管位置。如果是，要在圈梁混凝土澆搗前及時(shí)進(jìn)行整改。2〕混凝土灌注樁內(nèi)測斜管安裝根本步驟同上，需要特別注意的是：因?yàn)閲o(hù)樁鋼筋籠一般需要分節(jié)吊裝，因此給測斜管的安裝帶來不少麻煩，測斜管安裝過程中，上段測斜管要有一定的自由度，可以與下段測斜管對接。接頭對接時(shí)，槽口要對齊，不能使束節(jié)破損，一旦破損必須把換掉。接頭處要用使用膠水，并用螺絲固定連接，膠帶密封。每節(jié)鋼筋籠放入時(shí)，應(yīng)該在測斜管內(nèi)注入清水，測斜管的內(nèi)槽口，一邊要垂直于圍護(hù)邊線，由于樁的鋼筋籠是圓形的，施工時(shí)極有可能要發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使原對好的槽口發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為了保證安裝質(zhì)量，要與施工單位協(xié)調(diào)，盡量滿足測斜管安裝要求。3〕型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁內(nèi)測斜管安裝型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁，由多頭攪拌樁內(nèi)插H型鋼組成。型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁(SMW工法樁)圍護(hù)形式的測斜管的安裝方法有兩種，第一種：安裝在H型鋼上，隨型鋼一起插入攪拌樁內(nèi)；第二種：在攪拌樁內(nèi)鉆孔埋設(shè)。在此僅介紹第一種方法。〔a〕連接：將4m〔或2m〕一節(jié)的測斜管用束節(jié)逐節(jié)連接在一起，接管時(shí)除外槽口對齊外，還要檢查內(nèi)槽口是否對齊。管與管連接時(shí)先在測斜管外側(cè)涂上PVC膠水，然后將測斜管插入束節(jié)，在束節(jié)四個(gè)方向用自攻螺絲或鋁鉚釘固緊束節(jié)與測斜管。注意膠水不要涂得過多，以免擠入內(nèi)槽結(jié)硬后引起測斜儀在測試過程中滑槽。自攻螺絲或鋁鉚釘位置要避開內(nèi)槽口且不宜過長，以免影響測斜儀在槽內(nèi)移動?！瞓〕接頭防水：在每個(gè)束節(jié)接頭兩端用防水膠布包扎，防止水泥漿從接頭中滲入測斜管內(nèi)?！瞔〕內(nèi)槽檢驗(yàn)：接管結(jié)束后，必須檢查測斜管內(nèi)槽是否扭轉(zhuǎn)。〔d〕測管固定：將測斜管靠在H型鋼的一個(gè)內(nèi)角，測斜管一對內(nèi)槽須垂直H型鋼翼板，間隔一定距離，在束節(jié)處焊接短鋼筋把測斜管固定在H型鋼上。固定測斜管時(shí)要調(diào)整一對內(nèi)槽始終垂直于H型鋼翼板。〔e〕端口保護(hù)：因測斜管固定在H型鋼內(nèi)，一般不需在測斜管上端口外套鋼管或硬質(zhì)PVC管，只要在上口用管蓋密封即可?！瞗〕型鋼插入：在型鋼插入施工過程中要有專人看護(hù)，以防測斜管意外受損。如遇測斜管固定不牢在型鋼插入過程中上浮，說明安裝失敗，應(yīng)重新安裝?！瞘〕圈梁施工：圈梁施工階段是測斜管最容易受到損壞階段，如果保護(hù)不當(dāng)將前功盡棄。因此必須與施工單位協(xié)調(diào)好，派專人看護(hù)好測斜管，以防被破壞?！瞙〕最后檢驗(yàn)：在圈梁混凝土澆搗前，應(yīng)對測斜管作一次檢驗(yàn)，檢驗(yàn)測斜管是否有滑槽和堵管現(xiàn)象，管長是否滿足要求。如有堵管現(xiàn)象要做好記錄，待圈梁混凝土澆好后及時(shí)進(jìn)行疏通。4〕水泥土攪拌樁內(nèi)測斜管安裝水泥土攪拌樁內(nèi)測斜管采用鉆孔法安裝，步驟如下：〔a〕鉆孔:孔深大于所測圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深度5～10m，孔徑比所選的測斜管大5～10cm。在土質(zhì)較差地層鉆孔時(shí)應(yīng)用泥漿護(hù)壁?！瞓〕接管：鉆孔作業(yè)的同時(shí)，在地表將測斜管用專用束節(jié)連接好，并對接縫處進(jìn)行密封處理?！瞔〕下管：鉆孔結(jié)束后馬上將測斜管沉人孔中，然后在管內(nèi)充滿清水，以克服浮力。下管時(shí)一定要對好槽口?！瞕〕封孔：測斜管沉放到位后，在測斜管與鉆孔空隙內(nèi)填人細(xì)砂或水泥和膨潤土拌和的灰漿，其配合比取決于土層的物理力學(xué)性能和地質(zhì)情況。剛埋設(shè)完幾天內(nèi)，孔內(nèi)充填物會固結(jié)下沉因此要及時(shí)補(bǔ)充保持其高出孔口?！瞖〕保護(hù)：圈梁施工階段是測斜管最容易受到損壞階段，如果保護(hù)不當(dāng)將前功盡棄。因此必須與施工單位協(xié)調(diào)好，派專人看護(hù)好測斜管，以防被破壞。測斜管管口一般高出圈梁面20cm左右，周圍砌設(shè)保護(hù)井，以免遭受損壞。5〕土體內(nèi)測斜管安裝同水泥土攪拌樁內(nèi)測斜管安裝。四、監(jiān)測技術(shù)1、測試方法測斜管應(yīng)在工程開挖前15～30d埋設(shè)完畢，在開挖前的3～5天內(nèi)復(fù)測2～3次．待判明測斜管已處于穩(wěn)定狀態(tài)后，取其平均值作為初始值，開始正式測試工作。每次監(jiān)測時(shí)，將探頭導(dǎo)輪對準(zhǔn)與所測位移方向一致的槽口，緩緩放至管底．待探頭與管內(nèi)溫度根本一致、顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定后開始監(jiān)測。一般以管口作為確定測點(diǎn)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)，每次測試時(shí)管口基準(zhǔn)點(diǎn)必須是同一位置，按探頭電纜上的刻度分劃，均速提升。每隔500mm讀數(shù)一次，并做記錄。待探頭提升至管口處。旋轉(zhuǎn)180°后，再按上述方法測量測，以消除測斜儀自身的誤差。2、測試數(shù)據(jù)處理1)計(jì)算原理通常使用的活動式測斜儀采用帶導(dǎo)輪的測斜探頭，探頭兩對導(dǎo)輪間距500mm，以兩對導(dǎo)輪之間的間距為一個(gè)測段。每一測段上、下導(dǎo)輪間相對水平偏差量可通過下式計(jì)算得到。(3-1)式中：—上、下導(dǎo)輪間距；—探頭敏感軸與重力軸夾角。測段n相對于起始點(diǎn)的水平偏差量，由從起始點(diǎn)起連續(xù)測試得到的累計(jì)而成，即(3-2)式中：—起始測段的水平偏差量〔mm〕；—測點(diǎn)n相對于起始點(diǎn)的水平偏差量〔mm〕?！瞐〕測斜管形狀曲線測斜儀單次測試得到的是測斜儀上、下導(dǎo)輪間相對水平偏差量，按式(3-2)計(jì)算得到的是測點(diǎn)n相對于起始點(diǎn)的水平偏差量，如果將起始點(diǎn)設(shè)在測斜管的一端〔孔底或孔口〕，以上、下導(dǎo)輪間距〔0.5m〕為測段長度，那么將每個(gè)測段沿深度連成線就構(gòu)成了測斜管形狀曲線。〔b〕測斜管水平位移曲線〔側(cè)向位移曲線〕假設(shè)將測段n第j次與第j-1次的水平偏差量之差表示為〔〕，那么即為測段n本次水平位移量，沿深度的連線就構(gòu)成了測斜管本次水平位移曲線。假設(shè)將測點(diǎn)n第j次與初次的水平偏移量之差表示為〔〕，那么即為測段n累計(jì)水平位移量，沿深度的連線就構(gòu)成了測斜管累計(jì)水平位移曲線。用公式可表示為：(3-3)式〔3-3〕即為以測斜管底部測斜儀下導(dǎo)輪為固定起算點(diǎn)〔假設(shè)不動〕深層側(cè)向變形計(jì)算公式。如果以測斜管頂部為固定起算點(diǎn)，因?yàn)闇y斜儀測出的是以測斜管頂部上導(dǎo)輪為起算點(diǎn)，因此深層側(cè)向變形計(jì)算還要疊加上導(dǎo)輪〔管口〕水平位移量。計(jì)算公式為：(3-4)2〕實(shí)際計(jì)算在實(shí)際計(jì)算時(shí)，因讀數(shù)儀顯示的數(shù)值一般已經(jīng)是經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化而成的水平量，因此只需按儀器使用說明書中告知的計(jì)算式計(jì)算即可，不同產(chǎn)家生產(chǎn)的測斜儀其計(jì)算公式各不相同。要注意的是，讀數(shù)儀顯示的數(shù)值一般取=500mm作為計(jì)算長度。五、考前須知(1)因測斜儀的探頭在管內(nèi)每隔0.5m測讀一次，故對測斜管的接口位置要精確計(jì)算，防止接口設(shè)在探頭滑輪停留處。(2)測斜管中有一對槽口應(yīng)自上而下始終垂直于基坑邊線，假設(shè)因施工原因致使槽口轉(zhuǎn)向而不垂直于基坑邊線，那么須對兩對槽口進(jìn)行測試，然后在同一深度取矢量和。(3)測點(diǎn)間距應(yīng)為0.5m，以使導(dǎo)輪位置能自始至終重合相連，而不宜取1.0m測點(diǎn)間距，導(dǎo)致測試結(jié)果偏離。四、地下水位監(jiān)測一、監(jiān)測內(nèi)容基坑工程地下水位監(jiān)測包含坑內(nèi)、坑外水位監(jiān)測。通過坑內(nèi)水位觀測可以檢驗(yàn)降水方案的實(shí)際效果，如降水速率和降水深度。通過坑外水位觀測可以控制基坑工程施工降水對周圍地下水位下降的影響范圍和程度，防止基坑工程施工中的水土流失?？油馑槐O(jiān)測為基坑監(jiān)測必測工程。二、儀器、設(shè)備簡介1、水位計(jì)用途及原理水位計(jì)是觀測地下水位變化的儀器；它可用來監(jiān)測由降水、開挖以及其他地下工程施工作業(yè)所引起的地下水位的變化。2、水位儀的組成水位測量系統(tǒng)由三局部組成：第一局部為地下埋入材料局部—水位管；第二局部為地表測試儀器—鋼尺水位計(jì)，由探頭、鋼尺電纜、接收系統(tǒng)、繞線架等局部組成。；第三局部為管口水準(zhǔn)測量，由水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺、腳架、尺墊等組成。(1)鋼尺水位計(jì)：探頭外殼由金屬車制而成，內(nèi)部安裝了水阻接觸點(diǎn)。當(dāng)觸點(diǎn)接觸水面時(shí)，接收系統(tǒng)峰鳴器發(fā)出蜂鳴聲，同時(shí)峰值指示器中的電壓指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。測量電纜局部由鋼尺和導(dǎo)線采用塑膠工藝合二為一。既防止了鋼尺的銹蝕，又簡化了操作過程，讀數(shù)方便、準(zhǔn)確。(2)水位管：潛水水位管一般由PVC工程塑料制成，包括主管和束節(jié)及封蓋。主管管徑50～70mm，管頭50cm打有四排Φ7mm的孔。束節(jié)套于兩節(jié)主管的接頭處，起著連接、固定作用，埋設(shè)時(shí)應(yīng)在主管管頭濾孔外包上土工布，起到濾層的作用。承壓水水位管一般采用PPR管，接口采用熱熔技術(shù)，管子之間完全融合在一起3、水位計(jì)的使用水位測量時(shí)，擰松水位計(jì)繞線盤后面螺絲，讓繞線盤轉(zhuǎn)動自由后，按下電源按鈕把測頭放人水位管內(nèi)，手拿鋼尺電纜，讓測頭緩慢地向下移動，當(dāng)測頭的觸點(diǎn)接觸到水面時(shí)，接收系統(tǒng)的音響器便會發(fā)出連續(xù)不斷的蜂鳴聲。此時(shí)讀出鋼尺電纜在管口處的讀數(shù)。三、水位管埋設(shè)1、水位孔的布設(shè)原那么檢驗(yàn)降水效果的水位孔布置在降水區(qū)內(nèi)，采用輕型井點(diǎn)管時(shí)可布置在總管的兩側(cè)，采用深井降水時(shí)應(yīng)布置在兩孔深井之間。潛水水位觀測管埋設(shè)深度不宜小于基坑開挖深度以下3m。微承壓水和承壓水層水位孔的深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。保護(hù)周圍環(huán)境的水位孔應(yīng)圍繞圍護(hù)結(jié)構(gòu)和被保護(hù)對象(如建筑物、地下管線等)或在兩者之問進(jìn)行布置，其深度應(yīng)在允許最低地下水位之下或根據(jù)不同水層的位置而定，潛水水位觀測管埋設(shè)深度宜為6～8m。潛水水位監(jiān)測點(diǎn)間距宜為20～50m，微承壓水和承壓水層水位監(jiān)測點(diǎn)間距宜為30～60m，每測邊監(jiān)測點(diǎn)至少1個(gè)。2、水位管構(gòu)造與埋設(shè)水位管選用直徑50mm左右的鋼管或硬質(zhì)塑料管，管底加蓋密封，防止泥砂進(jìn)入管中。下部留出0.5～1m的沉淀段(不打孔)，用來沉積濾水段帶人的少量泥砂。中部管壁周圍鉆出6～8列直徑為6mm左右的濾水孔，縱向孔距50～100mm。相鄰兩列的孔交錯排列，呈梅花狀布置。管壁外部包扎過濾層，過濾層可選用土工織物或網(wǎng)紗。上部管口段不打孔，以保證封口質(zhì)量。水位孔一般用小型鉆機(jī)成孔，孔徑略大干水位管的直徑，孔徑過小會導(dǎo)致下管困難，孔徑過大會使觀測產(chǎn)生一定的滯后效應(yīng)。成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，放入裹有濾網(wǎng)的水位管，管壁與孔壁之間用凈砂回填過濾頭，再用粘土進(jìn)行封填，以防地表水流入。承壓水水位管安裝前須摸清承壓水層的深度，水位管放入鉆孔后，水位管濾頭必須在承壓水層內(nèi)。承壓水面層以上一定范圍內(nèi)，管壁與孔壁之間采取特別的措施，隔斷承壓水與上層潛水的聯(lián)通。四、監(jiān)測技術(shù)1、測試方法先用水位計(jì)測出水位管內(nèi)水面距管口的距離，然后用水準(zhǔn)測量的方法測出水位管管口絕對高程，最后通過計(jì)算得到水位管內(nèi)水面的絕對高程。2、測試數(shù)據(jù)處理水位管內(nèi)水面應(yīng)以絕對高程表示，計(jì)算式如下：〔4-1〕式中：—水位管內(nèi)水面絕對高程(m)；—水位管管口絕對高程(m)；—水位管內(nèi)水面距管口的距離(m)。由式〔4-1〕可以分別算出前后兩次水位變化即本次變化和累計(jì)水位變化：〔4-2〕〔4-3〕式中：—第i次水位絕對高程(m)；—第i-1次水位絕對高程(m)；—水位初始絕對高程(m)；—累計(jì)水位差(m)。五、考前須知(1)水位管的管口要高出地表并做好防護(hù)墩臺，加蓋保護(hù)，以防雨水、地表水和雜物進(jìn)入管內(nèi)。水位管處應(yīng)有醒目標(biāo)志，防止施工損壞。(2)在監(jiān)測了一段時(shí)間后。應(yīng)對水位孔逐個(gè)進(jìn)行抽水或灌水試驗(yàn)，看其恢復(fù)至原來水位所需的時(shí)間．以判斷其工作的可靠性。(3)坑內(nèi)水位管要注意做好保護(hù)措施，防止施工破壞。(4)坑內(nèi)水位監(jiān)測除水位觀測外，還應(yīng)結(jié)合降水效果監(jiān)測，即對出水量和真空度進(jìn)行監(jiān)測。五、土體分層垂直位移監(jiān)測一、監(jiān)測內(nèi)容坑內(nèi)、外土體深層垂直位移?？觾?nèi)土體深層垂直位移亦稱坑內(nèi)土體回彈或坑底隆起?；釉陂_挖后由于上部土體開挖卸載，深層土體應(yīng)力釋放向上隆起，另外，由于基坑內(nèi)土體開挖后，支護(hù)內(nèi)外的壓力差使其底部產(chǎn)生側(cè)向位移，導(dǎo)致靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的土體向上隆起，嚴(yán)重者產(chǎn)生塑性破壞。深大基坑由于卸載多，基坑內(nèi)外壓差大，因而就有必要對基坑回彈進(jìn)行監(jiān)測。土體分層垂直位移監(jiān)測為重力式圍護(hù)體系一、二級監(jiān)測等級、板式圍護(hù)體系一級監(jiān)測等級選測工程。二、儀器、設(shè)備簡介1、分層沉降儀用途及原理分層沉降儀是通過電感探測裝置，根據(jù)電磁頻率的變化來觀測埋設(shè)在土體不同深度內(nèi)的磁環(huán)確實(shí)切位置，再由其所在位置深度的變化計(jì)算出地層不同標(biāo)高處的沉降變化情況。分層沉降儀可用來監(jiān)測由開挖引起的周圍深層土體的垂直位移〔沉降或隆起〕。2、分層沉降儀的組成分層沉降測量系統(tǒng)由三局部構(gòu)成：第一局部為埋入地下的材料局部，由沉降導(dǎo)管、底蓋和沉降磁環(huán)等組成；第二局部為地面測試儀器一分層沉降儀，由測頭、測量電纜、接收系統(tǒng)和繞線盤等組成；第三局部為管口水準(zhǔn)測量，由水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺、腳架、尺墊等組成。分層沉降儀的組成：〔1〕導(dǎo)管：采用PVC塑料管，管徑53mm或70mm?！?〕磁環(huán)：沉降磁環(huán)由注塑制成，內(nèi)安放稀土高能磁性材料，形成磁力圈。外安裝彈簧片，彈簧片張開后外徑約200mm，磁環(huán)套在導(dǎo)管處，彈簧片與土層接觸，隨土層移動而位移。〔3〕測頭：不銹鋼制成，內(nèi)部安裝了磁場感應(yīng)器，當(dāng)遇到外磁場作用時(shí)，便會接通接收系統(tǒng)，當(dāng)外磁場不作作用時(shí)，就會自動關(guān)閉接收系統(tǒng)?！?〕電纜：由鋼尺和導(dǎo)線采用塑膠工藝合二為一，既防止了鋼尺銹蝕，又簡化了操作過程，測讀更加方便、準(zhǔn)確。鋼尺電纜一端接入測頭，另一端接入接收系統(tǒng)。〔5〕接收系統(tǒng)：由音響器和峰值指示組成，音響器發(fā)出連續(xù)不斷的蜂鳴聲響，蜂值指示為電壓表指針指示，兩者可通過撥動開關(guān)來選用，不管用何種接收系統(tǒng)，測讀精度是一致的。〔6〕繞線盤：由繞線圓盤和支架組成。3、分層沉降儀使用方法測量時(shí)，擰松繞線盤后面螺絲，讓繞線盤轉(zhuǎn)動自由后，按下電源按鈕，手持測量電纜，將測頭放入沉降管中，緩慢地向下移動。當(dāng)測頭穿過土層中的磁環(huán)時(shí)，接收系統(tǒng)的蜂鳴器便會發(fā)出連續(xù)不斷的蜂鳴聲。假設(shè)是在噪聲較大的環(huán)境中測量，蜂鳴聲不能聽清時(shí)可用峰值指示，只要把儀器面板上的選擇開關(guān)撥至電壓擋即可測量。方法同蜂鳴聲指示。三、分層沉降標(biāo)〔磁環(huán)〕的埋設(shè)1、布設(shè)原那么1〕分層垂直位移監(jiān)測孔：監(jiān)測孔應(yīng)布置在鄰近保護(hù)對象處，豎向監(jiān)測點(diǎn)〔磁環(huán)〕宜布置在土層分界面上，在厚度較大土層中部應(yīng)適當(dāng)加密，監(jiān)測孔深度宜大于2.5倍基坑開挖深度，且不應(yīng)小于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以下5～10m。2〕坑底回彈監(jiān)測孔：監(jiān)測點(diǎn)宜按剖面布置在基坑中部，剖面間距30～50m，數(shù)量不少于2條，剖面上監(jiān)測點(diǎn)間距10～20m，數(shù)量不少于3個(gè)。2、沉降管與磁環(huán)的埋設(shè)方法一：用鉆機(jī)在預(yù)定孔位上鉆孔，孔深由沉降管長度而定，孔徑以能恰好放入磁環(huán)為佳。然后放入沉降管，沉降管連接時(shí)要用內(nèi)接頭或套接式螺紋，使外殼光滑，不影響磁環(huán)的上、下移動。在沉降管和孔壁間用膨潤土球充填并搗實(shí)，至底部第一個(gè)磁環(huán)的標(biāo)高再用專用工具將磁環(huán)套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定壓力，使磁環(huán)上的三個(gè)鐵爪插入土中，然后再用膨潤土球充填并搗實(shí)至第二個(gè)磁環(huán)的標(biāo)高，按上述方法安裝第二個(gè)磁環(huán)，直至完成整個(gè)鉆孔中的磁環(huán)埋設(shè)。方法二：在沉降管下孔前將磁環(huán)按設(shè)計(jì)距離安裝在沉降管上，磁環(huán)之間可利用沉降管外接頭進(jìn)行隔離，成孔后將帶磁環(huán)的沉降管插入孔內(nèi)。磁環(huán)在接頭處遇阻后被迫隨沉降管送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后將沉降管向上拔起1m，這樣可使磁環(huán)上、下各1m范圍內(nèi)移動時(shí)不受阻，然后用細(xì)砂在沉降管和孔壁之間進(jìn)行填充至管口標(biāo)高。四、監(jiān)測技術(shù)1、測試方法監(jiān)測時(shí)應(yīng)先用水準(zhǔn)儀測出沉降管的管口高程，然后將分層沉降儀的探頭緩緩放入沉降管中。當(dāng)接收儀發(fā)生蜂鳴或指針偏轉(zhuǎn)最大時(shí)，就是磁環(huán)的位置。捕捉響第一聲時(shí)測量電纜在管口處的深度尺寸，每個(gè)磁環(huán)有兩次響聲，兩次響聲間的間距十幾厘米。這樣由上向下地測量到孔底，這稱為進(jìn)程測讀。當(dāng)從該沉降管內(nèi)收回測量電纜時(shí)，測頭再次通過土層中的磁環(huán)，接收系統(tǒng)的蜂嗚器會再次發(fā)出蜂鳴聲。此時(shí)讀出測量電纜在管口處的深度尺寸，如此測量到孔口，稱為回程測讀。磁環(huán)距管口深度取進(jìn)、回程測讀數(shù)平均數(shù)。2、測試數(shù)據(jù)處理分層沉降標(biāo)〔磁環(huán)〕位置應(yīng)以絕對高程表示，計(jì)算式如下：〔4-1〕式中：—分層沉降標(biāo)〔磁環(huán)〕絕對高程(m)；—沉降管管口絕對高程(m)；—分層沉降標(biāo)〔磁環(huán)〕距管口的距離(m)。由式〔4-1〕可以分別算出磁環(huán)前后兩次位置變化即本次垂直位移量和累計(jì)垂直位移量：〔4-2〕〔4-3〕式中：—第i次水位絕對高程(m)；—第i-1次水位絕對高程(m)；—水位初始絕對高程(m)；—本次垂直位移(mm)；—累計(jì)垂直位移(mm)。五、考前須知(1)深層土體垂直位移的初始值應(yīng)在分層標(biāo)埋設(shè)穩(wěn)定后進(jìn)行，一般不少于一周。每次監(jiān)測分層沉降儀應(yīng)進(jìn)行進(jìn)、回兩次測試，兩次測試誤差值不大于l.0mm，對于同一個(gè)工程應(yīng)固定監(jiān)測儀器和人員，以保證監(jiān)測精度。(2)管口要做好防護(hù)墩臺或井蓋，蓋好蓋子，防止沉降管損壞和雜物掉入管內(nèi)。六、孔隙水壓力監(jiān)測一、監(jiān)測內(nèi)容用于量測基坑工程坑外不同深度土的孔隙水壓力。由于飽和土受荷載后首先產(chǎn)生的是孔隙水壓力的變化，隨后才是顆粒的固結(jié)變形，孔隙水壓力的變化是土體運(yùn)動的前兆。靜態(tài)孔隙水壓力監(jiān)測相當(dāng)于水位監(jiān)測。潛水層的靜態(tài)孔隙水壓力測出的是孔隙水壓力計(jì)上方的水頭壓力，可以通過換算計(jì)算出水位高度。在微承壓水和承壓水層，孔隙水壓力計(jì)可以直接測出水的壓力。結(jié)合土壓力監(jiān)測，可以進(jìn)行土體有效應(yīng)力分析，作為土體穩(wěn)定計(jì)算的依據(jù)。不同深度孔隙水壓力監(jiān)測可以為圍護(hù)墻后水、土壓力分算提供設(shè)計(jì)依據(jù)?？紫端畨毫ΡO(jiān)測為重力式圍護(hù)體系一、二級監(jiān)測等級、板式圍護(hù)體系一級監(jiān)測等級選測工程。二、儀器、設(shè)備簡介1、孔隙水壓力計(jì)目前孔隙水壓力計(jì)有鋼弦式、氣壓式等幾種形式，基坑工程中常用的是鋼弦式孔隙水壓力計(jì)，屬鋼弦式傳感器中的一種?？紫端畨毫τ?jì)由兩局部組成，第一局部為濾頭，由透水石、開孔鋼管組成，主要起隔斷土壓的作用；第二局部為傳感局部，其根本要素同鋼筋計(jì)。2、測試儀器、設(shè)備數(shù)顯頻率儀。三、孔隙水壓力計(jì)安裝1、安裝前的準(zhǔn)備將孔隙水壓力計(jì)前端的透水石和開孔鋼管卸下，放入盛水容器中熱泡，以快速排除透水石中的氣泡，然后浸泡透水石至飽和，安裝前透水石應(yīng)始終浸泡在水中，嚴(yán)禁與空氣接觸。2、鉆孔埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)鉆孔埋設(shè)有二種方法，一種方法為一孔埋設(shè)多個(gè)孔隙水壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)間距大于1.0m，以免水壓力貫穿。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是鉆孔數(shù)量少，比擬適合于提供監(jiān)測場地不大的工程，缺點(diǎn)是孔隙水壓力計(jì)之間封孔難度很大，封孔質(zhì)量直接影響孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)質(zhì)量，成為孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)好壞的關(guān)鍵工序，封孔材料一般采用膨潤土泥球。埋設(shè)順序?yàn)棰巽@孔到設(shè)計(jì)深度；②放入第一個(gè)孔隙水壓力計(jì)，可采用壓入法至要求深度；③回填膨潤土泥球至第二個(gè)孔隙水壓力計(jì)位置以上0.5m；④放入第二個(gè)孔隙水壓力計(jì)，并壓入至要求深度；⑤回填膨潤土泥球…，以此反復(fù)，直到最后一個(gè)。第二種方法采用單孔法即一個(gè)鉆孔埋設(shè)一個(gè)孔隙水壓力計(jì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是埋設(shè)質(zhì)量容易控制，缺點(diǎn)是鉆孔數(shù)量多，比擬適合于能提供監(jiān)測場地或?qū)ΡO(jiān)測點(diǎn)平面要求不高的工程。具體步驟為①鉆孔到設(shè)計(jì)深度以上0.5m-1.0m②放入孔隙水壓力計(jì)，采用壓入法至要求深度；③回填1m以上膨潤土泥球封孔。四、監(jiān)測技術(shù)1、測試方法孔隙水壓力計(jì)測試方法相比照擬簡單，用數(shù)顯頻率儀測讀、記錄孔隙水壓力計(jì)頻率即可。2、測試數(shù)據(jù)處理孔隙水壓力計(jì)算式如下：〔5-1〕式中—孔隙水壓力〔kPa〕；—標(biāo)定系數(shù)〔kPa/Hz2〕；—測試頻率〔Hz〕；—初始頻率〔Hz〕。五、考前須知〔1〕孔隙水壓力計(jì)應(yīng)按測試量程選擇，上限可取靜水壓力與超孔隙水壓力之和的1.2倍?！?〕采用鉆孔法施工時(shí)，原那么上不得采用泥漿護(hù)壁工藝成孔。如因地質(zhì)條件差不得不采用泥漿護(hù)壁時(shí)，在鉆孔完成之后，需要清孔至泥漿全部清洗為止。然后在孔底填入凈砂，將孔隙水壓力計(jì)送至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再在周圍回填約05m高的凈砂作為濾層?！?〕在地層的分界處附近埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)時(shí)應(yīng)十分謹(jǐn)慎，濾層不得穿過隔水層，防止上下層水壓力的貫穿?！?〕孔隙水壓力計(jì)在安裝過程中，其透水石始終