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          首頁 > 技術與支持 > 深層側向位移監測
          深層側向位移監測
          點擊次數:2182 發布時間:2019-07-22

          一、監測內容
          圍護墻體和土體的深層側向位移,目前圍護墻體內測斜一般用在地下連續墻、混凝土灌注樁、水泥土攪拌樁、型鋼水泥土復合攪拌樁等圍護形式上。深層側向位移監測為重力式、板式圍護體系一、二級監測等級必測項目,重力式、板式圍護體系三級監測等級選測項目。
          二、儀器、設備簡介
          1測斜儀用途及原理
          測斜儀是種能有效且地測量深層水平位移的工程監測儀器。應用其工作原理可以監測土體、臨時或 地下結構(如樁、連續墻、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在結構物內部的固定點上;活動式即先埋設帶導槽的測斜管,間隔一定時間將測頭放入管內沿導槽滑動測定斜度變化,計算水平位移。
          2分類及特點
          活動式測斜儀按測頭傳感器不同,可細分為滑動電阻式、電阻應變片式、鋼弦式及伺服加速度計式四種。上海地區用得較多的是電阻應變片式和伺服加速度計式測斜儀,電阻應變片式測斜儀優點是產品價格便宜,缺點是量程有限,耐用時間不長;伺服加速度計式測斜儀優點是精度高、量程大和可靠性好等,缺點是伺服加速度計抗震性能較差,當測頭受到沖擊或受到橫向振動時,傳感器容易損壞。
          3測斜儀的組成
          測斜儀由以下四大部分組成:
          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給電源和給測讀儀傳遞監測信號的作用,同時也起到收放探頭和測量探頭所在測點與孔口距離。
          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2~4m.管口接頭有固定式和伸縮式兩種,測斜管內有兩對相互垂直的縱向導槽。測量時,測頭導輪在導槽內可上下自由滑動。
          三、測斜管安裝
          l 測斜孔的布設原則
          1)布置在基坑平面上撓曲計算值大的位置,如懸臂式結構的長邊中心,設置水平支撐結構的兩道支撐之間??着c孔之間布置間距宜為20~50m,每側邊至少布置1個監測點。
          2)基坑周圍有重點監護對象[如建(構)筑物、地下管線]時,離其近的圍護段。
          3)基坑局部挖深加大或基坑開挖時圍護結構暴露早、得到監測結果后可指導后繼施工的區段。
          4)監測點布置深度宜與圍護體入土深度相同。
          2圍護體內測斜管安裝
          1)地下連續墻內測斜管安裝
          測斜管在地下連續墻內的位置應避開導管,具體安裝步驟如下:
          (a)測管連接:將4m(或2m)一節的測斜管用束節逐節連接在一起,接管時除外槽口對齊外,還要檢查內槽口是否對齊。管與管連接時先在測斜管外側涂上PVC膠水,然后將測斜管插入束節,在束節四個方向用自攻螺絲或鋁鉚釘緊固束節與測斜管。注意膠水不要涂得過多,以免擠入內槽口結硬后影響以后測試。自攻螺絲或鋁鉚釘位置要避開內槽口且不宜過長。
          (b)接頭防水:在每個束節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。
          (c)內槽檢驗: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墻鋼筋籠內,待接管結束,測斜管就位放置后,必須檢查測斜管一對內槽是否垂直于鋼筋籠面,測斜管上下槽口是否扭轉。只有在測斜管內槽位置滿足要求后方可封住測斜管下口。
          (d)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,以免澆筑混凝土時,發生上浮或側向移動。
          (e)端口保護:在測斜管上端口,外套鋼管或硬質PVC管,外套管長度應滿足以后浮漿混凝土鑿除后管子仍插入混凝土50cm。
          (f)吊裝下籠:現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,待鋼籠就位后,在測斜管內注滿清水,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,以防測斜管意外受損。如遇鋼籠入槽失敗,應及時檢查測斜管是否破損,必要時須重新安裝。
          (g)圈梁施工:圈梁施工階段是測斜管容易受到損壞階段,如果保護不當將前功盡棄。因此在地下連續墻鑿除上部混凝土以及綁扎圈梁鋼筋時,必須與施工單位協調好,派專人看護好測斜管,以防被破壞。同時應根據圈梁高度重新調整測斜管管口位置。一般需接長測斜管,此時除外槽對齊外,還要檢查內槽是否對齊。
          (h)后檢驗:在圈梁混凝土澆搗前,應對測斜管作一次檢驗,檢驗測斜管是否有滑槽和堵管現象,管長是否滿足要求。如有堵管現象要做好記錄,待圈梁混凝土澆好后及時進行疏通。如有滑槽現象,要判斷是否在后一次接管位置。如果是,要在圈梁混凝土澆搗前及時進行整改。
          2)混凝土灌注樁內測斜管安裝
          基本步驟同上,需要特別注意的是:因為圍護樁鋼筋籠一般需要分節吊裝,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,槽口要對齊,不能使束節破損,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。每節鋼筋籠放入時,應該在測斜管內注入清水,測斜管的內槽口,一邊要垂直于圍護邊線,由于樁的鋼筋籠是圓形的,施工時極有可能要發生旋轉,使原對好的槽口發生偏轉,為了保證安裝質量,要與施工單位協調,盡量滿足測斜管安裝要求。
          3)型鋼水泥土復合攪拌樁內測斜管安裝
          型鋼水泥土復合攪拌樁,由多頭攪拌樁內插H型鋼組成。型鋼水泥土復合攪拌樁(SMW工法樁)圍護形式的測斜管的安裝方法有兩種,種:安裝在H型鋼上,隨型鋼一起插入攪拌樁內;第二種:在攪拌樁內鉆孔埋設。在此僅介紹種方法。
          (a)連接:將4m(或2m)一節的測斜管用束節逐節連接在一起,接管時除外槽口對齊外,還要檢查內槽口是否對齊。管與管連接時先在測斜管外側涂上PVC膠水,然后將測斜管插入束節,在束節四個方向用自攻螺絲或鋁鉚釘固緊束節與測斜管。注意膠水不要涂得過多,以免擠入內槽結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槽口且不宜過長,以免影響測斜儀在槽內移動。
          (b)接頭防水:在每個束節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。
          (c)內槽檢驗:接管結束后,必須檢查測斜管內槽是否扭轉。
          (d)測管固定:將測斜管靠在H型鋼的一個內角,測斜管一對內槽須垂直H型鋼翼板,間隔一定距離,在束節處焊接短鋼筋把測斜管固定在H型鋼上。固定測斜管時要調整一對內槽始終垂直于H型鋼翼板。
          (e)端口保護:因測斜管固定在H型鋼內,一般不需在測斜管上端口外套鋼管或硬質PVC管,只要在上口用管蓋密封即可。
          (f)型鋼插入:在型鋼插入施工過程中要有專人看護,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,表明安裝失敗,應重新安裝。
          (g)圈梁施工:圈梁施工階段是測斜管容易受到損壞階段,如果保護不當將前功盡棄。因此必須與施工單位協調好,派專人看護好測斜管,以防被破壞。
          (h)后檢驗:在圈梁混凝土澆搗前,應對測斜管作一次檢驗,檢驗測斜管是否有滑槽和堵管現象,管長是否滿足要求。如有堵管現象要做好記錄,待圈梁混凝土澆好后及時進行疏通。
          4)水泥土攪拌樁內測斜管安裝
          水泥土攪拌樁內測斜管采用鉆孔法安裝,步驟如下:
          (a)鉆孔:孔深大于所測圍護結構的深度5~10m,孔徑比所選的測斜管大5~10cm。在土質較差地層鉆孔時應用泥漿護壁。
          (b)接管:鉆孔作業的同時,在地表將測斜管用束節連接好,并對接縫處進行密封處理。
          (c)下管:鉆孔結束后馬上將測斜管沉人孔中,然后在管內充滿清水,以克服浮力。下管時一定要對好槽口。
          (d)封孔:測斜管沉放到位后,在測斜管與鉆孔空隙內填人細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性能和地質情況。剛埋設完幾天內,孔內充填物會固結下沉因此要及時補充保持其高出孔口。
          (e)保護:圈梁施工階段是測斜管容易受到損壞階段,如果保護不當將前功盡棄。因此必須與施工單位協調好,派專人看護好測斜管,以防被破壞。測斜管管口一般高出圈梁面20cm左右,周圍砌設保護井,以免遭受損壞。
          5)土體內測斜管安裝
          同水泥土攪拌樁內測斜管安裝。
          四、監測技術
          1測試方法
          測斜管應在工程開挖前15~30d埋設完畢,在開挖前的3~5天內復測2~3次.待判明測斜管已處于穩定狀態后,取其平均值作為初始值,開始正式測試工作。每次監測時,將探頭導輪對準與所測位移方向一致的槽口,緩緩放至管底.待探頭與管內溫度基本一致、顯示儀讀數穩定后開始監測。 一般以管口作為確定測點位置的基準點,每次測試時管口基準點必須是同一位置,按探頭電纜上的刻度分劃,均速提升。每隔500mm讀數一次,并做記錄。待探頭提升至管口處。旋轉180°后,再按上述方法測量測,以消除測斜儀自身的誤差。
          2 測試數據處理
          1)計算原理
          通常使用的活動式測斜儀采用帶導輪的測斜探頭,探頭兩對導輪間距500mm,以兩對導輪之間的間距為一個測段。每一測段上、下導輪間相對水平偏差量 可通過下式計算得到。
                                                            (3-1) 
          式中: —上、下導輪間距;
                 —探頭敏感軸與重力軸夾角。
          測段n相對于起始點的水平偏差量 ,由從起始點起連續測試得到的 累計而成,即
                                    (3-2)
          式中: —起始測段的水平偏差量(mm);
                —測點n相對于起始點的水平偏差量(mm)。
          (a)測斜管形狀曲線
          測斜儀單次測試得到的是測斜儀上、下導輪間相對水平偏差量,按式(3-2)計算得到的是測點n相對于起始點的水平偏差量,如果將起始點設在測斜管的一端(孔底或孔口),以上、下導輪間距(0.5m)為測段長度,則將每個測段 沿深度連成線就構成了測斜管形狀曲線。
          (b)測斜管水平位移曲線(側向位移曲線)
          若將測段n第j次與第j-1次的水平偏差量之差表示為 ( ),則 即為測段n本次水平位移量, 沿深度的連線就構成了測斜管本次水平位移曲線。
          若將測點n第j次與初次的水平偏移量之差表示為 ( ),則 即為測段n累計水平位移量, 沿深度的連線就構成了測斜管累計水平位移曲線。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輪為固定起算點(假設不動)深層側向變形計算公式。如果以測斜管頂部為固定起算點,因為測斜儀測出的是以測斜管頂部上導輪為起算點,因此深層側向變形計算還要疊加上導輪(管口)水平位移量 。計算公式為:(3-4)
          2)實際計算
          在實際計算時,因讀數儀顯示的數值一般已經是經計算轉化而成的水平量,因此只需按儀器使用說明書中告知的計算式計算即可,不同產家生產的測斜儀其計算公式各不相同。要注意的是,讀數儀顯示的數值一般取 =500mm作為計算長度。
          3工程算例
          五、 注意事項
          (1) 因測斜儀的探頭在管內每隔0.5m測讀一次,故對測斜管的接口位置要計算,避免接口設在探頭滑輪停留處。
          (2) 測斜管中有一對槽口應自上而下始終垂直于基坑邊線,若因施工原因致使槽口轉向而不垂直于基坑邊線,則須對兩對槽口進行測試,然后在同一深度取矢量和。
          (3) 測點間距應為0.5m,以使導輪位置能自始至終重合相連,而不宜取1.0m測點間距,導致測試結果偏離。

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