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1、基坑监测方法技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、垂直位移测量 1、监测项目：地表，围护墙顶，坑内立柱，管线，建筑物，防汛墙、高架立柱、地铁隧道等构筑物等需要监测垂直位移。2、仪器：水准仪，连通管（静力水准仪-测量相对变化），全站仪（三角高程，比较少）。一、垂直位移测量3、原理方法：水准路线的分类：附合水准路线：附合水准路线：从一个已知高程的水准点从一个已知高程的水准点(BM1)(BM1)起，沿一条路线进行水准测量，以测定另起，沿一条路线进行水准
2、测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后连测到另一个已知高程的水准点连测到另一个已知高程的水准点(BM2)(BM2)，称为附，称为附合水准路线。如下图所示合水准路线。如下图所示一、垂直位移测量支水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点或垂直位移监测点的高程，最后不不连测到任何已知高程的水准点称为支水准路线。为了对测量成果进行检核，并提高成果的精度，单一水准支线必须进行往返测量。一、垂直位移测量 闭合准路线闭合准路线：从一个从一个已知高程的水准点已知高程的水准点(BM1)(BM1)起，沿一条环形起，沿一
3、条环形路线进行水准测量，路线进行水准测量，测定沿线一些水准点测定沿线一些水准点或垂直位移监测点的或垂直位移监测点的高程，最后高程，最后又回到又回到又回到又回到水水准点准点(BM1)(BM1)，称为闭合，称为闭合水准路线。如右图所水准路线。如右图所示示 一、垂直位移测量水准路线的拟定：日常监测中，应采用附日常监测中，应采用附合水准路线或闭合水准路合水准路线或闭合水准路线。没有任何规范中规定线。没有任何规范中规定变形观测采用支水准路线变形观测采用支水准路线观测观测仪器站仪器站观测观测标标 尺尺 读读 数数高差高差(a-(a-b)b)(mm)(mm)i i i i 角角角角 的的的的 计计计计 算算
4、算算次序次序A A尺读数尺读数a aB B尺读数尺读数b bI1I11 11487121487121491401491402 21487041487041491421491423 31487081487081491541491544 4148708148708149150149150中数中数I2I21 1150952150952151394151394校正后校正后A A、B B标尺上的标尺上的a a2 2、b b2 22 2150956150956151410151410正确读数为：正确读数为：3 31509441509441513961513964 415095815095815140015
5、1400中数中数水准仪i角检查：仪器站仪器站观测观测标标 尺尺 读读 数数高差高差(a-b)(a-b)(mm)(mm)i i i i 角角角角 的的的的 计计计计 算算算算次序次序A A尺读数尺读数a aB B尺读数尺读数b bI1I11 1148712148712149140149140-4.39-4.39 A AB B标标尺尺间间距距 S=20.6m S=20.6m2 2148704148704149142149142=(a2-b2)-(a1-b1)(a2-b2)-(a1-b1)22=-0.045mm=-0.045mm3 3148708148708149154149154i i=10=10
6、=-0.45=-0.454 4148708148708149150149150中数中数148708 148708 149147 149147 I2I21 1150952150952151394151394-4.48-4.48 校正后校正后A A、B B标尺上的标尺上的a a2 2、b b2 22 2150956150956151410151410正确读数为：正确读数为：3 3150944150944151396151396aa2 2=a=a2 2-2=1.50953+.0009=1.510432=1.50953+.0009=1.510434 4150958150958151400151400b
7、b2 2=b=b2 2-=1.51400+.00045=1.51445=1.51400+.00045=1.51445中数中数150953 150953 151400 151400 仪器仪器站站标标 尺尺 读读 数数高差高差(a-(a-b)b)(m)(m)i i i i 角角角角 的的的的 计计计计 算算算算A A尺读数尺读数a aB B尺读数尺读数b bI1I11359135914321432A AB B标标尺尺间间距距 D DABAB=70m=70m1241124113151315中数中数I2I21456145615351535二、水平位移测量1、视准线法 以两固定点间经纬仪的视线作为基准线
8、，测量监测点到基准线的距离，确定偏移量的测量方法。2、小角度法 在测站上测量测站点至监测点的距离及固在测站上测量测站点至监测点的距离及固定方向与监测点方向间的夹角定方向与监测点方向间的夹角,以确定位移矢量以确定位移矢量的方法。每次测量夹角的变化，夹角变化量与的方法。每次测量夹角的变化，夹角变化量与距离的乘积即位移量。距离的乘积即位移量。三、倾斜测量 建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：一建筑物、构筑物的倾斜监测的方法有两种：一是直接测定建筑物的倾斜；二是通过测量建筑是直接测定建筑物的倾斜；二是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜。物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜。直接测定
9、建筑物的倾斜：应测定建筑物顶部相直接测定建筑物的倾斜：应测定建筑物顶部相对于底部或各层间相对于下层的水平位移与高对于底部或各层间相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度。以及倾斜速度。四、裂缝观测 裂缝监测如下图所示。在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属裂缝监测如下图所示。在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝不锈钢板，钢板中心钻一小圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝（裂缝宽度），同时在裂缝的两端也各作一个标记，以观测裂缝的（裂缝宽度），同时在裂缝的两端也各作一个标记
10、，以观测裂缝的开展情况（裂缝长度）；也可以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使开展情况（裂缝长度）；也可以采用在裂缝两端设置石膏薄片，使其与裂缝两侧牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，监其与裂缝两侧牢固粘结，当裂缝裂开或加大时，石膏片也裂开，监测时可测定其裂缝的大小和变化。测时可测定其裂缝的大小和变化。观测所用的量具是一种特殊构造的卡尺，尺身长观测所用的量具是一种特殊构造的卡尺，尺身长700700800mm800mm，刻度为，刻度为1mm1mm，尺上附有一个水准管，在尺的一端安有一根钻有孔，尺上附有一个水准管，在尺的一端安有一根钻有孔距为距为1cm1cm的定位小孔、可以上下游动的测针。测针系
11、用止动螺钉插的定位小孔、可以上下游动的测针。测针系用止动螺钉插入小孔圈固定。尺上还附有一个游标，游标带有一根可上下微动的入小孔圈固定。尺上还附有一个游标，游标带有一根可上下微动的测针。当两测针对准刻度测针。当两测针对准刻度0 0，同时水泡在水泡管中心时，两测针尖，同时水泡在水泡管中心时，两测针尖端在同一水平面上。卡尺的垂直和水平最小读数为端在同一水平面上。卡尺的垂直和水平最小读数为0.1mm0.1mm。其结构。其结构形式见下图。不锈钢板中心圆孔的形状与卡尺测针的尖端必须完全形式见下图。不锈钢板中心圆孔的形状与卡尺测针的尖端必须完全吻合。吻合。五、深层水平位移监测一、测斜仪系统简介1 1、测斜仪
12、是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间、测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来监测围护墙体、土体深层侧向夹角变化量，来监测围护墙体、土体深层侧向位移的高精度仪器。位移的高精度仪器。2 2、测斜仪分为、测斜仪分为固定式固定式和和活动式活动式两种，按与垂线两种，按与垂线夹角监测范围不同又分为夹角监测范围不同又分为垂直向测斜仪垂直向测斜仪和和水平水平向测斜仪向测斜仪。固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，间定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，间隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑
13、动测定斜度变化，计算水平位移。度变化，计算水平位移。一、测斜仪系统简介一、测斜仪系统简介3、按传感器型式分类：可细分为滑动电阻式、电阻应变片式、振弦式及伺服加速度计式四种。一、测斜仪系统简介一、测斜仪系统简介4 4、活动式测斜仪系统组成：、活动式测斜仪系统组成：由由探头探头、测读仪测读仪、电缆电缆和和测斜管测斜管四部分组成。四部分组成。1)1)探头：装有重力式测斜传感器。探头：装有重力式测斜传感器。2)2)测读仪：测读仪是二次仪表，需和探头配套使用。测读仪：测读仪是二次仪表，需和探头配套使用。3)3)电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电电缆：连接探头和测读仪的电缆起向探头供给电源和给测读
14、仪传递监测信号的作用，同时也起到收放源和给测读仪传递监测信号的作用，同时也起到收放探头和测量探头所在测点与孔口距离。探头和测量探头所在测点与孔口距离。4)4)测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常测斜管：测斜管一般由塑料管或铝合金管制成。常用直径为用直径为505075mm75mm，长度每节，长度每节2 24m4m，测斜管内有，测斜管内有两对相互垂直的纵向导槽。测量时，测头导轮在导槽两对相互垂直的纵向导槽。测量时，测头导轮在导槽内可上下自由滑动。内可上下自由滑动。一、测斜仪系统简介一、测斜仪系统简介5、主要测斜仪美国Geokon-603测斜仪 美国Geokon公司生产，Geokon603读
15、数仪，配6000系列探头，能自动记录观测数据。系统总量程为53，系统精度6mm/30m，灵敏度10弧秒(0.05mm/m)。SINCO测斜仪、电缆和读数仪测斜仪、电缆和读数仪美国SINCO测斜仪，能自动记录观测数据。测量范围：垂直方向53；精度：0.02mm/每500mm；重复性：0.003；工作温度范围：-20-+50；重量：1.8公斤。北京航天北京航天CX-06A测斜仪测斜仪北京航天测斜仪，能自动记录观测数据。传感器分辨率：0.02mm/8系统总精度：4mm/15m测量范围：50数字显示：4.5位测量电缆：9.5mm六芯导线导轮间距：500mm测斜用测斜用PVCPVC高精度测斜管高精度测斜
16、管ABSABS、铝合金高精度测斜管、铝合金高精度测斜管二、深层侧向位移(测斜)原理1 1、结构原理、结构原理1.11.1、电阻应变片式测斜仪：、电阻应变片式测斜仪：探头内有一青铜弹簧片做的下挂探头内有一青铜弹簧片做的下挂摆锤摆锤，弹，弹簧片两侧各贴两片簧片两侧各贴两片电阻应变片电阻应变片，构成差动可变，构成差动可变阻式传感器，使之在弹性极限内探头的倾角与阻式传感器，使之在弹性极限内探头的倾角与电阻应变读数呈线性关系。电阻应变读数呈线性关系。代表仪器：葛南测斜仪代表仪器：葛南测斜仪优点：产品价格便宜优点：产品价格便宜缺点：量程有限，耐用时间不长缺点：量程有限，耐用时间不长1.21.2、伺服加速度
17、计式测斜仪：、伺服加速度计式测斜仪：探头内有一个受重力作用的探头内有一个受重力作用的摆锤摆锤，并布置有力，并布置有力平衡平衡伺服加速度计伺服加速度计，其内部的位置传感器可以探测，其内部的位置传感器可以探测摆锤的位置，并且提供足够的恢复力使摆块回到其摆锤的位置，并且提供足够的恢复力使摆块回到其铅直零位置。此恢复力的大小可转变成电信号输出，铅直零位置。此恢复力的大小可转变成电信号输出，在读数仪上显示为倾斜量的测量。在读数仪上显示为倾斜量的测量。代表仪器：基康代表仪器：基康603603、SINCOSINCO测斜仪测斜仪(两个加速度计两个加速度计)北京航天部北京航天部CX-06CX-06测斜仪测斜仪(
18、一个加速度计一个加速度计)优点：精度高、量程大和可靠性好优点：精度高、量程大和可靠性好缺点：抗震性能较差缺点：抗震性能较差(激震时传感器容易损坏激震时传感器容易损坏)二、深层侧向位移二、深层侧向位移(测斜测斜)原理原理2 2、计算原理、计算原理pp基坑监测时，一般只考基坑监测时，一般只考虑垂直于围护体的方向，虑垂直于围护体的方向，即即X+X+、X-X-方向，需连续方向，需连续测二次来消除力平衡伺测二次来消除力平衡伺服加速度仪零漂的影响服加速度仪零漂的影响(一测回一测回)；pp每点水平偏移量是通过每点水平偏移量是通过计算上部滑轮组相对于计算上部滑轮组相对于下部滑轮组所产生的倾下部滑轮组所产生的倾
19、角角()()乘以观测读数间乘以观测读数间距距(L)(L)和相应的系数得到。和相应的系数得到。pp总水平偏移量是将每点总水平偏移量是将每点的水平偏移量进行累加的水平偏移量进行累加获到，该偏移曲线为一获到，该偏移曲线为一条连续的曲线，也就是条连续的曲线，也就是说只要确定了一个基准说只要确定了一个基准点，整条曲线的位置就点，整条曲线的位置就能确定下来。能确定下来。二、深层侧向位移二、深层侧向位移(测斜测斜)原理原理L L为传感器两对滑轮中心距为传感器两对滑轮中心距(一般为一般为500)500)k k为读数的放大倍数，采用公制时取为读数的放大倍数，采用公制时取2500025000，英制时，英制时取取2
20、000020000L/kL/k称为仪器的称为仪器的标定系数标定系数2 2、计算原理、计算原理二、深层侧向位移二、深层侧向位移(测斜测斜)原理原理【标定系数】【标定系数】基康基康6036030.0250.025美国新科美国新科0.020.02北京航天北京航天0.020.02南京葛南南京葛南视标定情况而定视标定情况而定2 2、计算原理、计算原理三、测斜操作方法和注意事项三、测斜操作方法和注意事项三、测斜操作方法和注意事项1 1、测斜测读方法、测斜测读方法1 1）测斜管口应可靠固定。并做好水平位移测点的标）测斜管口应可靠固定。并做好水平位移测点的标记，每次测斜前，先用测量方法测读管口水平位移，记，每
21、次测斜前，先用测量方法测读管口水平位移，以这个读数作为测斜的基准读数；以这个读数作为测斜的基准读数；22）每次测读前，应将测斜传感器放在管底停置几分）每次测读前，应将测斜传感器放在管底停置几分钟，使得传感器的温度与管内的水温一致。最下面一钟，使得传感器的温度与管内的水温一致。最下面一点的位置应是从管口向下点的位置应是从管口向下n n倍传感器滑轮中心距；倍传感器滑轮中心距；3 3）从下而上，每提一个滑轮中心距就读一次数，直）从下而上，每提一个滑轮中心距就读一次数，直到管口。每个深度的读数同时记录到管口。每个深度的读数同时记录X X、Y Y互相垂直的互相垂直的二个方向的读数；二个方向的读数；44）
22、将传感器探头旋转）将传感器探头旋转180180度，重复度，重复3 3步操作，完成一步操作，完成一个测回。可以进行多个测回读数，检查多次重复读数个测回。可以进行多个测回读数，检查多次重复读数的误差，取平均值作为测量结果。的误差，取平均值作为测量结果。三、测斜操作方法和注意事项三、测斜操作方法和注意事项1 1）、每测孔第一次测试前应）、每测孔第一次测试前应定义定义一个一个正方向正方向(基坑监测基坑监测中以朝基坑方向位移作为正方向，即中以朝基坑方向位移作为正方向，即A0A0或或X+)X+)。一般测。一般测斜仪探头向高轮方向倾斜数据显示为正值，因此可以高斜仪探头向高轮方向倾斜数据显示为正值，因此可以高
23、轮方向作为正方向。轮方向作为正方向。2 2）、每个工程开始前，）、每个工程开始前，应对测斜仪进行全面应对测斜仪进行全面维维修保养修保养(检查导轮、弹簧检查导轮、弹簧等是否需要更换等是否需要更换)，尽可，尽可能避免中途更换仪器。能避免中途更换仪器。2 2、操作中的注意事项、操作中的注意事项三、测斜操作中的注意事项三、测斜操作中的注意事项3 3）、测斜仪探头内加速度计比较容易损坏，使用过）、测斜仪探头内加速度计比较容易损坏，使用过程中一定注意要小心轻放；在工地现场测试过程和使程中一定注意要小心轻放；在工地现场测试过程和使用间隙，测试人员一定不能离开仪器，绝用间隙，测试人员一定不能离开仪器，绝不可将
24、仪器不可将仪器随意随意放置在路边等处。放置在路边等处。4 4）、测斜仪探头和电缆联接时应检查定位槽和）、测斜仪探头和电缆联接时应检查定位槽和OO型型圈，小心圈，小心仔细连接仔细连接电缆和探头，要保持插头和插座成电缆和探头，要保持插头和插座成一直线，避免硬插将插针折弯或折断。一直线，避免硬插将插针折弯或折断。三、测斜操作中的注意事项三、测斜操作中的注意事项5 5）、探头和电缆联接好后应拧紧紧固螺母，并用优）、探头和电缆联接好后应拧紧紧固螺母，并用优质的防水胶带质的防水胶带紧密包裹紧密包裹，确保能有效防水进入。，确保能有效防水进入。6 6）、测试前每个测斜孔应该用）、测试前每个测斜孔应该用清水洗孔
25、清水洗孔，并用专用，并用专用试孔器对测斜管的滑槽进行试孔器对测斜管的滑槽进行检查检查，保证测斜仪探头的，保证测斜仪探头的安全不卡孔。万一卡孔时，可采用前端有弯钩的粗铅安全不卡孔。万一卡孔时，可采用前端有弯钩的粗铅丝、将钢筋牢固接长等方法解救被卡探头。丝、将钢筋牢固接长等方法解救被卡探头。7 7）、每次探头下放至测孔前，要仔细）、每次探头下放至测孔前，要仔细清理清理测孔边的测孔边的小石块等杂物，避免下放时被带入测孔内，造成探头小石块等杂物，避免下放时被带入测孔内，造成探头上拉时卡住。上拉时卡住。三、测斜操作中的注意事项三、测斜操作中的注意事项8 8）、测试过程应小心地将探头）、测试过程应小心地将
26、探头缓慢地下放缓慢地下放至测斜管至测斜管底部，切忌让电缆从手中滑过而使探头自由下落，以底部，切忌让电缆从手中滑过而使探头自由下落，以免使探头急速碰到测斜管底部，引起探头内加速度计免使探头急速碰到测斜管底部，引起探头内加速度计受到激震而损坏。受到激震而损坏。9 9）、测斜仪的电缆线在上拉过程中应仔细盘放在清）、测斜仪的电缆线在上拉过程中应仔细盘放在清洁的地方，洁的地方，避免远距离拖拉避免远距离拖拉电缆线导致电缆受损。电缆线导致电缆受损。1010）、拉线人员每次应将电缆刻度标记按预定间距）、拉线人员每次应将电缆刻度标记按预定间距快速准确地对应在测斜管的快速准确地对应在测斜管的预设位置预设位置，预设
27、位置每次，预设位置每次测试时应一致。测试时应一致。三、测斜操作中的注意事项三、测斜操作中的注意事项1111）、拉线人员应注意不要将电缆线紧贴测斜管壁）、拉线人员应注意不要将电缆线紧贴测斜管壁下放与上拉，或者将电缆刻度标记靠在测斜管壁以借下放与上拉，或者将电缆刻度标记靠在测斜管壁以借力，这样很容易造成电缆线力，这样很容易造成电缆线标记的脱落损坏标记的脱落损坏。1212）、每次测试完成后应将电缆线及探头用）、每次测试完成后应将电缆线及探头用清水洗清水洗净净、晾干，在滑轮轴承部位上机油、晾干，在滑轮轴承部位上机油保养保养。1313）、读数仪的）、读数仪的面板要注意保护面板要注意保护，应防止硬物将，应
28、防止硬物将LCDLCD屏幕刮花，不得用清洗液和酒精等溶剂清洗。屏幕刮花，不得用清洗液和酒精等溶剂清洗。四、测斜数据处理1、计算方法以孔口作为基准点以孔底作为基准点测斜数据的矢量和四、测斜数据处理四、测斜数据处理1.1、测斜算例1某基坑围护体内测斜管长度某基坑围护体内测斜管长度11m11m，在监测时以，在监测时以管底为起始点，从下往上测读，测段长度管底为起始点，从下往上测读，测段长度0.5m0.5m，每，每测段相对水平偏移量计算式为测段相对水平偏移量计算式为=（A0-A180A0-A180）/2/2。5m5m以上某两次的测试数据列于下表。以孔口为起算以上某两次的测试数据列于下表。以孔口为起算点，
29、不作修正，计算该两次点，不作修正，计算该两次5m5m以上不同深度水平位以上不同深度水平位移变化量移变化量XnXn。四、测斜数据处理四、测斜数据处理计算表计算表测段序号测段序号深度深度（mm）第一次测试值第一次测试值1i1i1n1n第二次测试值第二次测试值2i2i2n2nX Xn nA A0 0A A180180A A0 0A A1801800 00.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 1-0.5-0.5318.2318.2309.1309.14.55 4.55-4.55-4.55 357.1357.1350.6350.63.25 3.25-3.25-3.25 1.30
30、1.30 2 2-1-1318.6318.6308.4308.45.10 5.10-9.65-9.65 356.4356.4350.3350.33.05 3.05-6.30-6.30 3.35 3.35 3 3-1.5-1.5317.8317.8309.5309.54.15 4.15-13.80-13.80 354.2354.23513511.60 1.60-7.90-7.90 5.90 5.90 4 4-2-2315.5315.5311.5311.52.00 2.00-15.80-15.80 351.8351.8353.1353.1-0.65-0.65-7.25-7.25 8.55 8.55
31、 5 5-2.5-2.5313.2313.2313.8313.8-0.30-0.30-15.50-15.50 352352355.3355.3-1.65-1.65-5.60-5.60 9.90 9.90 6 6-3-3314.1314.1313.3313.30.40 0.40-15.90-15.90 355.4355.4354.6354.60.40 0.40-6.00-6.00 9.90 9.90 7 7-3.5-3.5316.9316.9310.4310.43.25 3.25-19.15-19.15 355.9355.9351.5351.52.20 2.20-8.20-8.20 10.95
32、10.95 8 8-4-4317.2317.2310.1310.13.55 3.55-22.70-22.70 356.4356.4351.1351.12.65 2.65-10.85-10.85 11.85 11.85 9 9-4.5-4.5317.8317.8309.5309.54.15 4.15-26.85-26.85 356.1356.1349.8349.83.15 3.15-14.00-14.00 12.85 12.85 1010-5-5318.5318.5308.8308.84.85 4.85-31.70-31.70 356.9356.9349.2349.23.85 3.85-17.8
33、5-17.85 13.85 13.85 四、测斜数据处理四、测斜数据处理符号说明符号说明i(mm)i(mm)测斜第测斜第i i个测段的水平偏差值个测段的水平偏差值n(mm)n(mm)相对与起算点的水平偏差值相对与起算点的水平偏差值XnXn测斜从管口下第测斜从管口下第n n个测段处的水平位移值个测段处的水平位移值四、测斜数据处理四、测斜数据处理1.2、工程实例观测人民路南线隧道推进施观测人民路南线隧道推进施工对北线隧道周围土体的影响，工对北线隧道周围土体的影响，在南北隧道中间埋设土体测斜在南北隧道中间埋设土体测斜孔孔(对应于北线隧道对应于北线隧道1919环处环处)，测斜孔孔深测斜孔孔深3535米
34、。米。并假定垂直于隧道走向的一并假定垂直于隧道走向的一组导槽组导槽“”值表示向北线隧值表示向北线隧道方向位移；另平行隧道走向道方向位移；另平行隧道走向的一组导槽的一组导槽“”值表示向盾值表示向盾构推进方向构推进方向(西西)位移。位移。同时测定两组导槽方向的位移同时测定两组导槽方向的位移同时测定两组导槽方向的位移同时测定两组导槽方向的位移五、测斜数据处理五、测斜数据处理【数据检查和评价】【数据检查和评价】五、测斜数据处理五、测斜数据处理2 2、程序处理和实例、程序处理和实例2.32.3、可能影响测斜数据质量的因素、可能影响测斜数据质量的因素 测斜管质量和精度问题，接头连接处不顺畅测斜管质量和精度
35、问题，接头连接处不顺畅;测斜管埋设和安装测斜管埋设和安装(回填不密实、接头对接空隙较回填不密实、接头对接空隙较 大等大等);测斜孔没清孔、管内或导槽壁泥浆很多测斜孔没清孔、管内或导槽壁泥浆很多;测斜管管口不稳定；测斜管管口不稳定；拉线时管口基点位置不统一；拉线时管口基点位置不统一；数据没有充分稳定；数据没有充分稳定；测斜仪构件磨损等。测斜仪构件磨损等。2.42.4、日常数据的处理要点：、日常数据的处理要点：每次数据都应进行每次数据都应进行数据质量评价数据质量评价，闭合差仍然是离，闭合差仍然是离散性越小越好，但变化值须根据实际工况来确定，散性越小越好，但变化值须根据实际工况来确定，如确实由于变形
36、引起，变化值会有明显增加；如确实由于变形引起，变化值会有明显增加；计算方式的选择计算方式的选择应根据测孔的实际情况确定。埋设应根据测孔的实际情况确定。埋设在较深在较深(2.5H(2.5H，开挖深度，开挖深度)硬层土层中或嵌岩围护内硬层土层中或嵌岩围护内测斜管底部作为不动点是合理的，但一般情况下须测斜管底部作为不动点是合理的，但一般情况下须采用采用“孔口控制、孔底自由孔口控制、孔底自由”的计算方式，孔口位的计算方式，孔口位移值用光学仪器来测量；移值用光学仪器来测量；特殊情况如光学仪器测量困难或精度较低时，在测特殊情况如光学仪器测量困难或精度较低时，在测斜仪精度有充分保证、开挖深度较浅、测孔埋深较
37、斜仪精度有充分保证、开挖深度较浅、测孔埋深较深的前提下，可采用深的前提下，可采用“孔口控制、孔底自由孔口控制、孔底自由”方式方式处理，将最近两次的计算结果比较，根据孔底位移处理，将最近两次的计算结果比较，根据孔底位移值值反推孔口位移量反推孔口位移量。五、测斜数据处理五、测斜数据处理程序数据处理实例演示二P03孔深35米次数次数工况工况计算模式计算模式孔口控制、孔底自由孔口控制、孔底自由孔口控制、孔底归零孔口控制、孔底归零最大值最大值位置位置孔底位孔底位移移最大最大值值位置位置孔底位孔底位移移10开挖开挖8m10.412-1.4/09.412060开挖开挖15m55.31512.950.9142
38、.299开挖开挖20m106.92035.388.2192.2 注：红色代表现场实际采用的计算模式 判读：说明在孔口控制、孔底归零计算模式下，最大值会明显减小，实例中在开挖20m时少报了18.9mm，尤其掩盖了孔底位移的事实，本例中孔底发生了35.3mm的位移量，如归零的话就不能发现围护墙“踢脚”的可能。五、测斜数据处理五、测斜数据处理1、先采用“孔口控制、孔底自由”的计算方式(孔口位移为“0”)，得到孔底有向基坑外13.8mm的位移量。五、测斜数据处理五、测斜数据处理2 2、根据孔底位移值、根据孔底位移值反推孔口位移量反推孔口位移量(符号相反，数值相等符号相反，数值相等)。五、测斜数据处理五
39、、测斜数据处理2.52.5、特殊情况的、特殊情况的处处理理(数据接点数据接点)原因原因：遇到测斜仪因更换、损坏、零部件替换等原因，：遇到测斜仪因更换、损坏、零部件替换等原因，造成数据衔接不上，此时可采取设置一个造成数据衔接不上，此时可采取设置一个数据接点数据接点予以予以过渡。过渡。要求要求：接点数据的测定应及时，可以预计的情况：接点数据的测定应及时，可以预计的情况(如滑轮、如滑轮、弹簧的更换弹簧的更换)应在本次报告提交后马上进行，完成后立刻应在本次报告提交后马上进行，完成后立刻测定接点数据，以测定接点数据，以避免实际工况的损失避免实际工况的损失。五、测斜数据处理五、测斜数据处理2.52.5、特
40、殊情况的处理、特殊情况的处理(数据接点数据接点)P03.00P03.00P03.00aP03.00aP03.00bP03.00bP0300.datP0300.datP03.29P03.29P0329.datP0329.datP03.01P03.01P0301.datP0301.dat换仪器换仪器换仪器换仪器设断点设断点设断点设断点P03.29aP03.29aP03.29bP03.29bP03.30P03.30P0330.datP0330.dat2.7、一些有问题的测斜数据曲线实例悬臂式围护的测斜数据悬臂式围护的测斜数据 五、测斜数据处理五、测斜数据处理一些有问题的测斜数据曲线实例地墙围护、开挖
41、深度地墙围护、开挖深度10米米 五、测斜数据处理五、测斜数据处理重力坝围护、开挖深度重力坝围护、开挖深度5米米 一些有问题的测斜数据曲线实例设置数据接点的处理曲线设置数据接点的处理曲线 五、测斜数据处理五、测斜数据处理去除接点后的实际曲线去除接点后的实际曲线 2.8、工程发生险情时测斜的特殊作用、工程发生险情时测斜的特殊作用 采用复合土钉墙围护，开挖深度6米，实际深度约6.8米，14日下午测斜P07孔一天变化16.5mm，采用南京葛南测斜仪测试，旁边为昆山市重要的交通要道-同丰西路，马路下距离围护边线仅2米就有一条维系整个昆山市通讯的地下光缆。五、测斜数据处理五、测斜数据处理15日抢险当日对P
42、07孔共计测试了7次各次变化速率如下：次数时间位移增量mm时间间隔h速率mm/h抢险措施119:3040.5202.01211:305.422.71312:303.013.01414:002.01.51.3基坑回填1515:001.011.0回填2/3H结束1617:001.120.551720:000.430.13五、测斜数据处理五、测斜数据处理优点：采集和处理速度快、受限条件少、精度高、能反映整个剖面不同深度变化量。六、几点重要提示 水平位移水平位移要作为重点项目进行观测，并以此修正测斜要作为重点项目进行观测，并以此修正测斜曲线顶部位移曲线顶部位移(要与测斜管同点要与测斜管同点)；要要相信
43、测斜数据相信测斜数据，测斜仪在仪器状况良好时反推孔口，测斜仪在仪器状况良好时反推孔口位移，精度在位移，精度在1-2mm1-2mm以内是绝对有保证的；以内是绝对有保证的；监测要与施工工况相结合，数据分析要与人工巡视相监测要与施工工况相结合，数据分析要与人工巡视相结合，发现施工与设计工况不符时，及时在监测意见结合，发现施工与设计工况不符时，及时在监测意见提出合理建议提出合理建议；把握测点埋设的时间，注意测点的把握测点埋设的时间，注意测点的时效性、可靠性时效性、可靠性；测斜管应尽可能紧贴围护墙布置，密切测斜管应尽可能紧贴围护墙布置，密切注意围护墙端注意围护墙端部的变形部的变形，孔底不应采用归零计算；
44、，孔底不应采用归零计算；测斜管测点被埋、被压在报告中予以注明，测点布置测斜管测点被埋、被压在报告中予以注明，测点布置图与实际布点相一致；应图与实际布点相一致；应同等重视最大变形量和变形同等重视最大变形量和变形速率速率这两个指标；这两个指标；数据变化较大，有危险征兆时要及时签发数据变化较大，有危险征兆时要及时签发报警备忘录报警备忘录(工程联系单工程联系单)并签收；并签收；不利环境、恶劣天气的监测不利环境、恶劣天气的监测工作不能放松；工作不能放松；需要重视的围护形式需要重视的围护形式：采用钢板桩、厚度：采用钢板桩、厚度600600的地墙、的地墙、土钉墙、重力坝等围护的工程要特别小心，这种围护土钉墙
45、、重力坝等围护的工程要特别小心，这种围护形式因为刚度小、整体性差、柔度大、施工质量得不形式因为刚度小、整体性差、柔度大、施工质量得不到保证、开挖速度快或超挖、隔水性差、位移变形发到保证、开挖速度快或超挖、隔水性差、位移变形发展迅速等多方面原因，令人防不胜防；展迅速等多方面原因，令人防不胜防；开挖前期开挖前期掌握变形发展规律掌握变形发展规律，监测频率要视变形发展，监测频率要视变形发展而定。而定。六、几点重要提示六、几点重要提示六、围护体系内力1 1、监测项目监测项目监测项目监测项目 主要包括主要包括支撑内力支撑内力、锚杆拉力锚杆拉力、围护墙内力围护墙内力、围檩内围檩内力力、立柱内力立柱内力等。等
46、。支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等支撑内力、锚杆拉力为板式围护体系一、二级监测等级级必测项目必测项目，三级监测等级，三级监测等级选测项目选测项目。围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级围护墙内力、围檩内力为板式围护体系一级监测等级必测项目必测项目，二级监测等级，二级监测等级选测项目选测项目。立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级立柱内力为板式围护体系一、二级监测等级选测项目选测项目，主要用于逆作法施工。主要用于逆作法施工。一、围护体系内力一、围护体系内力支撑轴力支撑轴力一、围护体系内力一、围护体系内力地墙内力地墙内力一、围护体系内力一、围护体系内力锚索拉力锚索拉力一、围护
47、体系内力一、围护体系内力立柱内力立柱内力六、围护体系内力六、围护体系内力2 2、仪器和设备、仪器和设备钢弦式传感器基本原理钢弦式传感器基本原理钢弦式传感器基本原理钢弦式传感器基本原理钢弦式传感器测定的参数为钢弦的钢弦式传感器测定的参数为钢弦的自振频率自振频率。钢弦的自振频率取决于钢弦的长度、钢弦材钢弦的自振频率取决于钢弦的长度、钢弦材料的密度和钢弦所受的内应力。料的密度和钢弦所受的内应力。关系式：关系式：传感器的激振由一个电磁线圈传感器的激振由一个电磁线圈(磁芯磁芯)来完成。来完成。一、围护体系内力一、围护体系内力2 2、仪器和设备、仪器和设备钢弦式传感器基本原理钢弦式传感器基本原理钢弦式传感
48、器基本原理钢弦式传感器基本原理钢弦张力与自振频率的平方差呈正比关系。钢弦张力与自振频率的平方差呈正比关系。计算公式：计算公式：式中式中待测物理量；待测物理量；与待测物理量相匹配的标定系数；与待测物理量相匹配的标定系数；测试频率测试频率（HzHz）；初始频率初始频率（HzHz）。根据预先标定的频率根据预先标定的频率-应力曲线或频率应力曲线或频率应变曲线即应变曲线即可换算出所需测定的压力值或变形值。可换算出所需测定的压力值或变形值。一、围护体系内力一、围护体系内力2、仪器和设备 测读设备测读设备频率仪频率仪 注意：由于频率仪在测试时会发出很高的脉冲电流，所以在测试时操作者必须使测试接头保持干燥，并
49、使接头处的两根导线相互分开，不要有任何接触,不然会影响测试结果。一、围护体系内力一、围护体系内力2、仪器和设备2.1 钢筋应力计 用于测量钢筋混凝土构件内的钢筋应力。一、围护体系内力一、围护体系内力2.1 2.1 钢筋应力计钢筋应力计 【原理】【原理】钢筋的变形钢筋的变形(即应变即应变)使两端圆盘相使两端圆盘相对移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振对移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通过监测钢弦的频率求钢筋的变形。钢弦，通过监测钢弦的频率求钢筋的变形。一、围护体系内力一、围护体系内力钢筋应力计的率定报告钢筋应力计的率定报告六、围护体系内力六、围护体系内力2.2 2.2 应变计应变计
50、埋入式应变计埋入式应变计 埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时，直接埋入混凝土中用于地下工程的长期应变测量。土中用于地下工程的长期应变测量。埋入式应变计的两端有两埋入式应变计的两端有两个不锈钢圆盘。圆盘之间个不锈钢圆盘。圆盘之间用柔性的铝合金波纹管连用柔性的铝合金波纹管连接中间放置一根张拉好接中间放置一根张拉好的钢弦，将应变计埋入混的钢弦，将应变计埋入混凝土内。混凝土的变形凝土内。混凝土的变形(即应变即应变)使两端圆盘相对使两端圆盘相对移动，这样就改变了张力，移动，这样就改变了张力，用电磁线圈激振钢弦，通用电磁线圈激振钢弦，通过监测钢弦的频率求混凝过监