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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)測等級必測項(xiàng)目，重力式、板式圍護(hù)體系三級監(jiān)測等級選測項(xiàng)目。
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、臨時或 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，間隔一定時間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動測定斜度變化，計算水平位移。
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式四種。上海地區(qū)用得較多的是電阻應(yīng)變片式和伺服加速度計式測斜儀，電阻應(yīng)變片式測斜儀優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品價格便宜，缺點(diǎn)是量程有限，耐用時間不長；伺服加速度計式測斜儀優(yōu)點(diǎn)是精度高、量程大和可靠性好等，缺點(diǎn)是伺服加速度計抗震性能較差，當(dāng)測頭受到?jīng)_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(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給電源和給測讀儀傳遞監(jiān)測信號的作用，同時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邸y量時，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)原則
1)布置在基坑平面上撓曲計算值大的位置，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。孔與孔之間布置間距宜為20～50m，每側(cè)邊至少布置1個監(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，離其近的圍護(hù)段。
3)基坑局部挖深加大或基坑開挖時圍護(hù)結(jié)構(gòu)暴露早、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。
（b）接頭防水：在每個束節(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)。
（c）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?xí)r，發(fā)生上浮或側(cè)向移動。
（e）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。
（f）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(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，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，此時除外槽對齊外，還要檢查內(nèi)槽是否對齊。
（h）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進(jìn)行疏通。如有滑槽現(xiàn)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(jìn)行整改。
2）混凝土灌注樁內(nèi)測斜管安裝
基本步驟同上，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，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，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，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。
（b）接頭防水：在每個束節(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)。
（c）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。
（f）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，表明安裝失敗，應(yīng)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(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。
（h）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)較差地層鉆孔時應(yīng)用泥漿護(hù)壁。
（b）接管：鉆孔作業(yè)的同時，在地表將測斜管用束節(jié)連接好，并對接縫處進(jìn)行密封處理。
（c）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(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)下沉因此要及時補(bǔ)充保持其高出孔口。
（e）保護(hù)：圈梁施工階段是測斜管容易受到損壞階段，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，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)溫度基本一致、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）。
（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(dǎo)輪間相對水平偏差量，按式(3-2)計算得到的是測點(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，則將每個測段 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）
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(gòu)成了測斜管本次水平位移曲線。
若將測點(diǎn)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(gòu)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(dǎo)輪為固定起算點(diǎn)（假設(shè)不動）深層側(cè)向變形計算公式。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)向變形計算還要疊加上導(dǎo)輪（管口）水平位移量 。計算公式為：(3-4)
2）實(shí)際計算
在實(shí)際計算時，因讀數(shù)儀顯示的數(shù)值一般已經(jīng)是經(jīng)計算轉(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算式計算即可，不同產(chǎn)家生產(chǎn)的測斜儀其計算公式各不相同。要注意的是，讀數(shù)儀顯示的數(shù)值一般取 =500mm作為計算長度。
3工程算例
五、 注意事項(xiàng)
(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計算，避免接口設(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，若因施工原因致使槽口轉(zhuǎn)向而不垂直于基坑邊線，則須對兩對槽口進(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。
