深層水平位移監(jiān)測(cè)方案

1、統(tǒng)盛HH深層水平位移監(jiān)測(cè)廣州市盛洲地基基礎(chǔ)工程有限公司技術(shù)研究院1 概述深層水平位移主要用于大地運(yùn)動(dòng)， 如可能產(chǎn)生在不穩(wěn)固的邊坡 （滑坡） 或挖土工程周?chē)臏y(cè)向運(yùn)動(dòng)等，也可以用來(lái)監(jiān)測(cè)軟土地基處理，堤壩，芯墻穩(wěn)定性，鉆孔設(shè)置的偏差,打樁引起的土體位移,以及回填筑堤和地下工程的土體沉陷,也可用于沿海、江邊重力存放物場(chǎng)的土層變化等。2 儀器設(shè)備測(cè)斜儀 （一般測(cè)斜儀由探頭、電纜、數(shù)據(jù)采集儀 （讀數(shù)儀 ）組成。探頭的傳感器型式有伺服加速度計(jì)式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式、差動(dòng)電阻式等多種型式，目前使用最多的是伺服加速度式。國(guó)內(nèi)有航天部33 所生產(chǎn)的 CX 系列，國(guó)外有美國(guó) SINCO 公司的數(shù)字測(cè)斜儀，瑞士的

2、 PRIVEC 等）內(nèi)壁有導(dǎo)槽的測(cè)斜管（測(cè)斜管道由以下幾部分組成：測(cè)斜管、連接管、管座、管蓋。測(cè)斜管是用聚氯乙烯、 ABS 塑料、鋁合金等材料制成，管內(nèi)有互成90 度四個(gè)導(dǎo)向槽，國(guó)產(chǎn)塑料測(cè)斜管尺寸多為：內(nèi)徑 58mm,徑70mm、長(zhǎng)度分2m , 3m, 4m三種。塑料連接管多采用市場(chǎng)上出售的聚氯乙烯塑料管制成， 還可用軟的萬(wàn)能接頭相連。 連接管的尺寸為內(nèi)徑70mm ,外徑82mm ,長(zhǎng)度分300 , 400mm兩種。在管壁的兩端銃制有滑動(dòng)槽各4條或僅一端銑制滑動(dòng)槽4 條，各槽相隔 90 度。管座位于測(cè)斜管底端，與管外徑匹配，防止泥砂從管底端進(jìn)入管內(nèi)的一個(gè)安全護(hù)蓋。 管蓋用于保護(hù)測(cè)斜管管口， 防

3、止雜物從管口掉入管內(nèi)影響正常觀測(cè)工作也由聚氯乙烯制成，其外形尺寸同管座。 ）3 監(jiān)測(cè)儀器工作原理測(cè)斜儀的工作原理是測(cè)量測(cè)斜管軸線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)之間的夾角變化量,從而計(jì)算出土層各點(diǎn)的水平位移大小。通常在壩內(nèi)埋設(shè)一垂直并互成90 °四個(gè)導(dǎo)槽的管子,當(dāng)管子受力發(fā)生變形時(shí),將測(cè)斜儀探頭放入測(cè)斜管導(dǎo)槽內(nèi) ,逐段 （一般 50cm 一個(gè)測(cè)點(diǎn) ） 量測(cè)變形后管子的軸線(xiàn)與垂直線(xiàn)之間的夾角。i，并按測(cè)點(diǎn)的分段長(zhǎng)度，分別求出不同高程處的水平位移增量Adi，即Adi = Lsin 0 i（1）由測(cè)斜管底部測(cè)點(diǎn)開(kāi)始逐段累加，可得任一高程處的實(shí)際位移，即bi = 2 A di（2）而管口累積水平位移為：B = 2

4、A di 式中A di為量測(cè)段內(nèi)的水平位移增量；L為量測(cè)點(diǎn)的分段長(zhǎng)度，一般常取015m ; 0 i為量測(cè)段內(nèi)管軸線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)的夾角 ；bi為自固定點(diǎn)的管底端以上i點(diǎn)處水平位移;B為管口在該次觀測(cè)時(shí)的水平位移;n為測(cè)斜孔分段數(shù)目,n = H/ 015 ,H為孔深。測(cè)斜儀的工作原理見(jiàn)圖4設(shè)備安裝和布置4.1 測(cè)斜管道埋設(shè)測(cè)斜管可采用鋁合金或塑料管，其彎曲性能應(yīng)以適應(yīng)被測(cè)主體的位移情況為適宜。測(cè)斜管內(nèi)縱向的十字導(dǎo)槽應(yīng)潤(rùn)滑順直，管端接口密合。測(cè)斜管應(yīng)理設(shè)于地基土體水平位移最大的平面位置，一般埋設(shè)于路堤邊坡坡處或邊溝上口外線(xiàn)1.0m左右的位置。測(cè)斜管埋設(shè)時(shí)應(yīng)采用鉆機(jī)導(dǎo)孔，導(dǎo)孔要求垂直，偏差率不大于1.5%

5、。測(cè)斜管底部應(yīng)置于深度方向水平位移為零的硬上層中至少 50cm或基巖上，管內(nèi)的十字導(dǎo)槽必須對(duì)準(zhǔn)路基的縱橫方向。4.2 詳細(xì)施工方法：（1）鉆孔。要求：定位準(zhǔn)確；傾斜度小于 1度；鉆孔直徑與測(cè)斜管匹配（比測(cè)斜管略大）。 由于在軟土中鉆孔易發(fā)生塌孔、縮孔等問(wèn)題，需要采用泥漿鉆進(jìn)，條件許可時(shí)采用下套管跟 進(jìn)，以保證不塌孔，確保測(cè)斜管能順利下入孔內(nèi)。(2) 下管。下管前對(duì)測(cè)斜管進(jìn)行檢查，對(duì)外觀質(zhì)量較差、老化或受損的不合格管子應(yīng)不予采用。底部安裝底座后用密封膠進(jìn)行密封，以防泥漿進(jìn)入。下管前計(jì)算好長(zhǎng)度、節(jié)數(shù)，并在接頭處打好自攻螺絲導(dǎo)孔。 準(zhǔn)備好下管時(shí)固定用的繩子等。 用經(jīng)緯儀確定好導(dǎo)向槽的方向，逐節(jié)或幾節(jié)

6、( 預(yù)先接好， 接頭處用密封膠進(jìn)行密封)下管。 鉆孔較深時(shí)宜采用鉆機(jī)或吊車(chē)等機(jī)械設(shè)備， 在人工的幫助下下入。 當(dāng)孔內(nèi)水位較高， 對(duì)管造成較大浮力時(shí)可向管內(nèi)注入清水且適當(dāng)施加靜壓力， 但不可將測(cè)斜管壓彎。 同時(shí)要注意導(dǎo)向槽的方向不發(fā)生變化， 如果下入后進(jìn)行糾正會(huì)引起測(cè)斜管的角度發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這是不允許的。(3) 孔壁回填。當(dāng)測(cè)斜孔較淺(小于 20m) 或觀測(cè)時(shí)間間隔較長(zhǎng)時(shí)，可采用細(xì)砂回填或自然塌孔消除孔壁空隙。 細(xì)砂回填時(shí)一定要用長(zhǎng)鋼筋搗動(dòng)， 且間隔一定時(shí)間加砂， 才能達(dá)到真正密實(shí)。當(dāng)測(cè)斜孔較深， 或埋管與觀測(cè)時(shí)間間隔較短時(shí)， 應(yīng)采用孔壁注漿的方法。 可采用管外注水泥漿，由下向上注入水泥漿直至溢出地

7、表為止。(4) 孔口設(shè)置與記錄。包括測(cè)量測(cè)斜管頂端高程，安裝保護(hù)蓋， 測(cè)斜管四周砌好保護(hù)墩，并做好標(biāo)記。記錄應(yīng)含工程名稱(chēng)、測(cè)孔編號(hào)、孔深、孔口坐標(biāo)、高程、埋設(shè)日期、人員及該點(diǎn)的鉆孔地質(zhì)情況等，以備查驗(yàn)和解釋觀測(cè)結(jié)果。4.3 場(chǎng)地布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)斜管布置在理論值位移最大處。5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與整理分析5.1 測(cè)斜數(shù)據(jù)采集將測(cè)斜導(dǎo)管預(yù)埋設(shè)后,測(cè)定導(dǎo)管的位置初始值。當(dāng)土層發(fā)生側(cè)向移動(dòng)時(shí),測(cè)斜管也相應(yīng)地產(chǎn)生形變。將測(cè)斜儀探頭沿測(cè)斜管導(dǎo)槽底部自下而上每隔1m(或50cm)測(cè)得讀數(shù)并提拉而上直至孔口測(cè)完各個(gè)讀數(shù)X0;然后將探頭取出旋轉(zhuǎn)180° ,按照同樣方法測(cè)得X180;X0-X180為X方向在各部位

8、的讀數(shù)差。通過(guò)比較各位置的讀數(shù)差與初始值,可求得各位置的相對(duì)位移變化量,即差數(shù)。對(duì)差數(shù)求和得到位移量;最后,對(duì)同一位置的位移量矢量合成,可求得沿深度的位移量。利用測(cè)斜儀定期對(duì)管道的形變情況進(jìn)行監(jiān)測(cè) ,然后通過(guò)縱向比較各期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),就能夠得到管道沿深度在監(jiān)測(cè)期間的形變情況。監(jiān)測(cè)操作中，可分為每1m正反讀數(shù)兩次、每1m正反讀數(shù)一次、也可分為每0.5m正反讀數(shù)兩次、每0.5 m正反讀數(shù)一次。5-1差數(shù) = ( X0-X180 ) /2- 初始值根據(jù)差數(shù) 從而可換算出標(biāo)準(zhǔn)基本長(zhǎng)度范圍內(nèi)的水平位移，通過(guò)算術(shù)和得到測(cè)孔全長(zhǎng)范圍內(nèi) 的水平位移。即nssi5-2i 1s為測(cè)孔全長(zhǎng)范圍內(nèi)的水平位移，單位為mm

9、; n為測(cè)孔全長(zhǎng)范圍內(nèi)的測(cè)試點(diǎn)數(shù)5.2 測(cè)斜整理分析測(cè)斜儀得到的數(shù)據(jù)可以繪制直觀的曲線(xiàn)作分析使用：位移一深度一時(shí)間曲線(xiàn)即位移隨時(shí)間深度變化的過(guò)程線(xiàn)。 每一測(cè)斜孔深度（即測(cè)點(diǎn)）都可以繪制自己的過(guò)程線(xiàn)。通常繪制地表或最大位移深度面上的累計(jì)（或相對(duì)）位移一時(shí)間曲線(xiàn)。如圖某真空預(yù)壓軟基處理曲線(xiàn)-20 0馳蜉需然川皿劃映四ME-.*'喇力日勺月力日哂濕性-哨£目喇X日叫ZT白咽日陋財(cái)后，照呻m日*4汨日-* 1同1苜岫汩I M月。昭loAllS-*-u.nieE1asflise-4-LL>HPBT-M3 日uxnm加國(guó)宮匕jQ月融日-ILOllNflr-郵部口4咽4a也比一仙月川口LJ QlO_出題也力向目 L3H4H*羯-L3HFB1國(guó)后niniBi-UMloa33A4.4RR»BuHiia-aiflLrEr-M月M口HJhL 日- Il月刑一腌R-M鼻池口 “川舊33«WFLlflaoS一網(wǎng)HLtmaitKUBTL耶同1W目一舊則如*代自律a6監(jiān)測(cè)頻率和控制指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)6.1 監(jiān)測(cè)頻率真空加載時(shí)每天觀測(cè)一次，實(shí)際觀測(cè)時(shí)視現(xiàn)場(chǎng)加載施工情況以及深層水平位移的觀測(cè)數(shù) 據(jù)的變化進(jìn)行調(diào)整。6.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向位移應(yīng)小于5mm/d,并結(jié)合變形速率的變化趨勢(shì)來(lái)判斷。超出上述控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)