理论教育 深层土体水平位移监测方法

深层土体水平位移监测方法

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)深层水平位移监测步骤监测主要包括以下步骤:测斜管埋设在预定的测斜管埋设位置处钻孔。如果填料不实,或被大的石料堵塞,形成不密实空洞,则会造成读数跳动不稳,无法反映深层土体水平位移。

深层土体水平位移监测方法

基坑开挖时,由于支护结构变形及土体渗透作用,导致土体向坑内位移,而土体位移又危及周围建筑物的安全。因此,深层土体水平位移可间接反映支护结构位移、应力变化,以及周围建筑设施安全状况等。由于测斜能综合反映基坑性状而逐渐受到重视,《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—2012)、《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497—2009)及许多地方规范都明确规定,重要基坑工程或深基坑施工中,必须进行深层水平位移监测。

1)深层水平位移监测步骤

监测主要包括以下步骤:

(1)测斜管埋设

在预定的测斜管埋设位置处钻孔。钻孔法是最常用的方法,根据基坑开挖总深度,确定测斜管孔深,即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零,并以此作为侧向位移的基准。

(2)安装测斜管

将测斜管底部装上底盖,逐节组装,尽快埋入孔中,并向管中灌水,以提高埋设速度及减少测斜管弯曲;随时检查其内部的一对导槽,使其始终分别与坑壁走向垂直或平行;测斜管完全埋入后,立即用沙子或通过灌浆充填管周空隙,以加快其稳定,减少测量误差

(3)清洗管壁

测斜管固定完毕后,用清水及时将其内壁上的杂物冲洗干净,以免导槽内壁局部粘附的浆液杂物沉积;将探头模型放入管内沿导槽上下滑行一遍,以检查导槽是否畅通无阻。

(4)测量

确定测斜管管口坐标及高程,做出醒目标志,以利于保护管口。

2)滑移式测斜仪测试方法

目前工程中使用最多的是滑移式测斜仪,基本原理是将测斜探头放入测斜管底部,提升电缆使探头沿导槽滑动,自下而上每隔一定距离量测每个测点相对于铅直线的偏斜,同一测点任何两次量测结果之差,即为该时间间隔内基坑壁在该点的角变位,再利用简单的几何关系即可换算成相对于管底基准点的水平位移。测试方法如下:

①连接探头与测读仪,并检查密封装置,电池充电情况及仪器是否能正常读数。

②将探头插入测斜管,使滚轮卡在导槽上缓慢下降至孔底,自下而上沿导槽全长每隔0.5m或1.0m测读一次。对测量结果若有怀疑可重测。(www.daowen.com)

③测量完毕后,将探头旋转180°,插入同一对导槽,按以上方法重复测量一次;同一位置处的读数应大小接近,符号相反,绝对值之差应小于10%,否则重测。

3)深层土体的水平位移影响因素

深层土体的水平位移影响因素包括:

(1)钻孔倾斜度

根据测斜仪测试原理,其基本假设之一就是测斜管不发生扭曲变形,即用以约束探头方向的两对导槽沿测斜管延伸方向构成两正交平面。若钻孔倾斜过大,不但易引起测斜管埋设困难,更主要的是测斜管连接时导槽不易对正,引起偏扭,且导槽口不易对正欲测方位。严重的会造成测试数据不可靠,甚至测孔报废。

(2)测斜管埋设深度

根据测斜仪测试原理,假定测斜管底基准点水平位移为零,由此而确定测斜管埋设深度,基坑工程对周围环境的影响范围一般为1~2倍的基坑开挖深度。实际工程中,需根据实际工程地质条件确定测斜管埋深,若地质条件较好测斜管埋深可稍短,尽量埋入硬土层中。此外,有时根据规范或实际工程要求测斜管埋深可能太深,测斜管过长会引起较大扭转,需减小埋深,此时可将测斜仪监测结果,与经纬仪全站仪观测的测斜管顶端水平位移结合起来,以其顶端为基准点,采用自上而下、逐点累加的方法来推算各点的水平位移。

(3)填料

测斜管周围回填料应尽可能选用弹性模量接近土体的填料,使测斜管和周围土体很好地结合成一整体,真实地反映土体的变形特性。基岩与测斜管之间可用150#~200#水泥砂浆回填,粗粒料中可用粗砂灌水回填,细粒料中可用膨润土球回填。当测斜孔较浅(小于20m)或观测时间间隔较长时,可采用细砂回填或自然塌孔消除孔壁空隙,细砂回填时需用长钢筋捣动,且间隔一定时间加砂,才能达到真正密实;当测斜孔较深,或埋管与观测时间间隔较短时,应采用孔壁注浆方法。泥球回填时,为了防止泥球架空,采用轻捣密实,泥球最大直径约12mm,级配要适当。

大多基坑工程属软土地基,一般采用细砂均匀充填测斜管周围,既便于施工,亦能满足技术要求。如果填料不实,或被大的石料堵塞,形成不密实空洞,则会造成读数跳动不稳,无法反映深层土体水平位移。

(4)测斜管周围土层稳定时间及初始值确定

测斜管埋好后经一段时间稳定后,方可确定初始值,该稳定时间规范没有明确规定。一般工程上测斜管要求在正式读数前5d安装完毕,并在3~5d内重复测量3次以上,判明测斜管已处于稳定状态后方可开始正式测量工作。实际上稳定时间不仅与回填料有关,且与测斜管周围的土质有很大关系。在测斜管钻孔施工过程中,不可避免地扰动周围土层,降低土体强度,随着时间的增加,土体重新固结,土体强度逐渐恢复提高,该情况在软土地区尤为明显。应根据测斜管周围空隙的填充物质,参考桩基检测休止时间确定,即砂土、粉土分别为7d,10d,非饱和、饱和黏性土分别为15d,25d。当填料采用水泥砂浆时,稳定时间为28d。初始值应取基坑降水前的3~5d内,连续3次测量无明显差异之读数的平均值。

(5)测斜仪探头稳定时间

开始观测时,应把探头放入孔底预热5min后,待探头温度与孔内温度达到平衡状态才可进行正式观测。观测时要求指示器电压处于最佳状态,当测斜仪电压不足时必须立即充电,以免损伤仪器或影响读数。为提高测量结果的可靠度,每一测量步骤均需延迟一定的时间,以确保读数系统与环境温度及其他条件平衡稳定。

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