1、基坑安全監測方式和技術應用基坑安全監測方式和技術應用主要監測的物理量 1. 垂直位移測量 2. 水平位移測量 3. 傾斜測量 4. 裂縫觀測 5. 深層水平位移 6. 圍護體系內力 7. 孔隙水壓力 8. 土壓力 9. 地下水位基坑安全監測方式和技術應用1.垂直位移的測量測量方法精密水準測量、全站儀（三角高程測量）、液體靜力水準測量（測量相對變化）等。水準測量指的是測定各點高程的作業。水準測量又名“幾何水準測量”，是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。三角高程測量通過觀測兩點間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點間高差的方法。它觀測方法簡單，不受地形條件限制，是測定大地控制點高程的基

2、本方法。在靜力水準儀系統中，所有各測點的垂直位移均是相對于其中的一點(又叫基準點)的變化，該點的垂直位移應是相對恒定的或是可用其它方式校核的，以此便能精確計算出靜力水準儀系統各測點的沉降相對變化量。垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用1.2 靜力水準儀本公司生產的JL-1型磁致伸縮式靜力水準儀，型號為JL-1。JL-1型磁致伸縮式靜力水準儀是一種高精密液位測量系統，該系統適用于測量多點的相對沉降。垂直位移的測量傳感器主要由測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸浮球組成，測桿內裝有磁致伸縮線(波導絲)，測桿由不導磁的不銹鋼管制成，可靠地保護了波導絲。測量時，由電路先發出一起始脈沖，脈沖沿波導絲傳輸

3、，同時會產生沿波導絲方向前進的旋轉磁場，當這個磁場與浮球中的永久磁場相遇時，會產生磁致伸縮效應，使波導絲發生扭轉，檢測電路測量因扭轉而產生的電流脈沖，并計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確地算出被液位值。基坑安全監測方式和技術應用1.2.1 靜力水準儀沉降工程監測圖垂直位移的測量長春地鐵沉降監測貴陽龍洞堡國際機場沉降監測基坑安全監測方式和技術應用1.3 靜力水準儀系統的安裝在安裝中切勿使傳感器的電子部件端或測桿最末端承受大的沖擊，傳感器的電子部件防潑濺但不可浸沒，且不可讓液體浸至電子倉部件上方。儲液筒不可承受大的沖擊；勿使重物壓迫通液管。垂直位移的測量測墩上安裝示意和墻面上安裝示意分別如圖2-

4、1和圖2-2所示。基坑安全監測方式和技術應用垂直位移的測量1.3.2 安裝儲液筒首先根據設計要求確定各測點的等高線,將所有容器安裝在相同的標高部位(因靜力水準儀的工作原理是液體的聯通管原理)。然后將裝好三個調節螺栓的安裝板(測墩安裝)或安裝座(墻面安裝)用膨脹螺栓固定于基本等高的測墩上或墻面上，再將儲液筒安裝在調節螺栓上,利用位于儲液筒上端蓋上的水平泡調節螺桿上的螺母使儲液筒水平。基坑安全監測方式和技術應用安裝板為圓形鋼板，上面有3個9的孔和1個11的孔。3個9的孔用于安裝調節螺栓，1個11的孔用于和測墩相聯。安裝座為“L”形鋼板，一面有3個9的孔，一面有2個11的孔。3個9的孔用于安裝調節螺

5、栓，2個11的孔用于和墻面相聯。安裝板與測墩相聯或安裝座與墻面相聯選用M10的膨脹螺栓固定。1.3.3 連接通液管在安裝儲液筒時將帶1個管接頭的儲液筒安裝在第一個測點和最后一個測點,其余測點儲液筒均帶2個管接頭。根據各測點間的距離，截取通液管的長度，然后將通液管管口與管接頭相接并用卡箍鎖緊，把各測點串聯在一起，做好通液管固定和保護工作。1.3.4 系統充液旋下任意一個儲液筒的上端蓋，將購買的防凍液(可加少量甘油，防止液體揮發)充入靜力水準系統的儲液筒中。垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用操作時，只能從選定的唯一儲液筒加液，加液應緩慢不間斷的加入，應完全排除管內的空氣和氣泡，不斷觀察系統內

6、的液位高度，當液位達到儲液筒標線時停止充液。檢查系統的密封性能，觀察各接頭部位有無液體滲出，無滲漏方可進行下一步操作。安裝傳感器及通氣管先將儲液筒上端蓋旋下，再將磁致伸縮液位傳感器測桿上的定位鎖緊環卸下，取下浮子，測桿插入儲液筒上端蓋M18螺紋孔中旋緊，再將取下的浮子按原方向復位(有CN標記的半球在液面之上)，鎖緊環復位(固定在距測桿端頭約19mm處即可。最后將裝好傳感器的儲液筒上端蓋旋緊。通氣的作用是使所有液面壓力保持一致，整個通氣系統應相互連通并僅在一點(兩端選其一)與大氣相通。垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用靜力水準系統兩端其一儲液筒上的氣管與干燥管連接，連接干燥管通大氣的一端用

7、三通接頭，另一端用直角彎通接頭。根據各測點間的距離，截取通氣管的長度，然后將通氣管管口與管接頭相接，把各測點串聯在一起，通過干燥管與大氣相通，做好通氣管固定和保護。垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用1.3.6 讀數與計算a)讀數JL-1型靜力水準儀手動測量可使用GN-103A型讀數儀，自動化采集數據可使用MCU-32分布式模塊化自動測量單元。b)計算靜力水準儀基準點液位變化量Hj(mm)可按下列公式計算： Hj=Kj(FjFoj)式中：Kj靜力水準儀基準點的傳感器系數； Fj靜力水準儀基準點的實時測量值(mm)； Foj靜力水準儀基準點的初始讀數(mm)。靜力水準儀觀測點液位變化量Hx(

8、mm)可按下列公式計算： Hx=Kx(FxFox)式中：Kx靜力水準儀觀測點的傳感器系數；垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用 Fox靜力水準儀觀測點的初始讀數(mm)； Fx靜力水準儀觀測點的實時測量值(mm)。各觀測點沉降或升高的變化量H(mm)可按下列公式計算： H = Hx-Hj H = Kx(FxFox)-Kj(FjFoj)注：H為正值時表示沉降，H為負值時表示升高。垂直位移的測量基坑安全監測方式和技術應用2.水平位移測量視準線法以兩固定點間經緯儀的視線作為基準線，測量監測點到基準線的距離，確定偏移量的測量方法。 水平位移的測量基坑安全監測方式和技術應用2.2 小角度法 在測站上

9、測量測站點至監測點的距離及固定方向與監測點方向間的夾角,以確定位移矢量的方法。每次測量夾角的變化，夾角變化量與距離的乘積即位移量。 水平位移的測量基坑安全監測方式和技術應用3. 傾斜測量 直接采用傾斜儀測量被測物的傾斜角度，根據傾斜角度計算出各分層的位移量。傾斜測量本公司生產的ELT-10型傾斜儀，型號為ELT-10。3.1 工作原理結構物產生的傾斜變形，通過安裝支架傳遞給傾斜傳感器。傳感器內裝有電解液和導電觸點，當傳感器發生傾斜變化時，電解液的液面始終處于水平，但液面相對觸點的部位發生了改變，也同時引起了輸出電量的改變。傾斜儀隨結構物的傾斜變形量與輸出的電量呈對應關系，以此可測出被測結構物的

10、傾斜角度，同時它的測量值可顯示出以零點為基準值的傾斜角變化的正負方向。基坑安全監測方式和技術應用傾斜儀可布設為一個測量單元獨立工作，亦可多支連點布設測出被測結構物的各段傾斜量，以此將結構物的變形曲線描述出來。若在被測物上裝成二維方向，可測量結構物的二維變形。傾斜儀可以回收重復使用，并且可方便實現傾斜測量的自動化。傾斜測量計算方法當被測結構物體發生傾斜變形時，其傾斜角度與輸出的電量讀數F可用如下計算公式： =a + bF + cF2 + dF3式中：被測結構物的傾斜角度，單位為； F 傾斜儀的實時電量測量值，單位為F；abcd傾斜儀的標定系數；基坑安全監測方式和技術應用3.3 埋設與安裝傾斜儀安

11、裝前，先根據設計要求確定儀器的安裝位置和測量傾斜角的方向，打磨被測結構物的安裝部位，使其表面盡量平整。檢查傾斜儀完好后,將傾斜儀的安裝支架固定在被測結構物的打磨部位，然后把傾斜傳感器固定在安裝支架上，隨后調整安裝支架的定位螺釘，使傾斜儀的軸線盡量垂直，之后傾斜儀連接讀數儀將初始測值調整接近零點。也可根據設計需要自定儀器的初始傾斜角度，使儀器的正負變化范圍適應實際的測量需要。在傾斜儀的外圓上標有儀器的正負方向記號，安裝時以此記號對應測量規定的正負方向。安裝時也可松開傳感器底面的4個螺釘，使儀器的正負方向記號做90和180調整以適應安裝要求。 特別提示：安裝在野外的儀器應設置防雷保護措施。傾斜測量

12、基坑安全監測方式和技術應用3.4 測量測量傳感器應先將測量線快速插頭插入VW-103A型讀數儀的左邊插座上，將測量線的各色夾子對應連接上傳感器的輸出電纜，黑、紅為電源端，白、綠為測量端。傳感器內附有智能識別芯片，其內存貯有該傳感器的編號、系數K等信息。用讀數儀測量時會自動將識別信息讀出，可順序存入讀數儀內，通訊給計算機，方便快速統計計算及查詢，使測量實現人工智能無紙化操作。工程現場多支傳感器電纜被意外挖斷，僅用讀數儀測量一遍，就可自動識別出每支傳感器所對應的編號及身份信息。傾斜測量梁式傾斜儀深圳22座大廈傾斜監測基坑安全監測方式和技術應用4.裂縫監測工程建筑物發生裂縫時，為了了解其現狀和掌握其

13、發展情況，應該進行觀測，以便根據這些資料分析其產生裂縫的原因和它對建筑物安全的影響；及時地采取有效措施加以處理。對混凝土建筑物上裂縫的觀測，可以采用本公司生產的VWD-J型振弦式測縫計，其中包括有VWD-20J、VWJ-50D、VWD-100J等型號。裂縫觀測工作原理當被測結構物發生變形時將會帶動測縫計的測桿伸縮，經萬向連軸節傳遞給二級機械負放大機構，經負放大后的變形傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物的變形量。基坑安全監測方式和技術應用4.2 計算方法1）當外界溫度恒定測縫計僅受到軸向變形時

14、，其變形量L與輸出的頻率模數F具有如下線性關系： L = kF F = F - F0式中： k測縫計的測量靈敏度，單位為mm/F； F測縫計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為F； F測縫計的實時測量值，單位為F； F0測縫計的基準值，單位為F。2）當測縫計不受外力作用時(儀器兩端標距不變)，而溫度增加T時，測縫計有一個輸出量F，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。 實驗可知F與T具有如下線性關系： L= kF+ bT = 0 kF= -bT T = T - T0裂縫觀測基坑安全監測方式和技術應用式中： b測縫計的溫度修正系數，單位為mm/； T溫度實時測量值相對于基

15、準值的變化量，單位為； T溫度的實時測量值，單位為； T0溫度的基準值，單位為。 c) 埋設在混凝土結構物內或其它結構物上的測縫計，受到的是變形和溫度的雙重作用，因此測縫計的一般計算公式為： Lm= kF + bT = k (F - F0)b (T - T0)式中：Lm被測結構物的變形量，單位為mm。注：VWD-J型振弦式測縫計的敏感測量元件，其與固定機架的材料線膨脹系數極為接近，試驗所得其溫度修正系數小于最小讀數，由此一般計算可用公式a。 裂縫觀測基坑安全監測方式和技術應用4.3 安裝與測量裂縫觀測表面測縫計的使用場合很廣，儀器經加裝一些專用附件后，可以測量被測結構物任何方向裂縫的相對位移變

16、化量，儀器安裝時應根據工作場所不同的安裝條件，合理的選擇埋設位置和安裝方法，下面對表面測縫計的通用安裝方法進行簡單敘述。基坑安全監測方式和技術應用單向測縫計跨縫安裝裂縫觀測儀器安裝位置和方位確定后，在安裝位置應設混凝土安裝基床,或者對被測結構物儀器安裝位置表面進行必要的清理、整平。基坑安全監測方式和技術應用單向測縫計的測量測量振弦式傳感器應先將測量線快速插頭插入VW-102A型讀數儀的左邊插座上，將測量線的各色夾子對應連接上傳感器的輸出電纜， 黑、紅測頻率，白、綠測溫度。振弦式傳感器內附有智能識別芯片，其內存貯有該傳感器的編號、系數K、溫度修正系數b等信息。用讀數儀測量時會自動將識別信息讀出，

17、可順序存入讀數儀內，通訊給計算機，方便快速統計計算及查詢，使測量實現人工智能無紙化操作。工程現場多支傳感器電纜被意外挖斷，僅用讀數儀測量一遍，就可自動識別出每支傳感器所對應的編號及身份信息。西安鐵路局鐵路隧道內壁病害監測工程裂縫觀測基坑安全監測方式和技術應用5.深層水平位移監測測斜儀是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來監測圍護墻體、土體深層側向位移的高精度儀器。測斜儀分為固定式和活動式兩種，按與垂線夾角監測范圍不同又分為垂直向測斜儀和水平向測斜儀。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

18、。深層水平位移的監測5.1 測斜儀系統簡介活動式測斜儀固定式測斜儀觀測電纜GN-103A讀數儀傳感器基坑安全監測方式和技術應用5.2 規格及主要技術參數規格代號GN-1測桿直徑： mm25/38輪 距： mm500總 長： mm700測量范圍： 15靈敏度： /F 9測量精度： F.S0.1%系統誤差： mm/25m4.5耐水壓： MPa1絕緣電阻： M50測量電纜：帶鋼絲芯及長度標記的聚胺脂電纜深層水平位移的監測本公司生產的GN-1型測斜儀，型號為GN-1。GN-1型測斜儀由傾斜傳感器、測桿、導向定位輪、信號傳輸電纜及電纜箱和測桿箱等組成，可用本公司生產的GN-103A型讀數儀讀取測量數據，

19、并將測量數據傳輸給計算機。基坑安全監測方式和技術應用在需要觀測的結構物體上埋設測斜管, 測斜管內徑上有兩組互成90 的導向槽，將測斜儀順導槽放入測斜管內，逐段一個基長(導輪間距)進行測量。測量數據經計算即可描述出測斜管隨結構物變形的曲線，以此可計算出測斜管每個基長上的軸線與鉛垂線所成傾角的水平位移。深層水平位移的監測5.3 工作原理基坑安全監測方式和技術應用固定式測斜儀安裝示意圖深層水平位移的監測5.4 安裝與埋設測斜管的安裝先將測斜管裝上管底蓋，用螺絲或膠固定。測斜管與測斜管之間用管接頭連接，測斜管與管接頭之間必須用螺絲固定后涂膠填縫密封。測斜管在安裝中應注意導槽的方向，導槽方向必須與設計要

20、求的方向一致。安裝時將裝好接頭的測斜管依次逐節放入鉆孔中，直至連接到設計深度的孔底。當確認測斜管安裝完好后既可進行回填，回填一般用膨潤土球或原土沙。回填時每填至35米時要進行一次注水，注水是為了使膨潤土球或原土沙遇水后與孔壁結合的牢固，以此方法直至孔口。露在地表上的測斜管應注意做好保護，蓋上管蓋防止物體落入。測斜管地表管口段應澆注混凝土，做成混凝土墩臺以保護管口及其轉角的穩定性。墩臺上應設置測繪標點。安裝完成后的測斜管應先用模擬測斜儀試放，試放時測斜管互成90的兩個導向槽都應從下到上試放到，保證模擬測斜儀在測斜管導槽內能從上到下或從下到上都很平穩順暢通過，以此作為測斜管安裝完好的標志。基坑安全

21、監測方式和技術應用深層水平位移的監測鎮江間壁電廠煤場沉降監測基坑安全監測方式和技術應用5.4.2 固定式測斜儀的安裝深層水平位移的監測在安裝前，須對測斜管進行測量，最好用活動測斜儀進行測量，這即可探一下測斜管安裝的好壞，同時可繪制出測斜管的管形圖，以使傳感器就位后測值不至于超過其滿量程限度。在安裝前還要檢查孔口架是否就位固定好，以及測管是否做好十字導槽的“A+”軸向和“A-”軸向的永久標記。固定測斜儀從生產廠家出廠時是散件包裝的，首先應檢查測斜儀的導向輪是否轉動靈活，扭簧是否有力。檢查傳感器部件是否工作正常(以鉛垂線為基準傾向高端導向輪一側讀數增大，傾向另一側讀數減小)，按設計高程截取連接鋼絲

22、繩(設計高程加減25cm)，并將固定測斜儀用鋼絲繩首尾相連，確認完好后以備安裝。如在測孔內只安裝一套儀器，只要把固定測斜儀頭部與鋼絲繩連接即可。在安裝時要根據被測體需要觀測的偏移方向，先將傳感器和輪架導輪的正方向(高輪方向)對準測斜管的“A+” 軸向的導槽內，緩緩滑入測管內，理順儀器電纜，每放一段深度用自鎖扎帶把電纜同吊裝鋼絲繩纏在一起，不要扎在固定測斜儀的部件上。當放到設計高程后把最后吊裝鋼絲繩固定在孔口裝置的橫軸上用鎖扣鎖緊，將電纜按設計走向埋設。基坑安全監測方式和技術應用深層水平位移的監測串聯安裝兩套以上固定測斜儀時安裝方法基本相同，固定測斜儀是用鋼絲繩首尾相連,組裝時應按施工圖紙要求的

23、數量裝成一個個測量單元，檢查確認完好后以備吊裝。吊裝是按一個個測量單元的順序放入測斜管內，每個測量單元之間的連接用鋼絲繩連接，連接一定要牢靠，各個測量單元的所有導向輪方向必須一致。 需要注意的是每套固定測斜儀要按順序作好編號記錄，逐個裝入時電纜要逐個理順一起用自鎖扎帶同鋼絲繩纏在一起，所有電纜要松弛不能拉緊,將最后的鋼絲繩縛在孔口裝置的橫軸上用鎖扣鎖緊。下放完成后應核查儀器高程是否準確，并拉動吊裝鋼絲繩用讀數儀檢查傳感器的工作是否正常，隨后記錄穩定的初始讀數。如發現問題可取出儀器重新安裝。提示：固定測斜儀的孔口及觀測電纜都應采取防雷措施，尤其雷擊高發地區。基坑安全監測方式和技術應用5.5 計算

24、方法 當被測結構物發生傾斜變形時，固定式測斜儀將同步感受變形，其變形量Si與輸出的讀數Fi具有如下關系： Si = Li Sin(a + bFi + cFi2 + dFi3) S = S1 + S2 + S3 + S4 + . 式中： Si 被測結構物在第i點與鉛垂線(或水平線)的傾斜變形量，單位為mm； Li 第i支測斜儀的兩輪距間的標距，單位為mm； Fi 第i支測斜儀的實時測量值，單位為F； abcd 第i支測斜儀的計算系數； S 各測點位移值求和后被測結構物的總傾斜變形量，單位為mm。注：當使用EXCEL進行計算時需要先將角度轉換為弧度，再乘儀器標距得出位移量，公式如下：Si = LS

25、in(a + bFi + cFi2 + dFi3) /180)深層水平位移的監測基坑安全監測方式和技術應用6 維護體系監測6.1 監測項目主要包括支撐內力、錨桿拉力、圍護墻內力、圍檁內力、立柱內力等。支撐內力、錨桿拉力為板式圍護體系一、二級監測等級必測項目，三級監測等級選測項目。圍護墻內力、圍檁內力為板式圍護體系一級監測等級必測項目，二級監測等級選測項目。立柱內力為板式圍護體系一、二級監測等級選測項目，主要用于逆作法施工。維護體系監測基坑安全監測方式和技術應用6.2 維護體系的內應力維護體系監測VWA型振弦式錨索測力計VWR型振弦式鋼筋計VWE-S型振弦式混凝土應力計基坑安全監測方式和技術應用

26、維護體系監測振弦傳感器的工作原理圖振弦傳感器物理模型 振弦式傳感器測量物理是基于鋼弦振動頻率隨鋼絲張力的變化，輸出頻率（f）信號。 振弦式傳感器由定位支座、線圈、振弦及封裝組成。振弦式傳感器可等效成一個兩端固定繃緊的均勻弦，如圖所示。激振線圈鋼弦振弦的振動頻率f 可由以下公式確定：振弦式傳感器激振電路檢測電路單片機顯示電路顯示測頻原理框圖 其中s為振弦的橫截面積，l工作段（即兩固定點之間）的長度，為振弦所受的應力，為振弦的密度。基坑安全監測方式和技術應用P = k F F = F- F0 維護體系監測式中：P為待測物理量；k與待測物理量相匹配的標定系數；6.2.1 VWA型振弦式錨索測力計VW

27、A型振弦式錨索測力計，其中包括VWA-100kN5000 kN 系列型號。 VWA型振弦式錨索測力計適用于長期監測水工結構物及其它混凝土結構物、巖石邊坡、橋梁等預應力的錨固狀態，并可同步測量埋設點的溫度。基坑安全監測方式和技術應用1）規格及主要技術參數規格代號VWA-5000尺寸參數 測力筒高L: mm90 錨索內直徑d: mm147錨索外直徑d: mm 196性能參數 額定載荷P: kN05000 最大載荷Pm: kN06250 應變計支數: 4 靈敏度: %F.S 0.04測量精度： F.S0.25%溫度測量范圍: -40+150溫度測量精度: 0.5耐水壓： MPa0.5絕緣電阻: M

28、50 維護體系監測基坑安全監測方式和技術應用VWA型振弦式錨索測力計在測力鋼筒上均布著數支振弦式應變計，當荷載使鋼筒產生軸向變形時，應變計與鋼筒產生同步變形，變形使應變計的振弦產生應力變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出引起受力鋼筒變形的應變量，代入標定系數可算出錨索測力計所感受到的荷載值。VWA型振弦式錨索測力計中的每支應變計為一個的測量單元，單支儀器即可測出測力計單邊的受力狀況，以此可計算出測力計受力的偏心方向及大小。由數支振弦式應變計的平均測值可計算出測力計的整體受力狀況。測力計測量信號由一根多芯電纜線引出。VWA型振弦式

29、錨索測力計工作條件： a) 測力計能在-30+70的環境溫度下正常工作。 b) 測力計能承受500kPa水壓力。 c) 測力計絕緣電阻應50。維護體系監測基坑安全監測方式和技術應用2）VWA型振弦式錨索測力計在實際工程中的應用維護體系監測廣東粵澳大橋索力監測貴州畢威高速巖質滑坡監測唐家山堰塞湖邊坡錨固監測基坑安全監測方式和技術應用唐家山堰塞湖滑坡監測維護體系監測昆明時代廣場基坑監測當荷載作用于測力計時，測力計鋼筒將產生軸向變形，其荷載量P與輸出頻率模數的變化量F具有如下線性關系： P = k FF = F- F0 基坑安全監測方式和技術應用3）振弦式錨索測力計埋設與安裝維護體系監測根據結構設計

30、要求，測力計應安裝在錨墊座上，鋼絞線或錨索從測力筒中心孔中穿過，測力計置于錨墊座和工作錨之間。安裝時錨索測力計上下面與承壓面之間應清理干凈，不能有鐵屑和沙粒，否則會影響測值，并使錨索測力計的軸線與待測索軸線平行。安裝時錨索測力計應放置平穩，如發現幾何偏心過大(儀器分測不等值，既為有幾何偏心)，應即時予以調整。錨索測力計安裝定位后應及時測量儀器初值，根據儀器編號和設計編號作好記錄并存檔，嚴格保護好儀器的引出電纜。基坑安全監測方式和技術應用6.2.2 鋼筋計VWR型振弦式鋼筋計適用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內，測量結構物內部的鋼筋應力，并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成錨桿

31、測力計、基巖應力計等測量應力的儀器。振弦式鋼筋計具有智能識別功能。維護體系監測當被測結構物內部的鋼筋發生應力變化時，鋼筋計將受到拉伸或壓縮，鋼套同步產生變形，變形使鋼筋計感受拉伸或壓縮的變形，變形傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物內鋼筋所受的應力。同時可同步測量埋設點的溫度值。基坑安全監測方式和技術應用1）規格及主要參數規格代號R-20R-25R-28R-32R-36R-40尺寸參數配筋直徑d：mm202528323640鋼套截面積A：c3.144.906.308.0510.212.6鋼套長

32、度L：mm120性能參數應力測量范圍拉伸：MPa300壓縮：MPa200靈敏度K：MPa/F0.10測量精度： F.S 0.1%溫度測量范圍: -40+150溫度測量精度: 0.5耐水壓： MPa 1絕緣電阻: M 50維護體系監測基坑安全監測方式和技術應用2）安裝與埋設維護體系監測基坑鋼筋應力監測基坑安全監測方式和技術應用維護體系監測鋼筋計由傳感器和連接鋼套兩部分組成，傳感器用于測量，兩個連接鋼套用于傳感器與被測鋼筋的連接，從而完成力的傳遞。 鋼筋計是測量受力物體應力的儀器，儀器經加裝一些附件可以組成錨桿測力計、基巖應力計等，這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同，所以埋設安裝方法有所不同。下

33、面主要對埋設在混凝土內的鋼筋計的安裝方法作一些簡述，其他場合的埋設安裝方法可參照進行。基坑安全監測方式和技術應用當工地上有剝肋直螺紋滾絲機設備，將兩根被測鋼筋滾絲后直接與鋼筋計兩端的連接鋼套旋緊，形成一根長鋼筋后將其就位到被測鋼筋網中。當工地上有剝肋直螺紋滾絲機設備, 被測鋼筋網已綁扎完，在鋼筋網準備安裝鋼筋計的部位截取1m 米長鋼筋(長度視配筋大小)，將其一裁二根，將兩根被測截筋滾絲后直接與鋼筋計兩端的連接鋼套旋緊，形成一根長鋼筋后將其焊接到被截部位。搭焊長度要大于10倍的鋼筋計直徑，焊接時要給傳感器的部位澆水冷卻，使傳感器溫度不要太高，溫度過高將會使傳感器造成永久損壞，但不得在焊縫處澆水。

34、維護體系監測當工地上沒有剝肋直螺紋滾絲機設備，被測鋼筋網未綁扎完，將兩根被測鋼筋焊接在連接鋼套上，焊接前先將鋼筋計兩端的連接鋼套擰下，分別與長筋焊接在一起。基坑安全監測方式和技術應用當工地上沒有剝肋直螺紋滾絲機設備，被測鋼筋網已綁扎完，在鋼筋網準備安裝鋼筋計的部位截取1m 米長鋼筋(長度視配筋大小)，將其一裁二根，將兩根被測截筋與鋼筋計的兩頭連接鋼套焊接。焊接前先將鋼筋計兩端的連接鋼套擰下，分別與截筋焊接在一起。維護體系監測3）計算鋼筋計一般計算公式為： = kF + bT = k (F - F0) + b (T - T0)式中： 被測結構物鋼筋所受的應力值，單位為MPa 。注：VWR型振弦式

35、鋼筋計的敏感測量元件，其與測力鋼套的材料線膨脹系數極為接近，試驗所得其溫度修正系數小于最小讀數，一般計算時可用公式 = kF = k (F - F0) 。 基坑安全監測方式和技術應用混凝土應力計VWE-S型振弦式應力計由背板、感應板、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。維護體系監測 當被測結構物內部應力發生變化時，混凝土應力計感應板同步感受應力的變化，感應板將會產生變形，變形傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物的壓應力值。同時可同步測出埋設點的溫度值。1）工作原理基坑安全監測方式和技術應用

36、2）安裝與埋設維護體系監測在混凝土凝固后的第二天清掃空腔，清除全部松動料與積水，鏟除凸出于表面的骨料并刷凈鑿毛，在底面鋪6mm厚水泥砂漿墊層，水泥砂漿配合比為23，水灰比為。按規范要求連接好儀器的接長電纜。水泥砂漿初凝后，再用約80克水泥和120克通過30#篩的細砂拌成水泥砂漿，使用的水量只要足以產生稠度即可，然后將水泥砂漿注入倒圓錐空腔內的底部平面上(成一圓錐型)以備安放壓應力計。圖c基坑安全監測方式和技術應用將壓應力計往復旋轉壓入水泥砂漿，以使砂漿從壓應力計底部周圍擠出，儀器底部水泥砂漿的厚度控制在3毫米左右，并使壓應力計與底板保持水平。(圖d)置放三腳架和10公斤壓重塊，用壓重塊把儀器壓

37、緊固定住。(圖e)維護體系監測山東留駕水庫混凝土應力監測基坑安全監測方式和技術應用在壓應力計周圍分次澆筑少量混凝土，并用手工仔細振搗壓實（澆筑、振搗混凝土時不得碰撞三腳架和儀器），然后移去壓重和三腳架，繼續澆筑混凝土至略高出澆筑層頂面。待空腔全部回填完成后，其上禁止通行，直到砂漿完全凝固為止。(圖f)維護體系監測3）計算方法 當外界溫度恒定，應力計僅受到壓應力時，其壓應力值P與輸出的頻率模數F具有如下線性關系： P = k F F = F - F0式中： k 應力計的測量靈敏度，單位為KPa/F ；F 應力計實時測量值相對于基準值相的變化量，單位為F；F 應力計的實時測量值，單位為F； F0

38、應力計的基準值，單位為F。T0 溫度的基準值，單位為。當應力計受到應力和溫度的雙重作用時，應力計的一般計算公式為：Pm = kF + bT = k (F - F0) + b (T - T0)式中：Pm 被測結構物的壓應力值，單位為KPa。基坑安全監測方式和技術應用7.孔隙水壓力7.1 基本內容主要用于堆載預壓的施工速率控制、沉樁施工及基坑開挖等施工項目中。靜態孔隙水壓力監測相當于水位監測。潛水層的靜態孔隙水壓力測出的是孔隙水壓力計上方的水頭壓力，可以通過換算計算出水位高度。孔隙水壓力微承壓水和承壓水層，孔隙水壓力計可以測出水的壓力。結合土壓力監測，量測結果可應用于固結度計算及進行土體有效應力分

39、析，作為土體穩定計算的依據。不同深度孔隙水壓力監測可以為圍護墻后水、土壓力分算提供設計依據。孔隙水壓力監測為重力式圍護體系一、二級監測等級、板式圍護體系一級監測等級選測項目。基坑安全監測方式和技術應用7.2 振弦式滲壓計（孔隙水壓力）孔隙水壓力VWP型振弦式滲壓計由透水板、感應膜、密封殼體，信號傳輸電纜、振弦及激振電磁圈等組成。潛水層的靜態孔隙水壓力測出的是孔隙水壓力計上方的水頭壓力，可以通過換算計算出水位高度。微承壓水和承壓水層，孔隙水壓力計可以測出水的壓力。并可同步測量埋設點的溫度。7.2.1 工作原理當被測水壓荷載作用在滲壓計上，將引起彈性膜板的變形，其變形帶動振弦轉變成振弦應力的變化，

40、從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出水荷載的壓力值。同時可同步測出埋設點的溫度值。基坑安全監測方式和技術應用7.2.2 安裝與埋設孔隙水壓力安徽花涼亭水庫滲壓計埋設滲壓計用于觀測土體中的孔隙水壓力及巖體和混凝土內的滲透水壓力，埋設安裝時應根據設計要求進行觀測點的布設，并根據被測結構物的特點采用相應的安裝埋設方法。下面介紹在混凝土澆筑層面埋設、基巖面上埋設與水平淺孔內埋設。詳細見本公司相關使用說明書。基坑安全監測方式和技術應用a）在混凝土澆筑層面埋設（圖一）當混凝土澆筑層達到設計要求需安裝埋設滲壓計的高程時，應在澆筑再上一層混凝土前，在

41、埋設位置的層面做一個深30cm、直徑20cm的孔。在孔內鋪一上細砂，將預備好的滲壓計放在孔內砂墊層上，用粗砂將滲壓計四周埋好，布置好觀測電纜的走向后再澆筑上層混凝土。孔隙水壓力b）在基巖面上埋設（圖二）在滲壓計埋設的基巖位置鉆一個孔深100cm、孔徑5cm的集水孔。鉆孔經過滲水試驗合格后，將事先準備好的裹有細砂包的滲壓計放在集水孔中。沙包的準備過程：將一布袋放入盛水大容器內，袋內充填適量級配砂，將滲壓計放在袋的中央，并繼續在滲壓計周圍充填級配砂，待充滿后將袋口扎緊。如不用沙包也可用土工布把滲壓計裹嚴后埋設，沙包在埋設前都應浸沒在水中保存。基坑安全監測方式和技術應用c）在水平淺孔內埋設（圖三）

42、在地下洞室圍巖內或邊坡基巖表面淺層埋設滲壓計，需要用水平淺孔埋設和集水法。 在埋設滲壓計的位置鉆一個水平孔深50cm、孔徑15cm20cm的淺孔，如孔無透水裂隙，可根據需要的深度，在孔底套鉆一個3cm的小孔。 經滲水試驗合格后，在小孔內填入礫石，在大孔內填入細砂。 將滲壓計埋在細砂中，孔口用蓋板封上，引出儀器電纜后用水泥沙漿封住，接長觀測電纜，安排好觀測電纜的走向，待沙漿凝固后，即可填筑混凝土。孔隙水壓力基坑安全監測方式和技術應用7.3 計算方法a) 當外界溫度恒定，滲壓計僅受到滲透(孔隙)水壓力時，其壓力值P與輸出的頻率模數F具有如下線性關系： P = kF F = F0 - F式中： k

43、滲壓計的測量靈敏度，單位為KPa/F ； F 滲壓計基準值相對于實時測量值的變化量，單位為F； F 滲壓計的實時測量值，單位為F； F0 滲壓計的基準值，單位為F。b) 當作用在滲壓計上的滲透(孔隙)水壓力恒定時，而溫度增加T，此時滲壓計有一個輸出量F，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。孔隙水壓力基坑安全監測方式和技術應用 實驗可知F與T具有如下線性關系： P= kF+bT = 0 kF= -bT T = T - T0式中： b 滲壓計的溫度修正系數，單位為KPa /； T 溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為； T 溫度的實時測量值，單位為； T0 溫度的基準

44、值，單位為。孔隙水壓力基坑安全監測方式和技術應用8.土壓力的監測土壓力監測基坑工程土壓力監測主要用于量測圍護結構內、外側的土壓力。用土壓力盒進行量測時，主要是針對法向的總應力。結合孔隙水壓力監測，可以進行土體有效應力分析，作為土體穩定計算的依據。不同深度土壓力的監測可以為圍護墻后水、土壓力分算提供設計依據。測量所獲得的土壓力可能為土中壓力和土體結構間接觸壓力。土壓力監測為板式圍護體系一、二級監測等級選測項目。VWE型土壓力計基坑安全監測方式和技術應用8.1 土壓力計（盒）土壓力盒有鋼弦式、差動電阻式、電阻應變式等多種。目前基坑工程中常用的是鋼弦式。VWE型振弦式土壓力計適用于長期測量土石壩、土

45、堤、邊坡、路基等結構物內部土體的壓應力，是了解被測結構物內部土壓力變化量的有效監測設備，并可同步測量埋設點的溫度。振弦式土壓力計具有智能識別功能。測量設備為VW-102A型振弦式讀數儀。土壓力監測8.2 土壓力計組成VWE型振弦式土壓力計由背板、感應板、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。基坑安全監測方式和技術應用8.3 工作原理當被測結構物內土應力發生變化時，土壓力計感應板同步感受應力的變化，感應板將會產生變形，變形傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物的壓應力值。同時可同步測出埋設點的溫度值。土壓力監測土壓力計根據用途不同分為：用于測量不同介質接觸面(界面)垂直壓力的界面土壓力計，和用于測量土體本身內部應力變化的土中土壓力計。土壓力計在工業、民用建筑工程中安裝埋設，通常是為了測量建筑物與土體接觸的界面土壓力值，一般都埋設在界面上，因此稱在這種情況下應用的土壓力為界面式土壓力計。8.4 安裝與埋設基坑安全監測方式和技術應用8.4.1 界面土壓力計的具體的埋設方法傳感器的埋設位置在建筑物還沒有建造基礎時，可利用土基礎平面上直接制備埋設基床面的