【正文】 第二部分：監(jiān)測(cè)方法技術(shù) 一、垂直位移測(cè)量 二、水平位移測(cè)量 三、傾斜測(cè)量 四、裂縫觀測(cè) 五、深層水平位移 六、圍護(hù)體系內(nèi)力 七、孔隙水壓力 八、土壓力 九、地下水位 十、分層沉降 (坑底隆起 ) 一、垂直位移測(cè)量 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目： 地表，圍護(hù)墻頂，坑內(nèi)立柱，管線，建筑物，防汛墻、高架立柱、地鐵隧道等構(gòu)筑物等需要監(jiān)測(cè)垂直位移。 儀器： 水準(zhǔn)儀，連通管（靜力水準(zhǔn)儀 測(cè)量相對(duì)變化），全站儀（三角高程，比較少）。 一、垂直位移測(cè)量 原理方法： 水準(zhǔn)路線的分類： ★ 附合水準(zhǔn)路線： 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)(BM1)起，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，以測(cè)定另外一些水準(zhǔn)點(diǎn)或垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，最后連測(cè)到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn) (BM2)，稱為附合水準(zhǔn)路線。如下圖所示 一、垂直位移測(cè)量 ★ 支水準(zhǔn)路線： 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)起，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，以測(cè)定另外一些水準(zhǔn)點(diǎn)或垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，最后 不 連測(cè)到任何已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)稱為支水準(zhǔn)路線。 為了對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行檢核，并提高成果的精度，單一水準(zhǔn)支線必須進(jìn)行往返測(cè)量。 一、垂直位移測(cè)量 ★ 閉合準(zhǔn)路線 ： 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)(BM1)起，沿一條環(huán)形路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)定沿線一些水準(zhǔn)點(diǎn)或垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，最后 又回到 水準(zhǔn)點(diǎn) (BM1)，稱為閉合水準(zhǔn)路線。如右圖所示 一、垂直位移測(cè)量 水準(zhǔn)路線的擬定： 日常監(jiān)測(cè)中，應(yīng)采用附合水準(zhǔn)路線或閉合水準(zhǔn)路線。沒(méi)有任何規(guī)范中規(guī)定變形觀測(cè)采用支水準(zhǔn)路線觀測(cè) 儀器站 觀測(cè) 標(biāo) 尺 讀 數(shù) 高差 (ab) (mm) i 角 的 計(jì) 算 次序 A尺讀數(shù) a B尺讀數(shù) b I1 1 148712 149140 2 148704 149142 3 148708 149154 4 148708 149150 中數(shù) I2 1 150952 151394 校正后 A、 B標(biāo)尺上的 a39。b39。2 2 150956 151410 正確讀數(shù)為： 3 150944 151396 4 150958 151400 中數(shù) 水準(zhǔn)儀 i角檢查： 儀器站 觀測(cè) 標(biāo) 尺 讀 數(shù) 高差 (ab) (mm) i 角 的 計(jì) 算 次序 A尺讀數(shù) a B尺讀數(shù) b I1 1 148712 149140 A～ B標(biāo)尺間距 S= 2 148704 149142 △ =〔 (a2b2)(a1b1)〕247。 2 = 3 148708 149154 i ″= 10△ = ″ 4 148708 149150 中數(shù) 148708 149147 I2 1 150952 151394 校正后 A、 B標(biāo)尺上的 a39。 b39。2 2 150956 151410 正確讀數(shù)為： 3 150944 151396 a39。2 = a22△ =+.0009= 4 150958 151400 b39。2 = b2△ =+.00045= 中數(shù) 150953 151400 儀器站 標(biāo) 尺 讀 數(shù) 高差 (ab) (m) i 角 的 計(jì) 算 A尺讀數(shù)a B尺讀數(shù)b I1 1359 1432 A～ B標(biāo)尺間距 DAB=70m 1241 1315 中數(shù) I2 1456 1535 二、水平位移測(cè)量 視準(zhǔn)線法 ? 以兩固定點(diǎn)間經(jīng)緯儀的視線作為基準(zhǔn)線，測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離，確定偏移量的測(cè)量方法。 小角度法 在測(cè)站上測(cè)量測(cè)站點(diǎn)至監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離及固定方向與監(jiān)測(cè)點(diǎn)方向間的夾角 ,以確定位移矢量的方法。每次測(cè)量夾角的變化，夾角變化量與距離的乘積即位移量。 三、傾斜測(cè)量 ? 建筑物、構(gòu)筑物的傾斜監(jiān)測(cè)的方法有兩種：一是直接測(cè)定建筑物的傾斜；二是通過(guò)測(cè)量建筑物基礎(chǔ)相對(duì)沉降的方法來(lái)確定建筑物的傾斜。 ? 直接測(cè)定建筑物的傾斜：應(yīng)測(cè)定建筑物頂部相對(duì)于底部或各層間相對(duì)于下層的水平位移與高差，分別計(jì)算整體或分層的傾斜度、傾斜方向以及傾斜速度。 四、裂縫觀測(cè) 裂縫監(jiān)測(cè)如下圖所示。在監(jiān)測(cè)裂縫中部的兩側(cè)各粘貼一塊金屬不銹鋼板，鋼板中心鉆一小圓孔，埋設(shè)時(shí)圓孔連線方向垂直于裂縫（裂縫寬度），同時(shí)在裂縫的兩端也各作一個(gè)標(biāo)記，以觀測(cè)裂縫的開(kāi)展情況（裂縫長(zhǎng)度）；也可以采用在裂縫兩端設(shè)置石膏薄片，使其與裂縫兩側(cè)牢固粘結(jié)，當(dāng)裂縫裂開(kāi)或加大時(shí)，石膏片也裂開(kāi)，監(jiān)測(cè)時(shí)可測(cè)定其裂縫的大小和變化。 觀測(cè)所用的量具是一種特殊構(gòu)造的卡尺，尺身長(zhǎng) 700～ 800mm，刻度為 1mm，尺上附有一個(gè)水準(zhǔn)管，在尺的一端安有一根鉆有孔距為 1cm的定位小孔、可以上下游動(dòng)的測(cè)針。測(cè)針系用止動(dòng)螺釘插入小孔圈固定。尺上還附有一個(gè)游標(biāo)，游標(biāo)帶有一根可上下微動(dòng)的測(cè)針。當(dāng)兩測(cè)針對(duì)準(zhǔn)刻度 0，同時(shí)水泡在水泡管中心時(shí)，兩測(cè)針尖端在同一水平面上?？ǔ叩拇怪焙退阶钚∽x數(shù)為 。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)下圖。不銹鋼板中心圓孔的形狀與卡尺測(cè)針的尖端必須完全吻合。 游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu)示意圖12 34567五、深層水平位移監(jiān)測(cè) 一、測(cè)斜儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介 測(cè)斜儀是通過(guò)測(cè)量測(cè)斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來(lái)監(jiān)測(cè)圍護(hù)墻體、土體深層側(cè)向位移的高精度儀器。 測(cè)斜儀分為 固定式 和 活動(dòng)式 兩種，按與垂線夾角監(jiān)測(cè)范圍不同又分為 垂直向測(cè)斜儀 和 水平向測(cè)斜儀 。 固定式是將測(cè)頭固定埋設(shè)在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的固定點(diǎn)上；活動(dòng)式即先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測(cè)斜管，間隔一定時(shí)間將測(cè)頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動(dòng)測(cè)定斜度變化，計(jì)算水平位移。 一、測(cè)斜儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介 按傳感器型式分類： 可細(xì)分為滑動(dòng)電阻式、 電阻應(yīng)變片式 、振弦式及 伺服加速度計(jì)式 四種。 一、測(cè)斜儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介 活動(dòng)式測(cè)斜儀系統(tǒng)組成： 由 探頭 、 測(cè)讀儀 、 電纜 和 測(cè)斜管 四部分組成。 1) 探頭：裝有重力式測(cè)斜傳感器。 2) 測(cè)讀儀：測(cè)讀儀是二次儀表，需和探頭配套使用。 3) 電纜：連接探頭和測(cè)讀儀的電纜起向探頭供給電源和給測(cè)讀儀傳遞監(jiān)測(cè)信號(hào)的作用，同時(shí)也起到收放探頭和測(cè)量探頭所在測(cè)點(diǎn)與孔口距離。 4)測(cè)斜管：測(cè)斜管一般由塑料管或鋁合金管制成。常用直徑為 50～ 75mm，長(zhǎng)度每節(jié) 2～ 4m，測(cè)斜管內(nèi)有兩對(duì)相互垂直的縱向?qū)Р?。測(cè)量時(shí)，測(cè)頭導(dǎo)輪在導(dǎo)槽內(nèi)可上下自由滑動(dòng)。 一、測(cè)斜儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介 主要測(cè)斜儀 美國(guó) Geokon603測(cè)斜儀 美國(guó) Geokon公司生產(chǎn)， Geokon－ 603讀數(shù)儀，配 6000系列探頭，能自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總量程為 177。 53176。 ，系統(tǒng)精度 177。 6 mm/30 m，靈敏度 177。 10弧秒 (177。 mm/m)。 SINCO測(cè)斜儀、電纜和讀數(shù)儀 美國(guó) SINCO測(cè)斜儀，能自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。測(cè)量范圍：垂直方向177。 53176。 ； 精度：；重復(fù)性： 177。 176。 ；工作溫度范圍： 20+50℃ ；重量： 斤 。 北京航天 CX06A測(cè)斜儀 北京航天測(cè)斜儀，能自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。 傳感器分辨率： 177。 ″ 系統(tǒng)總精度： 177。 4mm/15m 測(cè)量范圍： 177。 50176。 數(shù)字顯示： 測(cè)量電纜： 導(dǎo)輪間距： 500mm 測(cè)斜用 PVC高精度測(cè)斜管 ABS、鋁合金高精度測(cè)斜管 二、深層側(cè)向位移 (測(cè)斜 )原理 結(jié)構(gòu)原理 、電阻應(yīng)變片式測(cè)斜儀： 探頭內(nèi)有一青銅彈簧片做的下掛 擺錘 ，彈簧片兩側(cè)各貼兩片 電阻應(yīng)變片 ，構(gòu)成差動(dòng)可變阻式傳感器，使之在彈性極限內(nèi)探頭的傾角與電阻應(yīng)變讀數(shù)呈線性關(guān)系。 代表儀器：葛南測(cè)斜儀 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品價(jià)格便宜 缺點(diǎn)：量程有限，耐用時(shí)間不長(zhǎng) 、伺服加速度計(jì)式測(cè)斜儀： 探頭內(nèi)有一個(gè)受重力作用的 擺錘 ，并布置有力平衡 伺服加速度計(jì) ，其內(nèi)部的位置傳感器可以探測(cè)擺錘的位置，并且提供足夠的恢復(fù)力使擺塊回到其鉛直零位置。此恢復(fù)力的大小可轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出，在讀數(shù)儀上顯示為傾斜量的測(cè)量。 代表儀器：基康 60 SINCO測(cè)斜儀 (兩個(gè)加速度計(jì) ) 北京航天部 CX06測(cè)斜儀 (一個(gè)加速度計(jì) ) 優(yōu)點(diǎn)：精度高、量程大和可靠性好 缺點(diǎn)：抗震性能較差 (激震時(shí)傳感器容易損壞 ) 二、深層側(cè)向位移 (測(cè)斜 )原理 計(jì)算原理 Y 方向 Y + 方向X 方向X + 方向準(zhǔn)原總位移電纜位移L s i n θ測(cè)讀間距測(cè)頭導(dǎo)槽鉆孔回填導(dǎo)管導(dǎo)輪測(cè)斜儀工作原理示意圖線測(cè)讀設(shè)備? 基坑監(jiān)測(cè)時(shí)，一般只考慮垂直于圍護(hù)體的方向，即 X+、 X方向，需連續(xù)測(cè)二次來(lái)消除力平衡伺服加速度儀零漂的影響(一測(cè)回 )； ? 每點(diǎn)水平偏移量是通過(guò)計(jì)算上部滑輪組相對(duì)于下部滑輪組所產(chǎn)生的傾角 (θ)乘以觀測(cè)讀數(shù)間距(L)和相應(yīng)的系數(shù)得到。 ? 總水平偏移量是將每點(diǎn)的水平偏移量進(jìn)行累加獲到，該偏移曲線為一條連續(xù)的曲線，也就是說(shuō)只要確定了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，整條曲線的位置就能確定下來(lái)。 二、深層側(cè)向位移 (測(cè)斜 )原理 L為傳感器兩對(duì)滑輪中心距 (一般為 500) k為讀數(shù)的放大倍數(shù)，采用公制時(shí)取 25000，英制時(shí)取 20220 L/k稱為儀器的 標(biāo)定系數(shù) 計(jì)算原理 二、深層側(cè)向位移 (測(cè)斜 )原理 【 標(biāo)定系數(shù) 】 基康 603 美國(guó)新科 北京航天 南京葛南 視標(biāo)定情況而定 計(jì)算原理 三、測(cè)斜操作方法和注意事項(xiàng) 三、測(cè)斜操作方法和注意事項(xiàng)