【導(dǎo)讀】地下工程和深基坑安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書。廣州市建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心

　　

【正文】 ↓ ↓ 備注：元件編號(hào)是 6個(gè)存儲(chǔ)單元，即如果元件編號(hào)為 N位數(shù)，則 第 68 頁 共 86 頁 在該編號(hào)前加（ 6N）個(gè) 0補(bǔ)足 6位數(shù)。如：元件編號(hào)為 5314 則輸入005314，元件編號(hào)為 663254，則輸入 663214。測(cè)量數(shù)據(jù)可以與軸力、水位測(cè)量數(shù)據(jù)在同一個(gè)文件名中保存，故無需新建文件名 ③開始測(cè)量（多弦傳感器） 開機(jī) — 選擇元件編號(hào) — 測(cè)量 — 確認(rèn)保存 ↓ 完成一個(gè)元件的測(cè)量工作，如需要繼續(xù)另一個(gè)元件的測(cè)量，則在保存該元件的測(cè)量數(shù)據(jù)后，在上面圖中按“下移”就會(huì)跳到下 一個(gè)元件的編號(hào)。 ④數(shù)據(jù)查閱 測(cè)量一個(gè)元件后，查閱該數(shù)據(jù)，則在下圖模式下按“返回” — “查閱” 第 69 頁 共 86 頁 ⑤數(shù)據(jù)上傳（對(duì)于基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)） 直接跟計(jì)算機(jī)連接，儀器處于開機(jī)的狀態(tài)，勿需在儀器的其它操作。 ①當(dāng)天當(dāng)次的監(jiān)測(cè) 項(xiàng)目，包括軸力、水位和錨索的測(cè)量數(shù)據(jù)可以只保存在同一個(gè)文件名下； ② 相同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，不同時(shí)間測(cè)量，需要另外建立文件名； ③ 做好儀器維護(hù)，儀器充電，清潔保護(hù)等工作 。 以上步驟僅供參考。 第 70 頁 共 86 頁 第四篇 計(jì)算 公式及 原理篇 第 71 頁 共 86 頁 根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（ GB509472020）及《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)》中相關(guān)規(guī)定，基坑監(jiān)測(cè)主要涉及以下 19 項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，具體如下表： 序號(hào) 類別 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 1 水平位移監(jiān)測(cè) 圍護(hù)墻（邊坡）頂部水平位移 周邊建筑物水平位移 周邊管線水平位移 2 豎向位移監(jiān)測(cè) 圍護(hù)墻（邊坡）頂部豎向位移 周邊地表豎向位移 周邊建筑物豎向位移 周邊管線豎向位移 3 立柱豎向位移 立柱豎向位移 4 深層水平位移監(jiān)測(cè) 深層水平位移 5 傾斜監(jiān)測(cè) 傾斜監(jiān)測(cè) 第 72 頁 共 86 頁 6 裂縫監(jiān)測(cè) 裂縫監(jiān)測(cè) 7 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測(cè) 圍護(hù)墻內(nèi)力 支撐內(nèi)力 立柱內(nèi)力 8 土壓力監(jiān)測(cè) 土壓力 9 孔隙水壓力監(jiān)測(cè) 孔隙水壓力 10 地下水位監(jiān)測(cè) 地下水位 11 錨索及土釘（錨桿）內(nèi)力監(jiān)測(cè) 錨桿（索）內(nèi)力 土釘（錨桿）內(nèi)力 12 土體分層豎向位移監(jiān)測(cè) 土體分層豎向位移 一、 水平位移監(jiān)測(cè) (一 )原始數(shù)據(jù)測(cè)量 儀器輸出坐標(biāo)為水平角 ?? （角度制），垂直觀測(cè)角 ?? （角度制），斜距 L （米）。 因?yàn)樗椒较蚪??? ?? ， 垂直方向角 ?? ???90 ,則平距： )cos(??? LD ， )c o s ()c o s ()c o s ( ??? ????? LDX ， )s in ()c o s ()s in ( ??? ????? LDY ， （備注 :角度為弧度制， 1o=π /180） (二 )計(jì)算示意圖 假定基坑如下圖所示。假定測(cè)點(diǎn) A（ XA,YA） ,測(cè)點(diǎn) B（ XB， YB）， DMDM2為基坑轉(zhuǎn)角點(diǎn)，用于設(shè)定虛擬段面。 第 73 頁 共 86 頁 (三 )計(jì)算段面劃分 基坑各直線段中所設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)劃分為同一段面，比如 A、 B 為DM1DM2段面范圍， C、 D、 E為 DM2DM3段面范圍。（監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)定時(shí)錄入） DM1DM2斷面可用以下直線方程表示： 012 122112 12 ??????? DMDM DMDMDMDMDMDM DMDM XX XYXYxXX YYy 其余各邊類似定向。 第 74 頁 共 86 頁 (四 )點(diǎn)到虛擬斷面的距離計(jì)算 A（ XA,YA）為 DM1DM2斷面上的點(diǎn)，則 A至定線距離為： 2121212122112121 ???????????????????DMDMDMDMDMDMDMDMDMDMADMDMDMDMAAXXYYXXXYXYxXXYYYD (五 )距離正負(fù)號(hào)約定 虛擬段面定義要沿著基坑順時(shí)針或者逆時(shí)針排順序，如 DM1DM2, DM2DM3… .。 121221 a rc ta nDMDMDMDMDMDM XX YYR ??? 方位角 : 第 75 頁 共 86 頁 ???????????????????????????00,36000,18000,18000,12122112122112122112122121DMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMDMYYXXRYYXXRYYXXRYYXXR，若，若，若，若? .............11 BDMADM ?? 、 同理可得。 若虛擬段面沿基坑逆時(shí)針方向設(shè)置，則距離正負(fù)號(hào)判定如下： 211 DMDMADM ?? ? ，表示 A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬斷面）內(nèi)，距離值為正。 211 DMDMADM ?? ? ，表示 A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬斷面）外，距離值為負(fù)。 若虛擬段面沿基坑順時(shí)針方向設(shè)置，則距離正負(fù)號(hào)判定如下： 211 DMDMADM ?? ? ，表示 A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬段面）內(nèi)，距離值為正。 211 DMDMADM ?? ? ，表示 A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬段面）外，距離值為負(fù)。 通過比較 A、 A1 的位移，可以得出本次的位移變化量 AA DD ?1 。結(jié)果為正值表示向基坑內(nèi)位移，結(jié)果負(fù)值表示向基坑外位移， (六 )水平位移坐標(biāo)中誤差計(jì)算 AB 方位角定為 0o 若儀器測(cè)距精度為 2+2ppm，則有： 22DmD?? 第 76 頁 共 86 頁 若儀器測(cè)角精度為 2″，則有： 22m? ???? 206265??? ??? 監(jiān)測(cè)點(diǎn) P坐標(biāo)中誤差 : ?????? ?????? 2222 )()s in(c o s ??? ?mDmm Dx ?????? ?????? 2222 )()c o s(s in ??? ?mDmm Dy 相應(yīng)的點(diǎn)位中誤差為： 22yx mmm ?? ?? 上面僅僅是 1個(gè)測(cè)回的計(jì)算方法。若采用多個(gè)測(cè)回，角度和距離精度要按照測(cè)量多個(gè)結(jié)果取平均值的方法計(jì)算，若測(cè)量了 n個(gè)測(cè)回，該角度中誤差為： mm n??? ? 距離也是同樣的。 根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，水平位移和豎向位移需滿足下列精度要求 水平位移報(bào)警值 累計(jì)值 D(mm) D20 20≤ D40 40≤ D≤ 60 D＞ 60 變化速率vd(mm/d) vd2 2≤ vd 4 4≤ vd≤ 6 vd＞ 6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差 (mm) ≤ ≤ ≤ ≤ 豎向位移報(bào)警值 累計(jì)值 S(mm) S20 20≤ S40 40≤ S≤ 60 S＞ 60 變化速率vs(mm/d) vs2 2≤ vs4 4≤ vs≤ 6 vs＞ 6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差 (mm) ≤ ≤ ≤ ≤ 第 77 頁 共 86 頁 二、豎向位移監(jiān)測(cè) 參看附件 1 三、立柱豎向位移監(jiān)測(cè) (一 )水準(zhǔn)儀測(cè)量 具體方法參看附件 1. (二 )全站儀測(cè)量 立柱沉降監(jiān)測(cè)因支護(hù)形式等原因?qū)е赂叱虦y(cè)量往往不具備測(cè)量條件，從而退而求其次采用全站儀代替水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，采用全站儀中點(diǎn)法三角高程測(cè)量。 ： 全站儀中點(diǎn)法三角高程測(cè)量示意圖 (1)基準(zhǔn)點(diǎn)與測(cè)站的高差： B A B A 2 2 2sinh S i V f?? ? ? ? ? (2)測(cè)站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差： 1 B 1 B 1 1 1sinh S i V f?? ? ? ? ? 說明： i 為儀器高， V 為所擺棱鏡高， ? 為垂直角。 f 為球氣差參數(shù)，一般公式為 ? ? 21 2DfkR? ? ? 第 78 頁 共 86 頁 其中 K 為折光系數(shù)，在我國一般為 ， R 為地球曲率半徑6371km， D為所測(cè)平距， cosDS ??? 。 ： 1Ah = B A 2 2 2sinS i V f?? ? ? ?— （ 1B 1 1 1sinS i V f?? ? ? ?） = B A 2 1 B 1 2 1 1 2s in s inS S f f V V??? ? ? ? ? ? ? =12 2 2 221B A 2 1 B 1 2 1 1 211sin sin c o s c o s22B A BKKS S S S V VRR? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? 在短距離測(cè)量情況下，球氣差相同，且立柱沉降參與三角高程測(cè)量是，棱鏡高度不變，因此，基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差公式簡(jiǎn)化為： 1121 sinsin ?? ???? BBAA SSh 四、深層水平位移監(jiān)測(cè) 某深度累計(jì)位移計(jì)算方法 ? ? ? ?= 2 = 2A A A A A A當(dāng) 前 值 0 當(dāng) 前 值 180 當(dāng) 前 值 原 始 值 0 原 始 值 180 原 始 值， 2 5 0 0 0mm5 0 0 原始值當(dāng)前值 AAd n ?? 第 79 頁 共 86 頁 各深度位移為： ??? ni in ds 1 ； 五、傾斜監(jiān)測(cè) 剛性建筑物整體傾斜，測(cè)量頂面或基礎(chǔ)的相對(duì)沉降確定。 hQi ?? ?tan i 傾斜角（傾斜率）； Q 建筑物上部與下部的相對(duì)位移； h 建筑物高度； 六、裂縫監(jiān)測(cè) 裂縫監(jiān)測(cè)項(xiàng)目系統(tǒng)采用手動(dòng)輸入模式，輸入 裂縫長(zhǎng)度及寬度即可。 七、支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測(cè) (一 )圍護(hù)樁、墻內(nèi)力監(jiān)測(cè) 地下連續(xù)墻為每延米計(jì)，灌注樁以單樁計(jì) (1)圍護(hù)樁墻內(nèi)力計(jì)算公式 )( tctcsc AAEEN ?? ? ? ??? ?? nj jsjjijt Affkn 1 202 /)(1? 第 80 頁 共 86 頁 式中： cN 圍護(hù)樁墻內(nèi)力（ kN）； tEEc、 混凝土和鋼筋的彈性模量（ kN/mm2）； tc AA、 混凝土截面積和鋼筋總截面面積（ mm2）；AAA tc ?? A 圍護(hù)樁墻截面積（ mm2），地下連續(xù)墻為每延米計(jì)，灌注樁以單樁計(jì) t? 鋼筋計(jì)平均應(yīng)力（ kN/mm2）。 jk 鋼弦式鋼筋計(jì)常數(shù)（ kN/Hz2）； jif 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率（ Hz）； 0jf 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率（ Hz）； jsA 第 j 個(gè)鋼筋計(jì)截面積（ mm2）。 (2)圍護(hù)樁墻彎矩計(jì)算： )( 210 sssc dE IEM ?? ?? 式中： M 量測(cè)斷面的計(jì)算彎矩（ ）； sEEc、 混凝土和鋼筋的彈性模量（ kN/mm2）； 0I 量測(cè)斷面的慣性矩（ mm4）； 慣性矩的計(jì)算： 第 81 頁 共 86 頁 21 ss ??、 待測(cè)鋼筋計(jì)的應(yīng)力值（ kN/mm2）； d 待測(cè)鋼筋計(jì)之間的中心距離（ mm）。 應(yīng)變計(jì)量測(cè)樁墻內(nèi)力 (1)計(jì)算公式 )()(1 1 202 ttcj jjijc AEAEffknN ??????? ?? ?? ? 式中： cN 支撐軸力（ kN）； tEEc、 混凝土和鋼筋的彈性模量（ kN/mm2）； tc AA、 混凝土截面積和鋼筋截面面積（ mm2）； AAAtc ?? A 支撐截面積（ mm2）； t? 鋼筋計(jì)平均應(yīng)力（ kN/mm2）。 ?jk 鋼弦式鋼筋計(jì)常數(shù) (106/Hz2)； jif 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率（ Hz）； 0jf 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率（ Hz）； jsA 第 j 個(gè)鋼 筋計(jì)截面積（ mm2）。 (2)彎矩計(jì)算同上 第 82 頁 共 86 頁 (二 )立柱內(nèi)力監(jiān)測(cè) 計(jì)算公式 AEffknN snj jjijc ?????? ?? ?? 1 202 )(1 ? 式中： cN 支撐軸力（ kN）； sE 鋼彈性模量（ kN/mm2）； A 鋼支撐截面積（ mm2）； ?jk 鋼弦式鋼筋計(jì)常數(shù) (106/Hz2)； jif 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率（ Hz） ； 0jf 鋼筋計(jì)測(cè)量自振頻率