【正文】 ? ?? 。 tbaey ??)1lg ( tay ??btaty???沉降歷程回歸方程 由于地下工程開挖過程中地表縱向沉降、拱頂下沉及凈空收斂等位移受掌子面的時(shí)空效應(yīng)的影響。co t2 ?? ???? dcb③AFF )~(??④?位移歷時(shí)回歸方程 對(duì)地表沉降、拱頂下沉、凈空收斂等變形的歷時(shí)曲線一般采用如下函數(shù)進(jìn)行回歸。 （ 1）散點(diǎn)圖與回歸分析法 ?一元線性回歸分析 ?非線性回歸分析 （ 2）地下工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析中常用的回歸函數(shù) ?地表沉降橫向分布規(guī)律 地表沉降橫向分布規(guī)律回歸函數(shù)采用 Peck公式， Peck在1969年提出了地層損失的概念，即在不考慮土體排水固結(jié)和蠕變的條件下，得出了一系列與地層有關(guān)的沉降槽寬度的近似值， 222m a x)( ixeSxS ??①?2m a x iSF ???②2 39。 ?在上述修正基礎(chǔ)上調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)即進(jìn)行信息化設(shè)計(jì)。 ?通過對(duì)監(jiān)測(cè)資料的反分析，修正設(shè)計(jì)用地應(yīng)力、滲水壓力、圍巖壓力等基本荷載。 2）監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析 如某工程爆破震動(dòng)振動(dòng)速度 監(jiān)測(cè)波形圖，根據(jù)波形圖分析 最大振動(dòng)速度，每段時(shí)間間隔 及裝藥量是否合理等?，F(xiàn)在有些傳感器有安裝磁座，比較方便、可靠。需用鋼釬嵌入巖體中，將傳感器固定在鋼釬上。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀震動(dòng)速度（加速度）傳感器（如下圖所示），爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的品種很多，主要有數(shù)字記錄和磁帶記錄兩種，常用的是數(shù)字記錄儀， （ 3）監(jiān)測(cè)實(shí)施 1）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 一般的地表振動(dòng)監(jiān)測(cè)，因振動(dòng)幅值不大，頻率不很高，只需將傳感器直接置于地表，周圍用石膏粘附即可。 3）數(shù)據(jù)分析 同鋼筋軸力監(jiān)測(cè)。表面式應(yīng)變計(jì)主要用于支撐施工時(shí)來不及埋設(shè)或后來又新增的監(jiān)測(cè)斷面上，一般應(yīng)在設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)斷面上設(shè)置預(yù)埋件，待基坑開挖前進(jìn)行安裝。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 表面應(yīng)變計(jì)或埋入式應(yīng)變計(jì)（如右圖所示）及接受儀。 2）軸力計(jì)算 軸力計(jì)算公式為： 式中 Nc—— 支撐桿件監(jiān)測(cè)軸力； ki—— 鋼弦式軸力計(jì)的常數(shù)； f0—— 軸力計(jì)埋設(shè)后的初始自振頻率； f—— 軸力計(jì)的監(jiān)測(cè)自振頻率； 3）數(shù)據(jù)分析 由支撐軸力時(shí)程曲線圖（如右圖所示）。如果支撐形式是對(duì)稱的，則可布置在開挖較早、支撐受力較早的一半，以減少傳感器的數(shù)量，降低監(jiān)測(cè)費(fèi)用。下面軸力計(jì)為例說明監(jiān)測(cè)實(shí)施。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 根據(jù)支撐桿件所采用的材料不同，所采用的監(jiān)測(cè)傳感器和方法也有所不同。 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)軸力分布形態(tài)圖 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)的目的在于及時(shí)掌握地下工程施工過程中，鋼支撐的內(nèi)力（彎矩、軸力）的變化情況。其中最大拉應(yīng)力為 ，發(fā)生在內(nèi)緣鋼筋左拱頂處。 NC—— 圍護(hù)（支護(hù)）結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)斷面處計(jì)算軸力，連續(xù)墻或地下工程襯砌以每延 m計(jì)，灌注樁以單樁計(jì)； ζs—— 每對(duì)鋼筋計(jì)的平均應(yīng)力值； Ec、 Es一一混凝土和鋼筋的彈性模量； Ac、 As一一支撐（支護(hù)）結(jié)構(gòu)混凝土面積和鋼筋的截面面積； CSCc IdEEM 21 ?? ???)( 0 SCSSc AAEEN ?? ?3）數(shù)據(jù)分析 繪制支護(hù)結(jié)構(gòu)軸力（彎距）分布形態(tài)圖，如下圖所示，為某隧道初期支護(hù)外緣鋼筋除左右兩個(gè)拱腳外均受壓，而內(nèi)緣鋼筋除拱頂和左側(cè)邊墻外均受壓。 M—— 圍護(hù)（支護(hù)）結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)斷面處計(jì)算彎矩，連續(xù)墻或地下工程襯砌以每延 m計(jì)，灌注樁以單樁計(jì)； d一一一每對(duì)鋼筋計(jì)之間的中心距離； ζ ζ2—— 每對(duì)鋼筋計(jì)的應(yīng)力計(jì)算值，以拉為正、壓為負(fù)； Ec、 Es一一混凝土、鋼筋計(jì)的彈性模量； Ic—— 監(jiān)測(cè)斷面的慣性距。 鋼弦式： 應(yīng)變式： 式中 ζi一一第 i個(gè)鋼筋計(jì)的監(jiān)測(cè)應(yīng)力； k1i—— 鋼弦式鋼筋計(jì)的常數(shù)； k2i—— 應(yīng)變式鋼筋計(jì)系數(shù)； f0一一鋼筋計(jì)埋設(shè)后的初始自振頻率； f—— 鋼筋計(jì)的監(jiān)測(cè)自振頻率； ε0—— 鋼筋計(jì)埋設(shè)后的初始應(yīng)變值； ε一一鋼筋計(jì)的監(jiān)測(cè)應(yīng)變值。鋼筋計(jì)一般在綁扎鋼筋籠的同時(shí)進(jìn)行焊接，焊接時(shí)應(yīng)采取降溫措施，并注意測(cè)點(diǎn)保護(hù)。在平面上，可選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)位于兩支撐的跨中部位、開挖深度較大以及水土壓力或地表超載較大的地方。鋼弦式鋼筋計(jì)應(yīng)與支撐主筋串聯(lián)焊接；應(yīng)變式鋼筋計(jì)可與主筋串接，也可與主筋保持平行，綁扎或點(diǎn)焊在箍筋上）。 0 . 1 8 40 . 2 0 30 . 0 3 7 0 . 0 2 40 . 2 0 30 . 0 7 40 . 2 1 80 . 2 1 6圍巖壓力分布形態(tài)圖 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 主要采用鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)鋼筋的應(yīng)力，然后通過鋼筋與混凝土共同工作、變形協(xié)調(diào)條件反算圍護(hù)（支護(hù)）結(jié)構(gòu)的軸力與彎距。 3）數(shù)據(jù)分析 在監(jiān)測(cè)橫斷面圖上按不同的施工階段，以一定的比例把壓力值點(diǎn)畫在各壓盒分布位置，并以連線的形式將各點(diǎn)連接起來，成為結(jié)構(gòu)圍巖壓力分布形態(tài)圖，如下圖為某隧道圍巖壓力分布圖。采用埋置法施工時(shí)，應(yīng)注意盡量減少對(duì)原有土體的擾動(dòng)，土壓力盒周圍回填土的性狀要與附近土體一致，否則會(huì)引起應(yīng)力重分布?？上葘⑵渎裨O(shè)在預(yù)制的混凝土塊內(nèi)，整平地表，然后將土壓力盒放上，并將預(yù)制塊澆筑在基底內(nèi)。測(cè)讀到的主動(dòng)土壓力值偏大，被動(dòng)土壓力值偏小。采用鉆孔法埋設(shè)的土壓力盒的前期數(shù)據(jù)偏小，只有當(dāng)回填材料充分固結(jié)后才能較為準(zhǔn)確地反映實(shí)際土壓力。當(dāng)測(cè)圍巖施加給噴混凝土層的徑向壓力時(shí)，先用水泥砂漿或石膏把壓力盒固定在巖面上。 （ 3）監(jiān)測(cè)實(shí)施 1）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 其埋設(shè)方法采用掛布法、頂入法、彈入法、埋置法和鉆孔法。 0 時(shí)間（D ）孔隙水壓力（MPa)KX1 KX2 KX3孔隙水壓力歷時(shí)曲線 開挖面到達(dá)測(cè)點(diǎn) （ 1）監(jiān)測(cè)的目的 1）監(jiān)測(cè)擋土或支護(hù)結(jié)構(gòu)在各種施工工況下的受力狀況，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施，確保施工安全； 2）找出地下工程施工引起的不同距離和深度上地層土壓力的變化規(guī)律；為驗(yàn)正理論計(jì)算、提高理論分析水平積累資料。 2）監(jiān)測(cè)計(jì)算 根據(jù)每次所測(cè)得的各測(cè)點(diǎn)頻率，可依據(jù)孔隙水壓計(jì)的頻率 壓力標(biāo)定曲線直接換算出相應(yīng)的壓力值。無論采用哪一種方法埋設(shè)，都要擾動(dòng)地層，使初始孔隙水壓力發(fā)生變化。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 孔隙水壓計(jì)及 VW1型頻率接收儀（如右圖所示）。通過監(jiān)測(cè)孔隙水壓力在施工過程中的變化情況，及時(shí)為控制沉樁速率和開挖、掘進(jìn)速度等提供可靠依據(jù)，從而達(dá)到為施工服務(wù)的目的。分析水位變化規(guī)律。則高差△Ｈ＝ HnH0即為水位變化值。成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，放入裹有濾網(wǎng)的水位管，管壁與孔壁之間用凈砂回填至離地表 ，再用粘土進(jìn)行封填，以防地表水流入。 保護(hù)周圍環(huán)境的水位孔應(yīng)圍繞圍護(hù)結(jié)構(gòu)和被保護(hù)對(duì)象（如建筑物、地下管線等）或在兩者之間進(jìn)行布置，其深度應(yīng)在允許最低地下水位之下或根據(jù)不透水層的位置而定。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 水位管、水位計(jì)（如右圖所示）等。 本次位移值 =本次監(jiān)測(cè)平均值 上次監(jiān)測(cè)平均值 累計(jì)位移值 =Σ各次監(jiān)測(cè)位移值 各測(cè)點(diǎn)絕對(duì)位移 =相對(duì)位移值 +孔口標(biāo)志點(diǎn)（基點(diǎn)）位移 4）數(shù)據(jù)處理與分析 每次監(jiān)測(cè)后應(yīng)繪制孔深 ―― 沉降對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線及沉降歷時(shí)曲線。 磁環(huán)式分層標(biāo)監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)先用水準(zhǔn)儀測(cè)出沉降管的管口高程，然后將分層沉降儀的探頭緩緩放入沉降管中，當(dāng)接收儀發(fā)生蜂鳴或指針偏轉(zhuǎn)最大時(shí)，就是磁環(huán)的位置，自上而下依次逐點(diǎn)測(cè)出孔內(nèi)各磁環(huán)至管口的距離，換算出各點(diǎn)的沉降量，如下圖所示。 2）測(cè)量 磁錘式分層標(biāo)是通過鋼尺和水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，見下圖。在沉降管和孔壁間用膨潤土球充填并搗實(shí)，至底部第一個(gè)磁環(huán)的標(biāo)高，再用專用工具將磁環(huán)套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定壓力，使磁環(huán)上的三個(gè)鐵爪插入土中，然后再用膨潤土球充填并搗實(shí)至第二個(gè)磁環(huán)的標(biāo)高，按上述方法安裝第二個(gè)磁環(huán)，直至完成整個(gè)鉆孔中的磁環(huán)埋設(shè)。 磁環(huán)式標(biāo)志的埋設(shè)方法之一是用鉆機(jī)在預(yù)定孔位上鉆孔，孔深由沉降管長度而定，孔徑以能恰好放入磁環(huán)為佳。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 分層沉降儀，磁環(huán)、沉降導(dǎo)管（如右圖所示）、水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺（磁環(huán)沉降標(biāo)） /磁錘、水準(zhǔn)儀、測(cè)桿（磁錘沉降標(biāo)）。這里說明深層土體垂直位移（分層沉降）監(jiān)測(cè)。 4）數(shù)據(jù)分析 繪制水平位移曲線圖（如右圖所示），分析施工對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，判斷結(jié)構(gòu)的安全。 位置。 3）數(shù)據(jù)計(jì)算 測(cè)試時(shí)沿預(yù)先埋好的測(cè)斜管沿垂直于隧道軸線方向（ A向）導(dǎo)槽（自下而上每隔 1m測(cè)讀一次直至孔口，得各測(cè)點(diǎn)位置上讀數(shù) Ai（ +）、 Ai（ ）。 ? 待探頭提升至管口處，旋轉(zhuǎn) 180。 ? 每次監(jiān)測(cè)時(shí)，將探頭導(dǎo)輪對(duì)準(zhǔn)與所測(cè)位移方向一致的槽口，緩緩放至管底，待探頭與管內(nèi)溫度基本一致、顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定后開始監(jiān)測(cè)。 2）測(cè)量 ? 監(jiān)測(cè)開始前，測(cè)斜儀應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格標(biāo)定，以后根據(jù)使用情況，每隔三個(gè)月至半年標(biāo)定一次。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 測(cè)斜儀，測(cè)斜管。 4）數(shù)據(jù)計(jì)算分析 繪制水平位移歷時(shí)曲線，分析基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況。采用此方法對(duì)儀器的精度要求高，監(jiān)測(cè)工作量大，但可求得前述三種不易求出的角點(diǎn)絕對(duì)位移量。各種布網(wǎng)均應(yīng)考慮圖形強(qiáng)度，長短邊不宜懸殊。 ST ???? ??小角度法觀測(cè)示意圖 ?控制網(wǎng)法 該方法適用于要求測(cè)出基坑整體絕對(duì)位移量的情況。 2″， S為 l00m，代入上式，則位移值的中誤差約為 177。以后每次測(cè)定 β角的變動(dòng)量，按式下計(jì)算 T的位移量： △ β—— 角的變動(dòng)量（ ″）； β一一換算常數(shù)， ρ=3600 180/π=206265； S一一測(cè)站至觀測(cè)點(diǎn)的距離（ mm）。為方便起見，一般可選用建筑物棱邊或避雷針等作為固定目標(biāo) A′用 J2級(jí)經(jīng)緯儀測(cè)定轉(zhuǎn)角，角度測(cè)量的測(cè)回?cái)?shù)可根據(jù)距離 S及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的精度要求而定，一般用 2～ 4測(cè)回測(cè)定，并丈量監(jiān)測(cè)站點(diǎn) A至監(jiān)測(cè)點(diǎn) T的距離。 A、 B—— 基坑兩端的工作基點(diǎn) a、 b、 c、 d一位移監(jiān)測(cè)點(diǎn) ? 小角度法 該方法適用于監(jiān)測(cè)點(diǎn)零亂、不在同一直線上的情況，如下圖所示。場(chǎng)地有條件者，可沿基坑某一測(cè)量邊向后二倍開挖深度距離外設(shè)置測(cè)站。只要每次測(cè)量時(shí)，對(duì)每一測(cè)線重復(fù)測(cè)量兩次，若兩次測(cè)量的誤差值不大于 1/20220，則可取其平均值作為測(cè)量結(jié)果，精度可滿足工程要求。基坑開挖前，在監(jiān)測(cè)部位埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，其差值即為測(cè)點(diǎn)間的相對(duì)位移，若基坑是對(duì)稱的，可取其值的 1/2分別作為測(cè)點(diǎn)的位移量。 3）測(cè)量方法與位移計(jì)算 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移的監(jiān)測(cè)方法很多，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和工程要求靈活應(yīng)用，下面介紹幾種常用的監(jiān)測(cè)方法。監(jiān)測(cè)同一條邊所用的測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量埋設(shè)在一直線上，以便監(jiān)測(cè)。 （ 3）監(jiān)測(cè)實(shí)施方法 1）基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)方法 基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)方法地表沉降監(jiān)測(cè)。 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 1）及時(shí)了解支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移，必要時(shí)調(diào)整基坑開挖順序和速度，確?；雍椭車h(huán)境的安全； 2）驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，反算地層的水土壓力； 3）作為測(cè)斜管監(jiān)測(cè)計(jì)算的起始依據(jù)。 2）數(shù)據(jù)計(jì)算與分析 對(duì)同一測(cè)點(diǎn)而言，拱頂沉降計(jì)算如下式。要保護(hù)測(cè)點(diǎn)，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不中斷。測(cè)點(diǎn)大小要適中。 ?拱頂下降的水準(zhǔn)基點(diǎn)布設(shè)在洞內(nèi)和洞外均可，要布設(shè)牢固，易于監(jiān)測(cè)。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀。 6月8日6月11 日6月14 日6月17 日6月20 日6月23 日6月26 日6月29 日7月2日7月5日7月8日7月11 日7月14 日日期收斂值(mm)下部通過 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 拱頂下沉監(jiān)測(cè)值是反映地下工程結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)，是圍巖與支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的的反映。 ac單線隧道 ， bd雙線隧道 2）收斂測(cè)量與計(jì)算 按下式計(jì)算凈空變化值。在同一斷面內(nèi)，收斂基線的布設(shè)，應(yīng)根據(jù)斷面大小選擇不同的布置型式，通常情況下可以采用 ，如下圖所示的型式。近年來發(fā)展的無尺非接觸量測(cè)系統(tǒng)，可采用全站儀進(jìn)行收斂變形監(jiān)測(cè)。 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 地下工程開挖后，凈空收斂也是圍巖與結(jié)構(gòu)和支護(hù)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映參數(shù)，通過監(jiān)測(cè)可了解圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。 3）沉降值計(jì)算 沉降值計(jì)算同地表沉降監(jiān)測(cè)。上述三種形式的測(cè)點(diǎn)均可用于管線沉降監(jiān)測(cè)。