岩土工程检测技术

岩土工程检测技术施工中的基坑

岩土工程监测技术

第一章概述一、监测内容围护结构的竖向位移、水平位移及内力坑周土压力、水平和竖向位移支撑结构轴力、应力、应变锚杆内力地下水位、孔隙水压力周边建筑沉降位移结构强度的无损检测地下工程的监测

岩土工程监测技术

第一章概述二、监测目的1.监测指导施工，保证施工和周边环境的安全2.为信息化施工和动态优化设计提供可靠依据地质勘查报告很难正确反映实际情况，土层物理力学参数需要修正施工过程的动态变化，实际工况与设计工况不一致监测数据与设计值进行对比、分析，确定和优化下一步施工工艺参数，达到信息化施工目的3.监测结果与理论预测值比较，验证理论公式正确性4.确定二次衬砌的施作时间

岩土工程监测技术

第一章概述三、监测手段仪器监测与巡视检查相结合的方法仪器监测取得定量数据，进行定量分析；巡视检查更加及时、全方位的监测，进行定性判断分析巡视检查是预防工程事故非常简便、经济有效方法，给予足够重视，异常情况：结构的裂缝、变形、渗漏、沉陷、土层情况、周边环境等四、监测点布置原则关键部位、重点监测，布置在反映监测对象实际受力和变形状态的关键特征点上五、监测频率监测有很强的时效性，观测必须是及时的，必须有足够的频率，应能及时扑捉到重要的变化情况。以便动态控制施工和设计第二章土压力监测一、概述土颗粒压力量测土的接触压力水的压力二、土压力量测方法电阻应变计不稳定、受潮湿环境影响钢弦式土压力盒稳定可靠、导线长度不受限制、1000～2000m,可遥测。第二章土压力监测三、钢弦式土压力盒（一）、构造和基本原理压力盒在一定压力作用下，传感膜向上微微鼓起，引起钢弦伸长，钢弦未受压力时具有一定的初始频率，即自振频率。拉紧后频率会提高，频率和土压力建立起联系，通过频率的变化量测土压力的变化。激振器高压脉冲电流磁力线激发钢弦磁阻变化电动势变化频率信号频率仪频率与压力的关系式：P=k(f2–f02)k---标定系数f----受压后钢弦的频率f0----未受压钢弦的频率

基坑土压力监测测----土压力盒第二章土压压力监测三、钢弦式土压压力盒（二）主要参数数选择直径、量测1.直径选择原则（1）压力盒直径与与土颗粒粒径相相适应压力盒变形膜有有效受压部分直直径要大于土的的最大颗粒50倍D膜>50d土max消除介质不均匀匀引起的应力集集中而产生的误误差第二章土压压力监测1.直径选择原则（2）压力盒直径与与结构尺寸相适适应模型实验：D=2～4cm工程结构：D=10～15cm第二章土压压力监测1.直径选择原则（3）压力盒的厚径径比H/D越大，应力集中中越明显一般建议:厚径比H/D≤0.1～0.22.量程的确定原则：大于理论论计算压力值的的100%2×理论计算压力值值第二章土压压力监测（三）、土压力力盒的标定气压标定、液体体标定、土介质质标定（四）、土压力力盒的埋设1.布置原则（1）受力较大，有有代表性的断面面（2）受力力分布布规律律的特特征位位置（3）不同同性质质的土土层中中部（4)横支撑处处或二二道围围檩中中部，，或是是水平平位移移最大大处（5）与结构内内力与与变形形同一一监测测断面面布设设，便便于相相互印印证、、综合分分析第二章章土土压压力监监测（四））、土土压力力盒的的埋设设2.压力盒盒的现现场埋埋设基底土土压力力量测测的埋埋设墙体侧侧面土土压力力量测测的埋埋设自由场场土压压力量量侧的的埋设设第二章章土土压压力监监测2.压力盒盒的现现场埋埋设（1）基底底土压压力量量测的的埋设设1）直接接埋设设2）预留留孔埋埋设（2）墙体体侧面面土压压力量量测的的埋设设1）明挖挖浇筑筑墙体体时土土压力力盒的的埋设设2）地下下连续续墙土土压力力盒的的的埋埋设A.挂布法法B.弹簧法法（3）自由由场土土压力力盒埋埋设第三章章支支护护结构构内力力监测测第一节节概概述述支护结结构的的内力力:应力、、应变变、弯弯矩、、轴力力一、支支护结结构内内力桩1.围护结结构：：墙墙一一般般采用用钢筋筋应力力计衬砌钢支撑撑：钢钢弦弦式应应力计计、表表面应应变计计2.支撑结结构钢钢筋混混凝土土支撑撑：钢钢筋应应力计计、埋埋入式式应变变计锚杆支撑：：锚锚杆应力计计3.应力计和应应变计的量量程宜为设设计值得2倍，精度不不低于0.5%F.S第三章支支护结构构内力监测测第二节横支撑结构构的内力量量测一、钢弦式式轴力计量量测适用:钢支撑直接量测轴轴力短柱式、空心管式（一)短柱钢弦式式轴力计（二）空心心管钢弦轴轴力计利用高强度度厚壁空心心钢管筒，，周边设3对钢弦，量量测偏心荷荷载，各应应力计加权权平均可得得轴力。（三）轴力力计布置1.断面选择：：轴力较大大的杆件2.布置在钢支支撑的端部部3.三角、四点点对称布置置，取平均均值第三章支支护结构构内力监测测第二节横横支撑结构构的内力量量测二、钢弦式式应力计量量测适用：钢筋筋混凝土横横支撑，用钢筋计量量测应力然然后反算轴轴力（一）量测测钢筋混凝凝土横支撑撑轴力应力计布置置，四角、、四边、对对称布置应力计算：：σi=k(f2-f20)结构内力监监测:钢筋应力计计混凝土横支支撑轴力计计算—支撑轴力（（kN）；—钢筋应力（（kN/mm2）；—钢筋计监测测平均应力力（kN/mm2）；—第i个钢筋计标标定系数（（kN/Hz2）；—第i个钢筋计监监测频率（（Hz）；—第i个钢筋计安安装后的初初始频率（（Hz）；—第i个钢筋计截截面面积（（mm2）；—混凝土弹性性模量（kN/mm2）；—钢筋弹性模模量（kN/mm2）；—混凝土截面面面积（mm2）；—支撑截面面面积（mm2）；—钢筋总截面面面积（mm2）。结构内力量量测—钢筋应力计计结构内力量量测—钢筋应力计计结构内力量量测—钢筋应力计计安装施工工中第三章支支护结构构内力监测测三、钢筋应应变计量测测表面应变计计、埋入应应变计埋入式应变变计：两端端的端头与与混凝土紧紧密嵌固，，中间受力力应变管用用布缠绕，，与混凝土土隔开，当当混凝土产产生应变时时由端头带带动应变管管产生变形形，使钢弦弦内力发生生变化，然然后用频率率仪。表面应变计计：钢结构构或混凝土土表面。特特点安装快快捷，测试试开始前安安装即可。。第三章支支护结构构内力监测测三、钢筋应应变计量测测表面应变计计、埋入应应变计应变计的刚刚度远远小小于监测对对象的刚度度（一）表面面应变计适用于钢支支撑，两端端的安装钢钢块焊接在在观测对象象表面上监测断面宜宜选择在两两支点间1/3部位，受剪力影响响较小1.元件组成两定位钢块块，激振线线圈，电缆缆，应变计计2.基本原理3.应变计算：：ε=k(f2-f20)表面应变计计换算轴力力：—钢支撑轴力力（kN）；—钢支撑截面面面积（mm2）；—钢弹性模量量（kN/mm2）；—第i个表面应变变计标定系系数（10-6/Hz2）—第i个表面应变变计监测频频率（Hz）；—第i个表面应变变计安装后后的初始频频率（Hz）。横支撑轴力力量测—振弦表面应应变计表面应变仪仪安装第三章支支护结构构内力监测测三、钢筋应应变计量测测表面应变计计、埋入应应变计（二）埋入入式应变计计适用于钢筋筋混凝土支支撑两端的端头头与混凝土土紧密嵌固固，中间受受力应变管管用布缠绕绕，与混凝凝土隔开，，当混凝土土产生应变变时，由端端头带动应应变管产生生变形，使使钢弦内力力发生变化化，然后用用频率仪量量测。第三章支支护结构构内力监测测三、钢筋应应变计量测测表面应变计计、埋入应应变计（二）埋入入式应变计计适用于钢筋筋混凝土支支撑1.元件组成两端不锈钢钢圆盘，柔柔性铝合金金波形管，，钢弦2.基本原理3.应变计算：：ε=k(f2-f20)4.轴力计算：：ＰＣ=ε(ＥCＡＣ＋ＥSＡＳ)ε---应变平均值值，ε=∑εi/n5.埋设布置：：平行主筋筋内侧，对对称布置。。要有足够够保护层振弦埋入应应变计振弦埋入应应变计安装装第三章支支护结构构内力监测测第四节围围护结构构的弯矩监监测一、应用钢钢筋计量测测弯矩1.断面选择与与钢筋计埋埋设结构弯矩最最大部位平面上：两两横支撑跨跨中立面上：横横支撑处有有最大负弯弯矩、两层层支撑的中中间有最大大正弯矩埋设：内外外主筋对称称平行安装装埋设2.弯矩计算：：围护桩（墙墙）弯矩计计算—量测断面处处的计算弯弯矩（kN•m）；—混凝土弹性性模量（kN/mm2）；—钢筋弹性性模量（（kN/mm2）；—量测断面面处的惯惯性矩（（mm4）；—对待测钢钢筋计的的应力值值（kN/mm2）；—对待测钢钢筋计之之间的中中心距离离（mm）。式中第四章孔孔隙水压压力与地地下水位位量测第一节概概述一、监测测意义饱和软粘粘土受荷荷后首先先产生孔孔隙水压压力的变变化，随随后才是是颗粒的的固结变变形，孔孔隙水压压力的变变化是土土体运动动的前兆兆二、监测测点布设设受工程影影响变形形较大位位置竖向上按按土层布布设，不宜采采用泥浆浆护壁振弦式孔孔隙水压压力计第四章孔孔隙水压压力与地地下水位位量测第二节振振弦式孔孔隙水压压力计一、基本本原理二、孔隙隙水压力力计算：：μ=k(f2-f20)三、孔隙隙水压力力计的埋埋设钻孔设观观测井，，根据需需要分层层埋设。。孔内填纯纯净砂，，上部用用粘土球球封孔。。滤水石不不得与大大气接触触，否则则重新排排气不宜采用用泥浆护护壁，，避免堵堵透水石石第四章孔孔隙水压压力与地地下水位位量测第二节电电测测水位计计一、原件件组成：：钢尺、、测头二、量测测当测头触触及水位位时，启启动讯响响器，然然后测量量钢尺读读数。水位观测测井，带带孔塑料料管、砂砂石充填填。第五章基基坑位位移量测测第一节概概述量测内容容：围护结构构位移邻近建筑筑物及管管线沉降降周边地表表沉降、、基底隆隆起变形形深层土体体沉降一、基坑坑位移影影响因素素1.地质条件件：坚固固位移小小，软弱弱含水位位移大2.基坑尺寸寸：越长中间间部位变变形越大大越深水平平位移变变形越大大3.坑边堆载载第五章基基坑位位移量测测二、监测测目的1.预报险情情，采取取应急措措施，保证人员员和邻近近建筑物物安全；；2.了解基坑坑动态变变形规律律；第五章基基坑位位移量测测第二节基基坑邻邻近建（（构）筑筑物沉降降观测一、监测测范围原原则1～3倍基坑设设计开挖挖最终深深度二、邻近近建筑物物沉降观观测基坑开挖挖前，建建筑物外外墙表面面设观测测点，量量测初始始值，监监测不均均匀沉降降。观测点：：圆钢、、铆钉、、螺栓观测点布布置建筑四角角变形缝两两侧建筑物主主要传力力构件上上每测不少少于3个基坑邻近近建筑物物沉降观观测点第五章基基坑位位移量测测第二节基基坑邻邻近建（（构）筑筑物沉降降观测三、邻近近地下管管线沉降降观测受剪作用、挠挠曲变形、接接头泄漏管箍、直插钢钢筋观测点最好设设在接头处第五章基坑坑位移量测第三节桩桩（墙）顶水水平位移监测测量测仪器：经经纬仪，水准准仪、全站仪仪量测方法：视视准法、三角角量测法、前前方交会法一·视准法沿基坑边线两两端3～5倍基坑长度设设固定观测点点，基坑桩顶顶按一定间距距设移动观测测点，用铆钉钉或螺栓，一一般6～12m一个，定期观观测偏移距离离。二、地表竖向向位移的观测测第五章基坑坑位移量测第三节桩桩（墙）顶水水平位移监测测量测仪器：经经纬仪，水准准仪、全站仪仪量测方法：视视准法、三角角量测法、前前方交会法一·视准法沿基坑边线两两端3～5倍基坑长度设设固定观测点点，基坑桩顶顶按一定间距距设移动观测测点，用铆钉钉或螺栓，一一般6～12m一个，定期观观测偏移距离离。二、地表竖向向位移的观测测第五章基坑坑位移量测第四节基基坑深层水平平位移的量测测一、测斜仪组组成测头、测读仪仪、标尺电缆缆、测斜管测斜管：铝合合金、塑料，，每节长度2—3m,互成正交导槽槽测头：滑轮间间距，一般L=0.5m。二、测斜原理理测头滑轮间距距0.5m，测头测得夹夹角αi，则水平位移移=Li*Sinαi基准点一般设设孔底：某深深度水平位移移L=∑Li*Sinαi每个测点正反反两次量测，，取平均值。。基坑深部侧向向位移---测斜仪基坑深部侧向向位移---测斜仪基坑深部侧向向位移---测斜管现场测斜量测测第五章基坑坑位移量测三、测斜管埋埋设预埋法、钻孔孔埋设1.预埋法沿基坑每边设设1～3个测斜观测点点，深度与结结构入土深度度一致，绑扎扎在钢筋笼上上。2.钻孔埋设结构外侧，协协调变形，不不影响结构强强度第五章基坑坑位移量测第六节土土体深层层沉降量测分层沉降仪量量测一、组成分层沉降管、、磁环、电感感探头、标尺尺电缆、测读读仪、蜂鸣器器二、量测原理理波形柔性沉降降管，每隔一一定距离安装装磁环。电感感探头通过磁磁环发出声响响，量测深度度。注意施工前量量测初始值来去两次取平平均值埋设分层沉降降磁环与土层层粘结牢固，，回填材料逐逐渐密实与周周围土体紧密密接触，变形形协调一致。。每次量测重复复进行两次取取平均值，2次读数差不大大于1.5mm。每次量测均应应测定管口高高程的变化，，并换算出管管内各监测点点位置进行量量测。深层地层沉降降--分层沉降仪锚杆抗拔力监监测----锚杆应力计锚索应力计锚杆检测施工工第七章声波波探测技术第一节结结构面对波传传播产生的影影响一、消耗能量量，改变波的的传播途径，，影响波得传传播过程二、弹性波传传播特性反映映岩体结构的的致密性第二节弹性性波种类弹性波：假定定介质是弹性性的，可应用用弹性理论描描述。一、弹性波种种类1.纵波：压缩波波，振动方向向与传播方向向一致2.横波：剪切波波，振动方向向与传播方向向垂直纵波波速＞横波波速，利利用纵波进行行监测二、弹性波在在岩体中传播播的特点第七章声波波探测技术第三节弹弹性波波在岩体中传传播的特征1.岩体弹性模量量低，传播慢慢2.岩体弹性模量量高，传播快快变质岩：5500—6000m/s火成岩:5000—5500m/s沉积岩:1500—3000m/s3.岩体存在结构构面，传播慢慢4.岩体风化程度度大，传播慢慢5.压应力方向传传播快6.孔隙率大，传传播慢现场测斜量测测第七章声波波探测技术第四节声声波探测测仪一·系统组成发射探头、接接收探头、声声波显示仪1.发射探头：输输出一定频率率的声脉冲2.接收探头：接接收声波并转转化为电信号号，输入到声声波仪，在示示波器声波波形形和数字显示示声波监测—声波仪声波监测—声波仪第七章声波波探测技术第五节声波波探测技术穿透法、反射射法一、穿透法1.实质：将发射射探头和接收收探头放置在在介质相对的的两个表面上上，根据声波波穿透结构介介质后的波速速和能量的变变化，判断介介质的质量2.适用：厚度较较大，具备在在相对表面安安装探头对于地下岩体体通常用两个个平行钻孔安安装探头，称称双孔法第七章声波波探测技术第五节声波波探测技术穿透法、反射射法二、反射法1.发射探头向介介质发射声波波，波沿发射射方向传播到到介质底面后后，折射回来来后由接收探探头接收，根根据反射波传传播的时间和和现实波性判判断介质内部部的缺陷2.适用：只能提提供一个测试试表面第七章声波波探测技术第六节声声波探测技技术在岩体中中的应用一、利用声波波测试围岩松松弛带厚度（一）原理：：根据传播时时间确定松弛弛带厚度。（二）波速与与孔深关系曲曲线1.一字形曲线2.厂字形曲线3.衰减型曲线4.峰值型曲线第七章声波波探测技术第六节声声波探测技技术在岩体中中的应用二、利用声波波测试评价岩岩体强度和完完整性系数测试方法：1.采集岩块：测测试弹性波在在岩块传播速速度VＣ2.岩体钻孔：测测试弹性波在在岩体传播速速度Vm3.计算完整性系系数（龟裂系系数）Ｃm＝（Vm/VＣ)2Ｃm＞0.75完整性好，裂裂隙少Ｃm=0.75---0.45完整性较好。。裂隙间距20—30cmＣm＜0.45完整性差、裂裂隙间距小于于20—30cm钻孔声波监测测—声波仪第七章声波波探测技术第七节声声波探测混凝凝土结构的应应用一、混凝土结结构厚度探测测利用波传到两两种不同介质质的分界面时时，弹性波将将产生折射和和反射来测定定构件的厚度度监测计算公式式：h=KVptVp----纵波波速，km/s;t--反射波在介质质中传播时间间，μＳk----经验修正系数数第七章声波波探测技术第七节声声波探测混凝凝土结构的应应用二、混凝土结结构中孔洞检检测混凝土内部存存在大于10cm孔洞，通过量量测声波传播播时间的变化化，计算孔洞洞尺寸。L---构件厚度，m。td,tＣ---有孔洞与无空空洞处声波传传播时间，μＳ。三、混凝土土裂隙监测测利用在裂隙隙出反射或或绕射传播播路线增长长时间增加加现象。1直接检测2.沿面检测应用反射法法第七章声声波探测技技术四、深孔法法检测混凝凝土结构质质量适用于大型型地下构件件，如钻孔孔灌注桩第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用钻孔灌注桩桩质量缺陷陷：离析、、缩颈、断断桩、空洞洞静力测桩法法：反力粱粱、千斤顶顶、抗拔桩桩目前检测方方法低低应应变法：：小锤、传传感器、声声波仪动力测桩法法高应变法：：重锤、贯贯入度钻孔灌注桩桩千斤顶静静力检测钻孔灌注桩桩高应变监监测灌注桩施工工质量评价价---低应变监测测灌注桩施工工质量评价价---低应变监测测灌注桩施工工质量评价价---低应变监测测第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用一、桩基完完整性检测测1.原理桩顶施加激激振能量，，引起桩身身及周围土土体的微幅幅振动，仪仪器记录桩桩顶振动情情况，对记记录的波形形特征进行行分析，判判断桩基的的完整性，，评价桩基基的质量。。优点：费用用低，效率率高2.测试系统组组成小锤、加速速度传感器器、声波测测读仪3.测试准备工工作清除桩顶松松散混凝土土，表面平平整，涂抹抹耦合剂安安装传感器器小锤锤击数数次，选用用重复率较较高对反射曲线线进行分析析第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用一、桩基完完整性检测测二、波形分分析1.完整性好的的桩波形特特征波形规则、、清晰、衰衰减快，桩桩底反射波波有明显的的波峰波谷谷2.桩内离析波波形特征传播时间长长，桩底反反射振幅较较小，能量量消耗大。。3.断裂桩波形形特征反射波到达达时间早于于桩底到达达时间。波波幅大、出出现多次反反射，难以以观察到反反射波幅第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用三、检测结结果的应用用1.确定桩基混混凝土纵波波波速VpV＝2L/t（m/s）L---桩长，m;t---桩底反射波波到达时间间，s。2.确定桩身缺缺陷位置和和范围L′：L′=t′Vp/2L′----缺陷距桩顶顶距离，m；t′---缺陷位置反反射波至时时间，s;Vp----桩身纵波波波速平均值值，m/s.第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用三、检测结结果的应用用3.桩身缺陷范范围确定L缺L缺=1/2﹒△tV缺△t----桩身缺陷上上下面反射射波到达的的时间差，，s；V缺---桩身缺陷段段纵波波速速，m/s。离散：1500——2700m/s断层：800----1000m/s裂隙空洞：：＜600m/s缩颈：正正常波速第七章声声波探测技技术第八节声声波探测测在桩完整整性检测中中的应用三、检测结结果的应用用4.混凝土纵波波波速与桩桩身强度关关系纵波波速m/s桩身强度4100＞c353700--4100c303500--3700c252700---3500c202400＜c20混凝土强度度无损监测测---回弹仪混凝土强度度无损监测测---回弹仪第九章回回弹法无无损监测第一节回回弹检测测法实质:在构件混凝凝土上测得得回弹值和和碳化深度度，来评价价结构或构构件混凝土土强度的方方法一、回弹仪仪原理将弹击杆顶顶住混凝土土表面，轻轻压仪器弹弹击锤松钩钩，冲击锤锤击杆后，，弹击锤带带动指针向向上移动到到一定位置置，指针在在刻度尺上上指示回弹弹值。二、回弹仪仪量测（一）试样样、测区、、测面和测测点1.试样：测试试部位具有有代表性数量：不少少于结构总总数的30%第九章回回弹法无无损监测二、回弹仪仪量测（一）试样样、测区、、测面和测测点2.测点布置：：1）测区：每个试样均均布置测区区，测区不不少于10个测区间距≯≯2m，测区编号号每个测区2个测面（相相对平行）），若不允允许可以一一个。测区尺寸：：一般400cm2,容纳16个弹击点2）测面处理理：平整、、干燥，不不应有粉刷刷层、浮层层第九章回回弹法无无损监测二、回弹仪仪量测（一）试样样、测区、、测面和测测点3.回弹值测读读每测区16点，若两个测面面，每测面弹击击8点，测点间距不不小于3cm4.数据整理剔除16测点的最大值3个，最小值3个，计算平均回回弹值N=∑Ni/10Ni---第i个测点回弹值第九章回弹弹法无损监测三、碳化深度值值量测测点内凿出直径径为15cm,深6mm孔洞，用浓度1%酚酞酒精滴在孔孔洞内壁边缘，，再用钢尺量测测呈紫色部位的的垂直深度Li,计算碳化深度平平均值L=∑Li/n碳化深度＞6mm,取Li=6mm碳化深度＜0.4mm,取Li=0第九章回弹弹法无损监测四、混凝土强度度的评定1.测区混凝土强度度评定1）公式:Ri=0.025Ni-2.0108×10-0.035Li(MPa）Ni—测区平均回弹值值,mm；Li---平均碳化深度，，mm.。2)换算表法换算混凝土强度度（MPa)N00.51.01.52.02.5……..2020.220.420.610.310.510.710.99.910.110.310.59.9L第九章回弹弹法无损监测四、混凝土强度度的评定2.单个构件混凝土土强度平均值RnRn=∑Ri/nRi-----第i测区混凝土强度度值，MPa；n–单个构件测区区数，个。3.构件总和混凝土土强度平均值RNRN=∑Ri/nRi-----第i测区混凝土强度度值，MPa；n–测试构件总和测区数，个。第九章回弹弹法无损监测四、混凝土强度度的评定4.构件混凝土强度度的评定1)单个构件混凝土土强度评定原则：取第一条条件值和第二条条件值较低为评评定值第一条件值的计计算：R1=1.18（Rn－K*Sn)第二条件值的计计算：R2=1.18（Rni)minRn---单个构构件混混凝土土强度度平均均值,MPa;K----合格判判定系系数Sn----混凝土土强度度标准准差（Rni)min----各测区区混凝凝土强强度最最小值值，MPa；样本数n10～1415～24≥25K1.701.651.60第九章章回回弹弹法无无损监监测四、混混凝土土强度度的评评定4.构件混混凝土土强度度的评评定2)构件总总和混混凝土土强度度评定定原则：：取第第一条条件值值和第第二条条件值值较低低为评评定值值第一条条件值值的计计算：：R1=1.18（RN－K*Sn)第二条条件值值的计计算：：R2=1.18（Rni)minRN---构件总总和混混凝土土强度度平均均值,MPa;K----合格判判定系系数Sn----混凝土土强度度标准准差（Rni)min----各测区区混凝凝土强强度最最小值值，MPa；样本数n10～1415～24≥25K1.701.651.60第九章章回回弹弹法无无损监监测工程实实例某工程程框架架结构构，混混凝土土设计计标号号C40,2009年九月月完成成地下下室浇浇筑，，三个个月后后地上上二层层完工工发现现地下下室墙墙体出出现裂裂缝，，随工工程发发展地地上4层完工工时裂裂隙增增多。。根据据13组混凝凝土试试块强强度测测试，，除一一组达达设计计强度度外，，其他他12组未达达到设设计强强度，，最低低者仅仅达到到设计计强度度的68%。1月2日进行行回弹弹测试试62个测区区，构构件总总和混混凝土土强度度评定定值为为42.6MPa,回弹未未考虑虑碳化化深度度影响响。委委托具具有监监测资资质法法律效效力部部门再再次监监测，，设置置22测区，，测区区集中中在裂裂隙区区布设设，弹弹击后后进行行各测测点的的碳化化深度度量测测，整整个地地下室室的混混凝土土强度度平均均值RN=38MPa.按第一一条件件值：：R1=29.8MPa;按第二二条件件值：：R2=28.2MPa评定结结论：：地下下室混混凝土土强度度为28.2MPa，未达达到设设计强强度，，与混混凝土土试块块强度度一致致，达达设计计强度度的68%。地下隧隧道压压力监监测—压力盒盒地下隧隧道压压力监监测—混凝土土压力力计地下隧道压压力监测—围岩压力枕枕地下隧道压压力监测—围岩压力枕枕锚杆液压应应力计地下隧道位位移监测—多点位移计计地下隧道位位移监测—多点位移计计地下隧道位位移监测—多点位移计计第八章地地下隧道工工程施工监监测第一节隧隧道工程程信息化施施工一、监测任任务1.监测围岩变变形、压力力2.监测结构的的应力和应应变二、监测目目的1.根据监测信信息，调整整支护参数数控制变形形，保证施施工安全。。2.最大限度发发挥围岩的的自支撑能能力（新奥奥法施工核核心）最容易监测测到围岩变变形，通过过位移监测测获取围岩岩稳定信息息，合理确确定二次衬衬砌支护时时间预报险情，，指导施工工根据位移监监测信息，，做出正确确判断，为为修正施工工方案和参参数提供依依据验证理论公公式正确性性三、信息化化施工程序序初步选定设设计参数监监测围岩岩位移调调整设计支支护参数地下隧道位位移监测—位移收敛仪仪地下隧道位位移监测—位移收敛仪仪收敛仪监测测点第八章地地下隧道工工程施工监监测第二节位位移监测测收敛位移、、单点位移移、多点位位移、拱顶顶位移、地地表位移一、收敛位位移量测（（净空相对对位移）1.概念：隧道道周边水平平净空尺寸寸变化。收敛值:两次量测值值之差ε=R1-R2式中：R—i时刻净空尺尺寸2.量测设备钢卷尺收敛敛计3.组成:钢带尺、螺螺旋测微器器，测力弹弹簧钢弹尺：定定位孔20mm，小于20mm用测微器，，精度0.01mm.测微器：量量程25mm旋紧，钢带带尺张紧，，规定张力力，指针重重合。10m量程,张力5kg;15～20m量程,张力6kg;30m量程,张力7kg第八章地地下隧道工工程施工监监测第二节位位移监测测一、收敛位位移量测（（净空相对对位移）4.读数两点间距离离=首数+位数首数—钢带尺位数---测微器收敛值：两两次量量测值之差差ε=R1-R2收敛速率:μ=ε/t1-t2(mm/d)第八章地地下隧道工工程施工监监测二、单点位位移量测1.实质：端部部固定于钻钻孔底部，，一个锚杆杆孔口量测测装置。2.读数：通过过自由端的的测头百分分表ε=Z0－Ziε---i次量测孔口口对锚固点点相对位移移；Z0---初始值Zi----i次百分表读读数注意：孔底底锚固点对对洞壁之间间为相对位位移第八章地地下隧道工工程施工监监测三、多点位位移量测（（岩体内部部位移）1.量测目的：：了解隧道道开挖扰动动围岩变形形影响范围围2.系统组成：：传感器、、锚固夹、、金属杆、、磁性铁芯芯3.原理：锚杆杆安装磁性性铁芯，金金属杆固定定在孔口。。岩体产生生位移时，，各测点的的铁芯在线线圈得位移移量不同，，引起不同同的电感变变化，位移移与磁性感感应产生对对应关系。。以孔底锚固固点为基准准点，量测测的为绝对对位移。第八章地地下隧道工工程施工监监测四、拱顶下下沉位移量量测1.量测方法水准仪或全全站仪2.拱顶下沉的的计算第八章地地下隧道工工程施工监监测五、地表下下沉量测针对浅埋隧隧道1.量测目的:地表下沉对对周边环境境的影响，，指导施工工2.量测方法：：水准仪仪、全站仪仪3.量测断面布布置h＞3D不测2D＜h＜3D测断断面间距20～50m2D＜h＜2D必测断断面面间距10～20mh＜D必测断断面间距5～10m4.横向测点布置：：测测点间距2～5m第八章地下隧隧道工程施工监监测第三节围岩岩压力监测一、概述量测了解围岩与与支护间接触压压力二、接触压力量量测围岩与支护；喷喷层与二衬之间间（一）钢弦式压压力盒缺点：介质间刚刚度匹配，边缘缘效应明显，适适用于软土（二）钢弦式混混凝土应力计1.原理与元件:承压板、输液管管、钢弦应力计计、频率仪特点：直接埋入入喷层内，弹性性模量与喷层模模量接近、厚度度薄、稳定性好、抗干干扰、温度影响响小。第八章地下隧隧道工程施工监监测第三节围岩岩压力监测二、接触压力量量测（三）液压枕（（油枕应力计））1.组成：枕壳、注注油三通、紫铜铜管、压力表2.原理：埋设前枕枕壳内充油，埋埋入测点，周围围砂浆达到一定定强度后，施加加初始压力，压压力表测试初承承力，以后随地地层附加应力变变化而变化，记记录围岩压力。。3.埋设1）结构与围岩接接触面埋设2）钻孔埋设：砂砂浆充填密实4.优点：结构简单单、稳定性好、、不需电力缺点：油管长度度限制，灵活性性差。第八章地下隧隧道工程施工监监测第四节监测测方案设计一、监测方案设设计原则1.简单易行、结果果可靠2.位移量测是重点点3.目测很重要二、量测项目的的确定（一）深埋隧道道量测项目深埋隧道：h＞3D※1.收敛位移※2.拱顶下沉※3.洞内观测○4.围岩松弛带○5.支护与围岩接触触压力第八章地下隧隧道工程施工监监测二、量测项目的的确定（二）浅埋隧道道量测项目深埋隧道：h＜3D※1.收敛位移※2.拱顶下沉※3.洞内观测※4.地表沉降○5.结构内力○6.支护与围岩接触触压力第八章地下隧隧道工程施工监监测三、量测手段选选择1.收敛位移：钢尺尺收敛仪2.点位移：：单点、多点点3.压力量测：压力力盒、混凝土应应力计4.内力量测：钢筋筋应力计5.地表沉降：水准准仪、全站仪第八章地下隧隧道工程施工监监测四、量测部位确确定1.重点监测部位：：围岩质量差、、局部不稳定、、断层带、破碎碎带2.尽可能靠近掌子子面，尽早获取取初始变形值，，(2m，12h)3.位移监测，压力力监测设在同一一断面，数据对对照，相互认证证。4.量测间距：按规规范规定五、测点布置1.收敛量测布置：：常用三角形，，周边收敛与拱拱顶下沉测点成成三角2.点位移量测：量测位移：拱顶顶、边墙、拱脚脚（1）围岩均匀：一一侧布置（2)围岩不均匀：双双侧布置3.压力监测同一断面、对称称布置，压力和和内力量测在同同一断面，比较较对照第八章地下隧隧道工程施工监监测第五节工程程实例一、某工程绿泥泥石角岩、红柱柱石角岩、红粘粘土，初期支护护5—10cm锚喷，锚杆1.0×1.0m，长2m,围岩收敛观察侧侧，掘进第五天天，变形速率急急升，采取措施施加密锚杆、覆覆喷，第20天仰拱开挖急升升mm/dd速率时间五天第八章地下下隧道工程施施工监测第五节工工程实例一、某巷道通通过40m宽断层带，围围岩松软含水水，采用收敛敛位移观测第第五天，速率率22.64mm/d，报警，边墙墙破裂，锚喷喷处理加底拱拱封底。mm/dd速率五天4.1.2压力监测测斜、结构内内力、与其匹匹配，便于综综合分析。不同性质的土土层中支撑处或二道道围檩中部，，或是水平位位移最大处4.1.3孔隙水压力监监测滤水石不得与与大气接触，，否则重新排排气钻孔埋设，孔孔内填土纯净净砂，上部用用粘土球封孔孔。4.1.4内。内力检测测分为围护墙内内力监测和支支撑内力监测测弯矩应选在两两个支撑中部部如是埋土应变变仪两侧的钢钢筋长度不小小于35D浇捣前测好初初值，3次取平均值，，开挖前的测测量值为初始始值4.1.5支撑及立柱内内力量测对于混凝土支支撑：用钢筋筋计量测应力力或用应变计计量测混凝土土应变，然后后反算轴力对于钢结构支支撑目前较普普遍用轴力计计，直接量测测轴力钢筋计布置：：焊接混凝土应变计计布置：埋入入式和焊接式式埋入式：对称称放置钢筋内内侧。一般选选用埋入式表面式：来不不及埋设，在在量测断面上上设置预埋件件，基坑开挖挖前进行安装装4.1.6锚杆监测锚杆测力计。。安装在承压压板和锚头之之间钢筋锚杆可采采用钢筋计或或应变计4.1.7地下水位监测测孔隙水压力计计通过数据转转换为地下水水位值水位计安放位位置：代表性性位置，基坑坑中心，为便便于对比分析析。在工程范范围以外在布布置1—2个水位孔。分层沉降仪可可用于基坑底底部的回弹4.1.8应变计应变计的刚度度远远小监测测对象的刚度度埋入式应变计计：两端的端端头与混凝土土紧密嵌固，，中间受力应应变管用布缠缠绕，与混凝凝土隔开，当当混凝土产生生应变时由端端头带动应变变管产生变形形，使钢弦内内力发生变化化，然后用频频率仪。表面应变计：：钢结构或混混凝土表面。。两端的安装装钢块焊接在在赖宁观测对对象表面上，，特点安装快快捷，测试开开始前安装即即可。4.1.9支撑内力监测测点支撑内力较大大杆件上表面计钢支撑撑的监测断面面宜选择在两两支点间1/3部位，轴力计计在支撑端头头，混凝土的的监测多采用用钢筋计和埋埋入应变计断断面宜选择在在两支点间1/3，受剪力较小小部位锚杆检测，基基坑每边中部部、阳角处地地质条件复杂杂地段，每层层在竖向保持持一致，便于于和设计比较较4.20土压力监测点点;平面上和与深深层水平位移移、围护墙内内力监测点匹匹配，相互认认证、综和分分析。竖直上上土压力计算算图形4.21孔隙水压力受力变形较大大，按土层分分布情况布置置，竖向间距距2—5m。不不宜少于于3个。孔隙水变变化是地层位位移先兆4.22地下水位基坑中央和两两相邻降水井井中间部位，，管底在最低低设计水位之之下3—5米5.3基坑周边环境