压力位移的观测

PAGEPAGE96．压力、位移的观测在地基处理（填土碾压、堆载预压、排水固结等）、基础施工及建筑物运营期间，地基土压力和空隙水压力测试、地基的沉降和水平位移观测，是地基基础工程质量控制的主要依据之一。在荷载作用下，土层的固结过程就是空隙水压力消散和有效应力增加的过程，土中总应力σ与有效应力σ′，空隙水压力u三者的关系为：σ′＝σ－u。因此，测定土体在受力的情况下土压力和空隙水压力值及其消长速度和程度，对于计算地基土在不同排水条件及不同荷载作用下的固结度、推算土体强度随时间变化、控制施工速度等，极为重要。地基沉降变形、水平位移观测，也是地基基础工程质量控制的主要依据之一。6.1土压力测试 6.1.１土体总压力的测试(1)测试设备：土压力计和测量部分（比例电桥）。土压力计：它必须有足够的强度和耐久性，它能承受上覆土层较大的静压与轻微动压。按使用要求分为土中土压力计和接触压力计两种。按原理结构分为电气式（差动电阻式、电阻应变式、电感式）、钢弦式、液压式、气压式等。图6-1为常用的差动电阻式土压力计结构示意图。图6-1差动电阻式土压力计结构示意图(2)试验步骤：按图6-2所示方法埋设土压力计。回填土性状应与地基土一致，否则会引起土压力重新分布。土压力计引出电缆线一定注意不要在施工中被破坏，将各个土压力计的埋设位置、时间、土性等一一记录。制测量：调节比兼例电桥平衡，郑将各个土压力超计读婶数苏P易m疏（穷KP挤a阵）一一记录。客如果检流计指放针有反常现象屿，或与前次观干测值相差很大榆时，应进行检近查。（注意埋份设前的土压力睛计电阻比只能冶作参考，土压汪力计埋设后，屯应重新测基准汪值。）劈(3补)日资料整理：袋根据土压力计维读密数瓶P抽m凝，查标定曲线毕获得土压兼力限P垒０必（出KP巡a佛）。吧以土压袜力效P没０利为纵坐标，以律时匆间顾t裁为横坐标绘制粪土压力变化过洒程曲线。（可声以将埋设在同足一处的孔隙水帐压力计所测出邪的孔隙水压力抛随时间变化曲栏线绘在同一张辆图上）寇图孔6-满2粱土压力计繁埋设认慈餐原孔隙水压力的廉测试她(1嘴)皆测试设备：迫同土压力计一廊样也有电气式淘、钢弦式、液月压式、气压式森等型式。芬图姑6-嫩3扑为常用的液压仆式孔隙水压力点计结构示意图罢。挂液压式孔隙水坏压力计常用的妻为封闭双管宇式厘(脆图燥6-3捎)蒜，由测头、传刊压导管及测量杀系统组成。当叔测头埋入土中这，孔隙水压力诵通过透水石及招传导管至零位蛇指示器，使水剖银面发生变化循，用活塞调压蒸筒调节压力使越水银面回到起变始位置，则压流力表上所示的或压力值就是测填读的孔隙水压狗力值（需经位蝇置校正），经威计算可得地基弯中的孔隙水压或力值。伪为了使一个测传量系统带几个漏测头，可采用览联接器。要整个系统应保温证密封，测量送系统一般在正揭压姿80剥0壶～爽900KP侵a堵作用下不漏气主；在负压一个李大气压下不进孤气。测量范围坊为缺－愉4.锐0担～朽60级m叙水柱高，估计风误差再为征±泽20cm堆水柱高。赤气泡的存在是朽影响该种仪器逃的主要因素，欢须注意排除。粥苏诚鞋识图稻6-涨3睁液压式孔阔隙水压力计示锻意图露1爽.忌测量部分唇；词2塌.旁进水联接器华；重3荷.坚出水联接器潮；隐4尼.加测琴头旱5叉.刚手压水泵琴；恢6熄.艘零位指示器；浴7景.份活塞调压筒扩；速8踪.柱压力也表饲9垮.均真空表筒；凭1万0避塑料瓶康；称11塌.免指示器螺钉位；年12漫.殃导班管辟(久塑料稠管立)资(2动)印试验步骤：至埋设测头：埋锡设方式有钻孔珍埋设、压入和熄填土前埋设三彻种方式。前两窃种墨埋设过程，都色要改变土中孔词隙水压力，因预此最好在施工边前埋设测头。判观测读数：观谈测前先用无气炕水充水排气，棋充水压力不宜刷过大，否则测魄头附近将产生旅冲刷作用。观缴测中不应有气妖泡产生，必须楼参考上次的读佳数，按估计预哪测的压力进行蚁预调，并给以病一定的平衡时衣间，才能得出续准确的压力表毅读股数桶P段。狼(3劣)尺资料整理：祝A跑.斩测点处孔隙水纵压力计算公式作式中德：队u抓－土体中的孔尘隙水压力客（盛KP李a场）；倚P已－压力表读数倚（卷KP休a好）；瞒ρ掌ω瞒－水的重度黎（描KN/m岔3座）；溜h解－测点处至压脆力表基准面高角（茄m悠）。龟B制.哀绘制孔隙水压危力水与荷载（密或填土高度）粥关系曲服线脑(岩图胆6-4挠)谷、孔隙水压力勾与时间变化关士系曲徐线志(课图描6-5锹)禾及孔隙水压力假等值线图。综阔合分析各项测棚试数据，可以园有效的控制施贸工荷载强度、桨加载速率，判躺别孔隙水压力倘的分布状态，占为地基稳定评击价提供科学依肾据。垮图恨6-巩4尽浙江省敌杜湖水库孔隙优水压力与坝体拌填土高度关系饺曲线靠图赵6-摸5例孔隙水很压力－时间曲擦线工程实例患(复１沙)加友浙江杜湖水库睬：桑根据孔隙水压适力与土坝填土塔高度关系曲线聋（雀图演6-三4涌），当坝体填井土高度达鼠10.6m唐时傅(亭屑相当于土柱压弊力浸为扔175KN/琴m去2统)央务，孔隙水压力眨显著增加，表甘明测点附近地堪基土已开始发绸生局部剪切破弄坏。此时应控勇制施工进度，视待孔隙水压力猜消或散锣(母u克下降、效正应挖力睁σ粥′要增舰加热)肠后继续施工。向２．上海金山半石油化总厂拆一万立方米纲油罐：盈软粘土地基在绳各级预压载荷距下，孔隙水压荣力随时间的变坚化张(梨联图棍6-6字)饰，与荷载正相献关胜，蛇航店加荷停歇期孔答隙水压力有所反下降。据此，近可以有效的控记制加荷速率，宿避免地基土因毁剪应力增加过绍快而发生破坏阅。中图抖6-6弦晒上海金山石油颜化总厂大型油坚罐软粘土地基欺孔隙水压屈力燃u陆与时巧间允t邻关系曲线左6.2致眉地基与基础的油沉降变形和水愿平位移观测遍练究比地基沉降变形爱观测柴滨.蛇1热深标点水准仪忍观测槐深标点沉降观乡测包括：懂基坑回弹观测你：观测深埋大突型基础在基坑背开挖后，因基瑞坑土自重卸载颠而产生的基底渴隆起变形。回兽弹标有测杆式防和磁锤式两月种咳(其图陵6-7漫)铜。割地基土分层观佛测：掌握地基猫土的有效压缩叶层厚度及各层金土的变形特征瓶。分层标结构惯见妨图摊6-悼8潮。帮地基土变形对啦周边影响观测昼：针对毗邻高钟层建筑物、深傻基坑开挖、施汁工中的井点降抗水、大面积桩齐基施工等情况闻，所引起的相角邻地段应力重脱新分布和地基绩变形而进行的投观测。搬虏忠瓶图未6-7骡勤回弹标结构示茂意抓图邻快介靠铅述图莲6-8愈猴分层标结构示妄意浪图歼窝聚1剃.紫标志头站；钻2脏.盈连接圆盘鼠；醋3愈.虹反丝扣玩；式4录.凉标志顶槽；挎诵1孤.尘芯管辈；放2撤.详套管仅；视3咱.佩导轮持；邮4剧.革上线帽络；义5项.普油配根；诚5胳.单回弹标志税；摸6惩.院钻孔套管社；椒7融.男固定螺丝煎；女8兴.梅水准般泡夜织6宇.姑变径束节鉴；码7舱.榜套管安；蒜8纤.巷下线帽挨；独9巡.验测头午(1均)耍回弹标的埋设槽和观测骨：珠A毒,信测杆式回弹标槐：栏a叮.神用钻机在预定塌位置上钻孔，净直至预计坑底膊标高。满b冶.够将标志头放入求孔内，压入孔练底，一般应使趣其低于基坑底煎面枣1句0子～坏20cm阶，以防挖基坑物时被铲坏。界c念.管将测杆放入孔爆内，并使其底蚀面与标志头顶爬部紧密接触，丈上部的水准气肤泡居中。迅d绸.典用三个定位螺找丝将测杆固定盒在套管上。刑e缘.遵在测杆上竖立荡钢尺，用水准寇仪观测高程。茧B乎.走磁锤式回弹标医：肢a.b鸭.浴同测杆式。羞c壁.副将水准仪置于俯水准点和回弹鹊标中间，视距筹最大为昼30m绘，后视点用钢勾水准尺，前视唤用经鉴定的毫晋米刻度专用钢纳尺，由磁铁吸藏住坑底标志，日如与图夏6-东9洗所示。竭基坑回弹观测铸对于一个工程功不应少于三次选。第一次在开圣挖基坑之前；晋第二次在开挖磨基坑之后；第挺三次在浇注基夏础之前。对于粱分阶段开挖的钉深基坑，可在鼓中间增加观测霜次数。魂(2厘)朽分层标的埋设朝和观测齿：塞喜夜分层标一般是弹用内管和保护搜管组成的双金违属管型。钻孔丝时除考虑口径蛙大小符合管径饶要求外，还必储须保证孔壁垂输直。为了避免故套管下沉影响不内标，在管套因将标头压入预贱定深度后，需狼将套管拔离标压头婆3谈0锋～出50cm迹。在套管内灌倚砂填实，待基低础底板浇灌后摩再固定。分层衬标埋设后，一痰般要盛求套5闭天之后才可进勿行观测。观测严周期、观测方黄法和各项要求盼，类同回弹标最观测。左图铺6-9弹踢磁锤式回弹标独观测示意图咐1.豆指水准基点益；购2焰.躁水准尺切；掉3芒.菠水准仪费；暗4携.笋三角架给；费5腿.纲滑轮；轻6党.较套管顶；办7熊.摔钢尺摸；蚊8透.登重锤碰；违9烤.授磁铁恶；晴10谈.杠标顶讨德.2慧弓磁环式沉降仪慨观测泰(1绪)望仪器与工作原首理蹦：晚磁环式沉降仪沟包括磁铁环、奇导管及探测头郊三部凝分仓(搜图勉6-10漆)仙，其工作原理插系将磁铁环固饭定到所需测定仪深度的土层中熄，在导管中放支入探测头，当辫探测头接近磁沾环处，由于电慕磁感应发出信碰号，就可以从纵标尺上测出磁亭环的位置。测炕量精度可捐达剂1售～打2m每m沫。革图撇6-10乒翅分层沉降观测据装置示意图酷1太.织磁铁环娃；减2灶.锁导管烫；和3奖.厌探测头洲；易4拴.张标尺腔(2烤)蛋仪器埋设与观敏测要点尸犬：拥观测沉降的可生靠性，主要取远决于埋设技术桨，因此埋设时订要特别仔细。钉a劣.架首先在观测部耽位钻掘成桐孔控(蝴下土质松软的地唯层应下套管或假用泥浆护粪壁票汪)文；季b拢.摩成孔后将导管孤放入，然后稍抹许拔起套管，钞在导管与孔壁睁间用膨胀粘土冷球充填并捣实假；枣c星.既用专用工具将夫磁环套在导管耗外送至填充的篮粘土面上，用稻力压磁环，迫央使磁环上的三砌角爪插入土层剩中。然后将套某管向上拔至另吗一需预埋磁环稍的深度，并用足膨胀粘土球充拿填钻孔，按上住述的方法埋设育第二个磁环。愚如此，在整个弱钻孔中完成磁球环的埋设。习d榴.章磁环埋好后应易按时测量，待宰基本稳定后，解取初始读数。吊用水准仪测出虎导管口高程，客并用探头自上管而下依次逐点待测定导管内各都磁环至导管顶树距离，换算出荐相应各点高程枝。垮e苹.清在施工和使用纵期间，按规定缓时间进行观测乓。茎礼参地基水平位移搅观测象(1拍)脊测试设备悲：逼测量地基深层每水平位移的仪案器，通常采用粮测斜仪。测斜由仪分固定式和板活动式两种。慈目前，普遍采即用活动式测斜拒仪。该仪器可严以消除零点漂冈移的误差，只赞使用一个测头怎，即可在土层路中连续测量，补测点数量可以赚任选。笼测斜仪主要由街测头、接收指察示器、连接电兆缆和测斜导管象等四部分组成茫。关测头有滑线电丑阻式、钢弦式蒸、差动变压器戒式、伺服加速哑度计式以及电布阻应变式等。顷伺服加速度计甘式是在测头内桐的感应轴上互进成璃90舍°战安装两个加速刊度计。这种测锤头可测的最大者倾角危位尼±53扁°吵，法在怜±7昼°趣范围内精度较辈高。电阻应变锣计式是在测头绪内装有一用重碗锤悬吊的弹簧厨片，片上贴有虑组成电桥的电声阻应变片，并舰充硅油以增加壳阻尼，额定量忧程银为坚±10肾°丰，每度的微应骆变滩为光115锐μ铲。冈接收指示器：苏伺服加速度计衣式用数字显示乐仪表，读数补为者2.5×si怨n陵θ卵，肥θ固为导管倾角。克对选于兄30桂°泪的倾探角疤si袋n义θ已=0.5笼,裙则读数为番2烟．呼5×牙0.缎5茧＝易1.2煎5单，此即为仪器君的基准因素。似由于轮距为歇0.5m岁，所以，读数沈除潜以样5露即为以米计的宵位移量。持电阻应变计式龟用静态电阻应蒸变仪作接收指分示器。天电缆采用有距第离标记的电缆茶线。用时在测祥头重力作用下弟不应有伸长现仍象。捞测斜管有铝合锦金管和塑料管辛两种，四个纵正向导槽均布于忘管内。测斜管料的性能是影响居精度的主要因贺素，除导管的飞模量既要与土却体的模量接近济、又要不因土聋压力变形外，普导槽的成型精鸣度极为关键。胜(2斤)扔测量的基本原娱理雄：堵活动式测斜仪租用接收指示器剖读数，读数代娃表导管的倾斜未度，如唯图析6-1落1只所示。护图贫6-11薪扔倾斜角与区间丹变猎位蹄升将导管划分成碰几段，每个区吩间的变位为偿δ和i有，倾角为检θ赏i利，则：灵傲严刮整个导管的水吨平位移值即为案：里(3皱)撕埋设与观测要徒点折：浆A动.云导管的埋设：欧a顺.纵首先用钻探工灌具钻成合适口杜径的孔，然后遭将导管放入孔革内。导管连接路部分应防止污沾泥进入，导管桃与钻孔壁之间壁用砂填充。率b愤.展在连接导管时竖，应将槽对准炮，使纵向的扭钓曲减小到最小成程度。放入导截管时，应注意侄十字形槽口对键准所测的水平活位移方向。阶c至.述为了消除土的圾变形对导管产姐生负摩擦的影贸响，除使导管峰接头处可相对绍移动外，还可蔬在管外涂润滑码剂等。蔬d喘.裤在可能的情况德下，应尽量将退导管底埋入硬梨层，作为固定伏端。否则导管灰顶端应校正。钢e银.拢导管埋好后，喉需停留一段时须间，使钻孔中克的填土密实，锐贴紧导管。锅B铲.属测定方法：旱a里.跑将测头的感应甚方向对准水平姻位移方向的导笼槽，放至导管余的最底部。铺b法.屡将电缆线与接挺收指示器连接查，打开开关。帖c家.斜指示器读数稳废定后，提升电因缆线至欲测位畅置。每次应保醒证在同一位置跨处进行测读。冤d母.假将测头提升至留管口处，旋突转李180钱°概，再按上述步亲骤进行测量，猜这样可以消除养测斜仪本身的名固有误差。降(4丙)拔资料整理符：止根据指示器反螺映的倾斜角进淹行计算，得出留每个区段的位叔移量关δ替i责，以底部固定众端或管口校正垫值为基点。将洞各区段的位移昆量才δ语i踪累积起来，得育出水平位移曲食线驱(览图咏6-12掘)畜。柔丘旋脱得然图袭6-12久论土体水平位移核图俱为了解水平位艘移随地面荷载初变化的情况，攀应将相应的观卷测值绘于同一圆图上，以便分袜析水平位移的饼趋势。狼图跑6-1蔑2锋是实测