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第五章 软土地基变形监测与控制第一节 总则5.1.1 软土地基变形监测与控制的意义 公路工程中对软土地基的监测一般有变形监测、应力监测和其他监测等项目。应力监测包括孔隙水压力、土压力、承载力等监测;其他监测项目包括地下水位、出水量等监测。软土地基的变形监测在公路工程中尤为重要。公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 01796)规定1,对软土地基上路堤施工必须进行变形监测。变形监测包括地表位移和地基土体内部位移监测,位移方向包括竖向位移和水平位移。地基水平位移监测中,包括地表水平位移监测和土体分层水平位移监测。地表水平位移监测用过在坡脚及以外一定范围内对埋设的边桩进行测量。但由于地基表面土体水平位移并不能很好地表现出地基土体内部滑动趋势等问题,实践中对边桩水平位移的测量数据使用上存在诸多问题,故而多采用对地基土体内部水平位移和竖向沉降的监测数据进行路堤填筑的控制。 软土路基地段,应布置沉降和位移观测系统,施工期间和运营期间连续进行沉降位移观测,监测填筑期间地表变形和道路工后沉降2。软土路基沉降观测对软基地段道路路基填筑及其工后正常运营有重大意义,在填筑期间,通过观测并分析路基沉降数据以控制填土速率,保证施工期间路堤稳定; 运营期间,路基沉降观测可确保公路路基路面自身及交通运输系统的安全并正常发挥使用功能。软土路基沉降观测结果不仅可为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,而且根据沉降观测数据还可推算预测工后沉降,评估工后沉降是否满足要求。 一般说来,公路软土地基路堤工程的施工监测有以下几方面的作用3、4: (1)可以保证软土地基路堤在施工中的安全和稳定; (2)能正确预测软土地基路堤工后沉降,使工后沉降控制在设计的允许范围内; (3)可以解决软土地基路堤工程设计与施工中的疑难问题以及新技术、新材料、新工艺在引进、推广中尚需研究的问题。监测程序可按图1的方式进行5: 地基处理完毕 埋设仪器及测试初始读数 加 载 监 测停载继续监测综合判断地基稳定 情况 设计下期加载量 安全 危险 是否达到设计标高 否结束 图1路基监测程序图5.1.2 观测断面和观测点布置的具体原则 鉴于软土路基沉降观测的重要性,如何在软基地段路基填筑之前确定典型沉降观测断面,确保路基填筑期的稳定性以及道路运营期的正常运营更加值得人们的重视。沉降观测断面的选择应遵循从整体到局部,先设计后施工的原则,即先纵观施工的整个路段,从整体上控制高速公路的沉降特殊性,然后根据局部特征调节、加密。由于公路里程长,如果全里程断面观测,不仅浪费人力财力,而且得不到较好的效果,所以观测断面选择时,要顾及多方面的因素,如不同的地形情况、填筑高度及附属建筑物等。一般选择路基沉降大、地基承载力和地质条件较差、设计问题较多的路段设置观测断面。 观测断面和观测点布置的具体原则为6: (1) 排水处理15m深、路堤高5m以上,设1根测斜;若相邻断面地质条件和路堤高度类似,只设1根测斜管; (2) 有池塘或水塘断面,且排水处理时,设1根测斜; (3) 排水处理,路堤高度4m以上,设6个边桩,地质条件类似的段落,酌情减少,同时,设置测斜管断面,一边不设边桩,另一边设置3个边桩; (4) 软基地段(均为塑料排水板处理),路堤在4m以上设3个沉降板; 4m以下设1个沉降板; (5) 桥台、通道设置2个断面,涵洞设置1个断面,路堤在6m以上每个断面设3个沉降板;路堤在6m以下设2个沉降板; (6) 软土段观测断面间距50100m,非软土段断面间距100200m。 (7)对于一些高填筑路堤路段和填挖方交界的填方端、湖塘地段也要适当增加监测断面。 此外,依据公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 01796)规定,在施工期应严格按设计或合同文件要求同步进行沉降和稳定的跟踪观测。一般来说,观测频率应与沉降速率相适应,沉降越小,观测频率也可减慢;反之沉降越大,观测频率越要加快。一般路堤在极限高度以下,沉降越小,观测次数也可少些。极限高度以上填筑时,路堤极易失稳,因此,要求每填筑一层均要观测,间歇期要增加次数;当位移曲线骤然变大时,更要跟踪观测,分析原因,并考虑是否需要采取措施。 第二节 路堤填筑期的沉降观测及资料整理 软基路堤施工沉降观测的目的有三个:(1)控制填土速率;(2)根据实测沉降曲线预测地基固结情况,根据推定的残余下沉量确定填方预留沉降量、余宽及涵洞的预留沉量和断面余量,同时确定构造物和路面结构的施工期;(3)实测路堤沉降为施工计量提供依据。因此,沉降观测在路堤施工中显得非常重要。依据有关规范规定,软土地基路基施工过程中,沉降观测的测点布置一般要求每间隔200m左右设置一个观测点。桥头引道路段至少设置3个观测断面,第一块沉降板应设置在桥头末端或桥台桩位处(有台前预压时),沉降板间距不宜超过50m。一般说来,观测频率应与沉降(位移)速率相适应。若沉降(位移)越小,观测频率可减慢;反之沉降沉降(位移)越大,观测频率也观测频率越要加快。一般路堤在路堤极限填土高度以下,观测次数可少些。路堤极限填土高度以上填筑时要求每填一层均要观测,间歇期要增加测次;当位移曲线骤然变大时,路堤极易失稳,因此,更要跟踪观测,分析原因,并考虑是否需要采取措施。公路路基施工中的沉降观测通常分为:地面沉降观测、深层沉降观测和分层沉降观测等。 5.2.1 元器件埋设方法5.2.1.1 沉降板埋设方法一般地段在原地面以上压实一层土时埋设沉降板;有砂垫层地段在砂垫层上压实一层土时埋设;粉喷桩地段在粉喷桩顶上压实两层土时埋设。埋设在土面上的底板,应先在钢板下铺5cm左右厚的砂层。安放沉降板时,注意底板水平,并在砂垫层上适当揉搓,使底板和砂垫层完全接触,避免局部虚空,然后回填夯实。其埋设步骤如下7:(1) 放线定位采用全站仪测放定位,埋设位置的偏差控制在20cm以内。对于设置1个沉降板的断面,沉降板埋设于路基中央;对于设置2个沉降板的断面,沉降板埋设为路基中央1个,路基边缘1个,路基边缘的沉降板埋设于距路肩外边缘50厘米左右的位置;对于设置3个沉降板的断面,沉降板埋设为路基中央1个,左右边缘各一个,示意图如图2.1所示。 图2.4.1 沉降板埋设位置示意图(2) 基槽开挖 (3)安放就位用细砂找平基槽底面,安放沉降板,且应保证管节的倾斜度不大于0.3%,管顶距地面23cm,并测得管顶初始标高,用作初始读数;(4) 回填固定将预制的闷头旋紧于管顶,立即回填基槽,为了避免填土对沉降板移位的影响,基槽回填后,大面积填方前,应对土层顶面沉降板周围3m范围用人工或小型机械夯实。 5.2.1.2 测斜管埋设方法测斜管埋设于地基土体水平位移最大的平面位置,一般埋设于路堤边坡坡脚或边沟上口外缘1.0m左右的位置;测斜管埋设时采用钻机导孔,导孔要求垂直,偏差率不大于1.5%。由于软土地基的测斜孔深度较大,测斜管的连接为先将三段2m长的管在室内连接成一根长度为6m的管,然后逐节在孔口接成所需的长度。测斜管逐节连接时,应特别注意导向槽必须对正不允许偏扭,方法是在前一测斜管上套入连接管长度的一半,对准连接管上的滑动槽接下一节管,或用模具对正两节管的导向槽,使其两节测斜管对接。采用玻璃胶胶结和螺钉铆接相结合的方法将接头固定,并用土工布包裹固定在连接管节上以防淤泥渗入测斜管中。将之前接装好的测斜管压入至孔内一定长度后,将其固定并连接下一节管,依此下去,直到测斜管接长达到孔深。测斜管底部应埋置于水平位移为零的硬土层中至少50cm,或基岩上,管内的十字导槽必须对准路基的横纵方向。当测斜孔较深或埋管与观测时间间隔较短时可采用注浆的方法回填孔壁;而当测斜孔较浅或埋管与观测时间间隔较长时(大于两个月),则可采用细砂回填和自然塌落消除孔壁空隙,回填细砂过程中,应慢速并加水回填,并间隔1-2d后重复按上述方法回填直至密实为止。测斜管埋设好后还需要测量管顶端坐标及高程,安装保护盖,防止土或者其他东西掉进测斜管引起堵塞,并在管周砌设混凝土墩,作好标志。测斜管的埋设过程图如图2.4.2所示。(1) 确定埋设位置 (2)钻孔 (3)旋入螺钉 (4)打喷玻璃胶 (5)土工布固定 (6)现场已接好的测斜管 (7)下管 (8)对接固定测斜管(9)现场土工布固定管节(10)确定内槽方向(11)中细砂回填管孔 (12)封管口 (13)现场埋设好的测斜管图2.4.2 测斜管的埋设过程 5.2.2 地面沉降观测.施工路段的地表沉降观测常用的方法是在原地面上埋设沉降板进行高程观测。沉降板埋置于路中心、路肩及坡趾的基底。无论在路堤纵向还是在路堤横向,沉降板布点越多,测得的结果越能反映路堤沉降的真实性。但测点越多,无论是费用还是测试工作量、测点保护工作量和测点对施工的影响等方面因素都有增加,从满足需要与施工方便考虑,一般路段沉降板设在路中心,桥头引道增设路肩及坡趾(可用边桩肩测)测点。沉降板由钢板或钢筋混凝土底板、金属测杆和保护套管组成。底板尺寸不小于50cm。接高后的测杆顶面应略高于套管工口,套管上口应加益封住管口,避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度,盖顶高出辗压面高度不宜大于50cm。沉降板观测应采用S1,S3型水准仪。S1水准仪作二等水准测量用,主要用于工作基桩与校核基桩标高检测,以二级中等精度要求的几何水准测量高程,观测精度应小于lmm; S1型水准仪作三等水准测量,主要在填筑过程中观测沉降使用。 5.2.3分层沉降观测 通过土体内部分层沉降观测,可以了解到软土层在沿深度方向各层次的压缩情况。土体内部分层沉降观测是通过在土体内埋设分层沉降标(简称分层标)进行观测。 分层标由导管和套有感应线圈的波纹管组成。导管为硬塑料管,要求具有一定的刚度,管杆直挺,两端备有接口装置;波纹管为塑料软管,要求横向能承受土体挤压不变形,纵向能自由伸缩。波纹管套在导杆外面,管上感应圈位置即为测点位置。分层标可以在同一根测标上,分别观测土体沿深度方向不同层次的沉降量。分层沉降一般采用磁环式沉降仪观测。分层沉降标埋置深度可贯穿整个软土层厚,各分层测点布设间距一般为l .0m,甚至更密。 5.2.4深层沉降观测 通过土体内部深层沉降观测,可以了解到软土层在某一层位土体的压缩情况。土体内部深层沉降是通过在土体内埋设深层沉降标(简称深层标)进行观测。 深层标由主杆和保护管组成。主杆采用金属杆或硬塑料管,杆底端需有50cml00cm长的以增加阻力的标头;保护管可采用废弃的钻孔钢管。深层标可测得某一土层面顶面的沉降量,深层标采用在被测土层中埋设标杆并用水准仪测量标杆顶端高程的方法进行观测,测量仪器和精度与沉降板要求相同。深层标是测定某一层位以下土体压缩量的,故深标的理置位置应根据需要而确定。如对于软土层较厚、排水处理又不能穿透整个层厚时,为了了解排水井下未处理软土的固结压缩情况,深标可设在未处理软土顶面(排水井底面)。5.2.5.分层或深层沉降标埋设要点 (1)采用钻孔导孔埋设,钻孔垂直偏差率应不大于1.5%,并无塌孔缩孔现象存在,遇到松散软土层应下设套管或泥浆护壁。钻孔深度:对分层标即为埋设深度;对深层沉降标为埋设深度以上50cm。成孔后必须清孔。 (2)分层标埋设时先埋置波纹管,第一节波纹管底部必须封死,至一定深度后,插入导管与波纹管一并压至孔底。当埋置深度较大时,波纹管与导管均应随埋随接,接口必须牢固,但不能采用磁感材料作固定件。波纹管露出地面15cm20cm,并用水泥混凝土固定;导管外露30cm50cm,并随填土增高,接出导管并外加保护管。 (3)深层标埋设时先下保护管,再下主杆,到位后再将保护管拔离主杆标头30cm5Ocm,随填土增高,接长主杆和保护管。 (4)当分层或深层沉降标至孔底定位后,用砂子填塞钻孔孔壁与波纹管或保护管之间隙。待孔侧土回淤稳定后,测定初始读数。对于分层标应先用水准仪测出导管管口高程,并用磁性测头自上向下依次逐点测读管内各感应线圈至管口的距离,换算出各点高程;连续测读数日,稳定读数即为初始读数。分层沉降标埋设难度大,且外露标管对施工影响较大,又易遭碰撞,一般埋设于路中心,一个观测断面埋设12根分层标。深层沉降标按需要测试的深度在路中点埋设,但不宜埋设于车道位置。5.2.6 软基路堤试验工程测试点布置有关试验工程测试点布置,示例如下: 1、平面布置图 平面布置图如图2所示。一种试验观测路段中的各种测点宜集中布置在垂直于路堤中线的横轴线上。当测点多而在横轴线上布设不下时,应紧靠轴线两侧布设:当路基设有中央分隔带时,路中的测试点应布设于中央分隔带中;当路基不设置中央分隔带时,外露测点应采取保护措施,以防碰撞损坏。 图2平面布置示例图2、 横向立面布置图横向立面布置图如图3所示。外露的测标一般布置在路中、路肩、边坡及路基以外部位;水杯、土压力盒及单孔出水量井等隐埋式测点,根据需要可在全断面布设。边坡趾部及以外边桩视地基变形情况确定测点位置。孔隙水压力计要求一孔单只埋设,深度方向不在同一垂线上,但平面位置上应尽可能聚集在一起,以便电缆集中外引和保护。所有的观测仪标均应在地基处理后、路基填筑前埋设完毕。立即填筑必须在所在的观测仪标完成初读数后进行。图3立面布置示例图 5.2.7 软土地基路基填筑施工控制标准在软土路基施工中,通常可通过沉降和稳定观测达到对路堤填筑的动态控制。采用动态观测法来指导路堤施工,确定合适的施工控制指标是极其重要的。施工指标定得过于严格,会使得路堤填筑速率减慢,填筑期加长,从而造成人力物力的浪费;施工指标定得过于宽松的话,则会使得填筑速率过快,从而导致在路基尚未稳定时就进行下一层填土施工,危及路堤安全。长期以来,施工控制标准的确定大都是靠经验来确定的,很少从软基的变形机理进行研究。然而,要得到较为合理的施工控制指标,就必须研究软土的变形机理。牛志勇8等通过对沪宁高速公路实测资料的分析,发现软土路基变形曲线在加载过程中有两个“拐点”,第一个出现在填土达到临界高度时,第二个拐点出现在填土高度为4.34.8m时,此时路基土塑性区开展,沉降将明显加大,这即是软土结构大量塌陷的填土高度。由此,可以将软土路堤的填筑过程分为三个阶段,不同阶段可以采取不同的指标进行控制。第一阶段,也就是低填土阶段。此阶段填土高度在临界高度之下,地基抗剪能力相对于荷载(填土低)较强,剪切变形小,瞬时沉降也小。荷载作用下地基土排水固结速度快,固结沉降大。这一阶段的施工控制标准可以不受规范限制而放大,也就是这一阶段的填土速率可以加快。第二阶段,中间阶段。此阶段填土高度处于临界高度和沉降曲线出现拐点时所对应的填土高度之间。此阶段地基土排水量出现明显降低现象,固结沉降开始变小,瞬时沉降慢慢取代固结沉降,地基的沉降跟侧向位移则开始增加,此时,必须控制填土速率,不能使加载速率过大。第三阶段,高填土阶段。高应力下地基固结系数会大大减小,排水越也来越困难,地基土抗剪强度的增加跟不上加荷速率,地基土在加载瞬间产生剪切变形,瞬时沉降和侧向位移变大。这一阶段施工控制标准必须定得严格,必须在路基稳定监测的指导下进行土方量的施工。由此可知,在低填土阶段,填土速率可以加快,而在中间阶段和高填土阶段,填土速率应由稳定监测来进行指导,当沉降量超过10mm/日或者水平位移超过5mm/日,应当立即通知施工单位停止填土,并下发停工通知,直至连续三次测量沉降均小于10mm/日后才能通知施工单位继续加载。根据现场观测手册,将观测点的标高登录在累计沉降景表中,计算日沉降速率和月沉降速率,用以控制填土速率。路堤填筑期观测35次之后,开始绘制沉降过程曲线图,然后将数据以附表2的形式上报给甲方。第三节 路堤预压期的沉降观测及资料整理5.3.1 预压期观测频率及沉降控制标准预压期是指预压土方填筑到稳定可施工路面结构层的时间。考虑到软土地基沉降量大而容许工后沉降小的因素,我们必须在路面结构层施工之前采取堆载静压的方法使路基的沉降达到一定值,使工后沉降控制在容许范围之内,从而提高软弱地基的承载力,减小沉降,提高地基固结度。通常的做法就是预压。预压期一般为36个月,其观测频率视沉降量变化情况而定,根据沪宁及苏嘉杭高速公路的观测资料,预压期第1个月的沉降量较大,之后逐渐减少为几mm毫米的沉降量,故在预压期间第1个月每5一10 d观测1次,第2个月每半个月观测1次,以后每月观测1次。直到连续2个月的月沉降速率小于5 mm/月时,方可进行底基层和护坡施工,超载段可考虑卸载。5.3.2预压期沉降观测的要求预压期沉降速率逐渐减小.当月沉降量小于10mm时.应按三等水准测量进行一预压到中、后期,观测用的水准点大部分转移到桥背墙角上,水准点向两侧各控制500 m范围内的沉降观测点,组成支水准路线(一般为1个转点组成2个测站),若超过2个测站,应进行往返观测。当无桥背墙角水准点时,则与路堤填筑期一样,用原地面水准点观测。预压期结束时,桥梁工程也渐近尾声,应适时地将地面水准点转换到桥上。等、超载填土路段,当确认沉降达到稳定标准后,方可考虑卸载。在卸载前应观测1次沉降量,观测后挖出沉降板的管杆,按卸载厚度拆除相应的杆长,卸载完成后,对保留的管顶再观测1次标高。在预压土施工的同时,应将测点的接管接到预压土压实面以下5cm左右,用土覆盖,做好标记,以方便以后观测时寻找,在预压土填筑完之后,可以将接管接到填土顶面以上,露出测头,以方便下次观测,但是必须采取措施保护好测头。 根据预压期沉降观测数据,填制累计沉降量汇总表,将预压期每个月的沉降增量、月沉降速率填入表中,并继续填绘沉降过程曲线图。5.3.3预压卸载时机的确定 预压卸载的时机很重要。工程实践表明9、10,工后不均匀沉降会造成路面开裂、桥头跳车等现象。合理确定卸荷时机不但可以减少工后不均匀沉降,而且可以避免工期不必要的延长。沉降速率法是确定卸载时机的常用方法之一,沉降速率标准主要根据地方经验、行业规范确定。公路路基设计规范(JTG D30 2004)、广东省高生速公路经验作法均采用 5 mm/月,浙江省一些高速公路则采用 2 3 mm/月。上述沉降速率标准未考虑荷载、地质条件、地基处理参数等因素,可能导致卸载时机不合理。解决这个问题的关键是研究沉降速率与剩余沉降的关系。目前对沉降速率与剩余沉降关系的研究均假设沉降时间曲线为指数曲线。但是,由于存在次固结沉降等因素,工程实践表明双曲线法推算沉降通常比指数曲线配合法的效果更好。刘吉福11、12利推导出沉降时间曲线为双曲线时的沉降速率与剩余沉降的关系,并在此基础上推导得到容许沉降工后控制的卸载沉降速率标准如下:假设沉降时间曲线为双曲线,即 (1)式中 为恒载阶段的某时刻,是时的沉降,a、b 为曲线拟合参数,分别表示时的沉降速率 的倒数和剩余沉降 的倒数。由式(1)可得到 t 时的剩余沉降和沉降速率 (2) , (3) 由式(2)、式(3)可得 , (4) 由式(4)可知当沉降时间曲线为双曲线时,沉降速率与剩余沉降的平方成正比。由于 、t 是任取的,因此,c 不随 、t 而变化,地质条件和荷载不变时,c 是常数。c 可以根据双曲线参数 a、b 由式(4)计算(称之方法1),或者取拟合直线的斜率(方法2)。由于 ,也可以由式(5)估算(方法3)。 , (5) 式中为初始沉降速率系数,为固结沉降。然后,堆载预压的荷载可统一表示为 , (6) 式中为设计荷载,为超载荷载。由式(4)得卸载、路面施工前的沉降速率标准为 , (7) 式中为容许剩余沉降,是超载对应的系数。 , (8) 式中为等载预压容许剩余沉降,为超载产生的固结沉降,与 成正比。的计算方法为根据双曲线和容许工后沉降概念可得 , (9) 式中 T 为路面设计使用年限,为容许工后沉降。由式(4)、式(9)可得 , (10)式中是等载对应的系数, 。第4节 底基层和基层施工期的沉降观测及资料整理一般底基层、基层施工与通信电缆沟开挖是同时进行的,因此原埋设在中央分隔带内的沉降板的接管将被挖除,为了确保沉降观测的连续性,沉降观测点应转设在通信电缆沟内或者通信电缆沟两侧适当部位。转点位置应视中央分隔带宽度、通信电缆沟开挖形式、施工程序以及施工条件等来确定。下面介绍三种方法以供参考: (1)将观测点设置在人孔井上。当通信电缆沟有足够数量的人孔井时,可将所有观测点全部转设在人孔井上。 (2)在中央分隔带内设置水泥墩作为观测点。当通信电缆沟人孔井的数量较少时,可以在中央分隔带内埋设水泥墩作为观测点。水泥墩尺寸一般为:底面40cm30cm,顶面30cm20cm,高1m左右。水泥墩中间埋设钢筋,钢筋头须露出水泥墩顶面1cm左右。 (3)在路缘石内侧建立沉降观测点。此种方法可在通信电缆沟宽度小而且沟内埋设水泥墩的空间不够时采用。此法较为简单,只需在紧靠路缘石内侧钉钢筋桩即可,但是须在路缘石铺筑完成后方可进行。底基层和基层施工期的观测频率为:当底基层和基层分两次碾压时,一般每碾压半层或者一层须观测一次。如果同一层的两次碾压时间间隔很短时,可只观测一次。其控制标准同预压期。底基层和基层施工期因为观测要求精度不一样,由三等水准测量改为二等水准测量,整理资料时附表4的形式。第5节 面层施工期的沉降观测和资料整理面层施工期间,路桥均已基本贯通,桥背墙角水准点及入孔观测点基木建立,可将水准点转到桥台部位。这样测量时就可以不用再从原水准点进行转移。而面层一般由表而层、中间层、底而面层结构组成,故施工时一般要求每填一层观测一次。因为面层施工期间的沉降量很小,故要求观测精度很高,应采用二等水准测量。沉降观测前,应绘制观测点与水准点测线观测段注记图,在图上设计测站固定点位置及到观测点的前、后视距。一般1个桥背水准点向两侧控制500 m内的入孔观测点。资料整理时采用附表4的形式。第6节 水平位移观测软土地区高速公路路基施工时,为了确保施工安全,除了进行沉降观测外,还应对地基的水平位移进行动态观测。水平位移观测可分为地表水平位移观测和土体不同深度的水平位移观测,前者可用边桩法,用水准仪或者全站仪进行观测,后者则用测斜管法,采用测斜仪进行观测。5.6.1 地表水平位移观测 地表水平位移一般采用边桩进行观测。边桩一般采用钢筋混凝土预制,其混凝土强度等级要求不能小于C25;边桩可采用正方形或者圆形,其边长或者直径在1020cm范围内比较适宜,长度一般不小于1.5m,埋深不小于1.2m。边桩一般埋设在路堤两侧趾部,一般在趾部外设置34个位移边桩。边桩埋设时可采用打入式或者开挖式,桩周围回填必须密实。同时,在边桩的延长线上需布设一个工作基点桩和一个校核基点桩。工作基点桩和校核基点桩应设置在地基变形影响区以外。工作基点桩用来测量边桩的位移,校核基点桩用来校核工作基点桩位置的正确性。 边桩观测示意图(尺寸单位:m) 5.6.2地基内部水平位移观测由于边桩埋深浅、易受扰动,测试结果可靠性低,因此,对于地基内部或者重点断面或重点工程,常采用测斜仪进行侧向位移观测。该方法能及时了解不同深度土体的变形情况和运动状态以及准确测量各时间段的路基侧向位移。测斜仪主要有电阻应变片式、伺服加速度计式、钢弦式、差动电阻式等。其中,伺服加速度计式测斜仪观测灵敏、数据可靠,在实践中得到了广泛应用。测斜仪由探头、连接电缆、读数仪组成,侧头内部装有一块精度很高的石英挠性加速度计,可以以测量侧头与重力加速度方向的夹角,再通过一定关系将重力加速度分量转换成水平位移量。侧头上下装有2组导轮,见下图,可以在测斜管中滑动。连接电缆是提供电力和数据传输;另一方面又是测量深度的标尺。 测斜管一般有铝合金管以及PVC塑料管。铝合金管观测灵敏,数据精确可靠,但价格较贵。一般公路工程中,使用PVC塑料管的观测精度即可满足要求。测斜管通过在原地面上钻孔埋设,要求埋设到软土层下硬土层中,或者埋设到经过计算地基土体不声生明显压缩变形深度处,目的是使测斜管管底不产生位移。测斜管埋设要求严格,关键点为13: 定位准确。测斜管硬埋设预路堤边坡坡趾或边沟外缘1.0 m左右位置。 埋设测斜管时,钻孔垂直度偏差不大于1度;孔深到达无水平位移处。 测斜管导槽需采用经纬仪严格对准方位。接长测斜管时,应使导向槽严格对正。为了正常发挥测斜导管对周围土体变形的监测作用,测斜管管体需具有适应沉降变形的能力,因此在管体接头处应预留沉降段。 测斜管底部要装有底盖,底盖与测斜导管密封,防治泥浆渗入。测斜管埋设过程为:将盖有底盖的测斜管放入钻孔内,用管接头将测斜管连接,设置好预留段长度,逐跟根铆接,边密封边下入孔内,注意使测斜管内一对导槽与预计主应力方向一致。测斜管放人钻孔过程中,应向导管内注入清水以减小钻孔内水产生的浮力,使测斜管顺利放人入。 测斜仪的工作原理是测量测斜管轴线与铅垂线夹角的变化。测斜仪的优点是可以测量土体不同深度的水平位移,而且精度

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