1、地基處理技術第二章 地基處理監測與檢驗方法山東交通學院土木工程學院0高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 地基處理現場監測和質量檢驗測試是地基處理工程的重要環節。 2.1.1 現場監測與質量檢驗的目的 (1)為工程設計提供依據； (2)作為大面積施工的控制和指導； (3)為地基處理工程驗收提供依據； (4) 為理論研究提供實驗依據。 2.1 概述1高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.1.2 現場監測與質量檢驗的內容與方法 （1）地基與樁體強度：包括單樁和復合地基靜載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探與動力觸探試驗、樁身高應變檢測、鉆芯法等； （2）地基變形：包括地基

2、沉降與水平位移測試； （3）應力監測：包括土壓力和孔隙水壓力測試； （4）樁身完整性：樁身低應變檢測和聲波透射法測試； （5）動力特性：波速測試、地基剛度測試等。 2高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論軟土地基處理現場監測3高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 軟土地基處理現場監測4高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 2.1.3 現場監測與質量檢驗應注意的問題 (1)前后兩次測試應盡量使用同一儀器、同一標準進行； (2) 由于各種測試方法都有一定的適用范圍，因此必須根據測試目的和現場條件，選擇最有效的方法； (3) 無論何種方法，都有一定的局限性，故

3、應盡可能采用多種方法，進行綜合評價； (4) 測試位置應盡量選擇有代表性的部位，測試數量按有關規定要求進行。5高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論一、測斜儀系統簡介1、測斜儀是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來監測土體深層側向位移的高精度儀器。2、測斜儀分為固定式和活動式兩種，按與垂線夾角監測范圍不同又分為垂直向測斜儀和水平向測斜儀。 固定式是將測頭固定埋設在結構物內部的固定點上；活動式即先埋設帶導槽的測斜管，間隔一定時間將測頭放入管內沿導槽滑動測定斜度變化，計算水平位移。2.2 地基水平位移及沉降觀測6高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論3、按傳感器型式

4、分類： 可細分為滑動電阻式、電阻應變片式、振弦式及伺服加速度計式四種。7高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論4、活動式測斜儀系統組成： 由探頭、測讀儀、電纜和測斜管四部分組成。 1) 探頭：裝有重力式測斜傳感器。 2) 測讀儀：測讀儀是二次儀表，需和探頭配套使用。 3) 電纜：連接探頭和測讀儀的電纜起向探頭供給電源和給測讀儀傳遞監測信號的作用，同時也起到收放探頭和測量探頭所在測點與孔口距離。 4)測斜管：測斜管一般由塑料管或鋁合金管制成。常用直徑為5075mm，長度每節24m，測斜管內有兩對相互垂直的縱向導槽。測量時，測頭導輪在導槽內可上下自由滑動。8高風險巖溶隧道災變機理及控制

5、技術地基處理技術 緒論5、主要測斜儀 美國Geokon-603測斜儀 美國Geokon公司生產，Geokon603讀數儀，配6000系列探頭，能自動記錄觀測數據。系統總量程為53，系統精度6 mm/30 m，靈敏度10弧秒(0.05 mm/m)。 9高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論SINCO測斜儀、電纜和讀數儀美國SINCO測斜儀，能自動記錄觀測數據。測量范圍：垂直方向53 ； 精度：0.02mm/每500mm；重復性：0.003 ；工作溫度范圍：-20-+50；重量：1.8公斤 。 10高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論北京航天CX-06A測斜儀北京航天測斜

6、儀，能自動記錄觀測數據。傳感器分辨率：0.02mm/8系統總精度：4mm/15m 測量范圍：50數字顯示：4.5位測量電纜：9.5mm六芯導線導輪間距：500mm11高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 測斜用PVC高精度測斜管12高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 ABS、鋁合金高精度測斜管13高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論二、深層側向位移 (測斜)原理1、結構原理1.1、電阻應變片式測斜儀： 探頭內有一青銅彈簧片做的下掛擺錘，彈簧片兩側各貼兩片電阻應變片，構成差動可變阻式傳感器，使之在彈性極限內探頭的傾角與電阻應變讀數呈線性關系。 代表儀器

7、：葛南測斜儀 優點：產品價格便宜 缺點：量程有限，耐用時間不長 14高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論1.2、伺服加速度計式測斜儀： 探頭內有一個受重力作用的擺錘，并布置有力平衡伺服加速度計，其內部的位置傳感器可以探測擺錘的位置，并且提供足夠的恢復力使擺塊回到其鉛直零位置。此恢復力的大小可轉變成電信號輸出，在讀數儀上顯示為傾斜量的測量。 代表儀器：基康603、SINCO測斜儀(兩個加速度計) 北京航天部CX-06測斜儀(一個加速度計) 優點：精度高、量程大和可靠性好 缺點：抗震性能較差(激震時傳感器容易損壞)15高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2、計算原理 深

8、層位移監測時，一般只考慮垂直于圍護體的方向，即X+、X-方向，需連續測二次來消除力平衡伺服加速度儀零漂的影響(一測回)；每點水平偏移量是通過計算上部滑輪組相對于下部滑輪組所產生的傾角()乘以觀測讀數間距(L)和相應的系數得到。總水平偏移量是將每點的水平偏移量進行累加獲到，該偏移曲線為一條連續的曲線，也就是說只要確定了一個基準點，整條曲線的位置就能確定下來。16高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論L為傳感器兩對滑輪中心距(一般為500)k為讀數的放大倍數，采用公制時取25000，英制時取20000L/k稱為儀器的標定系數2、計算原理 17高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術

9、 緒論【標定系數】 基康6030.025美國新科0.02北京航天0.02南京葛南視標定情況而定2、計算原理 18高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、測斜操作方法和注意事項1、測斜測讀方法 1）測斜管口應可靠固定。并做好水平位移測點的標記，每次測斜前，先用測量方法測讀管口水平位移，以這個讀數作為測斜的基準讀數； 2）每次測讀前，應將測斜傳感器放在管底停置幾分鐘，使得傳感器的溫度與管內的水溫一致。最下面一點的位置應是從管口向下n倍傳感器滑輪中心距； 3）從下而上，每提一個滑輪中心距就讀一次數，直到管口。每個深度的讀數同時記錄X、Y互相垂直的二個方向的讀數； 4）將傳感器探頭旋轉1

10、80度，重復3步操作，完成一個測回。可以進行多個測回讀數，檢查多次重復讀數的誤差，取平均值作為測量結果。19高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論1）、每測孔第一次測試前應定義一個正方向(路基監測中以朝路基軸線方向位移作為正方向，即A0或X+)。一般測斜儀探頭向高輪方向傾斜數據顯示為正值，因此可以高輪方向作為正方向。2）、每個工程開始前，應對測斜儀進行全面維修保養(檢查導輪、彈簧等是否需要更換)，盡可能避免中途更換儀器。2、操作中的注意事項20高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論3）、測斜儀探頭內加速度計比較容易損壞，使用過程中一定注意要小心輕放；在工地現場測試過程和

11、使用間隙，測試人員一定不能離開儀器，絕不可將儀器隨意放置在路邊等處。4）、測斜儀探頭和電纜聯接時應檢查定位槽和O型圈，小心仔細連接電纜和探頭，要保持插頭和插座成一直線，避免硬插將插針折彎或折斷。21高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論5）、探頭和電纜聯接好后應擰緊緊固螺母，并用優質的防水膠帶緊密包裹，確保能有效防水進入。6）、測試前每個測斜孔應該用清水洗孔，并用專用試孔器對測斜管的滑槽進行檢查，保證測斜儀探頭的安全不卡孔。萬一卡孔時，可采用前端有彎鉤的粗鉛絲、將鋼筋牢固接長等方法解救被卡探頭。7）、每次探頭下放至測孔前，要仔細清理測孔邊的小石塊等雜物，避免下放時被帶入測孔內，造成

12、探頭上拉時卡住。22高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論8）、測試過程應小心地將探頭緩慢地下放至測斜管底部，切忌讓電纜從手中滑過而使探頭自由下落，以免使探頭急速碰到測斜管底部，引起探頭內加速度計受到激震而損壞。9）、測斜儀的電纜線在上拉過程中應仔細盤放在清潔的地方，避免遠距離拖拉電纜線導致電纜受損。10）、拉線人員每次應將電纜刻度標記按預定間距快速準確地對應在測斜管的預設位置，預設位置每次測試時應一致。23高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論11）、拉線人員應注意不要將電纜線緊貼測斜管壁下放與上拉，或者將電纜刻度標記靠在測斜管壁以借力，這樣很容易造成電纜線標記的脫落

13、損壞。12）、每次測試完成后應將電纜線及探頭用清水洗凈、晾干，在滑輪軸承部位上機油保養。13）、讀數儀的面板要注意保護，應防止硬物將LCD屏幕刮花，不得用清洗液和酒精等溶劑清洗。24高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論四、測斜數據處理1、計算方法 以孔口作為基準點 以孔底作為基準點 測斜數據的矢量和25高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論1.1、測斜算例1 某基坑圍護體內測斜管長度11m，在監測時以管底為起始點，從下往上測讀，測段長度0.5m，每測段相對水平偏移量計算式為=（A0-A180）/2。5m以上某兩次的測試數據列于下表。以孔口為起算點，不作修正，計算該兩次

14、5m以上不同深度水平位移變化量Xn。26高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論計算表 測段序號深度（m）第一次測試值1i1n第二次測試值2i2nXnA0A180A0A18000.00 0.00 0.00 1-0.5318.2309.14.55 -4.55 357.1350.63.25 -3.25 1.30 2-1318.6308.45.10 -9.65 356.4350.33.05 -6.30 3.35 3-1.5317.8309.54.15 -13.80 354.23511.60 -7.90 5.90 4-2315.5311.52.00 -15.80 351.8353.1-0.6

15、5 -7.25 8.55 5-2.5313.2313.8-0.30 -15.50 352355.3-1.65 -5.60 9.90 6-3314.1313.30.40 -15.90 355.4354.60.40 -6.00 9.90 7-3.5316.9310.43.25 -19.15 355.9351.52.20 -8.20 10.95 8-4317.2310.13.55 -22.70 356.4351.12.65 -10.85 11.85 9-4.5317.8309.54.15 -26.85 356.1349.83.15 -14.00 12.85 10-5318.5308.84.85 -3

16、1.70 356.9349.23.85 -17.85 13.85 27高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論符號說明 i(mm)測斜第i個測段的水平偏差值 n(mm)相對與起算點的水平偏差值 Xn測斜從管口下第n個測段處的水平位移值 28高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論1.2、工程實例 觀測人民路南線隧道推進施工對北線隧道周圍土體的影響，在南北隧道中間埋設土體測斜孔(對應于北線隧道19環處)，測斜孔孔深35米。 并假定垂直于隧道走向的一組導槽“”值表示向北線隧道方向位移；另平行隧道走向的一組導槽“”值表示向盾構推進方向(西)位移。 同時測定兩組導槽方向的位移29高

17、風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論【數據檢查和評價】30高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論五、測斜數據處理1、可能影響測斜數據質量的因素 測斜管質量和精度問題，接頭連接處不順暢; 測斜管埋設和安裝(回填不密實、接頭對接空隙較 大等); 測斜孔沒清孔、管內或導槽壁泥漿很多; 測斜管管口不穩定； 拉線時管口基點位置不統一； 數據沒有充分穩定； 測斜儀構件磨損等。31高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2、日常數據的處理要點：每次數據都應進行數據質量評價，閉合差仍然是離散性越小越好，但變化值須根據實際工況來確定，如確實由于變形引起，變化值會有明顯增加；計算

18、方式的選擇應根據測孔的實際情況確定。埋設在較深(2.5H，開挖深度)硬層土層中或嵌巖圍護內測斜管底部作為不動點是合理的，但一般情況下須采用“孔口控制、孔底自由”的計算方式，孔口位移值用光學儀器來測量；特殊情況如光學儀器測量困難或精度較低時，在測斜儀精度有充分保證、開挖深度較淺、測孔埋深較深的前提下，可采用“孔口控制、孔底自由”方式處理，將最近兩次的計算結果比較，根據孔底位移值反推孔口位移量。32高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論程序數據處理 實例演示二P03孔深35米次數工況計算模式孔口控制、孔底自由孔口控制、孔底歸零最大值位置孔底位移最大值位置孔底位移10開挖8m10.412

19、-1.4/09.412060開挖15m55.31512.950.9142.299開挖20m106.92035.388.2192.2 注：紅色代表現場實際采用的計算模式 判讀：說明在孔口控制、孔底歸零計算模式下，最大值會明顯減小，實例中在開挖20m時少報了18.9mm，尤其掩蓋了孔底位移的事實，本例中孔底發生了35.3mm的位移量，如歸零的話就不能發現圍護墻“踢腳”的可能。33高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論1、先采用“孔口控制、孔底自由”的計算方式(孔口位移為“0”)，得到孔底有向基坑外13.8mm的位移量。34高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2、根據孔底位

20、移值反推孔口位移量(符號相反，數值相等) 。35高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.5、特殊情況的處理(數據接點)原因：遇到測斜儀因更換、損壞、零部件替換等原因，造成數據銜接不上，此時可采取設置一個數據接點予以過渡。要求：接點數據的測定應及時，可以預計的情況(如滑輪、彈簧的更換)應在本次報告提交后馬上進行，完成后立刻測定接點數據，以避免實際工況的損失。36高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.5、特殊情況的處理(數據接點)P03.00P03.00aP03.00bP0300.datP03.29P0329.datP03.01P0301.dat換儀器設斷點P03.2

21、9aP03.29bP03.30P0330.dat37高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.7、一些有問題的測斜數據曲線實例懸臂式圍護的測斜數據 38高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論一些有問題的測斜數據曲線實例地墻圍護、開挖深度10米 重力壩圍護、開挖深度5米 39高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論一些有問題的測斜數據曲線實例設置數據接點的處理曲線 五、測斜數據處理去除接點后的實際曲線 40高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.8、工程發生險情時測斜的特殊作用 采用復合土釘墻圍護，開挖深度6米，實際深度約6.8米，14日下午測斜P

22、07孔一天變化16.5mm，采用南京葛南測斜儀測試，旁邊為昆山市重要的交通要道-同豐西路，馬路下距離圍護邊線僅2米就有一條維系整個昆山市通訊的地下光纜。 五、測斜數據處理41高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論15日搶險當日對P07孔共計測試了7次各次變化速率如下： 次數時間位移增量mm時間間隔h速率mm/h搶險措施119:3040.5202.01211:305.422.71312:303.013.01414:002.01.51.3基坑回填1515:001.011.0回填2/3H結束1617:001.120.551720:000.430.13五、測斜數據處理優點：采集和處理速度快

23、、受限條件少、精度高、能反映整個剖面不同深度變化量。42高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論六、幾點重要提示 水平位移要作為重點項目進行觀測，并以此修正測斜曲線頂部位移(要與測斜管同點)；要相信測斜數據，測斜儀在儀器狀況良好時反推孔口位移，精度在1-2mm以內是絕對有保證的；監測要與施工工況相結合，數據分析要與人工巡視相結合，發現施工與設計工況不符時，及時在監測意見提出合理建議；把握測點埋設的時間，注意測點的時效性、可靠性；測斜管應盡可能緊貼圍護墻布置，密切注意圍護墻端部的變形，孔底不應采用歸零計算；43高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論測斜管測點被埋、被壓在報告

24、中予以注明，測點布置圖與實際布點相一致；應同等重視最大變形量和變形速率這兩個指標；數據變化較大，有危險征兆時要及時簽發報警備忘錄(工程聯系單)并簽收；不利環境、惡劣天氣的監測工作不能放松；需要重視的圍護形式：采用鋼板樁、厚度600的地墻、土釘墻、重力壩等圍護的工程要特別小心，這種圍護形式因為剛度小、整體性差、柔度大、施工質量得不到保證、開挖速度快或超挖、隔水性差、位移變形發展迅速等多方面原因，令人防不勝防；開挖前期掌握變形發展規律，監測頻率要視變形發展而定。六、幾點重要提示44高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.2.2 分層沉降儀 用途特點：5515-1滑動式沉降儀是石英橈性

25、伺服加速度計為敏感元件的滑動式沉降儀，它是在5515滑動式測斜儀基礎上開發研制的橫向測量沉降的一種測量儀器。廣泛用于鐵路、公路工程等路基土體工程中的精密測量儀器。產品名稱：滑動式沉降儀45高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論一、儀器、設備簡介1、分層沉降儀用途及原理 分層沉降儀是通過電感探測裝置，根據電磁頻率的變化來觀測埋設在土體不同深度內的磁環的確切位置，再由其所在位置深度的變化計算出地層不同標高處的沉降變化情況。分層沉降儀可用來監測由開挖引起的周圍深層土體的垂直位移（沉降或隆起）。2、分層沉降測量系統 由三部分構成：第一部分為埋入地下的材料部分，由沉降導管、底蓋和沉降磁環等組

26、成；第二部分為地面測試儀器一分層沉降儀，由測頭、測量電纜、接收系統和繞線盤等組成；第三部分為管口水準測量，由水準儀、標尺、腳架、尺墊等組成。 分層沉降儀作業指導書2.2.2 分層沉降儀46高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、分層沉降標（磁環）的埋設 方法一：用鉆機在預定孔位上鉆孔，孔深由沉降管長度而定，孔徑以能恰好放入磁環為佳。然后放入沉降管，沉降管連接時要用內接頭或套接式螺紋，使外殼光滑，不影響磁環的上、下移動。在沉降管和孔壁間用膨潤土球充填并搗實，至底部第一個磁環的標高再用專用工具將磁環套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定壓力，使磁環上的三個鐵爪插入土中，然后再用膨潤

27、土球充填并搗實至第二個磁環的標高，按上述方法安裝第二個磁環，直至完成整個鉆孔中的磁環埋設。47高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、分層沉降標（磁環）的埋設 方法二：在沉降管下孔前將磁環按設計距離安裝在沉降管上，磁環之間可利用沉降管外接頭(或定位環)進行隔離，成孔后將帶磁環的沉降管插入孔內。磁環在接頭處遇阻后被迫隨沉降管送至設計標高。然后將沉降管向上拔起1m，這樣可使磁環上、下各1m左右范圍內移動時不受阻，然后用細砂在沉降管和孔壁之間進行填充至管口標高。 48高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論四、監測技術1 、測試方法 監測時應先用水準儀測出沉降管的管口高程，然

28、后將分層沉降儀的探頭緩緩放入沉降管中。當接收儀發生蜂鳴或指針偏轉最大時，就是磁環的位置。捕捉響第一聲時測量電纜在管口處的深度尺寸，每個磁環有兩次響聲，兩次響聲間的間距十幾厘米。這樣由上向下地測量到孔底，這稱為進程測讀。當從該沉降管內收回測量電纜時，測頭再次通過土層中的磁環，接收系統的蜂嗚器會再次發出蜂鳴聲。此時讀出測量電纜在管口處的深度尺寸，如此測量到孔口，稱為回程測讀。磁環距管口深度取進、回程測讀數平均數。49高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2 、測試數據處理 分層沉降標（磁環）位置應以絕對高程表示，計算式如下：式中： 分層沉降標（磁環）絕對高程(m)； 沉降管管口絕對高程

29、(m)； 分層沉降標（磁環）距管口的距離(m)。50高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論本次垂直位移量：和累計垂直位移量：式中： 第i次磁環絕對高程(m)； 第i-1次磁環絕對高程(m)； 磁環初始絕對高程(m)； 本次垂直位移(mm)； 累計垂直位移(mm)。 分層沉降和坑底隆起計算表51高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論五、 注意事項(1) 深層土體垂直位移的初始值應在分層標埋設穩定后進行，一般不少于一周。每次監測分層沉降儀應進行進、回兩次測試，兩次測試誤差值不大于l.0mm，對于同一個工程應固定監測儀器和人員，以保證監測精度。(2) 管口要做好防護墩臺或井蓋

30、，蓋好蓋子，防止沉降管損壞和雜物掉入管內。(3)坑內回彈孔埋設時應避免因削弱承壓水層以上隔水層厚度而引發承壓水突涌的危險。 52高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.3 地基土應力測試一 土壓力計鋼弦式（貼片式）土壓力計應變式土壓力計53高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論適用于測量土石壩、防波堤、護岸、碼頭岸壁、高層建筑、橋墩、擋土墻、隧道、地鐵、機場、公路、鐵路、防滲墻結構等建筑基礎與土體的壓應力，是了解被測物體內部土壓力變化量的有效監測設備；并可同步測量埋設點的溫度。 TYJ-20型振弦式土壓力計54高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論GYH系

31、列單膜/雙膜/分離式/土壓力計 DYB系列電阻應變式土壓力計 55高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論二、儀器、設備簡介1、土壓力計（盒） 土壓力盒有鋼弦式、差動電阻式、電阻應變式等多種。 土壓力盒又有單膜和雙膜兩類，單膜一般用于測量界面土壓力，并配有瀝青壓力囊。雙膜式一般用于測量自由土體土壓力。2、測試儀器、設備 頻率儀。56高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、土壓力計（盒）安裝1、鉆孔法鉆孔法是通過鉆孔和特制的安裝架將土壓力計埋入土體內。具體步驟如下：先將土壓力盒固定在安裝架內；鉆孔到設計深度以上0.5m-1.0m；放入帶土壓力盒的安裝架，逐段連接安裝架，土

32、壓力盒導線通過安裝架引到地面。然后通過安裝架將土壓力盒送到設計標高；回填封孔。57高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、土壓力計（盒）安裝2、掛布法 掛布法用于量測土體與圍護結構間接觸壓力。具體步驟如下：先用帆布制作一幅掛布，在掛布上縫有安放土壓力盒的布袋，布袋位置按設計深度確定；將掛布綁在鋼筋籠外側，并將帶有壓力囊的土壓力盒放入布袋內，壓力囊朝外，導線固定在掛布上引至圍護結構頂部；放置土壓力計的掛布隨鋼筋籠一起吊入槽（孔）內；混凝土澆筑時，掛布將受到流態混凝土側向推力而與槽壁土體緊密接觸。58高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論掛布法埋設 59高風險巖溶隧道災變

33、機理及控制技術地基處理技術 緒論四、監測技術1、測試方法用頻率計測讀、記錄土壓力計頻率。2、測試數據處理土壓力計算式如下：式中 土壓力（kPa）； 標定系數（kPa/Hz2）； 測試頻率（Hz） ； 初始頻率（Hz） 。60高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論五、 注意事項(1) 土壓力計應按測試量程選擇，上限可取預計最大量程的1.5倍。(2) 壓力盒固定在安裝架時，壓力盒側向的固定螺絲不能擰得太緊，以免造成壓力盒內鋼弦松弛。(3) 壓力盒沉放過程中，始終要跟蹤監測土壓力盒頻率，看是否正常，如果頻率有異常變化，要及時收回，檢查導線是否受損。(4) 壓力盒沉放到位施壓前，到檢查壓力

34、盒是否垂直，壓力盒面的方向是否與被測土壓力的方向垂直。(5) 采用掛布法安裝時，由于土壓力盒掛在鋼筋籠外側，因此在鋼籠下槽過程中，要格外小心壓力囊經過導墻時受擠壓、摩擦而破損漏油。掛布要盡可能兜住鋼筋籠外側，防止混凝土澆筑時水泥漿液流到掛布外側裹住土壓力盒。61高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.3.2 孔隙水壓力計振弦式孔隙水壓力計具有二次密封性能，廣泛適用于鉆孔法安裝，能長期埋設在水工建筑物或其他建筑物地基內，測量結構物地基內的孔隙(滲透)水壓力。并可同步測量埋設點的溫度 62高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論KYJ-37型振弦式孔隙水壓力計具有二次密封性

35、能，廣泛適用于填筑法施工安裝，能長期埋設在水工建筑物或其他建筑物地基內，測量結構物地基內的孔隙(滲透)水壓力。并可同步測量埋設點的溫度。63高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論一、基本內容主要用于堆載預壓的施工速率控制、沉樁施工及基坑開挖等施工項目中。靜態孔隙水壓力監測相當于水位監測。潛水層的靜態孔隙水壓力測出的是孔隙水壓力計上方的水頭壓力，可以通過換算計算出水位高度。微承壓水和承壓水層，孔隙水壓力計可以測出水的壓力。結合土壓力監測，量測結果可應用于固結度計算及進行土體有效應力分析，作為土體穩定計算的依據。不同深度孔隙水壓力監測可以為圍護墻后水、土壓力分算提供設計依據。64高風險

36、巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論二、儀器、設備簡介1、孔隙水壓力計種類 鋼弦式、水管式、電阻應變式、氣壓式等。工作原理 孔隙水壓力計由兩部分組成，第一部分為濾頭，由透水石、開孔鋼管組成，主要起隔斷土壓的作用；第二部分為傳感部分，土孔隙中的有壓水通過透水石匯集到承壓腔，作用于承壓膜片上，膜片中心產生擾曲引起鋼弦應力發生變化，鋼弦的自振頻率隨之發生變化。2、測試儀器、設備頻率計。65高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論孔隙水壓力計的率定報告66高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、孔隙水壓力計安裝1、安裝前的準備將孔隙水壓力計前端的透水石和開孔鋼管卸下，放

37、入盛水容器中熱泡，以快速排除透水石中的氣泡，然后浸泡透水石至飽和，安裝前透水石應始終浸泡在水中，嚴禁與空氣接觸。67高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、孔隙水壓力計安裝2 、鉆孔埋設 孔隙水壓力計埋設是一項技術性很強的工作，各個環節都要認真仔細對待才可能取得最后的成功。方法一： 一個鉆孔埋設一個孔隙水壓力計。具體步驟為鉆孔到設計深度以上0.5m-1.0m；放入孔隙水壓力計，采用壓入法至要求深度；回填1m以上膨潤土泥球；封孔。 68高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論三、孔隙水壓力計安裝2 、鉆孔埋設方法二： 一孔內埋設多個孔隙水壓力計時，壓力計間隔不應小于1m，

38、并作好各元件間的封閉隔離措施。 。 埋設順序為鉆孔到設計深度；放入第一個孔隙水壓力計，觀測段內應回填透水填料，再用膨潤土球隔離；回填膨潤土泥球至第二個孔隙水壓力計位置以上0.5m；放入第二個孔隙水壓力計至要求深度，回填透水填料；回填膨潤土泥球，以此反復，直到最后一個； 回填封孔。69高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論優缺點比較： 方法一：該方法的優點是埋設質量容易控制，缺點是鉆孔數量多，比較適合于能提供監測場地或對監測點平面要求不高的工程。 方法二：此種方法的優點是鉆孔數量少，比較適合于提供監測場地不大的工程，缺點是孔隙水壓力計之間封孔難度很大，封孔質量直接影響孔隙水壓力計埋設

39、質量，成為孔隙水壓力計埋設好壞的關鍵工序，封孔材料一般采用膨潤土泥球。70高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論四、監測技術1 、測試方法 用頻率計測讀、記錄孔隙水壓力計頻率即可。2、 測試數據處理 計算公式： 式中 孔隙水壓力（kPa）； 標定系數（kPa/Hz2）； 測試頻率（Hz）； 初始頻率（Hz）。3、計算實例 孔隙水壓力計算表 71高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論72高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論五、 注意事項（1）孔隙水壓力計應按測試量程選擇，上限可取靜水壓力與超孔隙水壓力之和的1.2倍。（2）采用鉆孔法施工時，原則上不得采用泥漿

40、護壁工藝成孔。如因地質條件差不得不采用泥漿護壁時，在鉆孔完成之后，需要清孔至泥漿全部清洗為止。然后在孔底填入凈砂，將孔隙水壓力計送至設計標高后，再在周圍回填約0.5m高的凈砂作為濾層。（3）在地層的分界處附近埋設孔隙水壓力計時應十分謹慎，濾層不得穿過隔水層，避免上下層水壓力的貫通。（4）在安裝孔隙水壓力計過程中，始終要跟蹤監測孔隙水壓力計頻率，看是否正常，如果頻率有異常變化，要及時收回孔隙水壓力計，檢查導線是否受損。（5）孔隙水壓力計埋設后應量測孔隙水壓力初始值，且連續量測一周，取三次測定穩定值的平均值作為初始值。 (6) 當一孔內埋設多個孔隙水壓力計時，壓力計間隔不應小于1m，并作好各元件間

41、的封閉隔離措施。 73高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 載荷試驗是在一定面積的承壓板上（或樁頂上）向地基土（或樁）逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基土（或樁）的變形特征。其優點是對地基土基本不產生擾動。利用其成果確定地基（或樁）的承載力是可靠的，既可直接用于工程設計，也可用于檢驗施工效果，另外對于預估建筑物的沉降也很有效。 載荷試驗可分為地基載荷試驗和單樁載荷試驗。2.4 載荷試驗74高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 靜載荷試驗（堆載方式）75高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論復合地基載荷試驗承壓板、千斤頂及百分表76高風險巖溶隧道災變機理及

42、控制技術地基處理技術 緒論 手動油泵77高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.4.1 單樁豎向靜載荷試驗 （Vertical Static Load Test of Pile） 一、試驗開始時間 二、試驗加載裝置 三、試驗加載方式 四、荷載分級 五、沉降測讀及穩定標準 六、試驗終止加載的條件 七、單樁豎向極限承載力的確定78高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論百分表堆 載荷載板主梁平臺千斤頂圖2-1 堆載平臺系統的設備布置79高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論圖2-2 錨樁反力梁系統的設備布置鋼絞線錨樁基準梁千斤頂承壓板支墩鋼板工字鋼錨具反力梁80

43、高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論樁基及地基靜載荷試驗81高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論82高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論83高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論樁基靜載荷試驗84高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論樁基靜載試驗85高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論圖2-4 地基靜載試驗的典型p-s曲線 86高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.4.2 天然地基平板載荷試驗（Plate Loading Test of Natural Ground）淺層平板載荷試驗的目的是確定地基

44、土層的層壓板下應力主要影響范圍內的承載力。淺層平板載荷試驗只適用于地表淺層地基和地下水位以上的地層。 一、試驗設備(1) 承壓板；(2) 加載裝置 ；(3) 沉降觀測裝置 二、試驗方法 三、資料整理 四、成果應用 五、影響試驗精度的主要因素87高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論2.4.3 復合地基載荷試驗(Static Load Test of Composite Ground) 復合地基載荷試驗用于測定承壓板下應力主要影響范圍內復合土層的承載力和變形參數。 復合地基載荷試驗包括: (1)單樁復合地基載荷試驗 (2)多樁復合地基載荷試驗。88高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基

45、處理技術 緒論一、試驗要點 （1）復合地基荷載試驗的承壓板應為剛性。單樁復合地基荷載試驗的承壓板可采用圓形或方形，面積為一根樁承擔的處理面積；多樁復合地基荷載試驗的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實際樁數所承擔的處理面積確定。樁的中心(或形心)應與承壓板的中心保持一致，并與荷載作用點相重合。 89高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論 （2）承壓板高程宜接近基礎底面設計高程。承壓板底面下宜鋪設與設計復合地基墊層相應的墊層，墊層厚度宜取50150mm，樁身強度高時宜取大值。墊層上宜設中砂或粗砂找平層。試驗標高處的試坑長度和寬度，應不小于承壓板尺寸的3倍。基準梁的支點應設在試坑之外。（3

46、） 加荷等級可分為812級，最大加載壓力不宜小于設計要求壓力值的2倍。（4） 每加一級荷載前后均應測讀承壓板的沉降量一次，以后每半小時測讀一次。當一小時內沉降量小于0.1 mm時，即可加下一級荷載。90高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論（5） 當出現下列現象之一時可終止試驗： 1）沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現明顯的隆起； 2）承壓板的累計沉降量已大于其寬度或直徑的6%； 3）當達不到極限荷載，而最大加載壓力已大于設計要求壓力值的2倍。（6） 卸載級數可為加載級數的一半，等量卸載，每卸一級，間隔半小時，測讀回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時測讀總回彈量。 91高風險巖溶隧道災變機理及控制技術地基處理技術 緒論二、復合地基承載力特征值的確定 （1） 當壓力沉降