深基坑围护结构连续墙墙体变形监测的方法探讨

【摘

要】通过对佛山段南桂路站轨道交通地铁车站在施工过程中连续墙墙体变形监测的一种方法进行了探讨为类似的工程提供借鉴。

【关键词】连续墙；测斜仪；测斜仪原理；数据采集；数据处理

一、工程概况

南桂路站为珠江三角洲城际轨道交通佛山至广州段的第八座车站，基坑标准段深度约16.2m，围护结构采用连续墙，连续墙最深处24.15m，连续墙厚为800mm，设2道钢筋砼加1道钢管支撑。

测斜仪采用ＺＫＣＸ３型测斜仪。测量时保证测斜仪导轮在导槽内，轻轻滑入管底，待稳定后每隔50cm测读一次，直至管口；然后测斜仪反转180°，重新测试一遍，以消除仪器的误差。第一次测试（基坑开挖前）时每个测斜孔至少测试2次，取其平均值作为初始值。

二、侧斜仪工作原理

CX系列测斜仪的外壳（探管）倾斜以后，挂在壳内的一个重垂器仍然垂直指向地心，重垂器连动着一个微型“滑动变阻器”（即电位器），随着倾斜角度的改变，电位器的动臂也按线性改变，仪器制造时，已经锁定了电位器的动臂改变量与倾角成正比，这样，在测量电缆的另一端，测得的电位器的电阻值，本质上反映的“是倾角”，而不是其他。另外，探管中还装有一套“罗盘”系统，用类似以上的方法，把探管的“倾斜磁方位角”通过电缆“告诉地面上的检测人员。地面人员（或电脑）经过地理方位与地磁方位的变换，马上就得到了探管的地理倾斜方位角，也确定了倾斜角的实际大小数值。

当测头的敏感轴与基准轴（地球的重力轴）有一个角度时，测头中的加速度计即有一个输出值，以下式表示：

U1﹦A﹢K*G*sinθ………………2-1

式中：A　---加速度计的偏值（零偏）

K　---加速度计的标度因数

G　---地球重力加速度

θ---倾角

为了消除加速度计零偏的影响，在测试时一般都采用正反两次测试，比如在东西方向上进行测试，可以先测试东方向上的数据，记作U1式2-1，再进行西方向上的测试，计作U2式2-2

U2﹦A﹢K*G*sinθ…………

2-2

将式2-1减去2-2得到式2-3

U1﹣U2﹦2KGsinθ…………

2-3

式中L……导轮轮距500mm

1……水平位移mm

θ---倾斜角

从2-3式可以得到

1﹦（U1﹣U2）L/2KG

2-4

对于一个测孔，在确定的方向上，各点测试位移的总和为

总﹦Σ1

2-5

计算示例见表

深度

初测值

0°

180°

差值

变化值

位移值

9.5

45

-121

166

166

76.770

10.0

55

-135

190

190

75.110

10.5

96

-186

282

282

73.210

11.0

132

-216

348

348

70.390

11.5

197

-280

477

477

66.910

12.0

309

-386

695

695

62.140

12.5

424

-503

927

927

55.190

注：a.从测读仪上读取数据时，不读小数点，只读有效数据

b．表中的数据除了深度的单位是米，位移的单位是毫米，其它数据均为测读仪上显示的数据。

三、数据采集

方法如下：

3.1仪器检查

3.1.1将测头、电缆和测读仪连接好并打开测读仪上的开关，按测试键，使测斜仪正常工作。

3.1.2将测头竖直放，沿着由4个导轮组成的平面，倾斜测头，当测头朝高轮方向慢慢倾斜时，测读仪上显示的数据为正并逐步增大，直至1.9999，在继续增大倾角时，测读仪显示将超出量程，出现＞＞＞符号，反之，将测头朝低轮方向慢慢倾斜时，数据为负，且当倾斜角增大时，数据也在增大，直至-1.9999后，再增大倾角时，也将超出量程，出现＞＞＞符号。

3.2数据采集

将测头轻轻滑入连续墙侧斜管中，按照侧斜管编号在侧斜仪中输入相应编号，以基坑方向为正方向，背离基坑方向为反方向，侧斜仪导轮高轮面向正方向放入侧斜管中，点号调为1，待显示屏数据稳定后每隔0.5m侧试一次，按存储键。调转1800调整好方向，侧斜仪导轮高轮面向反方向放入侧斜管中，点号调为1，待显示屏数据稳定后每隔0.5m侧试一次，按存储键。为了使点号快速回“1”可长按键，改换测试孔，同样选择孔号、方向和点号、进行测试。

3.3位移计算方法

连续墙内部位移的计算方法分为正序和倒序，即从地面向深处计算为正序，从深处向地面计算为倒序，一般情况下，倒序计算时，需要将测头深入至不变的基础处。正序时，测斜管口处的方位，需要使用全站仪等仪器对不同时间的确切位置进行确定，以便对测试结果进行修正。南桂路基坑标准段深度16.2m，连续墙深度为19.13-24.15米之间。连续墙底部稳定，本基坑采用倒序计算方法计算位移。

1﹦（U1﹣U2）L/2KG

1

为测试点位移值

U1

正方向的仪器测试值

U2

反方向的仪器测试值

L

导轮间距

K

加速度计的标度因数

G

地球重力加速度

对于一个测孔，在确定的方向上，各点测试位移的总和为

总﹦Σ1

四、数据处理

必要数据经实际测试后采用侧斜仪专用软件进行处理，取每次监测的计算位移值作为墙体变形的监测值，前次监测位移值与初次监测位移值相比较，得到前次累计位移；本次累计位移值与初次累计位移值相比较，得到本次累计位移。本次位移值与前次位移值相比较，得到本次位移。按照《广州地区建筑基坑支护技术规定》，连续墙墙体变形累计值24mm为警戒值，30mm为控制值。按照监测频率１次/天进行监测后及时进行数据处理，绘制时间—深度—位移图。

参考文献

[1]《广州地区建筑基坑支护技术规定》　（GJB02-98）

[2]《广州市建设工程基坑支护专项监测管理办法》穗建安监字[2006]12号