深层水平位移监测技术分析

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1、2011年12月城市勘测Dec．2011第6期UrbanGeotechnicalInvestigation&SurveyingNo．6文章编号：1672—8262(2011)06—167—04中图分类号：P642文献标识码：A深层水平位移监测技术分析程胜一，褚伟洪，陈杰，王维(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海200438)摘要：深层水平位移监测通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来获得土、岩石或围护结构内部各深度处水平位移的方法；测斜仪零点偏移误差、测斜管扭角误差和探头导轮误差等是影响精

2、度的几种误差；本文通过误差分析和精度估算，了解常用测斜仪在不同深度的测斜精度以及仪器误差是测斜仪测斜误差的主要来源；研究了基坑有支撑的围护结构、基坑无支撑的围护结构施工、放坡开挖、大面积堆载预压和逆作法施工等实测的典型测斜曲线和变形规律。关键词：深层水平位移监测；误差；精度；测斜曲线；变形规律1引言器在180。方向上的读数，C为探头标定系数，为探头在岩土工程领域，位移监测主要包括垂直位移监长度(mm)，oz为倾角。测、平面位移监测和深层水平位移(习惯称测斜，侧向位移)监测；对土石坝、堤防、铁路公路边坡

3、、岩土边坡、建筑物地基、矿井、基坑开挖以及地下结构工程内部需进行深层水平位移观测；各种监测技术综合使用，互相验证，共同确保监测对象的安全。基于上海岩土工程原基勘察设计研究院有限公司(简称上海勘察院)监测工准线程经验，本文采用文献研究法对测斜技术进行了误差和精度分析，研究了典型工程的测斜曲线及变形规律。2测斜原理测斜是通过在被测试的对象内部安装或埋设测斜管，测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来监测土、图1测斜原理图岩石或围护结构内部各深度处水平位移的方法。测斜仪包括活动式测斜仪和固定式测斜仪。活动式

4、测斜仪利用3主要误差及精度分析探头在测斜管内移动，连续逐段观测各点倾斜度，通过累3．1主要误差分析加得出测斜管切向位移变化。固定式测斜仪固定在测斜(1)零点偏移误差管某个位置上进行连续、自动测量其所在位置倾斜角的在垂直状态下，测斜仪探头的理论值为0，但实际变化。常用的活动式测斜仪有美国SINCO、美国基康和北情况下探头一般会有一个接近0的小数值输出，即零京航天陨性科技公司等生产的加速度式测斜仪，此三种点偏移误差。造成零点偏移值改变的主要因素有：①测斜仪在本文涉及的监测项目中均有应用。探头受到碰撞或冲击

5、。加速度计对撞击较敏感，电缆计算公式：施放过程中探头撞击测斜管底部，会造成仪器零点偏iiXi=l∑ULsinai=C1∑U(Ai—Bi)移值改变；若测斜管接头位置有孔隙，在定位导向滑轮AXi=置一io弹簧力的作用下，测量时探头会受到一定的冲击；同样式中：△为i深度的累计位移(计算结果精确到是在定位导向滑轮弹簧力的作用下，当测斜仪探头拉o．1mm)，Xi为i深度的本次坐标(mm)，X。为i深度的出测管时，探头也会受到一定的冲击。②探头温度的初始坐标(mm)，Ai为仪器在0。方向的读数，B为仪改变会改变传

6、感器的输出值。探头放至测斜管底部停收稿日期：2011—_07—4作者简介：程胜一(1972一)，男，高级工程师，主要从事工程测量与岩土丁稃监测1一作。万方数据城市勘测留10min左右，仪器读数稳定后才开始测试¨J。测试朋斜=，n2测斜仪器+，n转+m2测量过程中应缓慢地将探头下放至测斜管底部，切忌让电由文献假设扭转误差为测斜仪器误差的10％；缆从手中滑过而使探头自由下落，以免使探头急速碰分别估算航天科工惯性技术公司的CX一06A型(测斜到测斜管底部；探头接近拔出测斜管前，读数仪操作员仪器误差为±4mm

7、／15in)和美国新科测斜仪(仪器误需提醒拉线员，最后阶段减速上拉、在导向滑轮弹出同差为±3mm／25m)在不同深度的测斜误差。时用手护住，均可减少探头内加速度计受到激震而造测斜精度估算汇总表表1成零点偏移值改变。(2)测斜管的扭角误差由于制造工艺和现场安装等原因，测斜管的导槽存在一定的扭角，即将管口的十字导槽垂直对准基坑边线，测斜管口下部的导槽可能与管口导槽的铅垂线偏离一定的角度。若测斜管为铝管、聚氯乙烯管和高压聚乙烯管，扭角约为15。时，15ITI的测斜管管口因扭由表1数据可知：测斜仪器误差是测斜

8、误差的主曲引起的误差分别为18．7％、16．3％及7．3％。所要部分；测斜误差随深度增加逐步增大，超过一定深度以测斜管应使用导槽和接头套管制造精度高的产品，(101TI)仪器误差则占测斜误差的很大部分(如航天为以减少扭角对精度的影响；对于重要监测项目需采用87％或新科为73％)。测扭仪测得各段扭角大小，同时对导向槽的两个方向为减少深层水平位移监测的误差，从测斜仪的使位移进行测量，在数据处理时进行改正。用与保养，测斜管的选用和埋设以及管口位移测量的(3)探