水运工程新型桶式基础结构技术与实践：海域环境与地形监测探索

5.5.2.1　海域环境及地形监测

（1）收集浮运时环境风、浪及潮位资料。

（2）地形监测：对防波堤施工区域地形进行监测采用冲刷监测系统，系统包括多波束测深系统、GPS接收机等。施工下沉完成后每天测试一次地形变化，连续监测一周，在风暴潮前后测量地形变化，根据冲刷情况调整监测周期。

5.5.2.2　施工期桶式基础结构的浮运气压、吃水深度及定位

（1）气压测试，浮运、下沉期间，隔仓的气压拟采用RD133型压力变送器配合精密气压表进行测量。

（2）桶内外液面深度测试，在浮运、负压下沉阶段通过两种方法对桶外水位进行测量：一是预先在桶壁标记高度刻线，二是在桶内及桶外安装水位测量仪。

（3）施工期桶体实时高程、下沉速度拟采用两种方案测量：一是利用徕卡GR10变形监测系统观测桶体下沉位移；二是采用南京水利科学研究院自行研制的光电位移编码器精确测量桶体下沉位移。

（4）施工期桶体的垂直度和摇摆幅度采用预埋在桶壁内部的固定式测斜仪和安装在结构表面的电子测斜仪两种方法测量。

5.5.2.3　结构所受外部荷载测试

（1）波浪力测试。波浪压力是一个具有周期性的动力荷载，不同于静水压力的测量，所以要求测试传感器具有较好的动力响应特性和较高的灵敏度，压电式波压力传感器是一种较理想的专用传感器。

（2）土压力和孔隙水压力测试。土压力一般用土压力计来测量。土压力计分土中土压力计和界面土压力计。测试结构在负压下沉、填土等工况下所受土压力，属于界面土压力。土压力计测出的是桶体与地基土之间的界面压力，为土、水压力之和，通过振弦式孔隙水压力计测出该测点处的水压力，即可确定地基对桶体不同位置的作用力。另外，埋设于桶壁及隔板底端的孔隙水压力计可测量下卧土在不同荷载作用下的孔隙水压力变化情况。

5.5.2.4　结构内力测试(www.xing528.com)

通过对桶式基础结构气浮运输、负压下沉、波浪及填土荷载作用下桶壁、基础桶盖板和连接墙内的结构内力进行测试，可以了解桶体结构各关键部位的受力状况，分析混凝土是否开裂，判别结构是否安全。结构内力测试主要包括钢筋应力和混凝土应变两个方面。

1）钢筋应力测试

钢筋应力计安装时将两端与直径相同的待测钢筋对焊后连成整体，浇入混凝土中，当钢筋受到轴向拉力或压力产生拉伸或压缩变形时，与钢筋紧固在一起的传感器感应组件随之拉伸或压缩，使钢弦频率发生变化，即可测得钢筋某一段长度的平均应变，由此推算钢筋轴向应力变化。

2）混凝土应变测试

由于应变计的压缩模量较小，为防止混凝土连续浇筑时，对仪器挤压造成仪器超量程压缩而失灵，在混凝土浇筑前两天将应变计预制在混凝土块中，预制混凝土可以用与待浇建筑物的混凝土相同级配的砂浆，直径为75～100mm，长度为250mm，采用绑扎丝将预制的块体固定在钢筋或支架上。

5.5.2.5　运行期桶式基础结构的整体位移与变形测试

桶式基础结构在波浪和回填荷载作用下的整体位移可通过徕卡GR10变形监测系统完成。结构倾角测量仪器仍利用预先埋设于桶体内部的固定式测斜传感器和安装于桶顶的电子测斜仪，传感器埋设与安装方法与前述相同。

5.5.2.6　地基测试

（1）孔隙水压力测试。在港侧和海侧地基内埋设孔隙水压力计，测试地基土体孔隙水压力的变化，据此分析土体在不同荷载作用下的强度变化。

（2）不同深度处的水平位移测试。为全面了解港侧回填对地基和结构位移的影响，在地基内埋设测斜管，平面位置离下桶30～50cm。测斜管采用高强度铝合金管，深度至少进入持力层1m。通过活动测斜仪对测斜管自上而下或自下而上进行测读，每间隔0.5m为一个读测点，测得沿土体深度各处不同倾角换算出土层各标高位置处的水平位移。

（3）原状地基及回填地基强度测试，在港侧填土或风暴潮过后，若结构发生较大的位移，在桶体前后利用十字板剪切或静力触探等方法进行地基土强度的原位测试，了解地基强度和承载力变化情况，分析地基土扰动后力学特性的变化及其对结构稳定性的影响。十字板剪切或静力触探强度指标的测试钻孔尽可能地靠近结构，孔底比结构底部深2～3m，从孔顶到孔底每隔1m深度进行一次十字板剪切强度试验。