1.控制点埋设方法
(1)沉降基准点的埋设方法。沉降监测根据监测点相对于基准点的高程变化进行。可以利用永久基准点或工程施工时使用的临时基准点,作为监测基准点,也可根据现场的具体条件和沉降监测的时间要求埋设专用基准点,如图20-1所示。其数目应不少于3个,以便组成水准控制网。基准点要定期进行校核,防止其本身发生变化,以保证沉降监测结果的正确性。基准点应在沉降监测的初次观测前一个月埋设好,待其自身沉降稳定后,基准点间应进行联网观测。变形监测应按照二、三级变形测量的等级及精度要求进行。
沉降基准点埋设方法如下:
1)一般采用钻机成孔或人工挖孔,直径不应小于100mm。根据地质情况,钻孔应进入比较稳定的地层,尽量穿过人工填土层,钻孔深度不应小于1.0m。
2)夯实孔洞底部并清除渣土。
图20-1 沉降观测水准基点埋设示意图(尺寸单位:mm)
3)浇筑C20以上混凝土,并振捣密实,混凝土顶面距地表约5cm。
4)在孔中心位置插入螺纹钢筋,直径一般不应小于22mm,长度不小于1.0m,露出混凝土表面1~2cm;上部加装保护盖,养护14d以上。
埋设基准点应注意:基准点应布置在施工的沉降影响范围以外,保证其坚固稳定;尽量远离道路、铁路、空压机房等,以防受到碾压和振动的影响;力求通视良好,与工作基点之间的距离不宜超过100m,以保证监测精度;避免将基准点埋设在低洼易积水处,同时为防止土层冻胀的影响,基准点的埋设深度至少要在冰冻线以下0.5m。
(2)水平位移基准点的埋设方法。根据施工现场及周边情况,在距基坑开挖深度3~5倍范围以外的稳定位置埋设水平位移基准点。基准点埋设时用冲击钻钻孔,清水冲洗干净,并灌入水泥浆,插入直径不小于22mm的螺纹钢筋,埋设深度不应小于1.0m。钢筋顶部锯十字小槽并涂防锈漆做标记,以便仪器对中。
(3)工作基点和工作基站点的理设方法。工作基点埋设方法:人工挖坑,直径不应小于100mm,深度不应小于50cm,在坑中先灌入混凝土,然后插入钢筋,钢筋直径不应小于22mm。一般情况下,工作基点和基准点相比距基坑更近,受施工影响可能会产生沉降和水平位移,因此每次监测均应测试其位置坐标。工作基站点选择合适位置,用钢筋混凝土浇筑成200mm×200mm×1200mm的墩台,墩台顶部埋设强制对中器。
2.监测点埋设方法
(1)墙(桩)侧土压力和水压力测点。土压力测试一般用压力盒,水压力测试一般用渗压计。压力盒安装采取挂布法、顶入法、弹入法、钻孔法等,一般情况下在围护墙(桩)外侧土体中钻孔埋设,如图20-2所示,具体步骤如下:
1)根据设计位置测量放线,确定孔位。开钻之前,应进行管线探测,确保钻孔位置没有任何管线。
2)钻孔至设计深度,清槽提杆,进行土压力盒的安装固定。将土压力盒绑扎在之前焊好的钢筋梯上,理顺导线。
3)逐节下放已安装土压力盒的钢筋梯,两钢筋梯之间采用钢丝绑扎或焊接。下放时保证土压力盒受力面朝向基坑外侧。
4)用黏土球或细砂填充土压力盒与孔壁间隙至地面,做好端部保护装置。
图20-2 钻孔埋设方法
渗压计的埋设方法和压力盒类似,但渗压计和钻孔壁之间应填充中粗砂,如有多层承压水层,应填充黏土,将上下含水层隔开。
(2)地表沉降测点。在较为松软的地基上埋设地表点可直接钻或挖30~100mm深的孔。竖直放入直径12~22mm的钢筋,钢筋和孔壁之间填充水泥砂浆,使其与地层黏结紧密。考虑到施工场地条件复杂,钢筋头不要露出地面,以免受外界因素干扰破坏。另外,最好在钢筋头上点焊一圆弧点,以减小每次立放尺子的误差。在混凝土路面上,地表测点应用冲击钻在路面上钻孔,穿透混凝土路面,并进入地层不少于30cm,然后插入钢筋,在土层中的钻孔部分用水泥砂浆回填密实;路面范围内的钻孔用黏土回填,保证钢筋与下部土体固结而与上部路面分离,并在路面处做保护盖,如图20-3所示。
(3)土体水平位移测点。在需要监测位置钻垂直孔,直径不应小于100mm。孔深一般应和围护结构长度相等,逐节接入测斜管,测斜管与钻孔间的空隙回填细砂或黏土球。安装和埋设时,检查测斜管内的一对导槽,其指向应与欲测位移方向一致。埋设结束后,及时做好孔口保护装置。钻孔过程中应特别注意地下管线及构筑物安全,应先挖探孔,准确探明管线和构筑物位置后,再开始钻孔,应严格控制钻孔速度。遇到异常,应立即停钻,查明原因,防止对地下管线和构筑物造成破坏。测斜管钻孔埋设如图20-4所示。
图20-3 地表测点埋设示意图
(4)土体分层沉降测点。用钻机在预定孔位上钻孔,用纸绳将磁环的三脚爪捆套在管外各预定部位,然后逐节放入沉降导管。纸绳受水浸泡断开后,磁环的三脚爪即张开,使磁环牢固地嵌入土体中。
图20-4 测斜管钻孔埋设示意图
(5)水位观测孔。采用钻机钻孔,孔深根据现场条件及水位管的直径而定,应确保测出施工期间水位的变化。对于潜水层,钻孔直径一般不小于80mm,水位孔的深度一般应低于需要监测的水位。成孔后,放入裹有滤网的水位管,管壁与孔壁之间用中砂回填至离地表1.0~2.0m处,再用黏土进行封填,以防地表水流入。水位管用φ55mm的PVC塑料管作滤管,管底加盖密封,防止泥沙进入管中。下部留出0.5~1.0m深的沉淀管,管上不开孔,用来沉积水中的泥沙,滤水管壁周围应带有直径6mm透水孔,透水孔纵向间距5~10cm,相邻两列孔交错排列,呈梅花形布置。管壁外包扎滤网或土工布作为过滤层。水位孔布设如图20-5所示。
对承压水水位进行观测时,则需埋设深层承压水位孔。承压水位孔的钻孔设备基本上与普通水位孔的钻孔设备相同,其深度必须进入承压水层,滤水段位于承压水层内,其外部用中细砂充填,其余段直至地面均不设渗水孔。管外采用黏土球或水泥土等不透水材料密封,以切断地层内承压水与上部地层的水力联系。
(6)墙(桩)水平位移测点。将PVC测斜管逐节绑扎在墙体钢筋笼骨架上或型钢上,管间用套管连接,接头用自攻螺钉拧紧,并用防水胶带密封。管壁内有两组互为90°的导向槽,固定时使其中一组导向槽与围护结构的位置方向基本一致,并在管内注满清水,防止其上浮。测斜管管底及管顶用布料堵塞,盖好管盖。下钢筋笼和浇筑混凝土时应注意保护测斜管,并保证测斜管位于钢筋笼内远离基坑一侧,如图20-6所示。(www.xing528.com)
图20-5 水位孔布设示意图
图20-6 测斜管绑扎埋设示意图
(7)墙体内力测点。围护结构墙(桩)钢筋笼制作前,在钢筋计预埋位置将主筋切断,焊接钢筋计拉杆,连接上钢筋计。如钢筋主筋采取螺纹套管连接,则在钢筋计预定埋设位置断开钢筋后,将两端钢筋接头车丝,直接将钢筋计拉杆拧在钢筋接头上,然后绑扎钢筋笼。钢筋计在钢筋笼竖向主筋上的间距一般为5~10m。
在钢筋笼焊接过程中,应注意保护钢筋计及导线,避免它们被烧坏、烫坏。所有导线均应引至接近钢筋笼或型钢顶端,并进行标号标记,外加保护管或保护箱。为防止破除桩头混凝土的过程中损坏导线,应在导线端头1.0~2.0m位置上用不同颜色防水胶带缠绕,并记录编号与颜色的对应关系,以备导线破坏后,再次编号时备用。
(8)支撑轴力测点。明挖结构水平钢支撑轴力采用钢弦式轴力计(又称反力计)测试。测点布设随钢支撑安设同时进行,架设钢支撑时,将轴力计支架焊接于钢管支撑固定端,轴力计放入支架内,并保护好引线。钢支撑轴力计测点布设如图20-7所示。如果水平横撑为钢筋混凝土支撑,则可用钢筋计和混凝土应变计进行钢筋应力和混凝土应变测试。混凝土应变计可直接埋入混凝土中,并将测线引出。
图20-7 钢支撑轴力计测点布设示意图
(9)中间柱轴力测点埋设方法。在中间柱钢管内侧,选取一断面,沿着管壁一周均布4个应变计,分别用4根细导管将导线引至端头,并做好端头处理。
(10)静力水准沉降测点埋设方法。静力水准沉降测点主要用于基坑附近临近既有地铁结构和重要建筑物的沉降观测,静力水准仪应安设在建筑物基础、结构侧墙、梁、柱或既有线道床上。静力水准沉降测点布设、管路安装的具体步骤如下:
1)按要求在测点处安设支架,并在支架上布设3个均布的螺杆。
2)检查各测墩顶面水平及高程是否符合设计要求。
3)检查支架上预先安装的钢板及3根安装仪器螺杆是否符合设计要求。
5)将仪器主体安装在支架钢板上,用水准器在主体顶盖表面垂直交替放置,调节螺杆螺丝使仪器表面水平及高程满足要求。
6)将仪器及连通管系统连接好,从仪器末端徐徐注入特种溶液,排除管中所有气泡,连通管需有槽架保护。
7)将浮子放于主体容器内。
(11)主体结构测点。主体结构测点主要包括层板下沉、层板内力、结构侧墙及立柱水平收敛等。具体埋设方法如下:层板下沉测点布设时用水泥钉或射钉打入层板内即可,也可以直接在层板上喷漆做点;收敛测点埋设时,分别在钢管柱外侧用带钩的抱箍将测点固定在立柱或结构上,注意调整好两点的水平高度。层板内力测点在埋设时分别在层板钢筋绑扎时上下各选取一根主筋,采用搭接焊或螺纹套筒形式将钢筋计固定在主筋上,埋设方法和墙体内力测点埋设相似;混凝土应变测试可采用混凝土应变计,直接将其埋入混凝土中待测位置,并将测线引出、编号和保护。
(12)建(构)筑物沉降测点。工程影响范围内的重要建(构)筑物应布设沉降监测点,测点的布设必须根据建筑物的位置、基础形式、结构特点、荷载分布等因素综合确定。应在建筑物的四角、基础、立柱等重要部位布置测点。
对于混凝土或砖混结构建(构)筑物测点埋设时,先在建筑物的基础或墙上钻孔,然后将“L”形钢筋预埋件放入,孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实;对于钢结构形式的建(构)筑物,无法在上面钻孔埋设,可采用焊接的形式,使测点和结构连成整体。测点基本布设在被测建筑物的角点上,测点的埋设高度应方便观测。同时测点应采取保护措施,作好明显标志,并进行编号,避免在施工和使用期间受到破坏。每幢建筑物上一般至少应在4个角布设4个观测点,特别重要的建筑物应布置8个或更多测点。
建筑物倾斜测点采用8cm×8cm的反射膜片,埋设时将基面处理干净,将膜片牢固贴在基面上。测点埋设在建(构)物主体竖轴线的顶部及底部相对应位置。测点与基准点之间应通视良好,旁边无遮挡物和反光物,建筑物倾斜观测点现场安设示意图如图20-8所示。
图20-8 建筑物倾斜观测点安设示意图
(13)地下管线测点。地下管线观测可根据现场环境以及管线的重要性,选择不同的埋设方式。对于周边环境空旷,可将管线挖出或管线进行改移的情况,可采取抱箍法埋设;对于管线埋置较浅或观察范围内有管线检查井的情况,可采取直接法埋设;对于无法采取抱箍法和直接法观测的管线,可以采取模拟法埋设测点。
1)抱箍法。在准确探明管线埋深的情况下,先在管线位置上方钻50~80cm深的孔,结合管线的改移,用抱箍将管线抱住,并将包箍和测杆紧密连接,测杆沿钻孔伸向路面,在路面处加盖保护,以保证道路交通和人员正常通行,并防止钻孔中进入水和杂物。抱箍法主要用于十分重要的管道,如煤气管、压力水管等。
2)直接法。观测范围内有检查井的管线,直接打开检查井,将监测点布设到管线上或者管线承载体上,利用凸出部位涂上红漆或粘贴金属物(如螺帽等)作为测点。
3)模拟法。对于地下管线排列密集且管底高程相差不大,或因各种因素无法开挖的情况,可采用模拟法测点。即在管线周围的地面上钻孔,直径不应小于100mm,孔深至管底高程附近,取出浮土后用砂铺平孔底,先放入一块不小于φ50mm的钢板,然后放入φ20mm的一根钢筋作为测杆,周围用细砂填实。
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