软基沉降监测仪器使用说明及施工方法.docx
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软基沉降监测仪器使用说明及施工方法
软基沉降监测仪器使用说明及施工方法
1、分层沉降仪
一、概述
分层沉降仪是一种地基原位测试仪器。
它适用于测量地基、尾矿坝、基坑、堤防等底下各分层沉降量。
根据测试数据的变化，可计算出沉降趋势，分析其稳定性，监控施工过程等。
二、主要工作原理及特点
分层沉降仪所用传感器是根据电磁感应原理设计，将磁感应沉降环预先通过钻孔方式埋入地下待测的各点位，当传感器通过磁感应环时，产生电磁感应信号送至地面仪表显示，同时发出声光警报。
读取孔口标记点上对应钢尺的刻度数值，即为沉降环的深度。
每次测量值与前次测值相减即为该测点的沉降量。
探头结构牢固，密封性好。
钢尺电缆一体化，整机为便携式，重量轻，采用直流电源供电，适合各种野外环境。
三主要技术指标
（1）测量精度：
±1mm；
（2）测量深度：
30m,50m;
（3）探头尺寸：
长20cm，直径¢35mm;
（4）工作电压：
直流+12V；
四沉降环的安装及操作
1、钻¢90mm的孔，将沉降管按设计深度埋入孔中，用内径大于沉降管的塑料管将沉降环分别压入孔内待测各点深度位置，回填中砂加水密实（见图一）
图一
2测量方法：
a孔口标高法。
在孔口作一标记，每次测试都应该以该标记为基准点，孔口标高由测量仪器测量（此法常用）。
b孔底标高法。
以孔底为基准点（条件是，沉降管应落在地下相对稳定点），从下往上逐点测试。
3、地面仪表操作方法
（1）测试前，打开仪器电源开关，用一沉降环套住探头移动，当沉降环遇到探头的感应点时，发出声光报警，同时仪表有指示，说明仪器工作正常。
（2）以孔口（或孔底）为标高，顺孔放入探头，当探头敏感中心与沉降环相交时，仪器发出“嘟”的响声，并伴有灯光指示，电表指示值同时变大。
此时钢尺在参照点上的指示值即是沉降环所在深度值。
比较每次的测试值（即差值），可得出不同深度的沉降量。
（3）测试结束后，关断电源，将钢尺擦净，以备再用。
（4）当报警声很小或无声时，表明电基本耗尽，应及时更换电池。
换电池时应注意正负极性不要相碰，以免损坏电池。
五资料整理
每个点埋入后，应测出稳定的初始值，一般测2-3次，取得稳定的初值。
以后每次测试值与初值之差即为该点的沉降值△h。
根据△h=h测-h初
根据△h值与时间t值，可绘出沉降量随时间的变化曲线.
关于沉降管安装的补充说明
1、根据成孔孔深，备好规格合适、总长足够的塑料管，在各段子外部按照预定测点深度的位置装上感应金属环，最底端的管口必须做封堵处理，以防泥砂堵塞。
2、每段管子逐根放入孔内后，应在地表管口上施加压力，使孔底部的管头插入土层中，再向孔壁与外壁之间的空隙中填入中细砂，以利于感应环更好地随着土层垂向变化而上下移动。
3、管子全部到位后，应在上部管口做耐久的标记，以此作为测试时的参照点。
测量出的每个感应环的初始深度位置，即为以后测试初始参考值。
4、为了防止沉降管内进水，所有接头部位及上下底盖都必须严格密封。
具体方法是：
将接头上好后，先用四颗小螺丝固定接头，然后用“四氢呋喃”（一种化学试剂，呈液体状态）与PVC颗粒原料调成混合物，将其沿接头部位慢慢渗入，待其稍干后，再用“四氢呋喃”沿接头部位用毛笔慢慢点一部分，使接头与管子完全溶在一起（“四氢呋喃”不要用太多，因为“四氢呋喃”可与PVC管完全溶解）。
5、孔口要作较好的保护，外部应再套一个比PVC管粗一点的铁管，上加盖子，铁管下面用砖砌成墩子。
6、沉降管口用锯子锯出一个小标记，每次测量时都以该标记作为标准。
7、当更换了测尺后，应准确量出两个测尺的初值差值，以便用新尺后，加上或减去差值，保证与原尺读数一致。
8、沉降仪读数完后，应立即关断电源，以利节电。
9、建议使用表指针，其余灯指示与声响指示关掉，电池便可使用较长时间。
10、测试完毕，沉降尺一定要用软布擦干净，慢慢收回放入仪器箱中。
注意探头与测尺接头部位不要弯曲过大，以免折断钢尺。
2、土压计
1、概述
土压力计广泛适用于长期测量土石坝、防波堤、护岸、码头岸壁、高层建筑、管道基础、桥墩、挡土墙、隧道、地铁、机场、公路、铁路、防渗墙结构等建筑基础所受土体的压应力，是了解土体对土中构筑物压应力变化量的有效监测设备。
并可同步测量埋设点的温度。
也可选择热敏电阻作为测温元件。
2、主要技术指标
规格
1
2
4
6
8
10
16
25
40
60
测量范围（MPa）
0～0.1
0～0.2
0～0.4
0～0.6
0～0.8
0～1.0
0～1.6
0～2.5
0～4.0
0～6.0
分辩力（%F·S）
≤0.08
≤0.05
温度测量范围（℃）
-25～+60
温度测量精度（℃）
0.5
3、验收与保管
3.1用户开箱验收仪器，应先检查仪器数量与装箱清单是否相符，如有不符者，请与我厂联系。
3.2对于箱内仪器，先用250V兆欧表及XP02型频率读数仪检查常温绝缘电阻与频率初值，若绝缘电阻低于50MΏ或频率初值变化异常时，请与我厂联系。
3.3开箱后的仪器应放在湿度小于80%的房间内保存，室内不能含有腐蚀性气体，存放环境必须干燥、通风。
搬运时应小心轻放。
4、埋设与安装
4.1土压力计埋设于土压力变化的部位即压力曲线变化处，用于监测界面土压力。
土压力计水平埋设间距原则上为盒体间距的3倍以上（≥0.6m），垂直间距与水平间距同，土压力计的受压面须面对欲测量的土体；埋设时，承受土压力计的土面须严格整平，回填的土料应与周围土料相同（去除石料）小心用人工分层夯实，土压力计及电缆上压实的填土超过1m以上，方可用重型辗压机施工。
4.2土压力计的钻孔分层埋设方法为：
根据所需测量孔的直径和深度先做一个三角形导向架，然后根据土压力计的各埋设点把土压力计用铅丝固定在系导向架上，导线沿着导向架引出地面回填的土料与周围土料相同（去除石料）小心用人工灌实，保护好线头，注意防水即可。
5、测量及计算
5.1土压力计的测量用振弦频率读数仪完成。
测量方法请参照相应读数仪的使用说明书。
测量完成后，记录传感器的频率值、温度值、仪器编号、设计编号和测量时间。
5.2土压力的计算公式：
P=K（fi2-f02）
式中：
P—被测土压力计所受的力（MPa）;
K—土压力计的灵敏度系数（MPa/Hz2）;
f0—土压力计的初始频率值；
fi—土压力计工作频率值；
6、注意事项
6.1本仪器应在额定测量范围内工作。
6.2根据现场需要接长电缆时，应注意接头处的防水密封要可靠。
6.3仪器未使用放置12个月以上时，使用前应重新进行标定。
3、测斜仪/管
在岩土工程领域，测斜仪主要用于测量土体运动，诸如：
可能产生在不稳固边坡（滑坡）或挖方过程中周围的侧向运动等。
也可用来监测堤坝、芯墙的稳定性，打桩或钻孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下储罐中土体的沉陷等。
所在这些场合，通常要安装一根测斜管，将其安装在地下的钻孔内或将管浇筑在混凝土的结构中，也可将管埋在筑堤之中。
该测斜管有四个槽口，用于固定便携式测斜仪探头的滑轮。
探头连在和读数仪相连的电缆的一端，用于观测与测斜相关联的竖直（或水平）倾斜量，并以这种方式测量由土体运动所引起的任何倾斜量的变化。
为了获得安装测斜管的土体周围一个全面的观测报告，必须沿测斜管进行一系列倾斜测量。
常规的测斜探头有两组滑轮，距离相隔0.5米，测试前，先把测管标明方向，测杆标明A+、A-，使计算数据一致。
将探头放到测斜管底部并开始读数。
探头每提升0.5米进行读数，直到到达测斜管的顶部，这组读数被称为A+读数（正测）。
把探头从套管中取出，旋转180°重新放入测斜管中，方法同上，又可得到另一组数据A-读数（反侧）。
数据处理时，将上述两组读数（A+、A-）相结合（将一组数据减去另一组数据）以此来消除倾角传感器零飘的影响。
测斜仪探头在竖直位置时读数产生零飘偏差，理想的偏差应是零，而实际上在使用探头时，由于传感器的偏差、滑轮的磨损或者因下落以及和测斜管底部相碰太厉害对传感器的冲击所导致有一零飘值。
下次的测斜管观测数据，当与原始的观测数据了解相比较时，就可知测斜管的倾斜量变化和这些变化所引起的位置变化。
倾斜量变化分析的最好方式是通过计算上部滑轮相对于下部滑轮组所产生的倾角（θ）与观测读数间距（L）的水平偏移。
在测斜各位置处两组读数（A+、A-）相减就可以得出Sinθ，把这个值乘以读数间距（L）和相应的系数，就得到一个以工程单位（DGK测斜仪器上显示为mm）输出的水平偏移。
在数据处理的同时，应进行数据可靠性的分析，通常的分析方法是“查和”，即将两组读数（A+、A-）相加，相加后的由倾斜引起的那部分读数被抵消，只留下一个等于测斜仪传感器零偏移两倍的一个值，在新北软件中表示为“差值”项，当查和值或软件中“差值”项为常量时，说明测量的数据有较高的可靠性，反之，如果差值出现软大的变动或突变，说明测量数据存在问题，这时应首先检查测量过程中下列几个情况：
1、跳过或重复读取下一个读数；
2、读数之间，没有使测斜仪静置足够的时间；
3、探头、电缆或读数装置故障。
这也许是由于震动、受潮、电池缺电、探头或电缆的开路或短路造成的。
4、不小心地安放滑轮使得探头滑轮组一次观测与另一次观测不在同一位置。
5、将滑轮正好放置在测斜管接头处，以致读数不稳定或出错。
4、孔隙水压力计
孔隙水压力计是一种感受压力并将其压力转换为与压力成一定关系的频率信号输出的装置。
其典型结构由压力感应膜、振弦、电磁激振与信号拾取装置、密封外壳和屏蔽电缆等组成。
一、验收与保管：
1.用户开箱验收仪器，检查仪器数量与装箱清单是否相符。
2.对于箱内仪器，先用100V兆欧表及万用表分别检查常温绝缘电阻，若绝缘低于50MΩ或总电阻值变化异常，请及时联系厂家。
3.全面检查方法参照有关企业或国家标准进行。
4.仪器应存放在通风干燥的地方，套好电缆套。
搬运时小心轻放，避免剧烈碰撞。
5.用频率读数仪对孔隙水压力计检测，以判断水压力计完好。
二、埋设与安装：
（1）孔隙水压计安装前检验：
首先，仔细阅读孔隙水压计与测试仪说明书，了解孔隙水压计具体参数，熟悉频率读数仪使用操作；再将孔隙水压计与测试仪连接，按测试仪“开/关”键开机进行测量，检测孔隙水压计是否工作正常；检查安装杆、安装杆等径接头、安装套筒是否齐全。
检查传感器数量及导线长度是否正确，以确定传感器在运输过程中是否损坏。
（2）安装时间确定：
一般原地面上部填筑垫层300mm以上，清理好场地后，选择无雨、雪天气进行钻孔预埋安装。
（3）布点：
根据设计方案进行测量，确定好孔隙水压计安装孔位。
每孔间隔埋设2-3个孔隙水压计。
每个观测断面孔隙水压计一般需分4-5个钻孔埋设。
（4）成孔：
在预埋位置要求钻孔，孔径大小以>∮80为宜，钻孔偏差应小于1.5%。
并无塌孔、缩孔现象存在，软土层应以泥浆护壁，钻孔至拟埋底部孔隙水压计拟埋标高以上0.2-0.3米的深度。
若有塌孔或缩孔较快现象，必须先下套管再进行钻孔。
套管深度应大于缩孔或塌孔部位深度。
（5）安装前辅助工作：
准备好晒干的粘土球，以便安装孔隙水压计后用以填充钻孔,根据孔隙水压计埋设深度，准备好安装孔隙水压计时所需的安装杆、安装杆等径接头、安装套筒、定位销（与销孔直径相符的保险丝）、∮50PVC钢丝软管、适当导线长度的孔隙水压计、一桶清水。
把将要埋设的孔隙水压计浸泡入清水中。
现场预装，熟练安装过程，用卷尺对安装杆进行测量，确定安装杆数量，其总长应大于孔隙水压计拟埋深度0.5米。
（6）安装：
先把将要装入钻孔底部的孔隙水压计从清水中提出，进行调零。
并作好记录，存档。
A：
将孔隙水压计连接好测试仪进行测量，
B：
调零，手工记录好孔隙水压计编号、零点时温度。
C：
用测试仪对整个安装过程进行监测。
在整个安装过程中，孔隙水压计埋设深度由安装杆长度准确控制。
首先将孔隙水压计装上安装套筒，装好定位销、连接安装杆，将孔隙水压计下放到钻孔中，待安装杆杆顶离孔口高约200mm时停住，用等径接头加长安装杆，再继续下放，直至孔隙水压计安装到孔底，用人工或钻机缓慢加压安装杆顶部，将孔隙水压计压至埋设深度，此时定位销脱落，再将安装杆退出钻孔。
（注意：
在孔隙水压计安装过程中，安装杆绝不允许转动，因为安装杆转动容易使孔隙水压计测试导线绕在安装杆上，在退出安装杆时，可能会将孔隙水压计随安装杆带出钻孔，或拔断孔隙水压计主体与导线部位的连接。
导致埋设失败而损坏孔隙水压计。
）
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