李 菁, 周 英 婷
(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610072)
滑動式測斜儀監(jiān)測成果的分析與探討
李 菁, 周 英 婷
(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610072)
滑動式測斜儀是監(jiān)測物體深部水平變形的有效手段之一,但受到儀器自身原因、測斜管安裝原因、被測體物質(zhì)組成原因等使得監(jiān)測成果并不直觀,給資料分析工作帶來困難、甚至出現(xiàn)誤判。列舉了滑動式測斜儀監(jiān)測成果的6種基本表現(xiàn)形式,結(jié)合深部變形監(jiān)測成果,對各種表現(xiàn)形式所反映的物理意義及產(chǎn)生原因逐一進(jìn)行了說明。
滑動式測斜儀;安全監(jiān)測;成果分析;變形
高邊坡、滑坡變形監(jiān)測中,鉆孔采用滑動式測斜儀監(jiān)測為最常見的手段之一?;瑒邮綔y斜儀是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間的夾角變化量來監(jiān)測工程邊坡及建筑物側(cè)向位移的高精度儀器,可以確定天然和人工開挖邊坡滑動剪切面的位置和位移方向。
測斜管有鉛直、水平、傾斜三種埋設(shè)方式,每一種方式都可以采用鉆孔埋設(shè)和填筑埋設(shè)兩種方式,其要點基本相同,安裝方法大致如下。
(1)選擇安裝地點時,應(yīng)考慮地面地形和地下不同深度可能發(fā)生的位移度。測斜管應(yīng)安裝在足以容納測斜管及填筑料的穩(wěn)定鉆孔中深達(dá)無水平位移處。
(2)接長測斜管可以一次完成,或事先接成幾段,也可在孔口逐節(jié)接成所需的長度,接長時應(yīng)注意導(dǎo)向槽的對正,不允許偏扭。
(3)將接裝好的測斜管對正施測方向,慢慢沉入孔底。沉放過程中,導(dǎo)向槽要保持準(zhǔn)、直并盡可能接近最后的對準(zhǔn)位置。
(4)根據(jù)測斜管周圍的土壤、巖土、地下水情況和鉆孔與測斜管外壁之間的空間選擇回填材料,如砂、礫石;基巖與測斜管之間可用水泥砂漿回填;在粗粒料中可用粗砂灌水回填;粘土防滲墻或細(xì)粒料中可用膨潤土球回填。
(5)測斜管安裝過程中,隨時用測斜儀模擬探頭進(jìn)行檢驗。
滑動測斜儀的主要計算原理為:帶有導(dǎo)向滑動輪的測斜儀在測斜管中逐段測出產(chǎn)生位移后管軸線與鉛垂線的夾角,分段求出水位位移,累加得出總位移量及沿管軸線整個孔深位移的變化情況。
鉆孔測斜儀取得的監(jiān)測數(shù)據(jù)非常豐富,對一個100 m深的孔和0.5 m長的探頭而言,每觀測一次,要記錄約800個觀測數(shù)據(jù),最終可以整理出大量的位移-時間過程曲線。實際工作中,滑動式測斜儀位移-時間過程曲線主要分為以下6種基本成果圖形(圖1~6,圖中橫坐標(biāo)單位為mm,縱坐標(biāo)單位為m)。
筆者基于以上6種基本成果圖形,對其產(chǎn)生原因及所反映出的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。
圖1為某工程邊坡測斜管,孔深42 m。自首次觀測起,位移隨時間變化不明顯, 波動幅度較小,孔口以下未見深部變形,因此,可以判斷該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。
圖2為某料場邊坡測斜管,孔深57 m。自首次觀測起,孔口以下34 m處出現(xiàn)較大位移且位移量持續(xù)呈增加趨勢,但孔口處位移量隨時間的變形趨勢不明顯,分析此處為沉降引起的測斜管彎曲,由于坡體沉降或柔性回填引起回填料沉降而帶動測斜管彎曲變形。
圖3為某明渠導(dǎo)墻測斜管,孔深31 m。該測斜管由于安裝時孔口以下11 m處測斜管未與接頭靠死,留有空隙,每次觀測時探頭正好放入空隙處,因此過程線反映在相同高度會出現(xiàn)大小基本一致的偏移量。此類過程線在資料整編時需重取初始值,用以消除由于安裝問題導(dǎo)致的誤差。
圖1 測斜管穩(wěn)定狀態(tài)典型過程線圖
圖2 測斜管彎曲變形典型過程線圖
圖3 安裝誤差典型過程線圖
圖4 零漂誤差典型過程線圖
圖4為某工程邊坡測斜管,孔深52 m。該測斜儀探頭零漂誤差較大,超過一般允許誤差(30 m/±5 mm)。位移-時間過程曲線顯示該測斜孔最大位移發(fā)生在孔口位置,約為59 mm,孔口以下未見明顯滑面。
圖5為某工程邊坡測斜管,孔深80 m,主要變形范圍出現(xiàn)在孔口以下10 m~孔口段,最大位移發(fā)生在孔口部位,結(jié)合地質(zhì)情況判斷該部位屬于覆蓋層與基巖面交界部位的淺層滑動。
圖6為某料場邊坡測斜管, 孔深32 m。2014年5月17日開始觀測,位移-時間過程曲線顯示坡體內(nèi)部出現(xiàn)滑動現(xiàn)象,順坡向位移明顯變大,地表以下24 m深處出現(xiàn)約1.5 m滑動帶, 2014年6月28日出現(xiàn)明顯變形加速跡象,最大滑動位移約72 mm,此后測斜管被剪斷,觀測終止。同時期外部變形觀測可印證當(dāng)時坡體出現(xiàn)較大變形。
圖5 測斜管淺層滑動典型過程線圖
圖6 測斜管深部位移典型過程線圖
筆者建議:在采用深部位移曲線判別邊(滑)坡體穩(wěn)定性時,一定要綜合考慮地質(zhì)、水文等各種因素影響,結(jié)合其它檢查成果(如外部變形觀測、巡視檢查等)進(jìn)行綜合分析評判,避免依據(jù)偶然現(xiàn)象而做出錯誤判斷,在比較充分地掌握了邊(滑)坡體各種綜合信息的基礎(chǔ)上,根據(jù)成果對其進(jìn)行判斷才是可靠的。
(責(zé)任編輯:李燕輝)
2016-12-24
TV7;TV522
B
1001-2184(2017)01-0043-03
李 菁(1984-),女,四川成都人,工程師,學(xué)士,從事水利水電工程安全監(jiān)測設(shè)計及資料分析工作;
周英婷(1990-),女,四川彭州人,助理工程師,從事水電工程安全監(jiān)測資料分析工作.