基坑测斜技术消除施工隐患的应用分析

刘英学

【摘要】基坑测斜监测可以量测挡土墙板、排桩变形后的形状；计算不同深度土体（桩体）位移，监测是否有土体失稳的预兆及现象；受地下土体性质、荷载条件、施工工艺等诸多因素影响，极易造成基坑塌方及周边建筑物的变形，造成安全隐患。

【关键词】测斜仪；导轮距；破坏；位移

Application Analysis pit inclinometer technology to eliminate hidden dangers of construction

Liu Ying-xue

（Daming County Xin River Construction Co.， Ltd Daming Hebei 056900）

【Abstract】Pit inclinometer monitor can measure the retaining wall panels， shaped row of piles after deformation； calculated at different depths of soil （pile） displacement， to monitor whether there is a harbinger of soil instability and phenomena； by underground soil properties， load conditions， construction techniques， and many other factors， can easily cause deformation pit and surrounding buildings collapse， causing a safety hazard.

【Key words】Inclinometer；Guide track；Destruction；Displacement

1. 工作原理

（1）图1为测斜仪量测的原理图，图中探头下滑动轮作用点相对于上滑动轮作用点的水平偏差可以通过仪器测得的倾角φ计算得到，计算公式为：△Xi=Lisin△φi， （1）式中，△Xi为第i量测段的相对水平偏差增量值；Li为第i量测段的垂直长度；△φi为第i量测段的相对倾角增量值。

（2）将每段间隔Li取为常数，则水平偏差总量与水平位移x仅为△φi的函数，同时计入管端水平位移量值X0，可得：X=X0+∑Lsin△φi

2. 正反向的确定

当测斜仪按图2a所示方向旋转时，向基坑内倾斜读数为负.向坑外倾斜读数为正；按图2b方向测读时，向内倾为正，向外倾为负。这样就可以定义前者为正向，后者为负向。众所周知，基坑周边的土体一般是向坑内位移，则对于内倾导管其各分段位移累加（正值）不断增大；而对外倾导管，各段位移累加（负值）也不断增大，故两种隋况下的位移都是正的。

3. 测距的选取

（1）工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DGPTJ08-2001-2006）第61617条对测斜测试说明如下：测斜仪探头应沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温10～15min后，自下而上以0.5m或1m为间隔，逐段测出需要量测方向上的位移。上海规范明确说明探头拉伸速度的均匀性及环境温度对测试结果的影响，为了减小人为及环境对测试精度的影响，但对测距的说明较为模糊，未与导轮距统一。高俊合等在对应变式测斜仪研究的基础上提出：测点距应为测斜仪的导轮距，并分析出，当导管单向倾斜，且各段斜率变化较连续时，这时产生的误差不会太大；否则，精度较低，甚至很不合理。

（2）图3是假设测斜管长24m，底部固定不动，测斜仪导轮距0.5m。以底部作为测试计算点，分别采用1倍导轮距与2倍导轮距对该孔进行测试。图3a所示导管两倍导轮距内斜率变化较大，甚至呈反向，0.5m与1.0m测试结果完全不同，已经不能用误差来理解；图3b所示导管两倍导轮距内斜率变化较连续，两种测试结果较为接近。

（4）为进一步验证上述的分析，笔者选用国内自主生产的精度较高的CX03-E型伺服式测斜仪，分别选用1倍导轮距（0.5m）与2倍导轮距（1.0m）对深度24m的测斜孔进行现场测试.测试结果见图4。

（5）图4中，极少测点的2倍导轮距与1倍导轮距的测试结果相近，大部分测点的测试结果偏差较大。其中管顶以下16.0-23.0m的测试结果及对比分析见表1。

（6）基坑拐角处围护结构受力较为复杂，此外，依据基坑时空效应理论，拐角处侧向变形并不是垂直指向基坑。根据图5所示，将基坑侧向变形分为两个区域，区域I一侧向变形垂直指向基坑；区域Ⅱ-侧向变形非垂直指向基坑。至于对区域Ⅱ的范围，这方向的研究尚不多见。

（7）区域I中测斜的各量测段水平位移值计算公式见式（3）。区域II中测斜的各量测段水平位移值的计算可根据力学合成求解。基坑各量测段的侧向变形可统一表达为：endprint

【摘要】基坑测斜监测可以量测挡土墙板、排桩变形后的形状；计算不同深度土体（桩体）位移，监测是否有土体失稳的预兆及现象；受地下土体性质、荷载条件、施工工艺等诸多因素影响，极易造成基坑塌方及周边建筑物的变形，造成安全隐患。

【关键词】测斜仪；导轮距；破坏；位移

Application Analysis pit inclinometer technology to eliminate hidden dangers of construction

Liu Ying-xue

（Daming County Xin River Construction Co.， Ltd Daming Hebei 056900）

【Abstract】Pit inclinometer monitor can measure the retaining wall panels， shaped row of piles after deformation； calculated at different depths of soil （pile） displacement， to monitor whether there is a harbinger of soil instability and phenomena； by underground soil properties， load conditions， construction techniques， and many other factors， can easily cause deformation pit and surrounding buildings collapse， causing a safety hazard.

【Key words】Inclinometer；Guide track；Destruction；Displacement

1. 工作原理

（1）图1为测斜仪量测的原理图，图中探头下滑动轮作用点相对于上滑动轮作用点的水平偏差可以通过仪器测得的倾角φ计算得到，计算公式为：△Xi=Lisin△φi， （1）式中，△Xi为第i量测段的相对水平偏差增量值；Li为第i量测段的垂直长度；△φi为第i量测段的相对倾角增量值。

（2）将每段间隔Li取为常数，则水平偏差总量与水平位移x仅为△φi的函数，同时计入管端水平位移量值X0，可得：X=X0+∑Lsin△φi

2. 正反向的确定

当测斜仪按图2a所示方向旋转时，向基坑内倾斜读数为负.向坑外倾斜读数为正；按图2b方向测读时，向内倾为正，向外倾为负。这样就可以定义前者为正向，后者为负向。众所周知，基坑周边的土体一般是向坑内位移，则对于内倾导管其各分段位移累加（正值）不断增大；而对外倾导管，各段位移累加（负值）也不断增大，故两种隋况下的位移都是正的。

3. 测距的选取

（1）工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DGPTJ08-2001-2006）第61617条对测斜测试说明如下：测斜仪探头应沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温10～15min后，自下而上以0.5m或1m为间隔，逐段测出需要量测方向上的位移。上海规范明确说明探头拉伸速度的均匀性及环境温度对测试结果的影响，为了减小人为及环境对测试精度的影响，但对测距的说明较为模糊，未与导轮距统一。高俊合等在对应变式测斜仪研究的基础上提出：测点距应为测斜仪的导轮距，并分析出，当导管单向倾斜，且各段斜率变化较连续时，这时产生的误差不会太大；否则，精度较低，甚至很不合理。

（2）图3是假设测斜管长24m，底部固定不动，测斜仪导轮距0.5m。以底部作为测试计算点，分别采用1倍导轮距与2倍导轮距对该孔进行测试。图3a所示导管两倍导轮距内斜率变化较大，甚至呈反向，0.5m与1.0m测试结果完全不同，已经不能用误差来理解；图3b所示导管两倍导轮距内斜率变化较连续，两种测试结果较为接近。

（4）为进一步验证上述的分析，笔者选用国内自主生产的精度较高的CX03-E型伺服式测斜仪，分别选用1倍导轮距（0.5m）与2倍导轮距（1.0m）对深度24m的测斜孔进行现场测试.测试结果见图4。

（5）图4中，极少测点的2倍导轮距与1倍导轮距的测试结果相近，大部分测点的测试结果偏差较大。其中管顶以下16.0-23.0m的测试结果及对比分析见表1。

（6）基坑拐角处围护结构受力较为复杂，此外，依据基坑时空效应理论，拐角处侧向变形并不是垂直指向基坑。根据图5所示，将基坑侧向变形分为两个区域，区域I一侧向变形垂直指向基坑；区域Ⅱ-侧向变形非垂直指向基坑。至于对区域Ⅱ的范围，这方向的研究尚不多见。

（7）区域I中测斜的各量测段水平位移值计算公式见式（3）。区域II中测斜的各量测段水平位移值的计算可根据力学合成求解。基坑各量测段的侧向变形可统一表达为：endprint

【摘要】基坑测斜监测可以量测挡土墙板、排桩变形后的形状；计算不同深度土体（桩体）位移，监测是否有土体失稳的预兆及现象；受地下土体性质、荷载条件、施工工艺等诸多因素影响，极易造成基坑塌方及周边建筑物的变形，造成安全隐患。

【关键词】测斜仪；导轮距；破坏；位移

Application Analysis pit inclinometer technology to eliminate hidden dangers of construction

Liu Ying-xue

（Daming County Xin River Construction Co.， Ltd Daming Hebei 056900）

【Abstract】Pit inclinometer monitor can measure the retaining wall panels， shaped row of piles after deformation； calculated at different depths of soil （pile） displacement， to monitor whether there is a harbinger of soil instability and phenomena； by underground soil properties， load conditions， construction techniques， and many other factors， can easily cause deformation pit and surrounding buildings collapse， causing a safety hazard.

【Key words】Inclinometer；Guide track；Destruction；Displacement

1. 工作原理

（1）图1为测斜仪量测的原理图，图中探头下滑动轮作用点相对于上滑动轮作用点的水平偏差可以通过仪器测得的倾角φ计算得到，计算公式为：△Xi=Lisin△φi， （1）式中，△Xi为第i量测段的相对水平偏差增量值；Li为第i量测段的垂直长度；△φi为第i量测段的相对倾角增量值。

（2）将每段间隔Li取为常数，则水平偏差总量与水平位移x仅为△φi的函数，同时计入管端水平位移量值X0，可得：X=X0+∑Lsin△φi

2. 正反向的确定

当测斜仪按图2a所示方向旋转时，向基坑内倾斜读数为负.向坑外倾斜读数为正；按图2b方向测读时，向内倾为正，向外倾为负。这样就可以定义前者为正向，后者为负向。众所周知，基坑周边的土体一般是向坑内位移，则对于内倾导管其各分段位移累加（正值）不断增大；而对外倾导管，各段位移累加（负值）也不断增大，故两种隋况下的位移都是正的。

3. 测距的选取

（1）工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DGPTJ08-2001-2006）第61617条对测斜测试说明如下：测斜仪探头应沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温10～15min后，自下而上以0.5m或1m为间隔，逐段测出需要量测方向上的位移。上海规范明确说明探头拉伸速度的均匀性及环境温度对测试结果的影响，为了减小人为及环境对测试精度的影响，但对测距的说明较为模糊，未与导轮距统一。高俊合等在对应变式测斜仪研究的基础上提出：测点距应为测斜仪的导轮距，并分析出，当导管单向倾斜，且各段斜率变化较连续时，这时产生的误差不会太大；否则，精度较低，甚至很不合理。

（2）图3是假设测斜管长24m，底部固定不动，测斜仪导轮距0.5m。以底部作为测试计算点，分别采用1倍导轮距与2倍导轮距对该孔进行测试。图3a所示导管两倍导轮距内斜率变化较大，甚至呈反向，0.5m与1.0m测试结果完全不同，已经不能用误差来理解；图3b所示导管两倍导轮距内斜率变化较连续，两种测试结果较为接近。

（4）为进一步验证上述的分析，笔者选用国内自主生产的精度较高的CX03-E型伺服式测斜仪，分别选用1倍导轮距（0.5m）与2倍导轮距（1.0m）对深度24m的测斜孔进行现场测试.测试结果见图4。

（5）图4中，极少测点的2倍导轮距与1倍导轮距的测试结果相近，大部分测点的测试结果偏差较大。其中管顶以下16.0-23.0m的测试结果及对比分析见表1。

（6）基坑拐角处围护结构受力较为复杂，此外，依据基坑时空效应理论，拐角处侧向变形并不是垂直指向基坑。根据图5所示，将基坑侧向变形分为两个区域，区域I一侧向变形垂直指向基坑；区域Ⅱ-侧向变形非垂直指向基坑。至于对区域Ⅱ的范围，这方向的研究尚不多见。

（7）区域I中测斜的各量测段水平位移值计算公式见式（3）。区域II中测斜的各量测段水平位移值的计算可根据力学合成求解。基坑各量测段的侧向变形可统一表达为：endprint