土木工程监测（精选11篇）
土木工程监测 篇1
土木工程是我国重点发展的重工业之一, 国家的建设和实力的彰显在很大程度上都依赖于土木工程行业的发展。我国在土木工程行业的起步是比较早的, 但是发展的速度相对来说是比较慢一些的。而且在土木工程发展的过程中也是存在着一系列的问题的。对土木工程结构健康进行监测, 是现阶段一项新发展的技术。本文将会介绍这一工作的现状及其发展。
1研究土木工程结构健康监测工作的意义
许多人并不是很了解为什么要开展土木工程结构健康监测工作, 开展土木工程结构健康监测究竟有什么意义。其实这项工作的开展并不是毫无意义的, 它的意义主要体现在以下几个方面:首先, 土木工程结构健康监测工作的开展有利于更好的确保土木工程的质量。质量是一个永恒的话题。也是所有的建筑共同追求的一个目标。如果建筑的质量得不到保证, 那么其它的一切努力都是没有用的。因此, 土木工程结构健康监测工作的开展可以更好的确保土木工程的质量;其次, 开展土木工程结构健康监测工作是我国相关法律的要求。随着我国经济的不断发展与法律法不断完善。我国越来越重视土木工程结构健康这一项内容。开展土木工程结构健康监测工作, 也是响应国家的法律政策;此外, 开展土木工程结构健康监测有利于我国更好更快的发展。国家综合实力的提升需要从各个方面进行入手, 土木工程结构健康监测就是其中的一方面。更好的开展土木工程结构健康监测工作, 可以间接的促进我国综合实力的提升。
2现阶段我国土木工程结构健康监测存在的问题
2.1缺乏统一的土木工程结构健康监测标准
不得不承认在开展土木工程结构健康监测工作的过程中, 还是存在着一系列的问题的, 这些问题或大或小都制约着土木工程结构健康监测工作的开展, 缺乏统一的监测标准就是需要面临的问题之一。监测标准是开展土木工程结构健康监测工作的准绳。如果没有这个准绳的制约, 相关的工作人员在进行监测的过程中, 按照自己的意愿进行监测的话, 那么就会暴露出许多的问题。然而, 虽然标准非常的重要。但是现阶段我国大多数的土木工程企业之间并没有达成统一的标准。
2.2相关的监测工作责任心偏低
在开展土木工程结构健康监测工作的过程中, 相关的监测人员工作责任心低也是需要面临的问题之一[1]。工作人员是开展土木工程结构健康监测工作的主体, 如果相关的工作人员责任心不足的话, 那么在开展工作的过程中将会面临许多的问题。使得相关工作开展的进度受到了一定的阻碍。简而言之, 工作人员责任心不强, 给土木工程结构健康监测工作的开展带来了很大的阻碍。
2.3缺乏相应的监督制度
人在工作的过程中是会存在一定的惰性心理的, 在这种心理的促使之下, 相关的工作人员工作的积极性就会偏低, 从而导致工作的进程受到一定的影响, 在开展土木工程结构健康监测工作的过程中, 缺乏相应的监督制度, 使得相关的工作人员在工作的过程中会出现偷懒的行为, 严重的制约了土木工程结构健康监测工作的开展。
3更好的开展土木工程结构健康监测工作的几点意见
3.1建立统一的监测标准
想要更好的开展土木工程结构健康监测工作, 就需要采取一定的措施解决这一过程中存在的问题, 建立统一的监测标准就是可以采取的措施之一。想要建立统一的监测标准并不是一年非常简单的事情, 具体可以参考以下几个方面[2]:首先, 相关的人员要对土木工程结构健康监测工作有一个具体的、系统的了解。知道开展监测工作的过程中需要监测的内容和注意事项, 并对这些内容进行初步的统一;接下来, 根据所总结的内容制定相关的标准。在制定标准的过程中, 需要遵循想要的法律制度, 要将总结的内容与法律制度进行系统的结合;此外, 标准是开展土木工程结构健康监测的准绳, 但是不同的土木工程结构健康监测工作由于所处的环境及其他外界因素的不同, 所以工作之间应该会存在一定的差异。因此, 标准的制定要具有变通性。并且也要举要详细性。
3.2提高工作人员的责任心
提高工作人员的责任心也是可以采取的有效措施之一。想要提高工作人员的责任心可以从以下几个方面入手:首先, 在雇佣土木工程结构健康监测人员的时候, 要加大对员工责任心方面的考核力度, 争取在雇佣的环节杜绝雇佣责任心不强的工作人员;在相关工作人员开展工作的过程中, 土木工程企业应该对工作人员进行必要的监督与检查工作。这样可以更加保障相关的工作人员可以更加专心、认真的工作;此外, 企业也应该定期的对员工进行相关的内容培训。不断的深化责任心的重要性。是员工潜移默化的受到影响。而且, 企业也可以定期的开展一些关于责任心方面内容的论坛、讲座。加大对这方面内容的宣传力度。
3.3建立一定的监督制度
建立一定的监督力度也是可以采取的有效措施之一。在开展土木工程结构健康监测工作的过程中, 工作的主体是人。人的思想是无法控制的, 这就需要对人进行一定的制约。这样才可以保证土木工程结构健康监测工作的公平、公正。此外, 建立一定的监督制度, 还可以保障相关的工作人员能够全心全意的开展相关工作。想要建立一定的监督制度, 可以从以下几个方面入手:首先, 对以往的工作进行分析与总结, 找出以往工作中存在的问题及漏洞。这步工作是制定监督制度的首要工作, 只有对以往的工作进行分析与总结, 才能够对土木工程结构健康监测工作的开展具有一定全面的掌握。可以说这项工作是接下来所以工作的基础;接着针对出现的问题与漏洞制定相关的监督制度。制度的确定主要是为了更好的开展工作, 因此, 在制定相关的监督制度的时候一定要结合出现的问题;此外, 在监督制度实施的过程中, 相关的人员也需要不断的对监督制度进行必要的修改与完善。这主要是随着时代的不断发展, 会出现一些不符合时代发展的制度。对这些内容要及时的修改与完善。
4我国土木工程结构健康监测的发展前景分析
我国土木工程结构健康监测工作的主要发展方向根据我国的基本国情主要有以下几方面:首先, 土木工程结构健康监测工作的信息化管理。随着信息时代的到来。我国的各行各业都在追求着信息化的管理, 不仅因为他的便捷, 更是因为他可以在很大的程度上减少人力、物力的使用, 最大限度的提高工作的效率。信息化管理也是我国土木工程结构健康监测工作的发展目标之一;其次, 多元化的发展目标也是土木工程结构健康监测工作的任务之一。在这个多元化的时代, 如果想在激烈的竞争中保有一席之地, 那么就是适应时代的发展, 开展多元化的土木工程结构健康监测工作。这样才可以使得土木工程结构健康监测工作不断的进步、跟上时代的脚步。此外, 更加规范化也是我国土木工程结构健康监测工作发展的一个重要目标。
结束语
以上内容就是本文对土木工程结构健康监测现状及发展的内容的分析。虽然现阶段我国土木工程结构健康监测工作还存在着一定的问题, 但是随着我国经济的发展与改革开放工作的不断推进, 我国在这方面的内容将会逐渐的走向成熟。希望相关的人士能够致力于这方面工作的研究, 从而促进我国土木工程行业的更好、更快发展。
摘要：近些年来, 随着我国经济的发展与国际地位的日益提高, 我国对各行各业都进行了一定的改进与发展, 土木工程是我国重点发展的项目之一, 这不仅仅与我国经济的发展有着直接的关系, 还可以从侧面展现出我国的综合实力的提升。本文将会介绍土木工程结构健康监测的现状及其发展, 希望大家有所了解。
关键词：土木工程,结构健康监测,土木工程发展
参考文献
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[2]余天庆, 陈开利, 彭苗.桥梁结构的损伤现代检测与评估[J].世界桥梁, 2014:52-55.
某工程段监测措施探讨 篇2
摘要:工程监控量测是科学施工的重要组成部分,确定和研究合理的监测措施对安全施工具有十分重要的意义。文章结合某实际工程的施工措施,探讨了其监测措施。
关键词:工程段;监测措施;探讨
中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0153-01
场地范围内自上而下地层有:人工填土层、淤泥质土层、泥质粉砂、淤泥质细砂、冲积-洪积细砂层、冲积-洪积中粗砂层、冲积-洪积土层、河湖相淤泥质土层、可塑状残积土层、硬塑状残积土层、基岩主要为石炭系灰岩或炭质泥岩、粉砂岩、全风化带、强风化带、中等风化带和微风化带。明挖基坑深度11.08～14.34m,基坑安全等级为二级,围护结构为采用800厚的地下连续墙,连续墙深度18.5～20.3m,嵌固深度7.19～8.25m,基坑深度范围内的地层主要为淤泥质粉细砂层、冲积-洪积粉细砂层、冲积-洪积中粗砂层;基底主要为淤泥质粉细砂层、冲积-洪积粉细砂层。支撑系统:第一道支撑采用600×800钢筋混凝土支撑,并与冠梁整浇,盾构始发井扩大段跨度较大,在钢筋砼中间设置立柱,第2～3道支撑采用φ600壁厚14的钢管支撑。对于腰梁,盾构始发井段的腰梁采用800×800钢筋混凝土腰梁,其后的明挖段采用2工45c的组合腰梁。
1监测重点难点
监测重点及难点:明挖段的南端与盾构隧道相连,北端与大坦沙站相接,在此区间段上穿越珠江,江面宽约153m,本区间为监测重点兼难点。穿越区域沿线有荔湾区印刷厂、珠江堤防建设工程、新风港商场及宿舍。
在盾构法隧道施工中,会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移,即使采用先进的土压平衡和泥水平衡式盾构,并辅以盾尾注浆技术,也难以完全防止地面沉降和位移。并且由于盾构隧道穿越地层的地质条件千变万化,岩土介质的物理力学性质也异常复杂,而工程地质勘察总是局部的和有限的,因而对地质条件和岩土介质的物理力学性质的认识总存在诸多不确定性和不完善性。因此通过施工阶段的监测,掌握由盾构施工引起的周围地层的移动规律,及时采取必要的技术措施改进施工工艺,对于控制周围地层位移量,确保邻近建筑物的安全是非常必要的。
2监测技术方案
背景测线布置:沿隧道轴线走向施测,施测当天最好避开大风大浪天气;施测区域为隧道轴线左右各2米的水域范围,测量时,监测船沿隧道轴线位置在施测区域内对江往返航行。为了相互检查测量数据的真实性,在垂直于隧道轴线方向,每隔50 m布置一条联络测线,联络测线长度为此测线与轴线的交点为中心左右各15 m共计30 m。
正式监测时,必须与盾构推进同步进行,监测范围为沿隧道轴线走向,在盾构切口前20 m至切口后30 m,共30 m长的轴线上方左右各2 m的水域,测深点间距为0.5 m。如遇联络通道情况,应在联络通道位置布设垂直于隧道轴线的联络测线,其他情况按50 m布置一条联络测线。对于盾构隧道来说,各监测项目在前方距盾构切口20 m,后方离盾尾30m的监测范围内,通常监测频率为1～2次/天;其中在盾构切口到达前一倍盾构直径时和盾尾通过后3天以内应加密监测,监测频率加密到2次/天,以确保盾构推进安全;盾尾通过3天后(约20～50m内),监测频率为1次/2天,监测范围以外每周一次。盾尾通过超过50 m后,监测频率为1次/周。
3监测管理及数据处理
监测小组与驻地监理、设计、业主及相关各方建立良性的互动关系,积极进行资料的交流和信息的反馈,优化设计,调整方案,保证工程顺利进行。在盾构始发前期间主要是布置测点、埋设仪器,并且在盾构推进前测取初始值。盾构监测数据处理程序基本为:测点布设、初始值的测定→施工时数据采集→数据处理、分析→预测发展趋势、提出处理措施。并需要在不同阶段作出对围岩、开挖面和周边建筑物的安全评估,对盾构推进参数的调整提出建议,最后提交整体监测报告。定期对要进行监测的项目进行测量,收集原始数据,这是工作量最大的一部分,原始数据直接影响到对基坑的安全稳定评估,要求准确有效。记录要清晰,测量完后要立即进行整理。施工监测过程中,在可行、可靠的原则下收集、整理各种资料,各监测项目的监测值不能超过管理基准值,其值具体由设计确定。除此之外,必须会同有关结构工程人员按照监测信息反馈程序,对各项监测资料进行科学计算,分析。
4结论及建议
实践证明,现场监控量测能够预报险情提供信息,为以后同类隧道设计与施工积累了第一手资料,还可以节省投资,达到科学设计和施工的目的。
参考文献:
[1] 程新文.测量与工程测量[M].武汉:中国地质大学出版社,
土木工程监测 篇3
土木结构健康监测是指利用传感器采集该土木结构的信号, 再对获得的信号进行分析, 得到该结构的特征参数, 进而判断该结构当前的损伤状态。监测系统包括测量传感器系统、数据采集系统、数据分析系统。
土木结构的损伤可定义为结构承载能力在使用期间的减少。损伤分为突然损伤和积累损伤, 突然损伤由严重的自然灾害或人为灾害引起, 而积累损伤一般是结构在经过长时期使用后缓慢累积的损伤, 损伤检测的五个层次:判断结构中是否有损伤存在;损伤定位;识别损伤类型;评估损伤的严重程度和评估结构的剩余寿命。土木工程的结构健康监测技术如果能完美地解决这五个层次的问题, 那么就可以防止灾难的发生, 保障人民群众的生命财产安全, 进而产生很大的经济效益。所以, 土木工程的结构健康监测技术有很大的应用前景。
结构健康监测是一门新兴的交叉学科, 该技术涉及到的内容十分广泛, 如传感器技术、信号处理技术、损伤诊断技术、计算机数据存储技术等。
2 土木结构健康监测技术在国内外的应用
1994年, 美国地球物理公司发明了SIR地质雷达仪, 适用公路路面检测, 20世纪90年代日本雷达仪器公司 (JRC) 研制开发了一系列混凝土内部雷达探测仪。
德国在柏林的莱特火车站大楼安装了健康监测系统。连接丹麦和瑞典的Oresund Bridge上安装了一套用于永久监测的连续监控系统, 监测结构的静力及动力荷载、风荷载、应变、加速度和周围环境的温度、湿度等。
在国内, 近几年结构健康监测系统的应用逐渐增多, 但由于健康监测系统集成技术复杂、成本昂贵, 我国的健康监测系统多应用于大跨桥梁。
虎门大桥位于珠江入海口, 是连接珠江三角洲东西两翼的交通枢纽工程。虎门大桥全长4 606 m, 主桥是跨径888 m的悬索桥, 主梁采用扁平闭口流线型截面钢箱梁。由于虎门大桥位于热带风暴多发地区, 所以对桥梁的安全问题需要特别考虑和重视。广东虎门大桥有限公司、清华大学土木工程系和广州大地兴科技仪器有限公司研究开发了虎门大桥健康监测系统。该系统主要包括虎门大桥三维位移GPS实时动态监测系统和虎门大桥应变监测数据处理系统。
在国内, 健康监测系统也用于海洋石油平台、杭州市文晖大桥、重庆大佛寺长江大桥等, 该系统的应用取得很好的效果。相信不远的将来, 国内的健康监测系统的应用一定会越来越普遍。
3 监测方法
3.1 红外热像检测技术
红外热像检测技术是指运用红外热像仪探测物体各部分辐射出的红外线能量, 根据物体表面的温度场分布状况所形成的热像图, 直观地显示材料、结构物及其结构上存在的不连续缺陷的检测技术。它是非接触的无损检测技术, 即在技术上可做上下、左右对被测物非接触地连续扫测, 因此也称红外扫描测试技术。
红外热像检测技术适用于做非接触、广视域的大面积的无损检测;白天和夜晚都可以进行工作;适用静、动态目标温度变化的常规检测和跟踪探测。因而, 红外热像无损检测技术对已有无损检测技术的功能和效果具有很好的互补性, 已经成为国内外无损检测技术的重要分支。红外热像检测技术用于土木工程质量和功能的检查评估, 在我国尚处于起步阶段, 还有许多问题需要深入研究, 但就其理论意义而言, 应用前景极为广阔。
3.2 超声检测法
20世纪60年代, 加拿大的莱斯利 (Leslied) 、切斯曼 (Cheesman) 和英国的琼斯 (Jons) 、加特弗尔德 (Gatfield) 率先把超声脉冲检测技术用于混凝土检测, 开创了混凝土超声检测的先例。
超声法检测混凝土缺陷的基本原理是利用带波形显示功能的超声波检测仪和频率为25 k Hz的声波换能器, 测量与分析超声脉冲在混凝土中的传播速度 (声速) 、首波幅度 (波幅) 、接受信号主频率 (主频) 等声参数, 并根据这些参数及其相对变化, 来判定混凝土中的缺陷情况。
我国已经制定了关于超声检测混凝土缺陷的技术规程, 该规程是当前超声法检测混凝土缺陷的技术依据。
超声法检测混凝土缺陷可以穿透 (传播) 较远距离, 且安全方便。但该方法目前采用的是穿透测试, 需要两个相对测试面, 这就在一定程度上限制了它的应用范围。另外, 由于不能获得缺陷的明确信号, 只能根据许多测点测试数据的相对比较, 以统计概率法来处理数据、判断缺陷, 因而不够直观, 而且要测量许多测点后才能做出判断。
3.3 实验力学中的光学方法
云纹法是采用两组重叠的栅线相互遮光而出现的云纹图来测量变形体位移场的光测力学实验方法, 利用栅板与其在某物体表面的投影所形成的影子栅相重叠所得到的云纹条纹, 称为阴影云纹, 阴影云纹所代表的物理意义是等高线, 高度的参考面是标准栅所在的平面, 所以阴影云纹法可以测出物体的三维形貌。
云纹法和阴影云纹法都可以用于土木结构健康监测。云纹干涉法和散斑法也是实验力学中常用的方法, 但应用条件非常苛刻, 对于结构健康监测而言几乎没有应用价值。
3.4 电阻应变片法
电阻式应变片非常适于短期检测, 具有价格低廉、使用简单等优点, 但它的长期使用一直是一个难点。电阻应变片在长期测量中的误差太大, 主要原因是电阻式应变片受温度和湿度影响较大, 容易受外界电磁波干扰, 以及蠕变的影响等等。
随着科技的发展, 电阻式应变片的制造工艺和适应复杂环境的能力不断提高, 它的优点将得到更多的体现, 它的应用将会越来越广。
3.5 其他方法
其他方法还有振动法、X射线法、经验判断等方法, 以下对振动法做详述。
4 振动法
振动是一种常见的力学现象, 力学中关于振动的分析有完善的理论。土木工程中的振动现象是非常普遍的, 应用力学中关于振动的分析方法, 结合土木工程等知识, 基于振动分析的土木结构健康监测技术便产生了。
基于振动分析的土木结构健康监测技术的基本过程如下:利用振动测量传感器阵列获取信号后, 对得到的信号进行分析得到结构的特征参数 (各阶固有频率、各阶模态等) , 对比未损伤情形和损伤情形下特征参数的差异, 评估该结构当期的状态。
振动监测系统包括振动测量传感器系统、数据采集系统、数据分析系统。振动测量传感器分为三种:位移传感器、速度传感器和加速度传感器, 振动测量传感器将力学量转化为电学量, 一般选择加速度传感器。
一些学者提出, 结构损伤导致的结构固有频率的变化很小, 而振型 (尤其是高阶振型) 对局部刚度的变化比较敏感。但是, 实际中测得的高阶振型误差较大, 一般不能精确得到。低阶振型的曲率对局部刚度变化很敏感, 采用振型曲率可以明显地判断出结构是否存在损伤和损伤位置, 采用振型曲率对于检测损伤和定位损伤非常有效。
结构振型曲率的定义是:Vq, i″= (Vq-1, i-2×Vq, i+Vq+1, i) 。其中Vq, i是第i阶振型上的第q个自由度的位移, h是两个自由度之间的距离。振型曲率差是未损伤和损伤情形下振型曲率之差的绝对值。
下面用一个仿真的例子对上述结论进行讨论。
对于如图1的平面悬臂梁, 长为0.9 m, 弹性模量E为2.06×1011Pa, 泊松比为0.3, 密度为7 800 kg/m3, 横截面为长方形, 长为0.05m, 宽为0.008 5 m, 损伤状态为:距左端0.45 m~0.54 m处 (距左端为全长的5/10处至6/10处) 的弹性模量变为原来的1/4。比较未损伤状态和损伤状态下的前三阶固有频率和前三阶振型, 并用振型曲率校验损伤位置。
采用matlab软件编制程序进行仿真, 仿真程序采用有限单元法的基本思想。对于未损伤和损伤两种情形, 将悬臂梁分为10个单元, 得到每个单元的单元质量矩阵和单元刚度矩阵, 再得到总体质量矩阵M和总体刚度矩阵K, 忽略阻尼, 即可得到各阶固有频率和振型, 取前三阶得到如下结果。
1) 比较未损伤和损伤情形下的前三阶固有频率:未损伤情形下的前三阶固有频率:f1=8.711 7, f2=54.596 8, f3=152.906 5。损伤情形下的前三阶固有频率:f1=8.3094, f2=43.692 6, f3=146.701 5。可见, 局部刚度变化对固有频率的改变较小。
2) 比较未损伤和损伤情形下的前三阶振型:从图2可以看到损伤前后前三阶振型的变化情况, 振型变化是否较大在图2中不能充分得到。
3) 根据振型曲率差定位损伤位置:根据图3, 从第一阶和第二阶振型曲率差曲线中可以看到, 距左端0.45~0.54 m处 (距左端为全长的5/10处至6/10处) 出现最大值, 即在该处出现刚度退化。这与已知的损伤位置一致。
振动法的内容十分广泛, 在此只做简单讨论, 基于振动分析的土木结构健康监测技术一定会取得更多理论和应用上的突破。
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基坑变形监测的工程数据剖析论文 篇4
关键词：基坑监测论文
1 深基坑形变相关理论
从影响深基坑形变的要素剖析，主要包含支护类型与参数构造、工程开挖深度、地表荷载、施工方式与周边环境，以及深基坑所在的水文地质环境。从其形变要素来源而言，其监测的主要内容即为深基坑支护构造的程度与垂直位移、周边建筑物沉降与裂隙监测、土体深层位移测定与公开水位监测等。深基坑普通作为一级安全等级，按照《建筑基坑工程监测技术标准》的相关技术指标，其程度位移丈量中误差不大于 1. 5mm,垂直位移丈量中误差不大于 0. 5mm,数据采集的中误差不大于 1/10 形变允许值。通常作为深基坑监测重点的支护构造程度位移，多采用小角法与极坐标法。其中，小角法应用基坑边线构建丈量坐标系，测定监测点与测站夹角与间隔 D,断定各期累计偏移量，中误
2 工程实例概略与监测办法
本文以福建省某基坑开挖项目为例，探求其监测的根本办法与工作流程，并对所采集到的相关数据进行汇总剖析。现有某场位置于福州市仓山区，场地东北面为闽江，西面为南江滨东大道，场地东南面为空地。本基坑监测工作自 年 06 月 26 日始到 年 10 月 13 日终，基坑靠近堤坝一侧的.安全等级为一级，工程重要性系数取 γ =1. 10.其他位置的安全等级为二级，工程重要性系数取 γ = 1. 00.基坑支护构造型式采用三轴水泥搅拌桩 + 土钉墙组合支护，部分位置采用工法桩悬臂支护。依据设计院提供的基坑图纸请求，分离工地实践状况，对以下内容展开数据采集工作： 围护坡顶程度与沉降位移、深层土体侧向位移（ 测斜） 、周边地表沉降、公开水位和裂痕变化监测。
某高边坡监测工程研究 篇5
摘 要:某高切坡稳定性达不到国家规定的安全标准,初步定为采取抗滑桩+监测预测及预警措施对该高切坡进行治理,监测工作是该高切坡防治过程中的主要工作。文章从监测目的任务、施工期安全监测、运行期监测等分析了该高切坡的监测措施,并提出了合理的防治措施建议。
关键词:高切坡;监测工程
中图分类号:U416.14 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)24-0152-01
1工程概况
该高切坡位规划坡长200m,面积4000m2。实测坡长290m,最大坡高21 m,面积5630 m2。初步设计和施工图设计治理坡长117m,面积2249 m2。该高切坡分四段,为岩质坡(Ⅰ2、Ⅰ3)。初步设计和施工图设计治理第三段和第四段,切坡面积2249m2。第三段坡长67 m,坡高8～21m,坡度57°,切坡面积1425 m2。第四段坡长145m,坡高8～21m,坡度35~57°,切坡面积3640 m 2。该边坡地处中纬度的亚热带季风大陆性季风气候区内,主要受季节变化的影响,气候温暖湿润,雨量充沛。年平均气温18℃,最高气温42℃,最低气温-8.9℃,相对湿度77%,多年平均降雨量1028.6 mm。雨季暴雨多,降雨量大,日降雨量最大达192.3mm,年降雨天数约120～159t,多集中于4～10月,其降雨量占全年192.3 mm的70%以上。年平均蒸发量为1500mm。
高切坡处出露的地层为奥陶系中统和第四系。前者按岩性由老至新分为八层,第四系按成因类型分为两种。
按岩性由老至新分为八层:第一层主要为灰色厚层灰岩夹黄绿色页岩;第二层主要为灰色厚层灰岩;第三层主要为灰色厚层灰岩夹页岩;第四层主要为灰色厚-中厚层灰岩;第五层主要为灰色薄层灰岩与黄绿色页岩互层;第六层主要为灰色灰岩夹黄绿色页岩;第七层主要为灰色薄层泥灰岩夹黄绿色页岩;第八层主要为灰色厚层瘤状灰岩。第四系残坡积岩性以碎石土、碎块石土和含泥碎石土为主;第四系高切坡堆积以块石、碎石土和含碎石粘性土为主,成分混杂。高边坡区地下水主要有第四系孔隙水及基岩裂隙水。其中孔隙水主要赋存于第四系堆积物中,埋深浅,受大气降水补给。基岩裂隙水主要赋存在砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩风化带和基岩裂隙中,地下水位埋深相对较大。
2 监测工程的目的与任务
高切坡监测的目的是防止和避免高切坡突发性地质灾害的发生,确保高切坡附近国家和人民生命财产的安全。其主要任务是通过监测,预报高切坡的变形发展趋势。
秭归县屈原镇ZG0143高切坡,安全等级为三级,根据《大纲》要求,采用群测群防措施进行监测。若遇到暴雨时,下雨过后,安排指定人员进行监测,发现异常,即使通知上级移民主管部门。
监测工作应按以下原则进行:①监测工作应分阶段进行,在施工期,应由施工单位承担监测任务;②施工单位选派专人负责监测工作,在施工监理的监督下,完成地表位移监测和目视巡测,并及时完成资料整理、信息分析;③施工单位应及时将监测信息分析结果反馈给监理、设计单位,以便及时进行相应的设计变更;④施工完成后,监测工作应移交当地移民部门,移民部门应设专人管理监测工作,以保证长期监测的正常进行;⑤在长期监测过程中,如发现变形迹象,应及时补充监测项目,加大监测密度,防患于未然。
借鉴同类工程类似经验,采用抗滑桩措施对其进行致力。由于高切坡区以往工作程度较低,建议对该高切坡应补设监测网,以便对高切坡变形位移进行定期观测,为高切坡治理和防治提供科学依据。
监测目的是为了解高切坡在施工期间和运行期的变形活动特征,判断高切坡稳定状态,保证施工安全,并对防治效果进行检测,必要时采取补救措施,为今后高切坡治理提供经验。
3 防治效果运营期长期监测
根据相关要求,采用群测群防措施进行监测。安排指定人员定期、不定期查看边坡各段地面变形迹象,以及防护工程是否失效,发现问题,及时上报有关部门,以便及时妥善处理。要求每半个月派指定人员对边坡表面及其周围(开口线附近及其外围)进行地面变形观测,若遇到暴雨时,下雨过后,安排指定人员进行监测,发现异常,即使通知上级移民主管部门。由有经验的监测人员定期对高切坡进行巡视检查,除量测地表及挡土墙中出现的裂缝宽度变化外,注意观测高切坡体是否有新的裂缝出现,裂缝出现的位置、规模、延伸方向、发生时间等。
工程振动监测方法及实例 篇6
1 振动监测
1.1 振动监测方法
进行振动监测时, 将仪器架设在监测点上, 周边环境引起的振动由振动源经过地下介质传播到地面 (见振动监测示意图1) , 振动传感器监测到振动信号后, 将其转换成电信号送入数据采集系统中完成放大、采集等一系列工作;G P S天线接收卫星信号以提供准确的记录时间;笔记本电脑通过通讯接口与仪器相连接, 通过专用软件可监控仪器的工作状况, 并记录实时监测数据。
1.2 振动监测方案
对振动源附近的监测对象进行详细的调查后, 确定监测对象, 然后在振动前对监测系统进行检查、检测和标定, 同时根据监测对象与振动源相对位置关系, 确定测点位置及布置方法, 提前进入现场进行安置, 根据振动时间进行监测。
1.2.1 测点布置
根据振动源与监测对象位置的关系应合理布置监测点, 其中一监测点应选取离振动源最近的点, 测试振动源引起地表振动的速度, 监测对象离振动源最近和最远的地方也应布置监测点, 其他的监测点可按实际情况或要求布置, 但测点的数目要足够多, 以便有足够的数据分析地面振动的速度、主频率以及振动源与测点之间的关系。
1.2.2 传感器的安装
传感器安装时, 若测点表面为坚硬的岩石, 可直接在岩石表面修整平台。若岩石风化, 则可将风化层清除, 再浇筑混凝土墩。测点表面为土质时, 一般将表面松土夯实, 铺以砂或碎石, 再浇筑混凝土墩, 然后再将传感器调水平后固定在平台或混凝土墩子上。传感器安装时, 常采用生石粉粘结, 取适量生石膏粉加水调制成浆糊状, 将传感器粘结在测点上, 约10min后石膏凝固后即可进行测试 (图2) 。
1.3 振动监测数据处理
数据处理时, 对监测期间的振动数据做进行波形分析、频率分析, 同时还需要进行三分向振动的矢量处理, 给出监测期间的振动最大速度、主频率。
1.4 振动监测结果分析评估
根据数据处理结果对各测点与振动源之间关系进行分析, 分析施工参数与地面振动效应的关系, 然后依据国家标准《中国地震烈度表》 (G B/T 17742-1999) [1]和《爆破安全规程》 (G B 6722-2003) [2]对振动监测结果进行分析评估并提出合理施工参数该进和减振措施建议。
2 振动监测应用实例
2.1 汕梅高速公路路面工程施工振动监测
为了评估汕梅高速公路路面工程施工引起的振动对周边房屋结构的安全影响程度和改进施工参数, 按委托单位要求对该工程路面施工产生的振动效应进行了现场监测。
汕梅高速公路路面工程施工产生的振动主要是由振动压路机作业时产生, 对振动源附近的监测对象进行详细的调查和监测对象与振动源相对位置关系分析后, 布设了四个监测点, 监测点位置图如图2所示
这次振动监测结果虽然未超出国家标准《中国地震烈度表》 (G B/T 17742-1999) 和《爆破安全规程》 (G B 6722-2003) 的安全规定, 但工程施工现场离居民房屋区比较近, 几台振动压路机一起作业产生的振动叠加效果不可忽视, 因尽量避免几台振动压路机同时启动和控制各台振动压路机的速度, 减少共振效果叠加, 必要时可以做相关减振措施。
2.2 四会市某宿舍楼振动监测
为评估周边环境产生的振动对四会市某宿舍楼的影响程度, 按委托单位要求对该宿舍楼进行了现场监测。
宿舍楼的振动源主要为周边公路车辆经过产生的振动和周边工程施工产生的振动, 对监测对象周边环境做了详细调查和监测对象与振动源相对位置关系分析后, 布设了三个监测点, 监测对象周边环境图如图3所示, 监测点位置图如图4所示, 现场监测数据处理结果如表1所示。
从振动监测数据结果来看, 宿舍楼南北向振动干扰源明显较多, 一是主要公路干线, 二是施工工地;三个分向测量结果表明振动水平南北向大于东西向, 与振动干扰源方向有关, 地面测量三分向结果相差不大, 而楼上振动水平向明显大于垂直向, 地面振动传播到六楼后两个水平方向上有明显的放大作用。
这次振动监测结果虽然未超出国家标准《中国地震烈度表》 (G B/T 17742-1999) 和《爆破安全规程》 (G B 6722-2003) 的安全规定, 但从振动监测数据来看建议对这个宿舍楼做相关减振措施, 特别是南北方向。
3 结语
随着社会经济的发展, 各种建设项目越来越多, 工程施工引起的振动在所难免, 同时其他振动干扰源也相继出现, 对建筑物和周围环境将会产生不同程度的影响甚至危害, 通过工程振动监测方法可以对这些振动源进行定量分析, 进而为施工参数改进、减振抗震措施提供技术依据和重要数据。
摘要：为了详细了解不同频率的振动源对建筑物的影响程度, 采用工程振动监测方法对工程施工及周围环境的振动进行监测, 得出建筑物不同方向的振动主频率及峰值速度, 为减振措施的选取提供技术支持。主要介绍监测方法及应用实例。
关键词：工程振动,监测,振动源
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.GB/T17742-1999, 中国地震烈度表[S].
深基坑工程的变形监测 篇7
随着城市建设的发展, 深基坑开挖工程越来越多, 由此带来基坑本身、周围环境的安全问题也越来越复杂, 深基坑开挖现场监测工作也日益受到重视。监测工作既是检验基坑设计理论正确性和发展设计理论的重要手段, 同时又是及时指导正确施工, 避免基坑工程事故发生的必要措施。因此, 必须制定合理的监测方案, 对基坑支护结构、基坑周围土体和相邻建筑物进行全面、系统的监测[1,2]。
1 深基坑监测的基本要求
(1) 监测工作必须是系统的、有计划的, 应严格按照有关技术文件执行, 这类技术文件应包括监测方法, 使用的仪器, 监测精度, 观测周期等。对于测点的布置, 应满足规范的要求, 根据现场的施工条件而定。
(2) 监测数据必须是可靠的。数据的精确性由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证。在监测中要遵循“五定”原则。所谓“五定”指基准点、工作基点和监测物上的观测点, 点位要稳定;所用仪器, 设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性, 使所测的结果具有统一的趋向性, 保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致, 使所监测的变形更真实。
2 监测方案设计[3]
2.1 控制点设计
控制点是整个监测的基准, 所以在远离基坑, 稳定、安全的地方布设, 一般在距离至少大于两倍基坑深度的地方布设。每次监测时, 均应复查控制点本身是否受环境影响或被破坏, 以确保监测结果的可靠、准确性。平面控制网的布设, 采用从整体至局部, 逐级控制的方法, 首先设置布设首级网, 其内布设次级加密网。控制点的埋设, 应以工程的地质条件为依据, 因地制宜进行, 均采用强制对中观测墩, 对于自由等边三角形所组成的规则网形, 当边长在200 m以内时, 测角网具有较好的点精度。
2.2 围护结构的监测
围护墙顶水平位移、沉降的监测。在围护墙顶设置水平位移观测点兼作沉降观测点, 测点采用钢筋桩预埋在桩顶上, 钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。对于沉降观测采用精密水准仪, 铟钢尺, 每次测量应采用环形闭合方法或往返闭合方法进行检验和平衡误差, 闭合差应根据不同的监测要求来确定。水平位移监测主要用全站仪, 每次观测时采用正镜倒镜坐标, 取平均值。
桩体的水平位移, 通常采用测斜仪测量, 侧向位移的初始值应取基坑降水之前, 连续三次测量无明显差异之读数的平均值。将围护桩在不同深度上点的水平位移按一定的比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。
2.3 周围土体系统的监测
监测内容为围护墙体外侧和内侧主动土压力及被动土压力, 坑外土体水平位移与沉降, 坑内土体的隆起。沿基坑的周围布置土压力监测点, 垂直于基坑的开挖面埋设土压力盒, 位置最好选在同基坑开挖深度相当的坑外土体中。土体系统的水平位移可用围护墙体的位移代替。基坑隆起的检测点则应按基坑的形状和基坑面积均匀布置。
2.4 地下水位的监测
地下水位监测, 首先必须测取水位管口标高, 从而可测得地下水位初始标高。在以后的工作进展中, 可按需要的周期和频率, 测得地下水位和地下各土层标高的每次变化量和累计变化量。对于地下水位沉降的报警值, 应由设计人员根据地质水文条件来确定。
2.5 相邻环境监测
建筑物变形监测包括沉降监测, 水平位移监测和裂缝监测等部分内容。沉降监测、水平位移监测方法同上。路面、管线沉降监测:城市地区的道路与地下管线网是城市的命脉, 其安全与人民生活和国民经济的发展紧密相连, 因此做好它们的监测是非常重要的。在绘制基坑工程环境关系图时能及时了解市政管线的走向、阀门位置等情况, 并标注在环境关系图上。周边道路的过量沉降将导致道路的破坏, 必须监测其在基坑施工过程中的沉降发展情况。
2.6 监测期限和频率
自围护结构施工开始至地下室侧壁回填土完毕, 根据工程工期进行安排, 基坑监测时间与基坑施工保持同步。各监测项目在基坑开挖前测初始值, 此初始值是计算变形量和沉降量的起始值, 观测时应特别认真仔细, 并连续观测两次, 没有发现异常的话取平均值作场地变化较大时, 应提高观测的频率, 间隔时间不超过1 d;当大暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测;当有危险事故征兆时, 应连续进行观测。
3 工程实践
3.1 工程概况
陕西省西安市某基坑采用“挂网喷射混凝土+土钉墙”的支护结构, 经过验算, 可以保证基坑的稳定性。基坑北边为五层住宅楼, 距基坑相当近, 最远处不超过4 m, 在基坑施工过程中, 如果基坑发生大的变形, 必然会对住宅楼产生相当大的影响, 直接影响到住户的人身和财产安全。由于基坑较深, 基坑北侧采用“护坡桩+一层预应力锚杆+一道冠梁”的支护形式, 为保证住宅楼及基坑的安全性, 在基坑施工过程中, 按照设计方案对基坑支护结构、基坑周围的土体和住宅楼进行了全面系统的监测, 尤其把对支护结构的监测作为重中之重, 变形观测点布置在冠梁上, 共设置十个观测点。基准点共设置三个, 由于受场地条件的限制, 三个基准点布置在基坑东侧高层建筑的楼顶。变形监测点和基准点的的具体布置见图1。
3.2 监测结果
开始进行变形监测时, 监测频率为1天/次, 变形基本稳定时为4天/次, 当变形发生突变时, 可适当的增加观测的频率或进行连续的观测以保证基坑的安全性。
在预应力锚杆的施工过程中, 位于基坑两边上的2号和8号两个观测点的位移经历了从平稳到突变。2号点从3月25日开始变形值开始变大, 其中3月26日变化量突增, 日变化量达9.2 mm。我们立即向有关部门进行了汇报, 从现场情况来看, 并没有产生明显的裂缝, 2号点周围的土体也没有发生明显的变形, 到4月2日, 2号点的累积变形量达到17.4mm。从实际情况来看, 2号点没有受到任何扰动, 附近也没有施工, 其变形量不应该发生突变, 后来经仔细察看, 2号观测点遭到人为破坏。由于预应力锚杆的施工和8号点基坑底钻孔灌注桩的施工, 8号点从3月26日累计变化值开始变大, 到4月8日达到5.3 mm, 从4月9日变化量突增, 日变化量达到3.1 mm, 并发现8号点附近有微小裂缝, 此后一直进行跟踪观测, 直到变形稳定, 并不断向项目经理报告监测结果, 在报表时标出不安全的警示标记, 向施工单位提出处理方案。施工单位及时采取了有效的补救措施对8号点进行了加固, 遏制了裂缝的开展和侧壁的位移, 保证了施工的正常进行。到4月18日, 预应力锚杆全部施工完毕, 各观测点的变形值均有所回弹并基本都保持稳定状态, 监测值均没达到预警值。在基坑监测期间, 基坑一直处于施工状态。
4 结 语
我国的深基坑工程的变形监测已取得了丰富的经验, 获得了丰硕的成果, 深基坑工程的变形监测技术设计在具体实施时, 应根据已有的经验和新情况及时调整, 力求获得更大的监测效果。该基坑在施工过程中除2号观测点遭到人为破坏后, 及时发现减少了不必要的经济损失和8号测点超过预警值外, 其余监测项目的监测值均未达到预警值, 基坑是安全稳定的, 该监测方案基本合理, 能解决基坑监测中的特殊问题, 能达到监测的目的。
参考文献
[1]宋建学, 郑仪, 王原嵩.基坑变形监测及预警技术[J].岩土工程学报, 2006, 11 (28) :1889-1891.
[2]郭栋.基坑安全监测与信息快速反馈[J].岩土工程界, 2000, 3 (8) :41-44.
某隧道工程振动监测方案 篇8
关键词：隧道,振动监测,施工参数,监测结果
1监测目的
某隧道因进口段涉及变电站,对地基振动要求极其严格。为有效控制施工期间产生的振动对周围环境和建筑物的危害,控制与优化施工参数,对施工引起的地面振动进行监测十分重要。
本次振动监测的主要目的是:监测施工引起的地面振动效应(速度、加速度、位移量),分析施工参数与地面振动效应的关系,实时向委托单位通报监测结果,并对改进施工工艺与参数提出合理建议,指导信息化施工,最终目的是将施工引起的地面振动效应控制在地面设施允许的安全指标内。
本次振动监测的中心任务是:通过振动监测,控制与指导施工参数的选择,如毫秒延期雷管的选择、分段与炮孔数、单响最大药量等。研究施工参数与振动效应的关系,提出降低振动的技术措施。对因地质条件变化或监测中出现的新情况,适时修正施工爆破参数,以及采取必要技术减振措施,做到信息化施工。
2监测参数与测点布设
进洞口段地面变电站区域:预计监测里程AK1+900～AK2+000(100 m),此区域施工期间,在变电站的主控制楼、配电楼、主变压器地面布置三分量速度测试点,对每轮爆破前20 min、爆破期间分别测试环境振动、施工振动。
本段上述里程施工期间,地面均应布置三分量位移测试点,对每轮爆破前20 min、爆破期间分别测试环境振动、施工振动。另外,应同时监测最大振动效应方向的地面速度,以同时评价精密设备和隧道地表建(构)筑物在施工振动作用下,实测振动效应值是否在国家规范和精密设备的允许范围内。
3实验阶段的监测实施与预期成果
本次选择进口段0 m～40 m作为实验区段,按施工单位拟定的“台阶法开挖,微差爆破,选用低爆速和小直径炸药,周边设空眼减振”施工方案,通过调整施工参数,测试其相应的振动效应。分析不同施工参数与振动强度的关系。通过上述试验,分析以下要素:
1)爆破振动波频率(周期)范围;2)振动频率与分段、最大段药量、总装药量、减振孔深度的关系;3)振动频率与实测振动强度的关系;4)振动强度与分段、最大段药量、总装量、减振孔深度的关系;5)提供最佳分段、装药与减振施工的建议;6)拟合振动强度与最大段药量、爆心距之间的公式,预测控制振动所允许的最大段药量以及必要的减振措施。
4监控工作流程
1)按委托单位批准的监测方案组织人员、设备进场,组成现场监测项目办公室;
2)每轮施工爆破前收集该轮爆破的装药参数、地质情况,由施工单位填好施工参数表格,送监测单位现场办公室,并明确爆破时间;
3)监测单位根据施工参数选择监测仪器参数,于爆破前40 min进入测点现场,布设好监测网络,爆破前20 min监测一次环境振动,爆破期间应全程记录该轮爆破的时程曲线;
4)上传现场实测记录,原始数据转存,利用专用分析软件取得该次爆破各测点不同段别的振动峰值时刻t,最大峰值振动强度(V或X),主振频率f、最大合振动强度(V或X);
5)将施工参数、测点参数、仪器参数、数据处理结果集中填写爆破振动测试记录表,并对以下要素予以明确:a.该轮爆破引起的振动是否超过监测点设施的防振要求;b.施工参数与测试结果的相关性;c.根据b.提出降低振动强度的技术措施(优化施工参数),预测后期施工应及时改进的施工参数或工艺。
5监测成果
1)实验阶段监测结果与分析报告。
2)将每次监测结果提交给委托方,并明确振动强度是否超过监测点设施的防振要求,对后期施工参数提出建议。
3)每阶段提交监测报告,阶段监测报告中应分析施工参数与爆破振动监测结果的关系,以及与建(构)筑物、精密设备的防振动指标的关系。
土木工程监测 篇9
一、光纤健康监测应用现状
(一) 国外应用现状
在新墨西哥州, 美国联邦公路局将40个SOFO光纤传感器联合24个温度传感器共同安装于Rio Puerco桥上, 混凝土浇筑前将光纤传感器预先埋入项目结构中, 以对预制梁预应力作全方位监测, 从实际结果看, 浇筑温度与预应力关系密切, 温度越低对预应力的影响越大, 预应力损失越多。在日本横滨, NTT-AT与NTT-Infranet将MOI监测系统应用安装于横滨长跨径悬索桥上, 至今已有20余年, 未曾出现任何故障, 密切监测着大桥在强风荷载与道桥重交通下的运载状态。Inaudi曾将1500个光纤传感器安装于桥梁、水坝、隧道等不同工程结构之中, 以监测其应力、震动、损伤等问题, 结果表明, 其中95-100%实现了预期设计功能。Udd等将布拉格光纤传感器安装于一座桥上, 从实际效果来看, 该传感器有效监测了桥上车辆行驶速度, 并称量了桥上车辆的重量, 科学划分交通流量, 甚至该传感器可达到检测行人行走在桥上的步率的灵敏性。
(二) 国内应用现状
相较于国际上快速发展并应用的光纤传感器系统, 我国对于该系统在土木工程健康监测方面的研究应用尚处于起步阶段, 且多集中于理论研究, 现如今, 正在将研究成果朝向工程化、产业化方向转换。主要研究成果有:1.欧进萍等人以渤海海洋平台为基础, 建构JZ20-2MUQ于CB32A导管式海洋健康监测系统, 形成依托于海洋平台的安全评定系统及相关应用软件系统。2.姜德生等人在武汉阳逻长江大桥、海口世纪大桥等桥梁中应用全新光纤传感技术, 以进行长期安全监测, 且监测效果良好, 社会效益、经济效益显著。3.重庆大学将光纤远程状态监测系统应用安装于大佛寺长江大桥, 实现了远离桥梁现场与桥梁进行监测的功能。4.东南大学利用现代网络技术及传感系统构建基于润扬长江大桥的监测系统, 该系统为环状网络结构, 实现了对大桥外部荷载的实时监测, 以更加全面掌握桥梁状态、质量变化即结构状态, 为桥梁养护、管理、维修提供了科学的评价标准与依据, 进而推动现代桥梁工程逐步实现数字化智能化监测。5.哈尔滨工业大学开发光纤传感网络与结构健康监测集成系统, 广泛应用于各类公路桥梁、海洋平台等工程监测之中, 监测效果良好, 监测网络数据库的开发更是将监测数据更加直观、便捷地应用于施工过程之中, 推动信息化施工的运行与实现。
二、光纤监测在土木工程中的应用
(一) 光纤传感器技术成果
光纤气体传感器主要对高灵敏的气体进行探测, 以微小空气孔分析微量气体;双模光子晶体光纤, 将折射率液晶材料填充于包层气孔之中, 形成光子带隙光纤, 通过对温度和外电场的改变可对光子带隙进行相应调节, 以控制电场传感;聚合物光纤, 借助聚合物材料的灵敏性与低弹性模量, 越来越多的多模聚合物光纤用于土木工程安全监测之中;光栅谱形状复用技术, 使光栅光谱重叠, 传感网络中光栅数量大幅度增加;多通道光纤光栅传感系统, 借助宽谱光源、F-P腔滤波器, 将气体吸收谱线作为光波波长参考, 对多个光纤进行监测, 测量精度较高, 可达10-12pm量级。
(二) 光纤传感器在土木工程中的应用
1. FBG (Bragg光纤光栅) 传感器:
通过测量布拉格光栅波长, 利用外界扰动测量漂移量。在监测南京三桥深水施工中, 分布397个光钎光栅传感器、225个温度测量、87个主墩护筒、14个吊杆、11个试验桩, 其中分设的FBG传感器是当前在桥梁基础中应用最多的监测系统, 该系统主要对基桩、护筒进行力学监测与分析, 在各施工阶段分设传感器, 实现了对施工全过程、全方位监测, 为施工提供充足的参考数据。
2. 分布式光纤传感器:
相较于局部光纤传感器, 这种传感器可用于沿光纤轴线的物理化学参数的测量, 利用一根分布式光纤传感器能对数以千计的测点信息进行精准提取, 适合于很多重大场合无法利用普通传感器进行测量的监测工程。
三、光纤监测在土木工程中的应用展望
光纤传感器将硬件传感系统汇集于一根光纤, 借助多样传感技术、多种测量信号, 实现对不同物理化学等量的测量, 推动了准分布式测量的实现。一般而言, 光纤传感器有着较低的损耗, 有利于长距离监测传输, 这些特点对于土木工程结构监测极为有利。目前可实现80km内不加设能源供应器, 因此, 光纤传感器在土木工程中的应用前景十分广阔。目前而言, 应着力发展以下两种光纤传感器, 其一, 可抗恶劣环境的, 如在对高电压或混凝土埋入进行测量时, 这类传感器可发挥其抗腐蚀、抗电磁干扰的作用;其二, 准分布式, 测量应力与变形等物理量并且得知位置, 利用一根光纤对结构参数进行测量, 并掌握其分布状态, 进而实现实时监测。
四、结语
综上, 从目前光纤监测技术的实践应用来看, 该技术必将成为今后土木工程监测的重要发展方向之一, 光纤材料将更加广泛的应用于土木工程安全健康监测作业之中。但当前我们对于光纤监测技术的研究应用尚不成熟, 仍需加大研发力度, 使其更加高效地服务于土木工程结构监测, 提升其社会价值与经济价值。
参考文献
[1]田石柱, 曹长城, 王大鹏.光纤光栅传感器监测混凝土简支梁裂缝的实验研究[J].中国激光, 2013, (01) .
[2]张建平.光纤传感器在土木工程中的应用[J].甘肃科技纵横, 2009, (02) .
深基坑工程安全监测方案设计 篇10
关键词：引言方案设计工程实践
0引言
现代化的建设促进了我国建筑业的飞速发展，由于城市用地价格昂贵，高层建筑在各地如雨后春笋般兴建起来，为提高土地的空间利用率，地下室由一层发展到多层，同时，一定的基础深度也是为了满足高层建筑抗震和抗风等的结构要求，深基坑的施工便越来越多。
在深基坑的施工过程中，为了对基坑工程的安全性和对周围环境的影响有全面的了解，对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数，同时积累工作经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。因此，必须制定合理的监测方案，对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物进行全面、系统的监测。
1监测方案设计
监测方案必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案以及基坑工程相邻环境详尽的调查基础之上。同时还需与工程建立单位、施工单位、监理单位、设计单位以及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。
基坑工程施工现场监测的内容分为两大部分，即围护结构和支撑体系，周围土体和相邻环境。
1.1控制点设置控制点是整个监测的基准，所以在远离基坑的比较安全的地方布设。每次监测时，均应检查控制点本身是否受环境影响或破坏，确保监测结果的可靠性。
1.1.1平面控制网的布设平面控制网应为独立控制网。控制点的埋设，应以工程的地质条件为依据，因地制宜进行，均应采用强制对中观测墩，对于自由等边三角形所组成的规则网形，当边长在200m以内时，测角网具有较好的点精度。
1.1.2水准基点的布设水准基点作为沉降监测基准的水准点，一般设置三个水准点构成一组，要求埋设在基岩上或在沉降影响范围之外稳定的建筑物基础上，作为整个高程变形监测控制网的起始点。
1.2围护结构和支撑体系的监测
1.2.1围护干墙顶水平位移、沉降的监测在围护墙项设置水平位移观测点兼作沉降观测点，测点采用钢筋桩预埋在桩顶上，钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。测点间距的确定主要考虑能据此描绘出基坑围护结构的变化曲线。
在开挖基坑之前，即对钢筋桩顶进行坐标和高程观测，并记录初始值，水平位移观测若使用的仪器为全站仪，观测会比较方便，每次观测时，采用盘左盘右坐标取平均。沉降观测仪器为精密水准仪，铟钢尺，每次沉降监测工作，均采用环形闭合方法或往返闭合方法进行检查，闭合差的大小应根据不同情况的监测要求确定。
1.2.2桩体的深层水平位移基坑开挖中，桩体侧向变形是最重要的监测项目。通常采用测斜仪测量，将围护桩在不同深度上點的水平位移按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。
测量时首先将测头导轮卡置在预埋测斜导管的导槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆使测头滑至孔底，记下深度标志。当触及井底时，应避免激烈的冲击，测头在孔底停置5rain，以便在孔内温度下稳定。将测头拉起至最近深度标志做为测读起点，每0.5米测读一个数，利用电缆标志测读测头至导管顶端为止，每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧，以防读数不稳。将测头掉转180度重新放入测斜导管中，将其滑至孔底，重复上述操作在相同的深度标志测读，以保证测量精度，导轮在正反向导槽的读数将抵消或减少传感器的偏值和轴对准所造成的误差。
1.2.3支撑的稳定性支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，有钢支撑和钢筋混凝土支撑等，支撑轴力监测对了解支攀的受力状况，保障支撑安全有着重要意义。考虑到支撑布置情况，按最不利工况，可选择其中的几条支撑进行轴力监测。
1.3周围土体的监测基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形。过量的变形将影响邻近建筑物和市政管线的正常使用，甚至导致破坏。因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。
1.8.1深层水平位移监测可在土体关键部位埋设测斜管，用测斜仪对土体深层水平位移进行监测，同样绘制水平位移—深度变化曲线。
1.3.2地下水位的监测水位监测采用测水位高程方法，先在设计点位钻孔，然后下入PVC过滤管，填砾，并测得孔内稳定水位，成井后，用电阻水位仪定期测量孔内水位埋深。
1.4相邻环境监测
1.4.1建筑物变形监测建筑物的变形监测可以分为沉降监测、水平位移监测和裂缝监测等部分内容。沉降监测、水平位移监测方法同2、2的(1)。
当建筑物发生裂缝时，应先对裂缝进行编号，然后监测裂缝的位置、走向、长度及宽度等。根据裂缝的情况选择代表性的位置于裂缝两侧各埋设一个标点，定期的测定两个标点间距离变化值，以此来掌握裂缝的发展情况。
1.4.2路面、管线沉降监测城市地区的道路与地下管线网是城市生活的命脉，其安全与人民生活和国民经济紧密相连。因此作好它们的安全监测是非常重要的。根据基坑工程的设计和施工方案对可能产生的最大沉降量作出预估，采取主动的保护措施。
1.5监测期限、频率和预警值自围护结构施工开始至地下室侧壁回填土完毕，根据工程工期进度安排，基坑监测时间与基坑施工保持同步。
各监测项目在基坑开挖前测初值。此观测值是计算变形(变化)量的起始值，观测时特别认真仔细。并连续观测2次，没有发现异常取平均值作初值。在开挖卸载急剧阶段，当变形超过有关标准或场地变化较大时，应加密观测，间隔时间不超过一天：当大、暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测；当有危险事故征兆时，应连续观测。
基坑施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许范围内认为是安全的，且不对周围环境产生有害影响。预警值的确定应满足相关规范规程设计的要求，以及各保护对象的主管部门提出的要求，还应结合考虑基坑规模、工程地质和水文地质条件等因素。桩+型钢内支撑”的围护结构。为保证古建筑文物(万木草堂)及基坑的安全性，在基坑施工全过程中，按照设计方案对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物进行了全面系统的监测，尤其要把万木草堂的监测作为重中之重。基坑周围已有建筑物位移、沉降监测点位置及观测路线。
2.2监测结果围护桩的施工中，位于基坑最近处一扇旧墙上的SP11SP12两个观测点的位移经历了从平稳到突变，由于围护桩的施工，使墙体发生了位移。SP117月15日变化值开始变大，其中7月17日变化量突增，变化量达5.32mm。SP1点从7月16日变化值开始变大从7月17日变化量突增，日变化量达4.71mm。立即向有关部门进行了汇报，采取措施进行了加固，使墙体趋向稳定；
2工程实践
2.1工程概况广州万木草堂复建商场位于中山四路与文德路交叉处，由广州城市复建有限公司开发，属市重点工程。
基坑距万木草堂相当近，最远处不超过5米，万木草堂是省重点古建筑文物保护对象，由于万木草堂建成时间较久，建筑结构简单，虽经修护，但被破坏的可能性较大。在基坑施工过程中，如果基坑发生大的变形，必然会对万木草堂古建筑产生相当大的影响，甚至会对万木草堂产生大的破坏。由于基坑较深，采用钴(挖)孔桩+搅拌桩体在C2点1米深处位移最大，为16.59mm，但没有达到预警值：2004年7月7日安装钢支撑，使位移量减小，2004年7月13日桩体趋于稳定。C2测斜图(列出了部分特征曲线)如图2所示：
其它监测项目基本都保持稳定状态，监测值均没有达到预警值。
3结束语
建筑工程变形监测方法阐述 篇11
1.1 使用仪器
沉降监测采用DSZ2型自动安平精密水准仪加FS1平板测微器，配2 m铟钢条码尺。仪器详细情况如表1所示。
1.2 沉降观测基准点及沉降观测点的布设
1)沉降观测起始点。沉降观测起始点将采用甲方提供的该工程已有等级水准点。这些水准点经使用前进行检查无误后，可作为本次沉降观测起始点。2)沉降观测基准点的布设。沉降观测基准点拟根据实地的地形情况设立，在距观测对象变形影响较小、地基稳固、不易破坏的位置布设3个沉降观测基准点，编号为G1,G2,G3，具体埋设的规格见图1。3)沉降观测点的布设。观测点应设置在能反映出沉降特征的位置，如建筑物的受力柱，伸缩缝两侧等，具体埋设位置可由设计院设计或由施工单位自行设计，经由甲方、监理批准后实施，其编号为“C1,C2…”。
沉降观测点标志埋设离地面高度为30 cm以上。标志头上空的净空高度应大于2.2 m，以便竖立标尺观测。观测点与建筑物的联结要结实稳固。具体的埋设方法如图2所示。
1.3 沉降观测方法(建筑工程变形监测按规范要求按二级进行观测)
1)待点位稳固后，根据甲方的要求开始第一次观测，首次观测联测全部的沉降观测基准点及沉降观测点，采用往返观测，形成水准闭合环线，整条线路闭合差不得大于±1.0槡n mm(n为测站数)。经平差计算求得的高程作为各沉降观测点高程的最或是值。沉降观测起始点与沉降观测基准点联测，采用往返观测，取中数作为各沉降观测基准点高程的最或是值。
2)沉降观测点及沉降基准点按《建筑变形测量规程》中二级精度要求进行，首次须往返观测。每次观测前应进行i角检查。具体执行的各项规定和限差如下:a．测站视线长度、前后视距差、视线高度按表2规定执行。b．测站观测限差应不得超过表3规定。
m
mm
1.4 沉降观测周期
主体施工完一层观测一次，竣工验收后，第一年不少于4次，第二年不少于2次，直到下沉稳定为止。当沉降变化量符合《规范》规定的建筑物稳定标准(即沉降速率小于0.01 mm/d～0.04 mm/d)时即可结束观测。在观测过程中，一旦遇到大量水浸泡，或者连续下雨，此时一旦条件具备，必须进行跟踪观测。
1.5 内业计算
沉降观测的平差计算采用电子计算机进行(平差前应进行各项改正、验算各项限差、列表计算往返高差较差、限差并计算每千米水准测量的高差偶然中误差，以便检查)，观测成果表按规定统一表格整理。
1.6 资料成果整理
1)每次沉降观测结束后必须当日进行计算整理，同时提交沉降观测成果表。2)建筑封顶后，提交沉降观测“沉降量—时间曲线图”。3)沉降观测技术说明。4)沉降监测点位布置图。每次沉降观测后，及时整理分析观测数据，绘制沉降量分布曲线图，编写沉降观测分析报告，并将观测结果报总承包技术管理部，同时作为竣工资料的一部分。对于突然发生的异常情况，应及时通知监理、设计院及业主。
2 水平位移监测
2.1 使用的仪器
水平位移监测要求使用精度在2″以上的电子全站仪和配套的棱镜，其观测方法及各项误差均要满足规范要求。
2.2 位移监测基准点及位移观测点的布设
1)位移观测起始点将采用施工控制网中的首级控制点。这些控制点在使用前应进行检查，无误后方可作为本次位移观测的起始点。2)位移观测基准点的布设。位移观测基准点拟根据实地的地形情况设立，在距观测对象变形影响较小、地基稳固、不易破坏的位置布设3个位移观测基准点，且这3个点之间相互通视，并且不影响施工，编号为J1,J2,J3。3)位移观测点的布设。观测点应设置在能反映出位移变化特征的位置，如建筑物的主要受力部位，具体的位置可由设计院设计或由施工单位自行设计，经由甲方、监理批准后实施，其编号为“T1,T2…”。
2.3 位移观测的方法
1)待点位稳固后，根据甲方的要求开始第一次观测，位移观测采用极坐标的方法进行，每次观测都应该首先在一个测站上架设全站仪，以其中一个控制点来定向，并以第三个控制点来做检测，来确保控制点能满足监测要求。每次控制点的点位观测误差不应大于3 mm。2)位移监测点的观测采用全站仪极坐标的方法，具体实施按照《建筑变形测量规程》中对位移观测要求进行。
2.4 沉降观测周期
根据基坑的结构情况，在基坑降水前进行首次监测(此时支护桩帽梁应清理露出)，基坑开挖后按正常施工进程计算:第一阶段，基坑连续开挖并完成到70%时，每天监测一次。第二阶段，基坑连续开挖70%至基坑底板连续施工完毕，每1 d～2 d监测一次。第三阶段，主体基础底板施工完毕至新建建筑主体施工至±0，每3 d～5 d监测一次。当新建建筑主体施工至±0时停止监测。
监测期间，我方可及时将监测数据提供给甲方或监理，为设计方分析提供依据。如基坑出现异常情况，或接近报警值时，将及时通知甲方，根据设计及甲方要求可以适当增加监测次数。如果施工周期延长，按日平均费增加监测费。
2.5 内业计算
将每次所采集的数据导入电脑，用Cass软件将观测点进行展绘，得出每次观测与上次观测之间的位移差及累计差值，并绘制位移变化曲线。
2.6 资料成果整理
1)每次位移观测结束后提交水平位移观测成果表。2)从第二次就提交时间位移曲线图。3)水平位移监测点位布置图。4)每次观测结束后，及时整理分析观测数据，绘制沉降量分布曲线图，水平位移曲线图编写变形观测分析报告，并将观测结果报总承包技术管理部，同时作为竣工资料的一部分。对于突然发生的异常情况，应及时通知监理、设计院及业主。
3 结语
为了确保工程质量，除按上述的技术要点进行监测外，工作人员在工作过程中要严肃认真，对所用的仪器在监测过程中作定期检定和校正，对每个基准点和工作基点作定期的检测和修正，真正反映出建筑工程在施工过程中的变形情况，为工程质量把关，使我们的建筑行业稳步发展。
摘要：对建筑工程中沉降观测和水平位移监测进行了阐述,分别将监测仪器、观测点布设、观测方法及周期、内业计算及资料成果整理作了详细说明,以此来指导实践,确保工程施工顺利进行。
关键词：建筑变形,沉降观测,水平位移监测,基准点
参考文献
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[2]建质安管[1999]529号文件,天津市加强建筑工程变形监测控制的规定[S].
[3]GB50026-2007,工程测量规范[S].
[4]窦理波.关于变形测量常规方法解析[J].国家测绘学报,2010(5):31-32.