地下工程的施工如基坑或隧道开挖、盾构掘进、打桩等都会引起周围地层岩土压力的变化。地下结构承受的压力是直接作用在支护体系上的荷载,是支护结构的设计依据。施工期间对岩土压力进行监测,对于确保地下工程的安全至关重要。岩土压力采用埋设土压力计的方式进行监测。
1、测点布设:测点布设的常用挂布法、顶入法、弹入法及钻孔法等,下面就各种方法分别进行阐述。
(1)挂布法:首先,制作挂布帷幕,即将尼龙布拼幅成一定宽度和高度,把土压力计用塑化后的聚氯乙烯胶泥粘贴在布帘上(或布袋内);然后将已装好挂布帷幕展开铺挂在钢筋笼上,适当固定。电缆留有充分余地固定在钢筋笼上。其次,量测并记录仪表下设前的测值;挂布帷幕仪表随同钢筋笼吊入槽孔内,再一次量测下设后的测值;最后,向槽孔中浇筑混凝上。浇筑过程中连续监测土压力计读数,监视土压力计随混凝土浇筑面上升与槽孔侧壁接触情况的变化值。
(2)顶入法:有气压顶和液压顶两种方法,貝体埋设步骤是:首先在钢筋笼吊入槽段后,通过连接管道将气压或液压传送驱动千斤顶活塞腔,利用千斤顶活塞杆将压力盒推向槽壁土层;然后,当读数表明土压计表面与槽壁土层者所接触后,适当增大推力以读取土压计初始值,维持该值直至流态混凝土液面抵达压力盒所在标高以上之后再卸载。
(3)弹入法:弹入法方法与顶入法基本相同,但其顶力来自于弹簧装置,具体埋设步骤是:第一将装有压力盒的机械装置焊接在钢筋笼上;第二,利用限位插销将弹簧压缩贮存向外弹力的能量,待钢筋吊入槽孔之后,在地面通过牵引铁丝将限位插销拔除,由弹簧弹力将压力盒推向土层侧壁,根据压力盒读数的变化可判定压力盒安装状况。
(4)钻孔法:第一将压力盒固定在定制的薄型槽钢上;第二在围护桩外侧土层内钻孔将槽钢连同压力盒一起埋入;第三回填细砂。根据薄型槽钢沉放深度和压力盒的相对位置,确定出压力盒所对应的地层标高;第四将测试导线沿槽钢纵向间隙引至地面。
2、常用仪器设备:岩土压力监测常用仪器设备为土压力计和频率读数仪。土压力计种类有振弦式、差动电阻式、电阻应变式等多种,目前较为常用的是振弦式。
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