测斜管

原理：

测斜监测的原理示意在现场使用中,一般要对被测结构物逐段( 标准基本长度为500m m) 进行测量,这样就需要在被测结构物上埋设测斜管。测斜管内径上有两组互成90 °的导向槽,将测斜仪顺导槽放入测斜管内。当被测结构物产生倾斜变形时, 通过安装基尺传递给倾斜传感器,由于传感器内装有电解液和导电触点,所以液面相对触点的部位会改变, 从而导致输出电量的改变。倾斜仪随结构物的倾斜变形量与输出的电量呈线性关系,以此可算出被测结构物角度的变化量。即:当被测结构物发生倾斜变形时, 倾斜仪将同步感受变形, 其变形量Δs 与输出的读数ΔF 具有如下线性关系:Δs = L si n ( θ/ 3600) ( 1)θ= K ′ΔF = K ′( F - F0) ( 2) 式中:Δs 为被测结构物在基尺标距长度上相对于基准轴的倾斜变形量, 单位为m m; L 为倾斜仪安装基尺的标准基本长度, 单位为m m; θ为被测结构物相对于基准点的倾斜角变化量, 单位为秒; K ′为倾斜仪测量倾斜角度的最小读数, 单位为秒/ m v ; ΔF为倾斜仪实时测量值相对于基准值的电压变化量,单位为m v ; F 为倾斜仪的实时电压测量值, 单位为m v ; F0 为倾斜仪的基准电压测量值, 单位为m v 。根据结构物的倾斜变形量, 从而可换算出标准基本长度范围内的水平位移, 通过算术和得到测孔全长范围内的水平位移。即:Δs = ∑ni = 1Δs i( 3) 式中: s 为测孔全长范围内的水平位移, 单位为m m; n 为测孔全长范围内的测试点数。也可测量出以仪器安装基尺为标准基本长度的角位移变化量,同时它的测值可显示出以基准值为零点倾斜角变化的正负方向, 即可描述出测斜管随结构物变形的曲线。

构造：

P V C高精度测斜管是用于跟测斜仪探头结合，实施监测基坑围护结构不同深度处的水平位移。测斜管一般长度为2m/根或4m/根两种规格，使用时需要一根一根地连接到设计的长度。测斜管与测斜管接头采用凹凸槽连接，并用自攻螺丝固定。测斜管内有供测斜仪探头定向的90°间隔的导槽。

施工方法：

在基坑监测中测斜管有两种安装埋设方法，一是埋设在基坑基坑周围地层内，二是埋设在围护桩（墙）体的混凝土内。

以第二种安装方法为例说明安装与埋设的操作要点。

⑴测斜管的连接

拿起一根测斜管，在没有外接头的一端套上底盖，用3只M4×10自攻螺钉拧紧（这是每孔最下面的一节管子），下一节，再向外接头内插一节管，这时必须注意的是一定要插到管子端平面相接为止，再用3只M4×10自攻螺钉把它固定好，才算该接头连接完毕，按此方法一直连接到设计的长度。

⑵测斜管的绑扎

为了保护测斜管及监测方便，测斜管安装平面位置如图3-1所示。在纵向，测斜管沿钢筋笼中的1条主筋垂直向下布置，管的底端短于钢筋端面0.5m，防止孔底渣土对测斜管产生挤压。

对于一次起吊通长的钢筋笼，把连接到设计长度的测斜管顺放在钢筋内侧，每隔2m设置一个抱箍（可用扎丝绑扎），一次就可以安装到位，注意保持测斜管顺直，以保证测斜管的垂直度。如果钢筋笼分两节或几节起吊，测斜管也要与钢筋笼对应分节安装，然后进行对接。

为防止钢筋笼对接电焊高温损坏测斜管，用湿麻袋包裹测斜管。一般在此位置也是测斜管对接位置，需将此处上下范围的固定抱箍在钢筋笼对接完成后补装，对接时安装好接头管并做好防水。

⑶调正方向

测斜管安装到位后，需要调正方向，调正方向的要求是，管子内壁上有两对凹槽，首先需把孔口以上那节测斜管上的外接头拿掉（松开3只螺钉就可以拿掉了）才能看清管内凹槽，需要把管内的一对凹槽垂直于测量面就可以了（见图3-2），转动管子就可以实行。由于测斜管是绑扎在钢筋笼上的，调正安装方向时要考虑钢筋笼的安装方向，同时钢筋笼安放时要按预设的位置安装，才能保证测斜管的一对凹槽垂直于测量面。

⑷灌注混凝土时的保护措施

在下放钢筋笼过程中，向侧斜管内注入一定量的清水，测斜管随钢筋笼全部下到位置后，一定要把清水充满测斜管，这样（1）可以防止测斜管上浮；（2）可以减少管内外的压力差，防止泥浆或水泥浆通过漏点向管内渗漏，减少泥浆或水泥浆进入管内形成沉淀；（3）混凝土浇注完成后起吸热作用，防止变形。

⑸位置标示

在设置测斜管的位置处施工影响不到的地方设置标记，以便在破除桩头时知道那个桩内有测斜管，并采取针对性保护措施。

⑹破桩头及浇筑冠梁时的保护

破除桩头后，用接头管接长测斜孔，使孔口顶面高出冠梁顶20cm左右，并加设顶盖，在冠梁钢筋绑扎及混凝土浇筑过程中做好保护。

测斜管

钢

基坑开挖

围护桩

图3-1 围护桩内测斜管绑扎的位置

基坑开挖线

测斜管

测斜管

图3-2 调正测斜管方向

注意事项

(1) 因测斜仪的探头在管内每隔0.5m测读一次，故对测斜管的接口位置要精确计算，避免接口设在探头滑轮停留处。

(2) 测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线，若因施工原

因致使槽口转向而不垂直于基坑边线，则须对两对槽口进行测试，然后在同一深度取矢量和。

(3) 测点间距应为0.5m，以使导轮位置能自始至终重合相连，而不宜取1.0m测点间距，导致测试结果偏离。

计算原理：

Δi=Lsinθi

式中：L 为探头轮距，一般为0.5m；θi为某一深度倾斜角。当测斜管埋设进入相对稳定土层或非变形土层时，则可认为管底是位移不动点

管口的水平位移值Sn即为各分段位移量的总和：

试用步骤

(1)观测前，首先用模拟测头检查测斜管导槽是否畅通，检查模拟测头或真探头上是否有螺丝松动。模拟探头反复导槽，可提高采集数据的精度。

(2)采集数据时将测试电缆的大接头与测头连接，并用扳手拧紧，防止进水烧坏仪器内部电子元件。将测试电缆的小接头插入测读仪上的“传感器”插头，顺时针旋转，直至定位销到位。

(3)将测头导轮插入测斜管的导槽内，缓缓下到孔底，并停留10～15分钟，使探头与测量环境一致，一般先测可能出现最大位移的方向(A0)，即滑坡主位移方向。

(4)测读仪预热后，将测头由孔底开始自下而上沿导槽全长每隔1m测读一次，随时检查仪器上显示孔深与仪器电缆上的标记孔深是否一致，量测完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽，按以上方法再测一次(A180)，两次量测的部位应该一致，在此条件下，各测点的正反两读数值接近，符号相反，如果在测量过程中有可疑数据时，应及时补测。

(5)测完一对导槽以后，将测头以A0为基准，顺时针旋转90°，再测另一对导槽的两个方向，得到B0、B180两方向测值。具体步骤同(4)。

(6)测斜管的初始观测值应该是连续、独立两次以上观测值的平均值，如果几次读数相差较大，则应重测。

(7)数据传输时，先连接好传输线，再开机启动专用软件进行传输，蜂鸣两声完成。值得注意的是：输出端口传输数据时，采集端口要空闲。

(8)数据分析可用厂家自带软件(测斜仪使用说明书上有详细介绍)或电子表格进行。注意：厂家数据分析的计算公式是以0.5米为版本编辑而成，所以在实际工作中若是以1米为间隔进行的测量，在数据分析时都应乘以2倍。

造价：

国内钻孔测斜仪的造价一般为14000元。