路基病害工程监测与检测

将测头调转180°重新放入测斜导管中，将测头滑至孔底，重复上述步骤。

5．观测成果

将测得的正、反向数据以测读末位记数，如0.0463，记为463，填入标明方向的现场测读记录表中，见表12-11。

侧斜导管观测表 表12-11

深度（m） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 初始值 213 166 145 198 167 138 109 -196 -487 -573 -653 -873 -101.8 105.2 102.6 -119.3 -126.6 -119.6 -110.3 -106.5 -970 -859 -746 -500 测值0° 463 303 121 79 84 82 46 -145 -315 -376 -446 -489 -507 -493 -469 -565 -616 -604 -575 -579 -532 -456 -391 -223 测值180° -436 -284 -99 -57 -64 -62 -27 166 336 398 465 507 526 512 487 581 635 623 594 597 549 471 409 240 差值 899 587 220 136 148 144 73 -311 -651 -774 -911 -996 -1033 -1005 -956 -114.6 -125.1 -122.7 -116.9 -117.6 -108.1 -927 -800 -463 变化值 686 421 75 -62 -19 6 -36 -115 -164 -201 -258 -123 -15 47 70 47 15 -31 -66 -111 -111 -68 -54 37 位移值（mm） -3.19 -10.05 -14.26- -15.01 -14.39 -14.2 -14.26 -13.9 -12.75 -11.11 -9.1 -6.52 -5.29 -5.14 -5.61 -6.31 -6.78 -6.93 -6.62 -5.96 -4.85 -3.74 -3.06 -2.52 表中：初始值为第一次测读时0°和180°计数差值； 变化值=新差数-初始差数（初测值）

位移是从导管底端开始，将变化值作代数和，累加到导管顶端，该数乘以导管任何深度的水平位移，如图12-7所示位移1。将每次观测结果汇总为表12-12，即可得到水平位移－深度曲线，如图12-7，从中可以看出任何两次的水平位移变化。

图12-7 水平位移一深度关系曲线

侧斜导管观测汇总表 表12-12 深度（m） 位移值1（mm） 位移值2（mm） 位移值3（mm） 位移值4（mm） 位移值5（mm） 位移值6（mm） 0.5 -3.19 -5.55 -6.32 -7.53 -10.40 -14.23 1.0 -10.05 -13.17 -14.29 -15.54 -19.65 -25.06 1.5 -14.26- -17.78 -19.20 -20.61 -25.38 -31.86 2.0 -15.01 -18.39 -19.91 -21.35 -26.14 -32.97 2.5 -14.39 -17.32 -18.80 -20.21 -24.81 -31.54 3.0 -14.2 -16.81 -18.23 -19.63 -24.09 -30.81 3.5 -14.26 -16.42 -17.73 -19.12 -23.36 -30.05 4.0 -13.9 -15.56 -16.69 -18.02 -21.92 -28.41 4.5 -12.75 -14.09 -14.99 -16.23 -19.75 -25.84 5.0 -11.11 -12.30 -13.07 -14.21 -17.37 -22.94 5.5 -9.1 -10.12 -10.77 -11.81 -14.52 -19.10 6.0 -6.52 -7.31 -7.80 -8.72 -10.87 -14.15 6.5 -5.29 -5.93 -6.34 -7.20 -9.06 -11.71 7.0 -5.14 -5.81 -6.27 -7.13 -9.07 -11.96 7.5 -5.61 -6.43 -6.98 -7.87 -10.03 -13.43 8.0 -6.31 -7.29 -7.93 -8.83 -11.23 -15.07 8.5 -6.78 -7.87 -8.59 -9.52 --12.10 -16.30 9.0 -6.93 -8.09 -8.85 -9.77 -12.42 -16.85 9.5 -6.62 -7.76 -8.49 -9.37 -11.88 -16.17 10.0 -5.96 -7.00 -7.64 -8.46 -10.66 -14.49 10.5 -4.85 -5.68 -6.16 -6.90 -8.65 -11.74 11.0 -3.74 -4.37 -4.73 -5.38 -6.71 -9.21 11.5 -3.06 -3.57 -3.84 -4.42 -5.48 -7.62 12.0 -2.52 -2.93 -3.14 -3.66 -4.52 -6.33 12.5 -2.89 -3.40 -3.55 -4.04 -4.85 -6.62 13.0 -3.47 -4.01 -4.13 -4.61 -5.42 -7.17 13.5 -3.70 -4.24 -4.37 -4.81 -5.60 -7.33 14.0 -3.54 -4.03 -4.18 -4.58 -5.33 -6.95 14.5 -3.03 -3.44 -3.57 -3.92 -4.57 -5.92 15.0 -2.51 -2.87 -2.97 -3.25 -3.79 -4.87 15.5 -2.09 -2.41 -2.49 -2.71 -3.13 -4.00 16.0 -1.74 -2.02 -2.06 -2.24 -2.58 -3.26 16.5 -1.39 -1.60 -1.63 -1.76 -2.04 -2.52 17.0 -0.92 -1.06 -1.08 -1.17 -1.35 -1.67 17.5 -0.45 -0.52 -0.53 -0.57 -0.66 -0.82 编制： 复核： 审核：

五、应力监测技术

1．土中总应力测试 （1）测试设备

土中总应力测试一般使用土压力盒及其接收仪，按使用要求分，有接触式土压力盒和土中土压力盒。按采用的传感器不同分电阻应变式、钢弦式和差动电阻式三种，接收仪则相应为电阻应变仪、钢弦频率测定仪和比例电桥指示器。各种土压力盒结构外形基本相同，只是传感器不同。如图12-8、图12-9和图12-10分别为应变式土压力盒、钢弦式土压力盒和差动电阻式土压力盒示意图。压力盒与土体的接触面对土压力变化较为灵敏，受力时引起钢弦振动或应变片变形，由此可测出土压力的大小。

图12-8 应变式土压力盒示意图 图12-9 钢弦式土压力盒示意图 （2）工作原理

当土压力作用于压力盒承压膜(一次膜)上，承压膜即产生微小挠性变形，使油腔内液体受压，因液体不可压缩特性而产生液体压力，通过接管传到压力传感器的受压膜即二次膜上，或使钢弦式传感器的自振频率发生变化，或使差动电阻式传感器的电阻比和电阻值发生变化。对电阻应变片式传感器而言，则使四个桥臂的电阻发生变化。通过测读仪表，测出相应的变化值，经换算即可求得所测土压力值。

（3）埋设要点 ①埋设土压力盒时，应该注意对土体的扰动， 图与结构物固定的程度(接触式土压力盒)、膜盒与土的接触情况(土的粒径、全面接触或局部接触等)并作详细记录。

②土中土压力盒的埋设方法如图12-11所示。特别要注意的是，回填土的性状应与周围土体一致，否则，会引起土压力的重新分布。用图12-11c)的方法埋设时，其标定方法也应一样，否则，标定资料不好

图12-10 差动电阻式压力盒 1-受压板；2-传压轴；3-一次膜；4-护圈；

5-敏感元件；6-引出电缆

利用。

③接触式土压力盒埋设方法，应根据不同工程对象采用不同的方法。在结构物侧面安装土压力盒时，应在混凝土浇筑到预定高程处，将土压力盒固定到预测的位置上，土压力盒承压面必须与结构物表面齐平。在结构物基底上埋设土压力盒时!可先将土压力盒埋设在预设的混凝土块内，整平地面，然后将土压力盒放上，并将预制块浇筑在基底内。

④除土压力盒的埋设外，电缆线的埋设也是至关重要的。否则，在施工中容易遭受破坏。各测头电缆按一定路线集中于观测站中，并将土压力盒的编号、规格及埋设位置、时间等记人考证表内。

图12-11 土中土压力盒埋设方法莫具电缆

2．孔隙水压力监测

孔隙水压力现场观测时可根据测点孔隙水压力一时间变化曲线，反算土的固结系数、推算该点不同时间的固结度，从而推算强度增长，并确定下一级施加荷载的大小，因而可用来控制加荷速率。孔隙水压力计大体上可分为三类，即气压式、水压式、电感式等。水压式还可分为双水管式和单管式(即测压管)。电感式可分为钢弦式、电阻应变片式、差动电阻式等。钢弦式稳定性，灵敏度高，使用最多。这里将介绍钢弦式孔隙水压力计。

（1）仪器结构及主要技术指标 ；

钢弦式孔隙水压力计，主要由传感器、电缆、接收仪三部分组成。 （2）埋设技术 ①埋设前的准备工作

a．取下仪器端部的透水石，在钢膜片上涂一层黄油或凡士林油以防生锈； b．将透水石在水中浸泡2h以上，以排除其中的气泡，达到饱和状态；

c．在电缆上用铅皮打钢印制作编号，使电缆编号与测头编号相一致；

d．准备封孔回填用的泥球和干净的中粗砂。泥球宜采用膨润土球或高崩解性黏土球。要求在钻孔中潮解后的渗透系数小于周围土体的渗透系数。土球应由直径10-20mm的不同粒径组成，应风干，不宜日晒、烘烤。封孔时需逐粒投入孔内，切忌大量倾倒，以防架空；

e．准备埋设的用具，如钻杆连接管、铅丝、电缆护管等。 ②定位准确

孔隙水压力的平面布点集中于路中心，3-5m设一个测点。

③钻孔般每种土层均应有测点，土层较厚时，一般每隔

钻孔一般采用干钻法，钻孔孔径一般为φ108-φ146mm。干钻时可向孔内加水润滑，但禁止用压力冲钻成孔，钻进过程中应随时下套管护壁，钻孔深度应比测点的高度高30cm，应详细记录成孔时土层的分布情况。必要时可采取土样进行土工试验，以补充或校核原土工试验资料或土性参数。成孔后应清孔，通过钻杆注入清水，将孔内泥浆翻出。

④测头的埋设

a．测头未装上透水石前，在大气中测量初始频率，并记录现场温度和大气压力值；

b．将透水石在水桶中装在测头上，将测头连同水桶送到钻孔边，将接管连接于钻杆上； c．将细铅丝系在连接管上，用铅丝来承受孔压计及电缆的重量，这样可以避免电缆受力，并可测量埋设深度；

d．当测头到达孔底时，将其向下压入30cm，至埋设高程；

e．测头埋人土中进行观测，确认其工作正常后，将套管上提，便可向孔内投入泥球封孔，孔中电缆应放松弛。

另一种埋设方式是钻孔比埋设高程要深20cm，钻孔底用干净的细砂填至孔隙水压力计位置。孔压计就位于砂上，或最好密封在含有干净、浸透的砂的帆布袋中，再就位于相应的位置上。用干净的砂充填在孔压计的周围及以上15cm，其上再用膨润土泥球封孔，最后回填普通土并夯实。

⑤电缆埋设和保护 a．连接电缆敷设时必须留有余度，并禁止相互交绕。敷设余度依介质材料、测头埋设位置、高程而定，一般为敷设长度的5％-10％；

b．为防止填土过程中载重汽车等压断电缆，在电缆外加一层金属软管或其他保护管； c．连接电缆在黏性土填方中上方安全覆盖厚度应不小于0.5m，在砂、碎石垫层中应不小于1.0m；

⑥监测

孔隙水压力计埋设与封孔过程中，应进行跟踪检测，严禁损坏仪器测头与连接电缆，一旦发现，必须及时处理重新埋设。

⑦填写埋设考证表

考证表的主要内容有：工程名称、测点编号、测头型号、量程、钢印号、接线长度、外形尺寸、生产厂家、埋设位置、埋设高程、地面高程，地下水位、电缆埋设深度、埋人前的频率、埋人后的频率、埋设日期、天气、气温、埋设示意图、埋设人员等。

（3）测试技术

埋设后待钻孔完全填实和埋设时超孔隙水压力消散时，才可测孔压计的初始读数，一般需要3—4d的稳定时间。测初始读数时需连续测读数日，直至读数稳定为止，以稳定的读数作为初始读数。对于单线圈激振脉冲型孔隙水压力计，用钢弦读数仪测读其周期、频率和频率平方非常简单。打开读数仪开关，将电缆夹子线插入“输入”插孔，用两个夹子夹住孔压计的两根信号导线，将选择开关拨到相应位置进行读数。

六、试验段工程

高速公路工程是大型线形工程，投资规模大，技术要求高，地基处理是决定投资规模和工程质量的重要方面，因此在大面积施工前，需要进行试验工程或前期工程，其目的是验证和优化地基处理设计，确定地基处理施工工艺和质量控制标准。

1．试验工程方案制订

试验工程必须在施工前编制试验研究大纲，制订详尽的试验研究计划。研究大纲应包括：试验工程位置确定，试验工程达到的目的；试验内容、施工工艺要求、组织机构、时间安排等。

（1）选地要求