**主題詞：工程測量裝置技術研究
**摘要：工程測量的方法和裝置與傳統的測量不同。其中重要的測量裝置除深層沉降儀與測斜儀外，還有振弦式鋼筋應力計、土壓力盒、孔隙水壓力計等，分別適用於不同的專門需求。
當前，基坑支護設計尚無成熟的方法用以計算基坑周圍的土體變形，施工中通過準確及時的監測，可以指導基坑開挖和支護，有利於及時採取應急措施，避免或減輕破壞性的後果。
一、工程監測的特點分析
1、時效性
普通工程測量一般沒有明顯的時間效應。基坑監測通常是配合降水和開挖過程，有鮮明的時間性。測量結果是動態變化的，一天以前（甚至幾小時以前）的測量結果都會失去直接的意義，因此深基坑施工中監測需隨時進行，通常是1次/d，在測量物件變化快的，可能每天需進行數次。
基坑監測的時效性要求對應的方法和裝置具有採集資料快、全天候工作的能力，甚至適應夜晚或大霧天氣等嚴酷的環境條件。
2、高精度
普通工程測量中誤差限值通常在數公釐，例如60m以下建築物在測站上測定的高差中誤差限值為2.5mm，而正常情況下基坑施工中的環境變形速率可能在0.1mm/d以下，要測到這樣的變形精度，普通測量方法和儀器部不能勝任，因此基坑施工中的測量通常採用一些特殊的高精度儀器。
3、等精度
基坑施工中的監測通常只要求測得相對變化值，而不要求測量絕對值。例如，普通測量要求將建築物在地面定位，這是乙個絕對量座標及高程的測量，而在基坑邊壁變形測量中，只要求測定邊壁相對於原來基準位置的位移即可，而邊壁原來的位置（座標及高程）可能完全不需要知道。
由於這個鮮明的特點，使得深基坑施工監測有其自身規律 。例如，普通水準測量要求前後視距相等，以清除地球曲率、大氣折光、水準儀視准軸與水準管軸不平行等項誤差，但在基坑監測中，受環境條件的限制，前後視距可能根本無法相等。這樣的測量結果在普通測量中是不允許的，而在基坑監測中，只要每次測量位置保持一致，即使前後視距相差懸殊，結果仍然是完全可用的。
因此，基坑監測要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測者按同一方案施測。
二、工程測量新裝置和技術
適應基坑監測的上述內容和特點，具體測量中採用了很多新型的測量儀器，本文結合作者在河南參與的工程例項，介紹磁性深層沉降儀和測斜儀等裝置。這些新的裝置及其技術特點是傳統的工程測量不能涵蓋的。
1、深層沉降儀
深層沉降儀是用來精確測量基坑範圍內不同深度處各土層在施工過程中沉降或隆起資料的儀器。它由對磁性材料敏感的探頭和帶刻度標尺的導線組成。當探頭遇到預埋在預定深度鑽孔中的磁性材料圓環時，沉降儀上的蜂鳴器就會發出叫聲。
此時測量導線上標尺在孔口的刻度以及孔口的標高，即可獲得磁性環所在位置的標高。通過對不同時期測量結果的對比與分析，可以確定各土層的沉降（或隆起）結果。
深層沉降觀測過程分為井口標高觀測和場地土深層沉降觀測兩大部分。井口標高觀測按常規光學水準觀測方法進行。以下介紹作者在工程實際中使用的加拿大rocktest公司產r-4型磁性沉降儀，其刻度劃分為1mm，讀數分辨精度為0.
5mm.
1）磁性沉降標的安裝
（1）用鑽機在場地中預定位置鑽孔（實際布設孔位時要注意避開牆柱軸線）。根據各個測點的不同觀測目的，考慮到上部結構的重量分布及結構形式以及實際土壓力影響深度，綜合取定各孔深尺寸及沉降標在孔中的埋設位置。
（2）用pvc塑料管作為磁性探頭的通道（稱為導管），導管兩端設有底蓋和頂封。將第乙個磁性圓環安裝在塑料管的端部，放入鑽孔中。待端部抵達孔底時，將磁性圓環上的卡爪彈開；由於卡爪開啟後無法收回，故這種磁性環是一次性的，不能重複使用，安裝時必須格外小心。
（3）將需安裝的磁性圓環套在塑料管上，依次放大孔中預定深度。確認磁性環位置正確後，彈開卡爪。測量點位要綜合考慮基底壓力影響深度曲線和地質勘探報告中有關土層的分布情況。
（4）固定探頭導管，將導管與鑽孔之間的空隙用砂填實。
（5）固定孔口，製作鋼筋混凝土孔口保護圈。
（6）測量孔口標高3次，以平均值作為孔口穩定標高。測量各磁性圓環的初始位置（標高）3次，以平均值作為各環所在位置的穩定標高。
2）磁性沉降標的測量
（1）在深層沉降標孔口做出醒目標誌，嚴密保護孔口。將孔位統一編號，以與測量結果對應。
（2）根據基坑施工進度，隨時調整孔口標高。每次調整孔口標高前後，均須分別測量孔口標高和各磁性環的位置。
（3）每次基坑有較大的荷載變化前後，亦須測量磁性環位置。
2、測斜儀
測斜儀是一種可以精確地測量沿鉛垂方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器，可以用來測量單向位移，也可以測量雙向位移，再由兩個方向的位移求出其向量和，得到位移的最大值和方向。本文介紹加拿大rocktest公司產rt-20mu型測斜儀，其儀器標稱精度為±6mm/25m，探頭精度為±0.1mm/0.
5m.1）測斜管的埋設
（1）在預定的測斜管埋設位置鑽孔。根據基坑的開挖總深度，確定測斜管孔深，即假定基底標高以下某一位置處支護結構後的土體側向位移為零，並以此作為側向位移的基準。
（2）將測斜管底部裝上底蓋，逐節組裝，並放大鑽孔內。安裝測斜管時，隨時檢查其內部的一對導槽，使其始終分別與坑壁走向垂直或平行。管內注入清水，沉管到孔底時，即向測斜管與孔壁之間的空隙內由下而上逐段用砂填實，固定測斜管。
（3）測斜管固定完畢後，用清水將測斜管內沖洗乾淨，將探頭模型放入測斜管內，沿導槽上下滑行一遍，以檢查導槽是否暢通無阻，滾輪是否有滑出導槽的現象。由於測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認測斜管導槽暢通時，不允許放入探頭。
（4）測量測斜管管口座標及高程，做出醒目標誌，以利保護管口。現場測量前務必按孔位布置圖編制完整的鑽孔列表，以與測量結果對應。
2）土體水平位移測量
（1）連線探頭和測讀儀。當連線測讀儀的電纜和探頭時，要使用原裝扳手將螺母接上。檢查密封裝置、電池充電情況（電壓）及儀器是否能正常讀數。
當測斜儀電壓不足時必須立即充電，以免損傷儀器。
（2）將探頭插入測斜管，使滾輪卡在導槽上，緩慢下至孔底以上0.5m處。注意不要把探頭降到套管的底部，以免損傷探頭。
測量自下而上地沿導槽全長每隔0.5m測讀一次。為提高測量結果的可靠度，每一測量步驟中均需一定的時間延遲，以確保讀數系統與環境溫度及其他條件平穩（穩定的特徵是讀數不再變化）。
若對測量結果有懷疑可重測，重測的結果將覆蓋相應的資料。
（3）測量完畢後，將探頭旋轉180°，插入同一對導槽，按以上方法重複測量，前後兩次測量時的各測點應在同一位置上；在這種情況下，兩次測量同一測點的讀數絕對值之差應小於10%，且符號相反，否則應重測本組資料。
（4）用同樣的方法和程式，可以測量另一對導槽的水平位移。
（5）側向位移的初始值應取基坑降水之前，連續3次測量無明顯差異之讀數的平均值。
（6）觀測間隔時間通常取定為3d.當側向位移的絕對值或水平位移速率有明顯加大時，必須加密觀測次數。
（7）rt-20mu型測斜儀配有rs-232介面，可以與微機相連，將系統設定與測量資料在微機與測斜儀之間傳輸。rocktest公司還開發有acculog-x2000軟體系統，可以自動解釋測量資料，完成分析與繪圖輸出等內業工作。
三、小結
深基坑施工中測量的目的和特點與普通工程測量遇然不同，其測量的方法和裝置與傳統的測量也完全不同。其中重要的測量裝置除深層沉降儀與測斜儀外，還有振弦式鋼筋應力計、土壓力盒、孔隙水壓力計等，分別適用於不同的專門需求。
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作者 張學軍王延鑫 中國新技術新產品 2010年第04期 摘要 工程測量的方法和裝置與傳統的測量不同,其中重要的測量裝置除深層沉降儀與測斜儀外,還有振弦式鋼筋應力計 土壓力盒 孔隙水壓力計等,分別適用於不同的專門需求。關鍵詞 工程測量 裝置 技術 研究 當前,基坑支護設計尚無成熟的方法用以計算基坑周...
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