测斜仪在防波堤变形监测中的应用

高宝宝　宋久伟

摘 要：本文简述了测斜仪的工作原理与测斜管埋设技术，并以某工程为例，以所获得的监测结果为基础就发生位移的主要影响因素与需要制定的预防措施进行了深入分析，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。

关键词：测斜仪;防波堤变形;监测;应用

中图分类号：U656.2 文献标识码：A

0 引言

防波堤由于其结构的特殊性使得其极容易在具有岩土特性不均匀与地质构造复杂特征的地质条件下，受到各类自然因素与不确定因素的影响，继而导致其最终建设结构无法保证其使用的稳定性。而选择测斜监测方法能够确保对深度土体变形大小与方向等数据的获取完整性与有效性，且能够通过数据分析准确掌握位移的变化规律，并绘制成曲线图，为防波堤施工以及其实际运行环节提供完整的监测信息。

1 测斜仪工作原理

测斜仪简单来说就是能够充分反映结构或土层任意一部位倾斜度的工具，本文以活动式测斜管为例简要阐述测斜仪的基本工作原理。

2 测斜管的主要埋设技术

首先需要严格遵循监测的有关要求对钻孔的具体位置予以确定，钻孔的主要工具为钻机，需要确保其形成孔的垂直偏差在±2°以内。钻孔过程应确保其钻入质岩层或硬土层内部结构的50～100厘米左右，该环节以低端条件下无水平位移为基准;其次是在测斜管连接环节，一般采取逐根连接方法，且需要在各测斜管之间的连接处做密封处理，以确保各个测斜管之间的凹槽的对应准确性。在测斜管的底部应用封盖密封，实际安装过程中需要保证用力的均匀性以避免出现测斜管扭曲现象，确保安装效果符合建设预期;在测斜管埋设任务完毕后，确保其满足设计深度要求即可选择应用中粗砂做回填处理，在钻孔回填的过程中需要保证其回填的密实性以保证所获得观测数据的准确性。

3 测试技术

在实际测量环节需要首先将测斜仪的探头插入到测斜管内部，直至使得其滚轮在两道槽中卡住并保持缓慢的下降至孔底，需要遵循自下而上的顺序每隔0.5米对导槽进行测量，以确保所获得结果数据的准确性与应用可靠性。每一道测量步骤均需要保证其时间延迟[1]。为维持读数系统以及其周围测试温度等条件的平稳性提供完备条件;在测量完毕后需要首先将其探头旋转180度后插入至另一对导槽内部，测量方法同上。两侧测量需要确保其中的各个测点保持在同一位置，两次测量的误差应在10%以内。

4 工程实例

4.1 工程简述

此工程的垂吹填量为5 000万方，在吹填区与取泥区的位置设置防波堤已达到隔断效果。所修建的防波堤的长度为9公里，在其外侧挖泥船所设置的设计标高为-15米，整个防波堤的地基主要以淤泥质粘土为主。伴随整个防波堤的堤身侧向压力的提升，为确保防波堤应用结构的安全性，需要对地基水平位移情况予以充分掌握，且需要保证监测的实时性与数据的分析及时性。

4.2 监测结果

以各个阶段的监测数据为基础，所绘制出的累计位移-深度以及位移量变化的曲线图如图1、图2所示。实际的施工过程需要严格遵循监测数据的有关要求，以监测数据作为施工进度与施工操作的指导基础进而降低施工事故的发生风险。

从图1中的内容可知在其测斜管的底部处的土体具有密实性与孔隙率小的特征，由于其力学性质整体较为稳定使得其发生土体变形的概率较低。伴随吹填工程荷载的逐步增加，其上层的土体结构主要以淤泥层为主，因此其力学性质较差使得其极易出现测斜管向外倾斜以至于出现结构变形现象。

从图中数据可知，5月9日的位移量为10.5毫米，由于其大大超出了警戒值，需要对其做现场勘查处理，经调查发现出现此种现象的主要原因为在监测点附近架设了挖泥船排泥管口，这使得在加载速度过快的情况下导致围堰的位移量短时间内突然增大。在暂缓施工后发现该位置的围堰位移量逐渐趋向于正常状态，因此随后三艘挖泥船随即恢复正常施工，但在监测点的数据位移曲线上发现当天的位移量达到了5.9毫米，因此在对排泥管口位置做科学调整后安排专业的检测人员加大了监测力度，图中数据能够看出在调整管口位置后位移量逐渐趋向于正常状态。

4.3 产生位移的主要原因及其预防措施

4.3.1 位移影响因素的深入分析

在淤泥软土层厚度较大与软土层残留较厚的条件下，防波堤的应用结构稳定性将受到极为严重的不良影响。在导滤层受损严重的条件下抗渗能力也随即降低，从而产生水陆贯通现象以至于出现了流土与管涌的位移情况;实际的吹填施工过程中由于吹泥管管口的位置设置不合理也将会增大防波堤的吹填加载速率，进而增大位移现象的发生风险[2];若有绞吸式挖泥船的应用需要，在没有严格遵循边坡施工要求的情况下使得排泥管口距离实际的施工区域的位置过近，也将导致出现防波堤位移现象。

4.3.2 预防措施

第一是应在实际的吹填施工过程中严格遵循吹填进度的相关要求，确保导滤层修复的合理性，进一步降低大面积流阻现象的发生风险;第二是应确保吹泥管管口位置的设置合理性，从而避免出现集中吹泥现象;第三是若有绞吸式挖泥船的应用需要，边坡施工状态下应确保边坡坡比的选择合理性，且需要采取分层施工的方式，严格遵循潮涨潮落的规律;第四是保证监测频率的安排合理性，推进边坡施工进度时需要对防波堤做加密观测处理，且需要派专人进行巡视以保证防波堤的运行安全性;第五是针对位移速率已经超出警戒值的区域，应及时采取排泥管线延伸或變化管口位置等措施。

4.4 测斜仪应用误差分析

测斜管埋设过程中受不确定因素影响极容易导致测斜管方向无法保证其与堤身轴线的垂直效果，进而导致无法确保最终所获取到的监测数据的准确性;若吹填施工过程中加载速度过快，在土层回填力出现差异的情况下将使得测斜管整体呈现弓字型，变形无法同步以至于大大缩减了监测点位移量;如果测斜管底部与地表处的温度差异较大，或是在没有保证测头稳定的条件下即推进测量进度，也将影响到最终的读数准确性。

5 结束语

综上所述，防波堤变形监测过程中测斜仪的应用具有极为重要的应用作用，作为监测人员应充分利用位移变化曲线图分析不同阶段的图层位移变化规律，进而降低安全事故的发生风险，为顺利展开工程施工项目奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]郭超，张秀勇.山东东营港北区防波堤水平位移分析[J].港工技术，2020，57（04）：46-50.

[2]厉泽逸，刘均卫.长周期波大输沙量条件下防波堤设计[J].中国水运（下半月），2020，20（11）：93-94+113.