(整理)支撑轴力的监测
支撑轴力监测的几个问题
２月 １ 日 ２月 ２ ９ ３日
－２１ ６ ７ － ４８ ５７
－ ６０ ５ ８ － ２１ ５ ７
３月 ４日
—６９ ５ １ —７８ ５０
—１２ ６６ — ｌ７ ６５
３月 １ 日 ６
—２０ ６３ —３６ ６５
—３７ ６６ —８８ ６ ８
—９７ ５８ — ２５ ５ １
－ ８８ ５ １ — １９ ６ ２
状态
时 间
Ｚ Ｌｌ
开 挖 至 ２５ ． ｍ 浇 注 下 道 支撑
３月 ２ ６日
一０４ ７ ３
开挖 至 ５ ｍ ． ０
４月 １ ５日
— ５６ ６ ４
开 挖 至 ６８ ． ｍ
５月 ５ 日
—８３ ７ ０
４月 ５日
－２３ ７ ３
４月 ２ ５日
（ ）开挖 过程 中轴力有 明显起伏 ； ４ （ ）从 短 时 间看 ， 次 监测 到 的轴 力 变 ５ 每
港工技 术与管理 ２ １ ０ ０年 第 ５期
２ ０一
至
一
士
蝶
图 ３ 支撑 轴 力 随 时 间发 展 曲 线
表 １
时 间
Ｚ Ｌｌ ｚ ４ Ｉ
Ｚ ５ Ｌ Ｚ ６ Ｌ
轴力 随时间发展 关键点 数值 （Ｎ） ｋ
１月 １ 日 ９
一０ ４９ —１ １ ５１
—４０ １４ —１ ７ ６０
１月 ３１日
－７５ ４８ — ６５ ４ ３
－ ８１ ４ ８ － １９ ３ １
２月 １ 日 ２
—５３ ５ １ —５４ ４０
—５７ ３ ５ —８６ ４４
一
３１１ 测点 布置 ．．
深基坑混凝土支撑轴力监测探讨
深基坑混凝土支撑轴力监测探讨摘要：深基坑轴力监测是一项很重要的监测项目，但其受混凝土收缩、徐变、温度及初始值选取等因素的影响较大，我们可以通过一些手段减少一些误差，使轴力监测结果更为可靠，为工程安全提供参考，更需要结合其他监测手段，对整个工程安全进行评估，保证工程安全可控。
关键词：深基坑监测；支撑轴力；误差分析前言随社会经济快速发展，大城市人口剧增，土地资源紧张，为解决这些问题，现代建筑越来越注重对地下空间的开发利用，于是出现了很多深基坑工程。
在市中心区、软土地区，为控制基坑开挖过程中水平位移，保证深基坑工程安全性，往往会设计混凝土支撑，并对混凝土支撑进行轴力监测。
但在笔者经历的几个基坑工程监测项目中，支撑轴力均超过了其设计值，其中最大支撑轴力峰值接近于设计值的两倍。
然而混凝土支撑却未发现严重变形，其他的监测项目如水平位移、沉降位移、深层水平位移等仍在控制值内。
由此可见测试的混凝土支撑轴力应当是比实际受力偏高。
本文就混凝土支撑轴力监测中一些问题进行探讨，希望能对同行有所启发。
1.混凝土支撑轴力监测方法目前对混凝土支撑轴力的测量采用的是间接法测量，即通过测量支撑内混凝土或钢筋微应变，利用钢筋、混凝土弹性模量及面积，推定支撑轴力。
其中钢筋、混凝土的弹性模量和面积可查阅相关资料获得，故支撑轴力测量实际上就是变形测量。
目前运用的最多的混凝土应变计和钢筋应变计，前者是安装于混凝土内部，测量混凝土微应变，后者安装于支撑主筋上，测量主筋微应变。
由于混凝土应变计相对于钢筋应变计安装方便，笔者所经历的几个基坑监测项目均为混凝土应变计。
2.混凝土支撑轴力监测主要误差分析由轴力监测方法可知其误差主要来源是混凝土的形变测量，在混凝土支撑轴力计算中，我们假定测定的应变是由于支撑受力而引起的，但实际上我们测定的应变除了支撑受力外还有其他因素，结合笔者的一些工程实践及其他同行的一些相关研究，大体上认为支撑轴力测量误差主要来源于下面几个方面：2.1混凝土收缩及徐变混凝土在凝结硬化过程中会发生体积缩小的现象，其包含了塑性收缩、温度收缩、碳化收缩、干燥收缩自生收缩等，对混凝土支撑来说其主要应变来源于混凝土的干燥收缩。
混凝土支撑轴力监测分析
混凝土支撑轴力监测分析摘要：结合广州地铁某基坑工程的设计和施工方案，对混凝土支撑轴力监测的原理进行介绍。
在对基坑施工过程中轴力监测数据变化进行分析的基础上，对其形成原因进行了探讨，得到一些经验性规律，供类似工程参考。
关键词：钢筋混凝土；支撑轴力；监测；分析引言我国基础建设的快速发展，深基坑工程的建设也越来越多，在深基坑施工过程中，深基坑的支护起着举足轻重的作用。
只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，支撑结构轴力的监测是基坑工程现场监测的主要内容之一。
通过对轴力的监测，可准确掌握支护结构的受力状况，从而对基坑的安全性状进行分析，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计方案，从而保证基坑本身和周围建筑物、构筑物的安全，以确保工程的顺利进行。
结合广州地铁某基坑工程的设计方案和监测数据，对基坑的混凝土支撑轴力变化进行初步分析。
1工程概况该工程包括盾构始发井兼轨排井及后明挖段，设计为 1～3 跨的闭合框架结构，其中盾构始发井基坑开挖深度约为 18.9 m，明挖段基坑开挖深度约17.5 m；基坑深度范围内大部分为砂层，以淤泥质粉细砂层为主，基坑底部几乎全部位于淤泥质粉细砂层。
基坑设计采用 800 mm 厚的地下连续墙+内支撑的围护结构体系。
内支撑采用 3 道支撑体系，第一道为具有一定刚度的冠梁，第二、三道为Ф 600、 t=14 的钢管，在灌梁和斜撑上共埋设 13 个钢筋混凝土支撑轴力监测点。
基坑监测点平面位置见图1。
由于基坑开挖深度较大且附近有一级公路高架桥和铁路双线桥，属于一级基坑，必须通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，将监测数据与设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值，以确定优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，确保工程安全。
某基坑钢筋混凝土支撑轴力监测实例分析
- 102 -第38卷某基坑钢筋混凝土支撑轴力监测实例分析刘雄鹰，杨清灵，侯海清（珠海市建设工程质量监测站，广东 珠海 519015） 【摘要】 通过工程实例分析，分别采用钢筋应力计和混凝土应变计监测的方法，对支撑轴力的变化进行监测，分析钢筋应力计与混凝土应变计实测值间存在差异的影响因素及实测力值的应用。
【关键词】 钢筋混凝土支撑；现场监测；钢筋计；混凝土应变计 【中图分类号】 TU753 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2020）05－0102－040 引言城市深基坑工程近年来发展迅猛，由于地下工程设计与施工的地质条件、工况等差异，深基坑支护监测项目中内力监测尤为重要。
目前相关研究成果不能完全满足实际需求，工程各方对内力监测成果分析利用方法有不同意见。
本文以珠海某口岸工程基坑钢筋混凝土支撑监测为例，通过在现场分别安装钢筋计和应变计，对其轴力变化进行监测，分析钢筋计与应变计实测值差异的影响因素及实测力值的应用。
1 工程概况珠海某口岸工程场地地形复杂，地质条件较差，有较厚的淤泥层；基坑外围支护桩周长为1546m ，基坑开挖面积约 11.5 万 m 2，基坑周边大部分绝对标高约为 3.5 m ，基坑坑底绝对标高为 -5.7～-9.7 m ，基坑深度约 9.2～13.2 m 。
基坑外围采用直径 1.5 m 的旋挖桩作为围护墙，设置两～三道钢筋混凝土内支撑；上述项目为重点工程项目。
本文所选钢筋混凝土支撑轴力监测分别为某阳角处第二道斜撑和相邻处的第二道对撑梁。
对撑梁截面尺寸为 1 500 mm ×1 200 mm ，长度为 144 m ；角撑梁截面支撑尺寸为 1 200 mm ×1 200 mm ，长度为 21 m 。
上述混凝土标号为 C 40，第二道支撑内力设计报警值分别为24000 kN 、19250 kN （按构件承载力设计值的 70 % 确定）。
2 支撑轴力监测方法支撑内力监测是利用与矩形支撑梁四根主筋绑扎连接的混凝土应变计或钢筋应力计两种钢弦式传感器，获得所绑扎连接的主筋应变或应力；再推算每截面四作者简介：刘雄鹰，女，高级工程师，研究方向为建材检测、建设工程检测及工程质量管理。
【支撑】支撑轴力特点及支承轴力监测方案
【关键字】支撑第一部分轴力支持方案特点及发展随着高层建筑数量和高度的增加，基础埋深也随着增加。
进入90年代后，我国经济的迅速发展，城市地价不断上涨，空间利用率随之提高，出现了众多的超高层建筑，使有些地下室埋深达以上，对基坑开挖技术提出更高、更严的要求，即不仅要确保边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等安全。
同时，为了适应建筑市场日趋激烈的竞争，还要考虑提高土方挖运的机械化程度、缩短土方工期、降低工程成本、提高经济效益等方面的因素。
我公司自1994年以来，先后在佛山国际商业中心，中山六福广场、广州文化娱乐广场、广州博成大厦等基坑施工中，采用了大跨度钢筋混凝土内支撑梁或圆环拱形钢筋混凝土内支撑支护，由于它们具有在计算方面的正确性、土方施工的经济性和施工实践的安全可靠性，所以在施工中越来越多地应用，并通过广东省建筑工程总公司及有关专家的鉴定，获得科技进步奖三等奖，得到推广和应用。
1.特点1.1.发挥材料的优点。
深基坑土方施工中，基坑深度往往较大，挡土结构的水平压力也较大，因此，钢筋混凝土支撑表现为水平受压为主，由于钢筋混凝土支撑与钢支撑不同，它具有变形小的特点，加上采用配筋和加大支撑截面的方法，可以提高钢筋混凝土支撑的强度，用以作为支撑的混凝土能充分发挥材料的刚度大和变形小的受力特性，它能确保地下室施工和基础施工以及周边邻近建筑物、道路和地下管线等公共设施的安全，因此，它是作为深基坑支护技术的新形式和新材料。
1.2.加快土方挖运速度。
在软地基深基坑施工时采用钢筋混凝土支撑，由于它的跨度大，尤其是采用圆环拱形钢筋混凝土内支撑形式，基坑内的平面形成大面积无支撑的空旷，空旷面积可达到整个基坑面积的65%~75%，形成开阔的工作面，满足挖土机械回转半径的要求，有利于多台大型挖土机械自如运转作业，在基坑内可以留坡道让运土车直接驶入基坑装土，并采用逐层开挖或留岛形式开挖，这样，最后剩余小量土方用吊土机吊起即可。
浅析基坑工程中支撑轴力的监测方法
浅析基坑工程中支撑轴力的监测方法摘要：本文介绍了基坑工程中，对钢支撑、钢混支撑的轴力监测方法。
包括点位布设原则，以及轴力计算方法等。
关键词：监测；基坑工程；支撑轴力1前言基坑工程往往因其地质条件复杂、施工困难、设计计算理论尚不完善等诸多方面的问题,在建设过程中会出现工程质量难以保证、工程进度难以把握、工程风险难以控制的情况。
为确保工程安全施工，对施工全过程进行实时、有效的监测，能够及早发现事故苗子，杜绝事故隐患，使工程处于一个安全可控的状态。
这对于保证工程质量和基坑施工安全具有极其重要意义；同时可为后续类似工程提供有用的资料，积累宝贵经验。
基坑围护体系监测过程中支撑轴力监测是重要的一个环节。
2支撑轴力布点方式及计算方法A、钢筋混凝土支撑轴力监测钢筋混凝土支撑轴力监测点一般采用安装钢筋内力计的方法进行埋设，内力计连接杆直径须与钢筋主筋相同，在埋设位置截断主筋用钢筋内力计置换：把500mm左右长钢筋内力计串联其中，两头与钢筋碰焊。
内力计导线在钢筋笼内用软绳统一固定在主筋上，引出地面，在连续墙顶部用钢套管进行保护，避免施工破坏。
fi为钢筋计的本次频率(Hz)f0为钢筋计的初始频率(Hz)K为钢筋计的标定系数(kN/Hz2)采用振弦式频率读数仪作为二次读数仪，将由公式⑵解得的F作为混凝土支撑轴力。
B、钢管支撑轴力监测（应变计）监测点采用安装表面应变计的方法进行埋设时，应变计安装在支撑长度的1/3处；采用电焊的方法，在支撑的左右两侧各安装1个表面应变计，表面应变计应保持水平，且与支撑轴心线在同一水平面上，应变计导线先水平引至连续墙，再紧贴着连续墙引至墙顶位置，并用钢套管进行保护，避免施工破坏。
钢支撑反力计安装示意图计算公式：P=K（fi2-fo2）式中：P：作用在传感器上的物理量，单位KNK：率定系数fo：初始读数或零读数，一般为安装前获得，单位Hzfi：当前读数，单位Hz3支撑轴力监测过程中细节事项（1）应变计、应力计或轴力计可采用电阻应变片、振弦式传感器，量程应大于预估值的2倍，分辨率不小于0.2%(F.S)，精度应大于0.5%(F.S)；（2）支撑轴力测点的布设应选择受力较大的杆件监测，在立面上各道支撑的轴力测点应设置在同一平面位置；（3）支撑轴力监测点应沿基坑纵向每2个开挖段(不得大于50m)布1组，环境要求较高时适当加密；（4）通过钢筋应力计测量混凝土支撑轴力的，每根支撑不得少于4个钢筋应力计，宜布设在混凝土支撑4个中部的主筋上，宜布置在支撑长度1/3位置。
基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法
基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法近年来，在城市化进程加速的背景下，钢筋混凝土支撑在基坑工程中得到了广泛的应用。
由于支撑的安全性关系到基坑工程的整体质量，因此，在建设过程中对支撑轴力进行监测至关重要。
一、钢筋混凝土支撑轴力监测的重要性支撑轴力测试是基坑监测的重要内容之一，其主要目的是确保支撑的受力状态和初始状态相符，并能够掌握支撑的变形状况，从而提高支撑的安全性。
二、钢筋混凝土支撑轴力测试的方法（一）测点布设及标志测点布设应根据支撑的结构形式及其受力状态，选择合适的测点位置，同时测点的位置、编号、类型等均应标记明确。
（二）支撑轴力测试设备进行支撑轴力测试需要用到测力仪、拉力计、称重传感器等设备，在选择使用设备时，需要先明确测试的精度及可靠性等要求。
（三）测试步骤1、在测量前需要确定测试箱，对测试点位置进行标记，同时进行测试前的准备工作。
2、进行测量时，应按照预定的测量点位置依次测试，并将测得的数据记录下来。
3、测试结束后，根据数据计算支撑的轴力，并分析结果的有效性。
三、钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法（一）确定支撑轴力计算的方式根据结构形式和受力状态的不同，确定支撑轴力的计算方式，其中影响轴力大小的因素有：支撑的高度、支撑的长度、拉杆的数量、拉杆的直径、底部的支撑面积等。
（二）计算支撑的轴力大小支撑轴力大小的计算公式为：F=Q/M其中，F为支撑轴力大小，单位为kN；Q为支撑的荷载，单位为N；M为轴距，单位为m。
四、总结在建设过程中，对支撑轴力进行监测可以提高工程的质量和安全性。
在进行监测时，需要注意测点的布设及标志、测试设备的选择使用及测试步骤的严密性。
在计算支撑轴力大小时，需要根据结构形式和受力状态的不同，合理确定计算方式，并严格按照公式进行计算。
支撑轴力监测原理
支撑轴力监测原理支撑轴力监测原理是指通过一种特定的技术手段，对结构物中产生的轴向力进行实时监测和分析的过程。
轴力是指作用在结构物上的沿着结构轴线方向的力，它对结构物的稳定性和安全性具有重要影响。
因此，准确监测和掌握结构物的轴力变化情况对于结构的维护和管理至关重要。
在支撑轴力监测原理中，常用的检测方法是借助传感器技术。
传感器是一种能够将物理量转化为可测量电信号的装置，通过与结构物相连，可以实时获取结构物内部的轴向力信息。
传感器的选择应根据具体的监测需求和结构物的特点进行，常见的有应变计、压力传感器等。
在监测过程中，传感器将获取到的轴向力信息转化为电信号，然后通过信号传输系统传送到监测设备。
监测设备将接收到的电信号进行处理和分析，得出结构物轴向力的实时变化趋势。
同时，监测设备还可以对数据进行存储和管理，以备后续分析和研究使用。
支撑轴力监测原理的关键在于传感器的准确性和稳定性。
传感器的选择应根据监测对象的特点来确定，同时还需考虑传感器的灵敏度和可靠性。
此外，传感器的安装位置和方式也会影响监测结果的准确性。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行合理规划和设计。
通过支撑轴力监测原理，可以及时掌握结构物内部轴向力的变化情况，为结构的安全性评估和维护提供重要依据。
通过对监测数据的分析和研究，可以判断结构物是否存在安全隐患，及时采取相应的措施进行修复和加固。
同时，还可以为结构物的设计和施工提供参考，提高结构物的整体工程质量。
支撑轴力监测原理是一种重要的结构监测技术，通过传感器获取结构物内部轴向力的信息，实时监测和分析结构物的变化情况。
它为结构的安全评估和维护提供了有效的手段，对于提高结构物的安全性和可靠性具有重要意义。
通过不断创新和提高，支撑轴力监测原理将在工程领域发挥更大的作用，为人类的生活和发展提供更加稳定和可靠的支撑。
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1.1支撑轴力监测点的布设
测试元件选择：本站支撑轴力监测采用振弦式钢筋应力计和轴力计。
钢筋计埋设应与钢筋规格相匹配，轴力计量程选择应大于设计极限值的2倍。
监测点布设:孔浦站主体结构砼支撑布置10个监测断面，间距约为30m，钢支撑布置11个监测断面，间距约为25m。
共计布设钢筋计40只，轴力计48只。
考虑到监测点的相互验证和综合分析，轴力监测点位置选在靠近测斜孔的位置。
埋设方法：
⑴支撑钢筋计:在绑扎支撑钢筋的同时将支撑四个角位置处的主筋切断，并将钢筋应力计焊接在切断部位，在浇筑支撑砼的同时将应力计上的电线引出至合适位置以便今后测试时使用。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-1 砼支撑轴力布设示意图
⑵钢支撑轴力计:支撑轴力计在安装前，要进行各项技术指标及标定系数的检验。
轴力计有一套安装配件：两块400*400*20mm的钢板，一只直径为15cm 的圆形钢筒，钢筒外翼状对称焊接有4片与钢筒等长的钢板。
安装时，一块钢板与圆钢筒一端焊接，并焊接在钢支撑一端的固定端头上；轴力计一端安放在钢筒中，并随钢支撑的安装一起撑在围护墙的围檩上。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。
-2 轴力计安装示意图
监测点保护：轴力计安装好后，须注意传感线的保护，禁止乱牵，并分股做好标志；钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计，避免高温导致内部元件失灵，安装完毕后应注意日常监测过程中的传感线的保护，并分股做好标志。
受损修复：混凝土支撑轴力中的钢筋计坏了可以在混凝土支撑梁的外侧粘上应变片测量混凝土的应变量来计算支撑的轴力；钢支撑轴力监测计的损坏一般不在施工中更换，本工程中可以在所测钢支撑上焊接钢管表面应变计测量钢支撑的应变量来计算钢支撑的受力。
1.2 支撑轴力监测
测试方法：目前工程中常用的是手持式数显频率仪现场测试传感器频率。
测试前，调试仪器，测得各测点初始频率值和环境温度，读数稳定，方可投入正常运行。
具体操作方法为：接通频率仪电源，将频率仪两根测试导线分别接在传感器的导线上，按频率仪测试按钮，频率仪数显窗口会出现数据(传感器频率)，反复测试几次，观测数据是否稳定，如果几次测试的数据变化量在 1Hz 以内，可以认为测试数据稳定，取平均值作为测试值。
由于频率仪在测试时会发出很高的脉冲电流，所以在测试时操作者必须使测试接头保持干臊，并使接头处的两根导线相互分开，不要有任何接触，不然会影响测试结果。
支撑轴力量测时必须考虑尽量减少温度对应力的影响，避免在阳光直接照射支撑结构时进行量测作业，同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测，每次读数均应记录温度测量结果。
量测后根据率定曲线，将轴力计的频率读数直接换算成轴力值，对于钢筋应力计还可根据理论模型再换算成支撑轴力。
然后分别绘制不同位置、不同时间的轴力曲线，制作形象的轴力分布图。
数据处理：
（1） 砼支撑轴力
采用振弦式钢筋应力计，按如下公示计算支撑轴力：
钢筋应力计算公式：
)(202f f K F i s -=
然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定，可得计算公式：
s s s
c c c E A F E A F =
混凝土支撑受力F
s c F =F +F
式中： F 为钢筋混凝土支撑所受的力
s F 为钢筋受力(kN) (计算结果精确至1 kN)
c
F 为混凝土受力(kN) (计算结果精确至1 kN) s A 为钢筋截面积(m2)
c A 为支撑混凝土截面积(m 2)
i f 为应力计的本次频率(Hz)
0f 为应力计的初始频率(Hz)
K 为应力计的标定系数(kN/Hz 2/ m 2)
s
F ∑为一个横断面内所有钢筋受力的总和(kN) （2）
（3） 钢支撑轴力
将钢弦式频率接收仪与传感器的导线接通，显示的频率稳定后，该频率值为本次频率测试值。
将测试传感器的频率值，用公式换算为支撑轴力（kN ）。
计算公式为：
()
220i F K f f =-
式中： F 为钢支撑的受力
K 为所测轴力计的标定系数(kN/Hz2/ m2)
i
f 为测量时轴力计的频率平均值(Hz)
f 为测量安装前轴力计的初始频率平均值(Hz)
初始值测试：混凝土钢筋应力计初始频率应当在开挖前混凝土凝固后取初值，钢支撑初频应该在施压前取值。