傾度管為何能作為擋土結構安全性的觀測工具?
傾度管一般可安裝於基礎開挖之擋土壁內,用以量測擋土設施或結構體的側向變位及變形撓曲程度,以變位之方向、速率和最大側向變位來研判擋土結構的安全程度。如果埋設於水庫壩墩或山坡地(土層中)時,主要用於量測邊坡滑動及潛移的變位行為,作為邊坡穩定性的重要研判依據。
傾度管的觀測原理
傾度儀之基本構造如圖4.1-1 所示,傾度儀為具有兩對滑輪組之傾斜度感應器(或稱電子錘球)。以伺服加速度式(force balanceaccelerometer)的原理,將錘球置於位置感應器(location detector)的線圈磁場內,當有傾角或位移產生時,位置感應器之線圈磁場即可感應錘球與該系統垂直方向之位移,將此訊號轉為一電壓,電壓通過線圈後產生力量,使錘球回復至原來位置,電壓輸出訊號之改變量即為量測值。
傾度管的安裝位置
安裝在連續壁內時,可在地下室開挖期間量測擋土壁的側向變位,而其裝設位置一般在公、母單元交界處,因為它為擋土壁結構之弱面,其次,為求安裝後之完整性,避免遭灌漿壓力損壞,因為公單元沒有漏漿問題,所以,傾度管皆安裝在公單元鋼筋籠之位置,如下圖所示。
※傾度管裝設前、中、後的檢查項目、檢查標準,詳見《基礎施工與品管》第四章「壁體內傾度管自主檢查表」及其說明。
傾度管觀測結果處理:(1)製成變位曲線圖
將傾度管所量測之數據經過計算後可製成觀測紀錄表,如下表所示,再以連續壁側向位移為橫軸、連續壁深度為縱軸,則可製成變位曲線。此外,可將支撐高程、地下室樓板高程、各階段之施工步驟及土層性質同時表示於圖面,相互比較彼此之間的關係,如下圖所示。
傾度管觀測結果處理:(2)密切關注開挖的重點深度
傾度管表示方式亦可設定幾個較易產生大變形之重點深度,將該深度所量得之觀測值、日期及施工步驟同時表示於圖形上,如下圖可發現,當開挖面內側有進行開挖動作時,傾度管馬上產生側向變形,而且從4 月中旬至5 月中旬期間,曲線斜率突增,斜率愈大表示傾度管在單位時間內,側向變位量愈大,此時應馬上採取適當的應變對策,使變形量趨於平緩後,才能繼續施工。
傾度管觀測結果研判:警戒值、行動值之處置方式
由監測系統所量測出來的讀值,必須與安全管理值比較,作為研判工程行為安全之指標。 安全管理值係依設計單位根據其設計理念,進行軟體分析所得出之值,再折減若干百分比,分別作為警戒值及行動值,一般把設計值當作行動值,再予以折減20%~30%當作警戒值,安全管理值則需依工程安全控制之考量加以擬定,如下表所示
※以上內容摘錄自倪至寬著《基礎施工與品管》,第四章〈監測儀器〉。本書藉由實際案例,配合監測的結果資料處理及研判分析,了解各項監測儀器裝設的重要性,也將基礎施工各分項工程相互的影響,簡化為易懂的圖形。
讀者回饋~
# 完整收錄基礎工程施工各面向知識,從概述工程到施工要領,深入淺出,同時包含材料檢驗、流程到施工品管。
# 示意圖搭配詳盡的敘述,加上強調順序的流程圖和重視現場的施工照片,自學也完全不是問題。
# 各章由「施工特性」入門,能直接掌握各工項癥點,而不被施工流程之細節迷惑。
# 各工項流程圖皆包含內部〈工務所〉及外部〈協力廠商〉的交相分工項目,可使品管面向更為完整,對於仰賴監測條件的基礎工程尤為關鍵。
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