1．前言
在巖土工程中常常需要運用測斜儀來觀測構(gòu)筑物或者土體等的水平位移隨深度的變化。利用高精度的測斜儀能測出只有幾個毫米的水平位移。但是要達(dá)到理想的觀測精度，僅僅依靠高精度的測斜儀是不夠的，必須要做好相關(guān)的一系列工作。
2．埋設(shè)的測斜管的品質(zhì)必需要優(yōu)良
測斜管是預(yù)先埋置在待測體內(nèi)部，為測斜探頭測量提供通道的管件。它與待測體變形一致且同步；測得測斜管的水平位移，即為待測體的水平位移。為了達(dá)到良好的觀測效果，測斜管要滿足以下幾點要求：
2.1 管內(nèi)滑槽加工精度要高
加工精度高的測斜管的滑槽能夠與測斜探頭的滑輪配合密切，能保證觀測數(shù)據(jù)有良好的可重復(fù)性，從而使測量具有較高的精度。如果滑槽加工粗糙或者尺寸不標(biāo)準(zhǔn)，則測斜探頭滑輪會在滑槽內(nèi)晃動，甚至脫槽，測斜儀的高精度的優(yōu)點就無法發(fā)揮。
2.2有足夠的徑向剛度和強(qiáng)度
測斜管有時要埋入地下幾十米深，而土體深處的圍壓是很大的，如果測斜管的剛度和強(qiáng)度不夠，則在土體圍壓的作用下測斜管會變形甚至破壞，從而使得測量無法繼續(xù)下去。
2.3要有足夠的軸向柔韌性
測斜管是要隨待測體同步變形的，待測體有多大變形則測斜管就要產(chǎn)生多大變形。在待測體會產(chǎn)生較大變形時，要求測斜管有足夠的柔韌性在大變形的情況下仍不至于折斷。在預(yù)計待測體可能會產(chǎn)生大變形的情況下，就要對測斜管的柔韌性給予足夠的重視。
2.4有足夠的耐久性
許多觀測項目都要求持續(xù)數(shù)年以上，而在多數(shù)情況下管頭都是處于露天狀態(tài)下。這就要求測斜管在觀測期間不至于因為風(fēng)吹、日曬、冰凍等外界因素的侵蝕而發(fā)生腐爛或者明顯變質(zhì)。
3．測斜管的埋設(shè)工作一定要到位
埋設(shè)測斜管有好幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都會影響埋設(shè)質(zhì)量的好壞。
3.1回填務(wù)必要實
在待測體中鉆孔完畢后，將測斜管放入鉆孔中，需回填填料，使測斜管與待測體形成一個整體。這個回填過程一定要做好，即測斜管與鉆孔間的空隙一定要填實。
如果回填不實，會導(dǎo)致以下兩種不良后果：
(1)淺層回填不實會使得測斜管在任 何微小的外界振動的干擾下發(fā)生震顫，從而使得測斜儀無法獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。筆者在實測過程中就遇到過這種情況：在離地面2～3米深處測斜儀的讀數(shù)一直跳個不停，而工點附近并無施工機(jī)械在作業(yè)，也無車輛行駛，將測頭放入較深處仍可得到穩(wěn)定的讀數(shù)。待挖開地面后發(fā)現(xiàn)，地面以下2～3米處有一個較大的空間未被填實。經(jīng)填實后，測斜儀就得到了穩(wěn)定的讀數(shù)。
(2)深層回填不實會在觀測過程中產(chǎn)生虛假位移。回填不實處的土體會在自重應(yīng)力的作用下，逐漸縮孔，直至鉆孔處的孔壁以外的土將測斜管包緊為止。但這種縮孔由于成孔時形狀不規(guī)則、土性不均勻等因素的影響，不會是完全對稱的，從而使得測斜管向縮孔弱的方向發(fā)生較多的位移。這個位移隨與待測方向的夾角的大小不同，而對待測體位移有不同程度的影響，如果與待測方向一致就會完全被計入土體的位移中去。實際上這僅僅是由于局部土體的變形引起，并不代表整個土體的變形，從而這個位移是虛假位移。
3.2測斜管滑槽方向應(yīng)盡量與待測方向保持一致
如果測斜管滑槽方向與待測方向一致，則所測得的位移即為待測位移。但是如果埋設(shè)測斜管時未能做到滑槽方向與待測方向一致時，則會使測得的位移與待測位移相差一個值。假設(shè)待測方向與滑槽方向相差角度為θ，而待測方向發(fā)生位移S，則實際測得的位移為S ×cosq，二者相差DS = (1-cosq)×S。當(dāng)θ=10。時， DS =(1-cos10o )×S = 0.015S 。即如果滑槽方向與待測方向相差10。，即使測量過程能做到絕對準(zhǔn)確，測量所得的位移與實際位移之間仍然相差1.5%。而實際上，因為測斜管直徑很小，滑槽方向不易看準(zhǔn)，在埋設(shè)過程中，僅憑肉眼觀察，角度超過10。是很容易的事。
筆者在實踐過程中摸索出一種切實可行而又有效的方法能夠解決這個問題。
首先設(shè)計一個專門為確定滑槽方向使用的觀測標(biāo)，形狀和尺寸如圖１所示。
在進(jìn)行滑槽方向定位時，只要將觀測標(biāo)標(biāo)腳插入待測方向的兩個滑槽內(nèi)，將經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)線方向設(shè)定成與待測方向一致，調(diào)整測斜管的方向，使得透過經(jīng)緯儀看到觀測標(biāo)的兩個標(biāo)桿重合，此時滑槽方向即與待測方向是吻合的。
3.3接長測斜管時要讓二管相連處縫隙盡可能小
測斜管通常是2m或者3m一根，運至工地后，再通過接頭連接至所需長度。如果測斜管連接處有縫隙，一則測斜探頭在測管中滑動時，滑輪經(jīng)過縫隙處會跳動，從而會給測斜探頭造成沖擊，影響測斜探頭內(nèi)部精密傳感器的使用壽命；另一方面，當(dāng)測量某點處的傾角，而滑輪所處位置又與縫隙很接近時，則有時滑輪最外側(cè)與測斜管接觸的點可能會落入縫隙內(nèi)，而有時又可能不落入其中，這樣就會給測得的數(shù)據(jù)帶來反復(fù)跳躍誤差。
要保證測斜管連結(jié)無縫，就要使得每根管端的管口平面與軸線相垂直，并且在連接時讓二相鄰管相互緊接。測斜管在出廠時都是由機(jī)械切口，一般都能夠保證管口平面與軸線垂直，只有在需要非標(biāo)準(zhǔn)長度而必須手工截取管子時，要注意將管口平面鋸成與軸線相垂直，如果沒有機(jī)床加工的條件下，最好用銼將管口銼平。至于要讓相鄰管口緊接，只要在埋設(shè)施工過程中加以注意即可。
4．準(zhǔn)確確定測點的高程
用測斜儀測量水平位移的測點位置是通過測點與測斜管管口的距離來確定的。所以準(zhǔn)確確定測點高程就依賴于兩點：一是管口高程要準(zhǔn)確，二是測點到管口的距離要準(zhǔn)確。
4.1保證管口高程準(zhǔn)確
如果不能保證管口高程不發(fā)生變化，例如測斜管會隨地基發(fā)生沉降或者測斜管隨構(gòu)筑物不斷加高而需要隨之接長或者測斜管在遭到破壞后修復(fù)，都要對管口高程隨時進(jìn)行測量以得到測斜管每次觀測時的管口高程。如果測斜管不需要不斷接長，而且測斜管埋設(shè)深度又足夠大時，能保證測斜管不會隨地基的沉降發(fā)生沉降，建議在測斜管露出地面部分周圍砌上保護(hù)臺，盡量不讓測斜管發(fā)生折斷，這樣管口高程就可維持一個定數(shù)。
4.2保證測點與管口的距離準(zhǔn)確
測斜探頭是依靠內(nèi)嵌細(xì)鋼絲繩的電纜與地面的讀數(shù)儀相連接的。電纜的作用有三個：一是在測斜探頭和地面讀數(shù)儀表間進(jìn)行信號傳輸，將測斜探頭測得的信號傳至讀數(shù)儀并反應(yīng)給觀測者；二是提拉測斜探頭在測斜管內(nèi)活動；三是標(biāo)識測點與測斜管口的距離。電纜上一般每隔0.5m有一個用熱縮塑料圈做的標(biāo)志。觀測時，將標(biāo)志靠在管口的側(cè)壁上以確定觀測點距離管口的深度。但是由于塑料標(biāo)志很薄，時間長了會發(fā)生摩損，甚至?xí)l(fā)生移位乃至破壞，使得標(biāo)識距離不準(zhǔn)確。針對這個問題，筆者進(jìn)行了一個改進(jìn)：在每個塑料標(biāo)志外面再包一圈硬塑料，并且用管箍螺絲固定
在與塑料標(biāo)志同一位置。這樣一來，既可以保護(hù)塑料標(biāo)志不受磨損和移位，又可以在測量時將電纜“掛”在測斜管壁上，使得測點定位精確，而且測量人員也可節(jié)省體力。
要保證測點高程準(zhǔn)確還有一點需要注意，在測量與管底最近一點時，要確保測斜探頭已經(jīng)離開管底。
5．對測斜儀要精心使用，精心養(yǎng)護(hù)
為了持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮測斜儀的高精度，需要做好測斜儀的養(yǎng)護(hù)工作。
5.1測斜儀是精密的觀測儀器，應(yīng)該避免劇烈沖擊；
5.2測斜探頭和電纜的連結(jié)務(wù)必要緊，以防測斜探頭內(nèi)部進(jìn)水；
5.3接口處的電纜線露頭應(yīng)保持清潔，防止進(jìn)土、落灰；
5.4測量完畢后，要做好探頭的清潔工作，要擦干凈附著在探頭上的泥水，尤其要注意測斜探頭的滑輪及其支撐結(jié)構(gòu)處的清潔工作。
6．結(jié)語
總之，選擇品質(zhì)優(yōu)良的測斜管，認(rèn)真、細(xì)致地埋設(shè)測斜管，準(zhǔn)確確定測斜管管口高程，對測斜儀電纜的距離標(biāo)志做一些改進(jìn)，在觀測過程中做好測斜儀的養(yǎng)護(hù)工作就可以保證用測斜儀觀測水平位移獲得良好的效果。
