第五节 形变测量
一、天然地基及浅基础冻胀观测
大庆是高寒季节性冻土地区,每年11月至次年6月中旬为天然地基冻结和融化期。冻深一
般在2.1—2.3米。为研究建筑物在冻融条件下的应力和变形,油田设计院于1962年10月确
定“大庆地区冻土地基浅基础研究”专题,开展天然地基冻胀观测及浅基础房屋的垂直形变
观测。由油田设计院勘察室组织实施。
1962年10月,在萨尔图至让胡路一线,在不同地貌单元,不同地质条件及地下水补给条
件地区选建5个天然地基冻胀观测站,1963年又增设4个观测站。每个观测站设立9个分层观测
装置及地温观测装置、冻深观测装置、地下水观测孔,每个观测站埋设水准标石1座,埋深3
米。另外,在让胡路和萨尔图地区共选8幢建造材料不同,基础深度不同的房屋进行冻融垂直
形变观测,每幢房屋埋设8—15个观测点,1座埋深3米的水准标石。观测仪器采用Ni004水准
仪,观测周期为10天,各项限差执行二等水准测量有关规定。地基观测以单站两次读数方法
施测;房屋形变观测,以闭合环形式施测。共观测两周年,每年的第一次观测是在封冻前,
最后一次观测是在解冻后,共观测48个周期。
1964—1965年,在萨尔图以北地区,选择典型地貌及地质条件设立9个天然地基观测站,
同时,在萨尔图和让胡路地区进行5幢浅基础房屋形变观测,连续3周年的观测共取得12320组
数据,行程1226公里,为揭示本地区天然地基冻胀融陷规律及建(构)筑物基础研究提供了
最直接的宝贵资料,为民用建筑浅基础设计提供了依据。
1979年,大庆地区部分住宅楼按浅基础设计,为进一步掌握楼房冻融形变量,1981年始
,在让湖路地区进行了7幢5层楼房的形变观测。观测点均系建楼时埋设。
1982年10月—1984年6月,进行了一次较大规模的冻切力试验研究,在萨尔图及让胡路建
立4个试验场,每个试验场为70×40米,设置有冻切力试验观测梁16条,每条20个观测点,荷
载台16组,每组观测点4个,地面冻胀观测点12个。按研究的要求,每个试验场396个观测点
必须当天完成,每条试验梁20个观测点观测必须1次完成。以Ni004水准仪分组往返观测法施
测,每个观测点往返较差不得大于0.5毫米。观测周期10天。两周年共观测34周期,获取有
效数据53856组,为冻土物理特性的专项研究提供了丰富可靠的测量资料。
二、测量标桩冻融垂直位移观测
为了研究作为高程基准的各种水准标石受土壤冻胀影响产生的垂直位移量,油田设计院
勘察室于1963年制订测量标桩土壤冻融垂直位移观测计划。同年10月选择强冻胀土、冻胀性
土和弱冻胀土分别设立观测站。各站均设不同深度、不同埋设方法、不同形式的测量标桩12
座。
1963年11月,组成3人观测组开始观测,每10天为1周期,历时两年,取得1224组数据,
绘制了各式测量标桩冻胀位移曲线,进一步了解冻胀与地质条件及水的补给条件的关系,成
为正确设计测量标桩及埋设方法的依据,也为水准点点位选择提供了参考。
三、半地下非金属油罐沉降观测
1965年,大庆第一座半地下非金属油罐群在萨尔图油田的西南部(马鞍山)兴建。油田
设计院勘察室应土建设计部门的要求,组织进行了荷载沉降观测。油罐群共有非金属油罐4座
,直径36米。每个油罐沿圈梁埋设8个互为对称的观测点,在应力范围以外埋设了3个水准点
,构成水准网。观测使用Ni004水准仪及因瓦水准尺,各项限差按二等水准规定执行。油罐施
工期间共观测5次。并把观测点逐步向上转移。11月底4座油罐全部建成,12月初开始灌水荷
载试验。观测周期为2至3天。通过观测绘制出沉降曲线。12月中旬,从沉降曲线中发现4号罐
6、7、8三点呈现沉降异常,7号与8号观测点沉降差接近混凝土应力极限,立即通报设计负责
人,随之放水检查,结果发现该处出现裂纹。由于观测准确,发现及时,保证了油罐的安全
。油罐满负载后继续观测至1966年4月,周期逐渐改为7天和10天。在持续半年多的观测中,
无论风霜雨雪从未延误过观测周期。1月中旬的一天,白天气温达—37℃,仪器操作困难,观
测时间长达3小时,结果观测员手指冻伤。