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1、水平测斜仪水平测斜仪在路基变形观测中的应用l1、概述概述l2、沉降测试方法比较沉降测试方法比较l3、测试原理测试原理l4、测试要点测试要点l5、应用实例应用实例概述概述l地地基基和和路路堤堤的的沉沉降降观观测测是是软软弱弱路路基基施施工工中中必必不不缺缺少少的的重重要要一一环环。观观测测数数据据一一方方面面可可监监视视填填土土施施工工过过程程中中地地基基的的稳稳定定性性，从从而而控控制制填填土土速速率率；另另一一方方面面可可据据以以推推测测地地基基的的沉沉降降变变形形规规律律，控控制制地地基基的的工工后后沉沉降降满满足足设计要求。设计要求。概述概述l铁路客运专线对路基要求严格，因此沉铁路客运专
2、线对路基要求严格，因此沉降观测非常重要。在沉降观测过程中，降观测非常重要。在沉降观测过程中，通过对观测方法和仪器进行了详细的分通过对观测方法和仪器进行了详细的分析、比选、标定和验证工作，发现水平析、比选、标定和验证工作，发现水平测斜仪具有精度高、使用方便、施工干测斜仪具有精度高、使用方便、施工干扰小，受气候影响小等优点，是预测、扰小，受气候影响小等优点，是预测、控制路基沉降变形的良好方法。控制路基沉降变形的良好方法。沉降测试方法的比较l观测桩观测桩 用用木木桩桩和和钢钢钎钎钉钉入入土土中中，用用水水准准仪仪抄抄平平，即即可可测测量量地地表表面面的的沉沉降降量量。此此方方法法最最简简便便，但但只
3、只能能测测定定建建筑筑物物表表面面的的沉沉降降值值，无无法法测测试试土土体体内内部部某位置的沉降，对填土施工有干扰。某位置的沉降，对填土施工有干扰。沉降测试方法的比较l沉降杯沉降杯 将将盛盛水水密密闭闭容容器器置置于于土土中中，容容器器上上接接出出进进水水管管、排排水水管管和和排排气气管管至至填填土土以以外外。进进水水管管外外部部与与观观测测量量杯杯相相连连。容容器器灌灌水水以以后后，容容器器内内部部的的水水位位与与外外部部观观测测水水杯杯的的水水位位一一致致，则则可可通通过过观观测测量量杯杯中中的的水水位位得得到到容容器器的的沉沉降降。其其优优点点是是构构造造简简单单，造造价价低低廉廉，缺缺
4、点点是是三三根根管管的的埋埋设设要要求求比比较较高高，如如果果埋埋设设不不平平顺顺，容容易易形形成成气气泡泡阻阻塞塞水水管管，使测试无法进行。此方法比较少用。使测试无法进行。此方法比较少用。沉降测试方法的比较l沉降板沉降板 由由底底板板和和测测杆杆、护护套套组组成成。底底板板为为边边长长约约50cm厚厚度度3cm的的钢钢筋筋混混凝凝土土板板。测测杆杆为为直直径径40mm左左右右的的钢钢管管，第第一一段段垂垂直直固固定定于于钢钢筋筋混混凝凝土土板板的的中中央央，随随着着填填土土高高度度的的增增加加，分分段段以以丝丝扣扣接接长长测测杆杆。测测杆杆外外套套接接塑塑料料管管保保护护，以免测杆受外来扰动
5、变形。以免测杆受外来扰动变形。 沉沉降降板板是是目目前前沉沉降降观观测测的的最最常常用用的的手手段段。其其优优点点是是造造价价低低廉廉，操操作作简简便便，易易于于测测试试。但但其其弱弱点点也也很很明明显显，主主要要是是影影响响填填土土压压实实施施工工，压压实实机机械械经经过过时时必必须须绕绕道道而而行行，极极为为不不便便，机机械械经经常常撞撞坏坏沉沉降降杆杆，且且形形成成压压实实死死角角，降降低低压压实实质质量量。其其次次是是一一个个沉沉降降板板只只能能测测量量路路堤堤中中一一点点的的沉沉降降。一一个个断断面面上上多多放放几几个个沉沉降降板板影影响响压压实实施施工工的的矛矛盾更突出。另外一个缺
6、点是损坏后的补救非常困难。盾更突出。另外一个缺点是损坏后的补救非常困难。沉降测试方法的比较l水压式剖面沉降仪水压式剖面沉降仪 由沉降管和二次测试仪器组成。沉降管为一般的由沉降管和二次测试仪器组成。沉降管为一般的PVC管，管，二次测试仪器由探头、注水管、注水架组成。其工作原理见图二次测试仪器由探头、注水管、注水架组成。其工作原理见图2.沉降管沉降管记录仪记录仪注水系统注水系统沉降测试方法的比较l水压式剖面沉降仪水压式剖面沉降仪 探头内的主要元件是静水压力传感器。由于地基沉降的原因，探探头内的主要元件是静水压力传感器。由于地基沉降的原因，探头处于不同位置时，静水压力传感器所受到的静水压力是不同的，
7、头处于不同位置时，静水压力传感器所受到的静水压力是不同的，记录不同的静水压力，据此可得到不同位置的高程，从而得到沉记录不同的静水压力，据此可得到不同位置的高程，从而得到沉降值。剖面沉降仪测试的优点，降值。剖面沉降仪测试的优点，1）能够测定任意一点的沉降值，）能够测定任意一点的沉降值，甚至可以测试整个剖面的连续的沉降曲线，配置自动记录仪即可甚至可以测试整个剖面的连续的沉降曲线，配置自动记录仪即可实现。实现。2）测试成本低。除了一次性投入二次仪器约）测试成本低。除了一次性投入二次仪器约2万元外，每万元外，每次使用只需购买廉价每米次使用只需购买廉价每米5元左右的元左右的PVC管即可。管即可。3）对填
8、土施工）对填土施工无干扰。但其缺点也比较突出。首先精度比较低。若要提高精度，无干扰。但其缺点也比较突出。首先精度比较低。若要提高精度，需根据待测沉降的大小范围，配置若干不同灵敏度的探头，增加需根据待测沉降的大小范围，配置若干不同灵敏度的探头，增加了二次仪器的造价。第二个缺点是测试操作比较复杂。整个系统了二次仪器的造价。第二个缺点是测试操作比较复杂。整个系统不能方便携带，测试时需取水和注水。第三个缺点是受气候干扰不能方便携带，测试时需取水和注水。第三个缺点是受气候干扰大，风使测试数据不稳定；温差大改变了水的密度，影响精度。大，风使测试数据不稳定；温差大改变了水的密度，影响精度。沉降测试方法的比较
9、l水平测斜仪水平测斜仪 与与水水压压式式剖剖面面沉沉降降仪仪相相似似，水水平平测测斜斜仪仪也也由由沉沉降降管管和和二二次次测测试试仪仪器器组组成成。不不同同的的是是水水平平测测斜斜仪仪无无需需注注水水系系统统，其其沉沉降降管管是是特特制制的的PVC管。工作原理见图管。工作原理见图3.沉降管沉降管记录仪记录仪探头探头电缆电缆沉降测试方法的比较l水平测斜仪水平测斜仪mm，36米米长长剖剖面面测测试试的的累累计计误误差差小小于于2mm。2）m。4）对对填填土土施施工工无无干干扰扰。5）不不受受气气候候影影响响。二二次次仪仪器器一一次次性性投投资资约约二二万万元元。水水平平测测斜斜仪仪的的不不足足主主
10、要要是是特特制制的的PVC管管造造价价比比较较高高，每每米米25元左右，约为普通元左右，约为普通PVC管的四倍。管的四倍。水平测斜仪的测试原理ii-1图1 水平测斜仪原理图=i（1）（2）（4）水平测斜仪测试要点l将特制将特制PVC管埋设在被测位置，导槽方向对准管埋设在被测位置，导槽方向对准铅垂方向。铅垂方向。l用普通绳索将探头及电缆拉至沉降管的起始端，用普通绳索将探头及电缆拉至沉降管的起始端，然后拉导线，每然后拉导线，每0.5米刻度线处读数一次，直至米刻度线处读数一次，直至沉降管的终止端。然后将测斜仪掉转沉降管的终止端。然后将测斜仪掉转180度进度进行第二次测试，读数。行第二次测试，读数。l
11、用水准仪和现场的水准基点抄平，得到沉降管用水准仪和现场的水准基点抄平，得到沉降管起始端的标高，从而根据沉降差可得到各读数起始端的标高，从而根据沉降差可得到各读数点的标高。点的标高。水平测斜仪测试要点l探头内部的主要部件采用探头内部的主要部件采用“石英挠性伺服加速度计石英挠性伺服加速度计”属精密仪器，在使用和运输过程中应避免冲击碰撞或属精密仪器，在使用和运输过程中应避免冲击碰撞或摔落，引起敏感元件损坏。摔落，引起敏感元件损坏。l探头外壳采用不锈钢制成，如果长期在水中作业，应探头外壳采用不锈钢制成，如果长期在水中作业，应在每次作业完成以后擦拭干净，并用机油点到导轮或在每次作业完成以后擦拭干净，并用机油点到导轮或容易生锈的职称弹簧上，避免因生锈而引起不灵活现容易生锈的职称弹簧上，避免因生锈而引起不灵活现象。象。l沉降管端头可采用直径沉降管端头可采用直径200mm长长1m的带盖钢管保护，的带盖钢管保护，平日用螺栓将盖封死，用土覆盖，测量时将盖打开即平日用螺栓将盖封死，用土覆盖，测量时将盖打开即可，这样能很好地避免人为破坏。可，这样能很好地避免人为破坏。水平测斜仪应用实例室内标定沉降管室外标定水平测斜仪应用实例室内标定水平测斜仪应用实例图15 DK274+800断面高程变化图水平测斜仪应用实例图14 DK274+920断面高程变化图水平测斜仪应用实例水平测斜仪应用实例
