文档介绍：概述
地基和路堤的沉降观测是软弱路基施工中必不缺少的重要一环。观测数据一方面可监视填土施工过程中地基的稳定性,从而控制填土速率;另一方面可据以推测地基的沉降变形规律,控制地基的工后沉降满足设计要求。
概述
铁路客运专线对路基要求严格,因此沉降观测非常重要。在沉降观测过程中,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、控制路基沉降变形的良好方法。
沉降测试方法的比较
观测桩
用木桩和钢钎钉入土中,用水准仪抄平,即可测量地表面的沉降量。此方法最简便,但只能测定建筑物表面的沉降值,无法测试土体内部某位置的沉降,对填土施工有干扰。
沉降测试方法的比较
沉降杯
将盛水密闭容器置于土中,容器上接出进水管、排水管和排气管至填土以外。进水管外部与观测量杯相连。容器灌水以后,容器内部的水位与外部观测水杯的水位一致,则可通过观测量杯中的水位得到容器的沉降。其优点是构造简单,造价低廉,缺点是三根管的埋设要求比较高,如果埋设不平顺,容易形成气泡阻塞水管,使测试无法进行。此方法比较少用。
沉降测试方法的比较
沉降板
由底板和测杆、护套组成。底板为边长约50cm厚度3cm的钢筋混凝土板。测杆为直径40mm左右的钢管,第一段垂直固定于钢筋混凝土板的中央,随着填土高度的增加,分段以丝扣接长测杆。测杆外套接塑料管保护,以免测杆受外来扰动变形。
沉降板是目前沉降观测的最常用的手段。其优点是造价低廉,操作简便,易于测试。但其弱点也很明显,主要是影响填土压实施工,压实机械经过时必须绕道而行,极为不便,机械经常撞坏沉降杆,且形成压实死角,降低压实质量。其次是一个沉降板只能测量路堤中一点的沉降。一个断面上多放几个沉降板影响压实施工的矛盾更突出。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
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PVC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2.
沉降管
记录仪
注水系统
沉降测试方法的比较
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,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。2)测试成本低。除了一次性投入二次仪器约2万元外,每次使用只需购买廉价每米5元左右的PVC管即可。3)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,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。
沉降测试方法的比较
水平测斜仪
与水压式剖面沉降仪相似,水平测斜仪也由沉降管和二次测试仪器组成。不同的是水平测斜仪无需注水系统,其沉降管是特制的PVC管。工作原理见图3.
沉降管
记录仪
探头
电缆
沉降测试方法的比较
水平测斜仪
探头内的主要元件是伺服加速度传感器。由于地基沉降,探头处于倾斜方向,通过重力加速度在敏感水平轴上的投影,可精确测量探头的倾角,再根据探头长度得到探头两端的高程差,从而得到沉降值。其优点:1)精度高。,36米长剖面测试的累计误差小于2mm。2)操作方便。整个测试系统可由一个人携带,移动非常方便。测试操作仅需两个人即可,一个人记录,一个人拉线。3)可得到整个剖面的沉降曲线,。4)对填土施工无干扰。5)不受气候影响。二次仪器一次性投资约二万元。水平测斜仪的不足主要是特制的PVC管造价比较高,每米25元左右,约为普通PVC管的四倍。
水平测斜仪的测试原理
Δi
Δi-1
图1 水平测斜仪原理图
δ=∑△i
(1)
(2)
(4)