一、工程概況

 

    武廣鐵路客運專線是我國鐵路線路里程最長、技術(shù)標準最高、投資最多的客運專線，對路基的工后沉降要求亦十分嚴格。為了滿足沉降速率、工后沉降的要求，必須在施工中對軟基的豎向形變進行觀測。除對路堤填層壓實質(zhì)量進行嚴格檢測控制外，對路堤整體的沉降觀測也是一種不可缺少的質(zhì)量控制手段。

 

    二、沉降觀測

 

    路基沉降觀測以路基面沉降和地基沉降觀測為主。沉降變形觀測斷面根據(jù)不同的地基條件，不同的結(jié)構(gòu)部位等具體情況設(shè)置。在過渡段埋設(shè)測斜管。測斜管采用專用塑料硬管，其抗彎剛度應適應被測土體的豎向位移要求，管端接口密合。

 

    （一）測斜管的安裝及保護

 

    1、用測斜儀（或經(jīng)緯儀與水準儀結(jié)合使用）測定觀測斷面的中心高程及埋設(shè)方向。

 

    2、在路基填筑過程中，當路堤填筑高度高于埋管位置30cm的填土壓實以后，在垂直線路方向開挖出寬20cm,深30cm的溝槽，整平槽底并在溝底鋪設(shè)一層5～10cm厚的細砂。

 

    3、在鋪設(shè)測斜管時應逐節(jié)對口連接成一根，每側(cè)要伸出路基坡腳一定距離（具體長度以設(shè)計為準，一般伸出50cm），為防止測斜管損壞，管頭兩端用C20混凝土澆筑保護井，井壁厚30cm，井內(nèi)斷面尺寸90cm×90cm，井深100cm?！　y斜管內(nèi)預留一根Ø2～3mm鋼絲繩，長度大于測斜管長度2m左右，且與兩端孔蓋方便連接，端頭不得縮入測斜管內(nèi)。

 

    （二）工作原理　　活動式測斜儀主要由NCX-2型測斜儀探頭、引出電纜、人工繞線輪和NDA1511型變送器信號指示儀等及預先埋設(shè)在待監(jiān)測處的測斜管組成。

 

    測斜儀探頭主要部分為伺服加速度式傳感器，殼體上有四個導向輪，分別裝在兩輪架上，輪架可繞軸心轉(zhuǎn)動，兩輪架轉(zhuǎn)軸間的距離L稱為測斜儀的標距。

 

    測斜儀引出電纜起著牽引測頭和確定測頭位置的作用，采用具有加強芯的專用電纜，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，電纜上每隔0.5米做一個標記，以便確定測頭在測斜管中的位置。

 

    NDA1511型變送器信號指示儀是測斜儀數(shù)據(jù)輸出的二次儀表，用以完成測頭數(shù)據(jù)的測量、顯示、存貯功能，并可通過通信口向PC機輸出測量數(shù)據(jù)。

 

    （三）測量

 

    測斜管采用正反拉測法進行測量。正程測量首先將布放在測斜管內(nèi)的鋼絲繩與測斜儀探頭前端拉環(huán)連接牢固，然后推拉測斜儀使其導向輪完全進入測斜管垂直導槽內(nèi)，注意導輪的方向。之后根據(jù)電纜上標明的記號，每標準測點間距（0.5m）測讀一次并作記錄，直至整個管線測量完成。

 

    正程測量完成后拉電纜收回測斜儀，然后拆下預留鋼絲繩，在孔口處將繩頭固定好，注意保護不能使預留鋼絲繩縮入測斜管內(nèi)。

 

    再將測斜儀從測斜管另一端進入管內(nèi)（假設(shè)為左端），同時鋼絲繞線盤移到右端處。如圖3所示。在左邊把布放在測斜管內(nèi)的鋼絲繩與測斜儀探頭前端拉環(huán)連接牢固，然后推拉測斜儀使其導向輪完全進入測斜管垂直導槽內(nèi)。卷動鋼絲繞線盤使測斜儀探頭滑到右端，注意導輪的方向。　　看鋼絲繩上的標記，與墩臺上設(shè)置的測繪標點對應，確保反向測量起點與正程時相同。之后根據(jù)電纜上標明的記號，拉動電纜，每標準測點間距（0.5m）測讀一次測斜管軸線相對水平線的位移，直至整個管線測量完成?！　》闯虦y量完成后拉電纜收回測斜儀，然后拆下預留鋼絲繩，在孔口處將繩頭固定好，注意保護不能使預留鋼絲繩縮入測斜管內(nèi)。

 

    三、數(shù)據(jù)處理

 

    （一）系統(tǒng)測讀數(shù)據(jù)原理

 

    圖1活動測斜儀測量過程圖　　如圖1所示，活動式測斜儀沿著測斜管導槽按設(shè)定的間距0.5m移動，在每一測點處輸出一個與傾斜角度的正弦值相對應的一個電壓值U。即：（1）式中：為測斜儀輸出電壓，單位：V（伏特）；為測斜儀軸線與水平面夾角，單位：°（度）。

 

    正程測量時：(2)　　反程測量時：(3)　　每一測點處的測值可按下式計算：(4)　　對于有m個測點的測斜孔的第j次測量，每一個測點處相對于前一測點的沉降位移量為：i=1,2,3,,m;j=0,1,2,m(5)式中：為i測點的首次測值；　　為j測點的第j次測值。則在第j次測量的整個測斜管軸線的徑向位移為各段的相對位移之和：　　(6)　　（二）觀測數(shù)據(jù)的整理　　觀測時，測斜儀測孔第一次測讀的值為初測值，以后每日的測值與初測值的差值稱為變化值(變化值=測值¬—初測值)，觀測垂直位移時從導管的一端開始，將變化值代數(shù)和累加到測斜管的另一點，其計算結(jié)果即為這一點相對測斜管的一個端點的垂直位移，每次觀測位移與初始觀測位移之差即為本次觀測的累積沉降量，每次觀測位移與前次觀測位移之差為本次沉降量，據(jù)此可繪出位移曲線、距離—沉降曲線。