沉降測試方法比選

1、水平測斜儀水平測斜儀在路基變形觀測中的應(yīng)用1、概述概述2、沉降測試方法比較沉降測試方法比較3、測試原理測試原理4、測試要點(diǎn)測試要點(diǎn)5、應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例概述概述l地基和路堤的沉降觀測是軟弱路基地基和路堤的沉降觀測是軟弱路基施工中必不缺少的重要一環(huán)。觀測施工中必不缺少的重要一環(huán)。觀測數(shù)據(jù)一方面可監(jiān)視填土施工過程中數(shù)據(jù)一方面可監(jiān)視填土施工過程中地基的穩(wěn)定性，從而控制填土速率；地基的穩(wěn)定性，從而控制填土速率；另一方面可據(jù)以推測地基的沉降變另一方面可據(jù)以推測地基的沉降變形規(guī)律，控制地基的工后沉降滿足形規(guī)律，控制地基的工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)要求。概述概述l鐵路客運(yùn)專線對路基要求嚴(yán)格，因此沉鐵路客運(yùn)專線

2、對路基要求嚴(yán)格，因此沉降觀測非常重要。在沉降觀測過程中，降觀測非常重要。在沉降觀測過程中，通過對觀測方法和儀器進(jìn)行了詳細(xì)的分通過對觀測方法和儀器進(jìn)行了詳細(xì)的分析、比選、標(biāo)定和驗(yàn)證工作，發(fā)現(xiàn)水平析、比選、標(biāo)定和驗(yàn)證工作，發(fā)現(xiàn)水平測斜儀具有精度高、使用方便、施工干測斜儀具有精度高、使用方便、施工干擾小，受氣候影響小等優(yōu)點(diǎn)，是預(yù)測、擾小，受氣候影響小等優(yōu)點(diǎn)，是預(yù)測、控制路基沉降變形的良好方法?？刂坡坊两底冃蔚牧己梅椒?。沉降測試方法的比較l觀測樁觀測樁 用木樁和鋼釬釘入土中，用水準(zhǔn)儀抄平，即可用木樁和鋼釬釘入土中，用水準(zhǔn)儀抄平，即可測量地表面的沉降量。此方法最簡便，但只能測量地表面的沉降量。此方法最

3、簡便，但只能測定建筑物表面的沉降值，無法測試土體內(nèi)部測定建筑物表面的沉降值，無法測試土體內(nèi)部某位置的沉降，對填土施工有干擾。某位置的沉降，對填土施工有干擾。沉降測試方法的比較l沉降杯沉降杯 將盛水密閉容器置于土中，容器上接出進(jìn)水管、將盛水密閉容器置于土中，容器上接出進(jìn)水管、排水管和排氣管至填土以外。進(jìn)水管外部與觀排水管和排氣管至填土以外。進(jìn)水管外部與觀測量杯相連。容器灌水以后，容器內(nèi)部的水位測量杯相連。容器灌水以后，容器內(nèi)部的水位與外部觀測水杯的水位一致，則可通過觀測量與外部觀測水杯的水位一致，則可通過觀測量杯中的水位得到容器的沉降。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡杯中的水位得到容器的沉降。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，造

4、價(jià)低廉，缺點(diǎn)是三根管的埋設(shè)要求比較單，造價(jià)低廉，缺點(diǎn)是三根管的埋設(shè)要求比較高，如果埋設(shè)不平順，容易形成氣泡阻塞水管，高，如果埋設(shè)不平順，容易形成氣泡阻塞水管，使測試無法進(jìn)行。此方法比較少用。使測試無法進(jìn)行。此方法比較少用。沉降測試方法的比較l沉降板沉降板 由底板和測桿、護(hù)套組成。底板為邊長約由底板和測桿、護(hù)套組成。底板為邊長約50cm厚度厚度3cm的鋼筋混凝土板。測桿為直徑的鋼筋混凝土板。測桿為直徑40mm左右的鋼管，第左右的鋼管，第一段垂直固定于鋼筋混凝土板的中央，隨著填土高度的一段垂直固定于鋼筋混凝土板的中央，隨著填土高度的增加，分段以絲扣接長測桿。測桿外套接塑料管保護(hù)，增加，分段以絲扣接

5、長測桿。測桿外套接塑料管保護(hù)，以免測桿受外來擾動(dòng)變形。以免測桿受外來擾動(dòng)變形。 沉降板是目前沉降觀測的最常用的手段。其優(yōu)點(diǎn)是沉降板是目前沉降觀測的最常用的手段。其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉，操作簡便，易于測試。但其弱點(diǎn)也很明顯，造價(jià)低廉，操作簡便，易于測試。但其弱點(diǎn)也很明顯，主要是影響填土壓實(shí)施工，壓實(shí)機(jī)械經(jīng)過時(shí)必須繞道而主要是影響填土壓實(shí)施工，壓實(shí)機(jī)械經(jīng)過時(shí)必須繞道而行，極為不便，機(jī)械經(jīng)常撞壞沉降桿，且形成壓實(shí)死角，行，極為不便，機(jī)械經(jīng)常撞壞沉降桿，且形成壓實(shí)死角，降低壓實(shí)質(zhì)量。其次是一個(gè)沉降板只能測量路堤中一點(diǎn)降低壓實(shí)質(zhì)量。其次是一個(gè)沉降板只能測量路堤中一點(diǎn)的沉降。一個(gè)斷面上多放幾個(gè)沉降板影響壓實(shí)施工

6、的矛的沉降。一個(gè)斷面上多放幾個(gè)沉降板影響壓實(shí)施工的矛盾更突出。另外一個(gè)缺點(diǎn)是損壞后的補(bǔ)救非常困難。盾更突出。另外一個(gè)缺點(diǎn)是損壞后的補(bǔ)救非常困難。沉降測試方法的比較l水壓式剖面沉降儀水壓式剖面沉降儀 由沉降管和二次測試儀器組成。沉降管為一般的由沉降管和二次測試儀器組成。沉降管為一般的PVC管，管，二次測試儀器由探頭、注水管、注水架組成。其工作原理見圖二次測試儀器由探頭、注水管、注水架組成。其工作原理見圖2.沉降管沉降管記錄儀記錄儀注水系統(tǒng)注水系統(tǒng)沉降測試方法的比較l水壓式剖面沉降儀水壓式剖面沉降儀 探頭內(nèi)的主要元件是靜水壓力傳感器。由于地基沉降的原因，探探頭內(nèi)的主要元件是靜水壓力傳感器。由于地基

7、沉降的原因，探頭處于不同位置時(shí)，靜水壓力傳感器所受到的靜水壓力是不同的，頭處于不同位置時(shí)，靜水壓力傳感器所受到的靜水壓力是不同的，記錄不同的靜水壓力，據(jù)此可得到不同位置的高程，從而得到沉記錄不同的靜水壓力，據(jù)此可得到不同位置的高程，從而得到沉降值。剖面沉降儀測試的優(yōu)點(diǎn)，降值。剖面沉降儀測試的優(yōu)點(diǎn)，1）能夠測定任意一點(diǎn)的沉降值，）能夠測定任意一點(diǎn)的沉降值，甚至可以測試整個(gè)剖面的連續(xù)的沉降曲線，配置自動(dòng)記錄儀即可甚至可以測試整個(gè)剖面的連續(xù)的沉降曲線，配置自動(dòng)記錄儀即可實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。2）測試成本低。除了一次性投入二次儀器約）測試成本低。除了一次性投入二次儀器約2萬元外，每萬元外，每次使用只需購買廉價(jià)每

8、米次使用只需購買廉價(jià)每米5元左右的元左右的PVC管即可。管即可。3）對填土施工）對填土施工無干擾。但其缺點(diǎn)也比較突出。首先精度比較低。若要提高精度，無干擾。但其缺點(diǎn)也比較突出。首先精度比較低。若要提高精度，需根據(jù)待測沉降的大小范圍，配置若干不同靈敏度的探頭，增加需根據(jù)待測沉降的大小范圍，配置若干不同靈敏度的探頭，增加了二次儀器的造價(jià)。第二個(gè)缺點(diǎn)是測試操作比較復(fù)雜。整個(gè)系統(tǒng)了二次儀器的造價(jià)。第二個(gè)缺點(diǎn)是測試操作比較復(fù)雜。整個(gè)系統(tǒng)不能方便攜帶，測試時(shí)需取水和注水。第三個(gè)缺點(diǎn)是受氣候干擾不能方便攜帶，測試時(shí)需取水和注水。第三個(gè)缺點(diǎn)是受氣候干擾大，風(fēng)使測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；溫差大改變了水的密度，影響精度。大

9、，風(fēng)使測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；溫差大改變了水的密度，影響精度。沉降測試方法的比較l水平測斜儀水平測斜儀 與水壓式剖面沉降儀相似，水平測斜儀也由沉降管和二次測試儀與水壓式剖面沉降儀相似，水平測斜儀也由沉降管和二次測試儀器組成。不同的是水平測斜儀無需注水系統(tǒng)，其沉降管是特制的器組成。不同的是水平測斜儀無需注水系統(tǒng)，其沉降管是特制的PVC管。工作原理見圖管。工作原理見圖3.沉降管沉降管記錄儀記錄儀探頭探頭電纜電纜沉降測試方法的比較l水平測斜儀水平測斜儀 探頭內(nèi)的主要元件是伺服加速度傳感器。由于地基沉降，探頭內(nèi)的主要元件是伺服加速度傳感器。由于地基沉降，探頭處于傾斜方向，通過重力加速度在敏感水平軸上的投影，探

10、頭處于傾斜方向，通過重力加速度在敏感水平軸上的投影，可精確測量探頭的傾角，再根據(jù)探頭長度得到探頭兩端的高可精確測量探頭的傾角，再根據(jù)探頭長度得到探頭兩端的高程差，從而得到沉降值。其優(yōu)點(diǎn)：程差，從而得到沉降值。其優(yōu)點(diǎn)：1）精度高。每次讀數(shù)的誤）精度高。每次讀數(shù)的誤差小于差小于0.1mm，36米長剖面測試的累計(jì)誤差小于米長剖面測試的累計(jì)誤差小于2mm。2）操作方便。整個(gè)測試系統(tǒng)可由一個(gè)人攜帶，移動(dòng)非常方便。操作方便。整個(gè)測試系統(tǒng)可由一個(gè)人攜帶，移動(dòng)非常方便。測試操作僅需兩個(gè)人即可，一個(gè)人記錄，一個(gè)人拉線。測試操作僅需兩個(gè)人即可，一個(gè)人記錄，一個(gè)人拉線。3）可）可得到整個(gè)剖面的沉降曲線，測點(diǎn)間距最小

11、為得到整個(gè)剖面的沉降曲線，測點(diǎn)間距最小為0.5m。4）對填對填土施工無干擾。土施工無干擾。5）不受氣候影響。二次儀器一次性投資約二）不受氣候影響。二次儀器一次性投資約二萬元。水平測斜儀的不足主要是特制的萬元。水平測斜儀的不足主要是特制的PVC管造價(jià)比較高，管造價(jià)比較高，每米每米25元左右，約為普通元左右，約為普通PVC管的四倍。管的四倍。水平測斜儀的測試原理ii-1圖1 水平測斜儀原理圖=isin101gKKUout（1）sin102gKKUout（2）) 3(sin2121gKUUoutoutsin i/L（4）) 5 (2/ )(121gKUULioutout)6(i水平測斜儀測試要點(diǎn)l將

12、特制將特制PVC管埋設(shè)在被測位置，導(dǎo)槽方向?qū)?zhǔn)管埋設(shè)在被測位置，導(dǎo)槽方向?qū)?zhǔn)鉛垂方向。鉛垂方向。l用普通繩索將探頭及電纜拉至沉降管的起始端，用普通繩索將探頭及電纜拉至沉降管的起始端，然后拉導(dǎo)線，每然后拉導(dǎo)線，每0.5米刻度線處讀數(shù)一次，直至米刻度線處讀數(shù)一次，直至沉降管的終止端。然后將測斜儀掉轉(zhuǎn)沉降管的終止端。然后將測斜儀掉轉(zhuǎn)180度進(jìn)度進(jìn)行第二次測試，讀數(shù)。行第二次測試，讀數(shù)。l用水準(zhǔn)儀和現(xiàn)場的水準(zhǔn)基點(diǎn)抄平，得到沉降管用水準(zhǔn)儀和現(xiàn)場的水準(zhǔn)基點(diǎn)抄平，得到沉降管起始端的標(biāo)高，從而根據(jù)沉降差可得到各讀數(shù)起始端的標(biāo)高，從而根據(jù)沉降差可得到各讀數(shù)點(diǎn)的標(biāo)高。點(diǎn)的標(biāo)高。水平測斜儀測試要點(diǎn)l探頭內(nèi)部的主要部

13、件采用探頭內(nèi)部的主要部件采用“石英撓性伺服加速度計(jì)石英撓性伺服加速度計(jì)”屬精密儀器，在使用和運(yùn)輸過程中應(yīng)避免沖擊碰撞或?qū)倬軆x器，在使用和運(yùn)輸過程中應(yīng)避免沖擊碰撞或摔落，引起敏感元件損壞。摔落，引起敏感元件損壞。l探頭外殼采用不銹鋼制成，如果長期在水中作業(yè)，應(yīng)探頭外殼采用不銹鋼制成，如果長期在水中作業(yè)，應(yīng)在每次作業(yè)完成以后擦拭干凈，并用機(jī)油點(diǎn)到導(dǎo)輪或在每次作業(yè)完成以后擦拭干凈，并用機(jī)油點(diǎn)到導(dǎo)輪或容易生銹的職稱彈簧上，避免因生銹而引起不靈活現(xiàn)容易生銹的職稱彈簧上，避免因生銹而引起不靈活現(xiàn)象。象。l沉降管端頭可采用直徑沉降管端頭可采用直徑200mm長長1m的帶蓋鋼管保護(hù)，的帶蓋鋼管保護(hù)，平日用螺栓

14、將蓋封死，用土覆蓋，測量時(shí)將蓋打開即平日用螺栓將蓋封死，用土覆蓋，測量時(shí)將蓋打開即可，這樣能很好地避免人為破壞。可，這樣能很好地避免人為破壞。水平測斜儀應(yīng)用實(shí)例室內(nèi)標(biāo)定沉降管室外標(biāo)定水平測斜儀應(yīng)用實(shí)例室內(nèi)標(biāo)定水平測斜儀應(yīng)用實(shí)例4.254.34.354.44.454.54.554.64.654.74.750510152025303540測 點(diǎn) 位 置 （ m）路基標(biāo)高（m）高 程 9月 27日高 程 9月 30日高 程 10月 2日高 程 10月 5日高 程 10月 16日高 程 10月 18日高 程 10月 29日高 程 11月 1日高 程 12月 6日圖15 DK274+800斷面高程變化圖水平測斜儀應(yīng)用實(shí)例4.34.354.44.454.54.554.64.654.74.750510152025303540測點(diǎn)位置（m）路基斷面高程（m）高程（7月12日）高程（7月13日）高程（7月28日）高程（8月4日）高程（8月12日）高程（9月30日）高程（10月2日）高程（10月5日）高程(10月23日)高程（10月29日）高程（11月3日）高程