测斜沉降仪在某客运专线中的应用

测斜沉降仪在某客运专线中的应用近些年来，客运专线正在我国蓬勃发展，在客运专线的建设中地基的沉降对运营存在着重大影响，以得到了广泛的重视。在此，主要介绍测斜仪和沉降仪的一些基本知识，以及列举其在现实中的应用。一、测斜仪及沉降仪简介1、测斜仪简述及其原理CX系列钻孔测斜仪是专门用于岩土地基位移测量的仪器。适用于各种岩土地基横向位移的测量，如水利库坝，堤防，岩土边坡，城市建设地基，基坑开挖，打桩，铁路，公路交通边坡，煤田，矿井，电力建设以及各种地下结构工程的内部水平位移的测量。在城市建设中，存在着深层土体位移的现象，测斜仪的测量数据可以反应出支护结构位移和应力的变化及基坑形状，从而可以知道周围建筑设施的安全状况。测斜仪对于工程的安全施工和长期稳定性检测都是十分重要的，它的应用日益受到重视，许多地方已经制定或正在制定有关规范，明确要求在较深基坑施工中必须进行水平位移的监测。2、系统组成：CX系列钻孔测斜仪系统由测头，测读仪，数据处理软件三大部分组成。测头：测头是测斜仪系统的核心，其内部装有精密传感器，用于敏感不同的深度测点相对于地垂线的角度，进而计算出各测点之间的位移变化量。测斜仪系统的测量精度取决于测头额测量精度，测头中的核心部件是石英挠性加速度计。测读仪：测读仪是测斜仪数据传输的二次仪表，用以完成测头数据的接收，显示，存储功能，并向PC机输出测量数据。数据处理软件：此软件运行于PC机Windows环境下，主要完成从测读仪中接收数据并进行偏移量计算和图表的绘制。3、性能指标：总体技术指标：工作时间：电池充满电后，可使测读仪连续工作8小时以上测量范围：测孔斜度≤50度综合误差：≤±4mm/15m深度对称性：≤0.001V工作环境温度：-10~50摄氏度耐压：0.7845χMPa~0.9806χMPa(相当于水深80~100米的压力)抗冲击：100g测头技术指标：传感器灵敏度:0.02mm/8”标度因数：2.5±0.01V/g导轮间距：５００mm测头尺寸：φ３２mmχ660mm测读仪技术指标：数据显示：4.5位4行液晶显示内部电源：可充电电池，容量7.5Ah充电电源：交流220，50HZ，输出直流7V测读仪尺寸：205mmχ145mmχ170mm4、测头结构描述：测头的结构如下图所示：测头内装有石英挠性伺服加速度计作为传感器。当测头处于垂直状态时，传感器的灵敏轴处于零位，此时的输出信号称为零偏。为了消除零偏的影响，采用正反两次测量，取其代数和作为一个测量方向上的测量结果。根据测头的规定，在实际测量时建议将测头的高轮对准北或东，作为测试的正方向。5、系统原理：位移计算：当测头的敏感轴和基准轴（地球的重力轴）有一个角度时，测头中的加速度计就有一个输出值，如下式所示：U=A+K×G×Sinθ………………式1.1式中：A加速度计的偏值(零偏)K加速度计的标度因数G地球的重力加速度θ倾角为了消除加速度计零偏的影响，在测试时采用正反两次测试，比如分别在东西方向上测试，可以先测试东方向上的数据，记作U1，再进行西方向上的测试，记作U2,将U1-U2得到：U1-U2=2KGSinθ………………式1.2从图中可以看到Sinθ=△i×1/L………式1.3式中：L导轮轮距500mmI水平位移（单位mm）θ倾斜角将式1.3代入式1.2得到：i=（U1-U2）L/2KG………式1.4对于一个测孔，再确定的方向上，各测试点的位移总和即：总=Σ△i以上测量原理的描述见图1.1图1.1测量原理图6、CJ-06A剖面沉降仪：CJ系列剖面沉降仪是专门用于岩土地基沉降测量的仪器。适用于各种岩土地基竖向位移的测量，如水利库坝，堤防，岩土边坡，城市建设地基，基坑开挖，打桩，铁路，公路交通边坡，煤田，矿井，电力建设以及各种地下结构工程的内部土体的垂直位移的测量。测头结构描述：测头结构的描述如图：测头内装有石英挠性伺服加速度计作为传感器。当测头处于水平状态时，传感器的灵敏轴处于零位，此时的输出信号称为零偏。为了消除零偏的影响，采用正反两次测量，取其代数和作为一个测量方向上的测量结果。根据测头的规定，在实际测量时，固定轮始终朝下，活动轮始终朝上，用户须将测头抬起时数据显示为正的一端设置为东（或北），将测头抬起时数据显示为正的一端设置为西（或南）。系统原理类似测斜仪；系统原理图如下图：二、测斜仪及沉降仪在某客运专线建设中的应用测斜仪及沉降仪在某客运专线建设中的应用主要用于路基沉降观测上。1、工程简介：DK1188+363.33~DK1190+794.86段路基工程位于新建武汉站高架桥站房南北端咽喉区范围，原地表多为人工填土覆盖（其中包括厚度8~16米饱和粉煤灰，建筑垃圾等）和鱼塘。路基基底下伏软土层厚度为7~28米，不良地基采用CFG桩，预应力管桩，碎石垫层等措施进行加固处理。路基主要为填高8~12米的，底宽55~206米的高填方，大宽度路堤。客运专线正线路基按照200KM/h的客运专线标准施工，基床由基床表层及基床底层组成，基床表层为0.7米的级配碎石，基床底层为厚2.3米的A,B组填料，基床以下采用A,B组填料。普客线路基按照Ⅰ级铁路标准填筑，基床表层为0.6米的A组填料，基床底层为厚1.9米的A,B组填料基床以下采用A,B，C组填料。其余站线均采用Ⅱ级铁路标准填筑，基床表层为0.３米的A组填料，基床底层为厚０.9米的A,B组填料基床以下采用A,B，C组填料。每１００米设置剖面沉降管进行全断面地基沉降观测，在路基和桥涵结构物过渡段处，地形或地层突变处全部设置Ｃ型观测剖面。剖面沉降管法拟采用剖面沉降管管材，管材采用专用ＰＶＣ硬管，柔韧性好不易压碎，抗弯强度能适应土体竖向位移要求，其埋设方法为：第一层路基本体填料施工完毕后，用全站仪放出剖面沉降管埋设位置，长度，人工开挖基槽，槽底标高低于碎石垫层10厘米，用5厘米中粗砂找平，放入沉降管后用5厘米中粗砂回填，最后用路基填料回填并夯实。剖面沉降管两侧砌筑观测池并埋设位移观测管。具体如下图所示：2、观测方法：测斜仪使用：1、用导线连接测头和测读仪，将测头放入竖向pvc管中到底，并记录孔深，根据孔深设置测读仪参数。2、向上拉导线，且每米测读仪记录一次数据，直到全部拉出。3、变换测头方向，重复以上步骤，完毕。沉降仪使用：1、用导线连接测头和测读仪，将测头放入横向pvc管中且在另一端拉预先埋设的钢绞线至测头到达另仪端为止，并记录孔深，根据孔深设置测读仪参数。2、向外拉导线且每米测读仪记录一次数据，直到全部拉出。3、保持固定轮始终朝下，活动轮始终朝上，更换测头端A或B,重复以上1，2步骤，完毕。3、例1：DK1188+365桥台处，左侧测斜位移观测竖向pvc管深10米，数据如下图所示：图2.1测斜位移观测图2.2测斜位移观测图2.3测斜位移观测比较从图2.3测斜位移观测比较中，我们可以清楚的看到测斜横向位移变化值。例2：DK1188+365桥台处，横向路基沉降pvc管长40米,数据如下图所示：图2.4剖面沉降观测图2.5剖面沉降观测图2.6剖面沉降观测比较从图