1、水平測斜儀在路基變形觀測中的應用1、概述2、沉降測試方法比較3、測試原理4、測試要點5、應用實例概述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。觀測數據一方面可監視填土施工過程中地基的穩定性，從而控制填土速率；另一方面可據以推測地基的沉降變形規律，控制地基的工后沉降滿足設計要求。概述鐵路客運專線對路基要求嚴格，因此沉降觀測非常重要。在沉降觀測過程中，通過對觀測方法和儀器進行了詳細的分析、比選、標定和驗證工作，發現水平測斜儀具有精度高、使用方便、施工干擾小，受氣候影響小等優點，是預測、控制路基沉降變形的良好方法。沉降測試方法的比較觀測樁 用木樁和鋼釬釘入土中，用水準儀抄平，即可測量地

2、表面的沉降量。此方法最簡便，但只能測定建筑物表面的沉降值，無法測試土體內部某位置的沉降，對填土施工有干擾。沉降測試方法的比較沉降杯 將盛水密閉容器置于土中，容器上接出進水管、排水管和排氣管至填土以外。進水管外部與觀測量杯相連。容器灌水以后，容器內部的水位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。其優點是構造簡單，造價低廉，缺點是三根管的埋設要求比較高，如果埋設不平順，容易形成氣泡阻塞水管，使測試無法進行。此方法比較少用。沉降測試方法的比較沉降板 由底板和測桿、護套組成。底板為邊長約50cm厚度3cm的鋼筋混凝土板。測桿為直徑40mm左右的鋼管，第一段垂直固定于鋼筋混凝土

3、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，以免測桿受外來擾動變形。 沉降板是目前沉降觀測的最常用的手段。其優點是造價低廉，操作簡便，易于測試。但其弱點也很明顯，主要是影響填土壓實施工，壓實機械經過時必須繞道而行，極為不便，機械經常撞壞沉降桿，且形成壓實死角，降低壓實質量。其次是一個沉降板只能測量路堤中一點的沉降。一個斷面上多放幾個沉降板影響壓實施工的矛盾更突出。另外一個缺點是損壞后的補救非常困難。沉降測試方法的比較水壓式剖面沉降儀 由沉降管和二次測試儀器組成。沉降管為一般的PVC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2.沉降管記錄儀注水系統沉降

4、測試方法的比較水壓式剖面沉降儀 探頭內的主要元件是靜水壓力傳感器。由于地基沉降的原因，探頭處于不同位置時，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點，1）能夠測定任意一點的沉降值，甚至可以測試整個剖面的連續的沉降曲線，配置自動記錄儀即可實現。2）測試成本低。除了一次性投入二次儀器約2萬元外，每次使用只需購買廉價每米5元左右的PVC管即可。3）對填土施工無干擾。但其缺點也比較突出。首先精度比較低。若要提高精度，需根據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。第二個缺點是測試操作比較復雜。整個

5、系統不能方便攜帶，測試時需取水和注水。第三個缺點是受氣候干擾大，風使測試數據不穩定；溫差大改變了水的密度，影響精度。沉降測試方法的比較水平測斜儀 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器組成。不同的是水平測斜儀無需注水系統，其沉降管是特制的PVC管。工作原理見圖3.沉降管記錄儀探頭電纜沉降測試方法的比較水平測斜儀 探頭內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，可精確測量探頭的傾角，再根據探頭長度得到探頭兩端的高程差，從而得到沉降值。其優點：1）精度高。每次讀數的誤差小于0.1mm，36米長剖面測試的累計誤差小于2mm。

6、2）操作方便。整個測試系統可由一個人攜帶，移動非常方便。測試操作僅需兩個人即可，一個人記錄，一個人拉線。3）可得到整個剖面的沉降曲線，測點間距最小為0.5m。4）對填土施工無干擾。5）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PVC管造價比較高，每米25元左右，約為普通PVC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=i（1）（2）（4）水平測斜儀測試要點將特制PVC管埋設在被測位置，導槽方向對準鉛垂方向。用普通繩索將探頭及電纜拉至沉降管的起始端，然后拉導線，每0.5米刻度線處讀數一次，直至沉降管的終止端。然后將測斜儀掉轉180度進行第二次測試，讀數。用水準儀和現場的水準基點抄平，得到沉降管起始端的標高，從而根據沉降差可得到各讀數點的標高。水平測斜儀測試要點探頭內部的主要部件采用“石英撓性伺服加速度計”屬精密儀器，在使用和運輸過程中應避免沖擊碰撞或摔落，引起敏感元件損壞。探頭外殼采用不銹鋼制成，如果長期在水中作業，應在每次作業完成以后擦拭干凈，并用機油點到導輪或容易生銹的職稱彈簧上，避免因生銹而引起不靈活現象。沉降管端頭可采用直徑200mm長1m的帶蓋鋼管保護，平日用螺栓將蓋封死，用土覆蓋，測量時將蓋打開即可，這樣能很好地避免人為破壞。水平