测斜仪在路基沉降监测中的使用

　　一、工程概略
　　武广铁路客运专线是我国铁路线路路程最长、技术规范最高、出资最多的客运专线，对路基的工后沉降要求亦非常严厉。为了满意沉降速率、工后沉降的要求，必须在施工中对软基的竖向形变进行观测。除对路堤填层压实质量进行严厉检测操控外，对路堤全体的沉降观测也是一种不行短少的质量操控手法。
　　二、沉降观测
　　路基沉降观测以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降变形观测断面依据不同的地基条件，不同的结构部位等详细情况设置。在过渡段埋设测斜管。测斜管选用专用塑料硬管，其抗弯刚度应习惯被测土体的竖向位移要求，管端接口密合。
　　（一）测斜管的装置及维护
　　1、用全站仪（或经纬仪与水准仪结合运用）测定观测断面的中心高程及埋设方向。
　　2、在路基填筑进程中，当路堤填筑高度高于埋管方位30cm的填土压实今后，在笔直线路方向开挖出宽20cm,深30cm的沟槽，整平槽底并在沟底铺设一层5～10cm厚的细砂。
　　3、在铺设测斜管时应逐节对口衔接成一根，每侧要伸出路基坡脚必定间隔（详细长度以规划为准，一般伸出50cm），为避免测斜管损坏，管头两头用C20混凝土浇筑维护井，井壁厚30cm，井内断面尺度90cm×90cm，井深100cm。
　　测斜管内预留一根Ø2～3mm钢丝绳，长度大于测斜管长度2m左右，且与两头孔盖便利衔接，端头不得缩入测斜管内。
　　（二）作业原理
　　活动式测斜仪首要由NCX-2型测斜仪探头、引出电缆、人工绕线轮和NDA1511型变送器信号指示仪等及预先埋设在待监测处的测斜管组成。
　　测斜仪探头首要部分为伺服加速度式传感器，壳体上有四个导向轮，别离装在两轮架上，轮架可绕轴心滚动，两轮架转轴间的间隔L称为测斜仪的标距。
　　测斜仪引出电缆起着牵引测头和确认测头方位的效果，选用具有加强芯的专用电缆，具有杰出的尺度稳定性，电缆上每隔0.5米做一个符号，以便确认测头在测斜管中的方位。
　　NDA1511型变送器信号指示仪是测斜仪数据输出的二次外表，用以完结测头数据的丈量、显现、存贮功用，并可经过通信口向PC机输出丈量数据。
　　（三）丈量
　　测斜管选用正反拉测法进行丈量。正程丈量首先将布放在测斜管内的钢丝绳与测斜仪探头前端拉环衔接结实，然后推拉测斜仪使其导向轮彻底进入测斜管笔直导槽内，留意导轮的方向。之后依据电缆上标明的记号，每规范测点间隔（0.5m）测读一次并作记载，直至整个管线丈量完结。
　　正程丈量完结后拉电缆回收测斜仪，然后拆下预留钢丝绳，在孔口处将绳头固定好，留意维护不能使预留钢丝绳缩入测斜管内。
　　再将测斜仪从测斜管另一端进入管内（假设为左端），一起钢丝绕线盘移到右端处。如图3所示。在左面把布放在测斜管内的钢丝绳与测斜仪探头前端拉环衔接结实，然后推拉测斜仪使其导向轮彻底进入测斜管笔直导槽内。卷动钢丝绕线盘使测斜仪探头滑到右端，留意导轮的方向。
　　看钢丝绳上的符号，与墩台上设置的测绘标点对应，保证反向丈量起点与正程时相同。之后依据电缆上标明的记号，拉动电缆，每规范测点间隔（0.5m）测读一次测斜管轴线相对水平线的位移，直至整个管线丈量完结。
　　反程丈量完结后拉电缆回收测斜仪，然后拆下预留钢丝绳，在孔口处将绳头固定好，留意维护不能使预留钢丝绳缩入测斜管内。
　　三、数据处理
　　（一）体系测读数据原理
　　
　　图1活动测斜仪丈量进程图
　　如图1所示，活动式测斜仪沿着测斜管导槽按设定的间隔0.5m移动，在每一测点处输出一个与歪斜视点的正弦值相对应的一个电压值U。即：（1）式中：为测斜仪输出电压，单位：V（伏特）；为测斜仪轴线与水平面夹角，单位：°（度）。
　　正程丈量时：(2)
　　反程丈量时：(3)
　　每一测点处的测值可按下式核算：(4)
　　关于有m个测点的测斜孔的第j次丈量，每一个测点处相关于前一测点的沉降位移量为：i=1,2,3,,m;j=0,1,2,m(5)式中：为i测点的初次测值；
　　为j测点的第j次测值。则在第j次丈量的整个测斜管轴线的径向位移为各段的相对位移之和：
　　(6)
　　（二）观测数据的收拾
　　观测时，测孔第一次测读的值为初测值，今后每日的测值与初测值的差值称为改变值(改变值=测值¬—初测值)，观测笔直位移时从导管的一端开端，将改变值代数和累加到测斜管的另一点，其核算结果即为这一点相对测斜管的一个端点的笔直位移，每次观测位移与初始观测位移之差即为本次观测的累积沉降量，每次观测位移与前次观测位移之差为本次沉降量，据此可绘出位移曲线、间隔—沉降曲线。
　　
　　四、结语
　　土体测斜仪作为路基竖向形变的一种监测东西，在使用中非常便利、高效，它不仅能监测地基的全体形变，并且可以检测路基横断面任一点的竖向位移和不同深度处的水平位移;测斜仪的双向拉测法有效地消除了测斜槽上下不笔直的影响,克服了现场标定带来的差错。现场操作标明,选用双向拉测法使水平测斜仪具有不影响施工,不受气候的影响,操作便利、轻盈、灵敏、精度高级长处,为及时、精确地测验路基沉降,供给了保证，在今后的高速铁路工程中具有宽广的使用远景。