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高速铁路路基沉降观测技术应用实践
摘 要：国内高速铁路施工均运用沉降观测来预测路基后期沉降,保证路基后期稳定性.高速铁路路基建设过程中,通过提升沉降观测工作的质量来不断提高铁路线路的整体质量.基于此,以沉降观测技术为主要内容,对其在高速铁路路基中的应用进行研究分析.
关键词：高速铁路；铁路路基；沉降观测
1 沉降观测的基本要求
1.1 遵循“五定”原则
“五定”原则是指开展沉降观测时,工作基点、基准点与被观测点的点位必须稳定,现场观测人员位置要稳定,仪器、设备要稳定,观测线路、程序与方法要稳定,沉降观测时周围环境基本保持一致.严格遵循“五定”原则不但能减少观测误差,也能保证复测结果与首测结果一致,确保沉降量数据更加真实有效.
1.2 仪器设备、人员素质要求
为精确观测荷载不断提高下的建筑物沉降情况,通常测量误差不能大于变形值的1/20 ～ 1/10.因此,在沉降观测过程中观测人员应配备精密的仪器设备,确保使用仪器时不受环境及温差影响,以减少误差.
观测人员必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论,能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及程序,对观测中出现的问题能够分析原因,并正确运用误差理论进行平差计算,做到按时、快速、精确完成观测任务.
1.3 观测点要求
一般而言,观测点最好埋设在可以反映沉降特征的地带.在选址过程中,要考虑所设置的观测点在建筑纵横面上的对称性,均匀分布在建筑物周围,相邻的两点间距应按照设计位置埋设,设计图纸上会专门绘制这些观测点的分布图；在设计基础上对路桥、路涵过渡段等特殊地段进行适当加密[1].
2 沉降观测技术在高速铁路路基中的应用
2.1 路基沉降观测元件布设
一般路堤地段观测断面由沉降观测桩、沉降板两部分组成.沉降观测桩通常设置为3 个,需要在每个断面区域进行设置,主要设置在双线路基中心及左右中心线两侧各3.2m 处；沉降板设置为1 个,在每个断面区域进行设置,通常位于双线路基中心.
2.2 路基沉降观测元件埋设与观测
2.2.1 沉降板
沉降板的埋设要严格按照相关要求进行操作,它通常由三部分组成,分别是钢底板、保护套管、金属测杆.钢底板尺寸为500mm×500mm×16mm.将10m 的砂垫层平铺在路基区域,保证测杆处于垂直状态；将沉降板放置在本区域,则需要通过回填方式覆盖垫层,垫层的覆盖厚度是固定的,随后将PVC 套管套置其中.为了方便观测,PVC 套管的设置高度要稍微低于测杆,以埋设好的测量杆顶面高程作为观测的初始读数[2].
2.2.2 沉降监测桩
沉降监测桩应选择底部焊接弯钩、顶部磨圆的Φ20mm 钢筋,高速铁路基层表层配碎石施工完成后,可以通过测量的方式将观测断面埋设在相应区域,深度要超过0.3m,高度要略高于保护层10m,将C15 混凝土浇筑在木桩周围的0.15m 处,完成埋设工作后, 以测量目标的顶部超出标高的位置做出测量的初始读数.
2.2.3 剖面沉降管
路基基地剖面沉降管在路基地基加固施工完成后,要进行土方回填,通常填土高度为0.6m,随后进行碾压,挖掘宽度为20 ～ 30cm、深度为30cm 的沟,上下各铺5 ～ 10cm 细砂.将剖面沉降罐铺设在挖掘的沟槽内,用中粗砂夯实沟槽并碾平.沉降管埋设完成后在两头设置0.5m×0.5m×0.95m 的C15 混凝土保护墩,砌筑观测井,加设盖板.待上部一层填料压实稳定后,连续监测数日,取稳定读数作为初始读数[3].
2.2.4 单点沉降计
单点沉降计是当前信息化技术在高速铁路路基建设应用中的重要表现形式,可以根据区域内的频率智能化地进行位移传递,由测杆、电测位移传感器、锚头、塑料波纹管、锚板、金属软管等组成.单点沉降计通过钻孔引孔的方式埋设,孔深达到岩基为宜,孔口处于平整密实的状态.埋设完成后3 ～ 5 天待缩孔完成后测试零点.初始测量需进行三次以上,数值稳定后取平均值作为初始值.
2.3 路基沉降观测周期及频次
路堤地段从路基填土开始进行,路堑地段从级配碎石顶面施工完成后开始观测.路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6 个月的观测期.路基沉降观测频次如表1 所示.
3 路基沉降观测方法及数据处理
3.1 路基水准路线观测
为保证观测数据的真实度,路基水准路线观测必须严格按照二等水准测量精度要求形成附合水准路线,沉降变形观测点位布设及水准路线观测如图1 所示.
3.2 沉降观测数据处理
3.2.1 沉降数据整理
外业采集沉降观测数据完毕后,应对数据进行整理分析,并形成沉降观测表.沉降观测表要反映出本次沉降、累计沉降、沉降速率等数据,用于评定构筑物是否趋于稳定.沉降观测记录表如表2 所示.
3.2.2 绘制沉降观测曲线图
对沉降观测数据整理分析后,要根据数据绘制沉降观测曲线图,如图2 所示.
3.2.3 判断沉降量是否趋于稳定
将沉降观测数据导入观测软件,计算后生成相关数据,得出某段路基沉降量在多少天后趋于稳定,稳定值为多少,并对路基段数据进行继续观测,验证数据是否准确,确保线路运营后的质量.
4 结语
当前高速铁路建设迅速发展,确保高速铁路的安全性和稳定性至关重要.因此,在高速铁路路基施工中,应用沉降观测技术保证施工质量.对沉降观测方法以及观测元件设置原则进行介绍,可以让观测人员根据现场实际情况来选择使用观测方法,确保路基沉降观测能够真实反映沉降情况,以便采取相应的处理措施.
沉降观测论文范文结:
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