高速公路路基沉降觀測(cè)方案

1、高速公路路基沉降觀測(cè)方案溆浦至懷化高速公路（1-20合同段）路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案目錄1目的和意義1 2沉降與穩(wěn)定觀測(cè)的依據(jù) 23觀測(cè)內(nèi)容34沉降與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)的 TOC o 1-5 h z 布設(shè)34.1布置原則3 4.2沉降與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)步驟54.3沉降與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法65溆懷路重點(diǎn)觀測(cè)斷面的選擇 9 6沉降與穩(wěn)定觀測(cè)控制指標(biāo)和精度106.1沉降觀測(cè)106.2穩(wěn)定性觀測(cè)117沉降與穩(wěn)定觀測(cè)的周期11 8提交成果118.1提交的成果報(bào)告 118.2成果報(bào)告的應(yīng)用119項(xiàng)目的組織和管理129.1項(xiàng)目的組織結(jié)構(gòu)及主要參加人員12 9.2擬投入的儀器設(shè)備和計(jì)算軟件 13 9.3有關(guān)部門的協(xié)調(diào)配合

2、1310項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算14附表（溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定測(cè)點(diǎn)分布一覽表）溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案1目的和意義復(fù)雜多變的地形、地貌、地質(zhì)條件是高速公路路基施工和長(zhǎng)期穩(wěn) 定所面臨的共同課題，對(duì)這些問(wèn)題的了解程度和處理成功與否將直到 公路的整體質(zhì)量，這其中，軟土地基、特殊土路基、高填方路堤、半 填半挖路堤、陡坡路接影響堤、巖溶地基、填切交界頻繁等不利因素 更是路基修筑的棘手問(wèn)題。溆浦至懷化高速公路是我省“五縱七橫”高速公路網(wǎng)中的第三 橫婁底至懷化高速公路的西段。本項(xiàng)目地處湖南省中部向西部的 過(guò)渡地帶，雪峰山脈的北東向延伸區(qū)，呈東西向縱貫懷化地區(qū)，路線 起于溆浦縣北部，與新化至溆浦高速公路順

3、接，西至懷化市北部鶴城 區(qū)黃金坳楓木坪，與包茂國(guó)家高速吉首至懷化段相接（通過(guò)黃金坳樞 紐互通轉(zhuǎn)換）。走廊帶全部位于懷化地區(qū)，主要通過(guò)懷化的溆浦縣、 辰溪縣、中方縣、懷化市鶴城區(qū)。主線路線全長(zhǎng)91.781km。路線沿線 風(fēng)化剝蝕較強(qiáng)烈，屬于丘陵地貌，地形受巖性、構(gòu)造控制較顯著，溝 壑縱橫，存在大量高填路基、半填半挖路基及陡（斜）坡路基。地質(zhì) 構(gòu)造較為復(fù)雜，斷層、褶皺構(gòu)造發(fā)育，亦存在多處采空區(qū)、巖溶、軟 基等不良地質(zhì)路段。因此，路基在填筑過(guò)程中，產(chǎn)生局部小滑塌、變 形及不均勻沉降的可能性較大。以上這些不利因素給溆懷高速公路路基修筑帶來(lái)了很大的難度， 為了優(yōu)質(zhì)高效建好溆懷高速公路，就必須密切關(guān)注不同

4、工程地質(zhì)條件 下路堤填筑過(guò)程中或填筑后的路基變形動(dòng)態(tài)，也就是必須進(jìn)行不同支 撐條件下路基沉降和穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，為指導(dǎo)施工及時(shí)提供可靠的參 考數(shù)據(jù)，同時(shí)，基于為今后湖南省新建高速公路（特別是山區(qū)、丘陵 區(qū)高速公路）的建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)水平和指導(dǎo)施工，在溆 懷路選擇一些關(guān)鍵工點(diǎn)進(jìn)行全斷面長(zhǎng)期沉降及穩(wěn)定觀測(cè)是非常有必 要的，這是工程實(shí)際的客觀要求和提升技術(shù)水平的必然途徑，其經(jīng)濟(jì) 意義及理論價(jià)值不言而喻。本次沉降及穩(wěn)定觀測(cè)分為普通沉降觀測(cè)和重點(diǎn)斷面沉降觀測(cè)兩 個(gè)方面，其中普通沉降及穩(wěn)定觀測(cè)目的如下：以觀測(cè)結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，正確控制路堤施工填筑速率，合 理確定預(yù)壓卸載時(shí)間和結(jié)構(gòu)物及路面施工時(shí)間，

5、并提供施工期間的沉 降土方計(jì)量依據(jù)，進(jìn)行信息化施工；(2)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn) 的先兆，分析原因，判斷工程的安全性，采取必要的工程措施，防止 發(fā)生工程破壞事故和環(huán)境事故，確保路堤施工中的安全和穩(wěn)定，控制 和保證高溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案速公路工程質(zhì)量；通過(guò)觀測(cè)，評(píng)價(jià)工程的技術(shù)狀況，預(yù)測(cè)沉降量，驗(yàn)證設(shè)計(jì)參 數(shù)和設(shè)計(jì)理論的正確性，使工后沉降控制在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)；通過(guò)觀測(cè)，檢驗(yàn)地基工程處理效果和施工方案的正確性。重 點(diǎn)斷面沉降及穩(wěn)定觀測(cè)目的如下：用于沉降管理，根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)調(diào)整填土速率；根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷路基的穩(wěn)定性，確定地基內(nèi)可能出現(xiàn)的 破壞面，保證路堤施工的安全和穩(wěn)定；確定預(yù)壓卸載

6、時(shí)間和結(jié)構(gòu)物及路面施工時(shí)間；監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)期路基縱向、橫向不均勻沉降，以了解不均勻沉降 的大小及其發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律；監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)期路基、基層、面層內(nèi)的動(dòng)、靜應(yīng)力和應(yīng)變，了解 不同施工工藝、路堤高度、不同路面結(jié)構(gòu)下路基、基層及面層的靜、 動(dòng)應(yīng)力的分布規(guī)律，為交通荷載作用下路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析提供基礎(chǔ) 資料；評(píng)價(jià)地基處理方法、施工工藝的工程效果；驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的 正確性；制訂施工控制標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。基于以上目的，擬在溆懷路選擇一批關(guān)鍵觀測(cè)點(diǎn)及若干個(gè)重點(diǎn)斷 面進(jìn)行路基沉降及穩(wěn)定觀測(cè)，其中原地面或路堤部分沉降觀測(cè)點(diǎn)234 個(gè)，路堤總沉降點(diǎn)234個(gè)，橫向水平位移點(diǎn)108個(gè)，重點(diǎn)觀測(cè)斷面2 個(gè)。測(cè)點(diǎn)分布位置見(jiàn)附表

7、“溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定測(cè)點(diǎn)分布一 覽表”。2沉降與穩(wěn)定觀測(cè)的依據(jù)(1)工程測(cè)量規(guī)范(GB *- 2007)； 交通部公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004)； (3)公路勘測(cè)規(guī)范(TG C10-2007)；(4)河海大學(xué)和滬寧高速公路股份有限公司主編的交通土建軟 土地基工程手冊(cè)2001.4； (5)交通部公路路基施工技術(shù)規(guī)范 (JTG F10-2006)； (6)交通部公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D40-2003)；溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50- 2006)； (8)溆懷高速公路的地質(zhì)勘測(cè)資料、施工設(shè)計(jì)圖及有關(guān)技術(shù)

8、 文件；(9)溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)合同書(shū)。3觀測(cè)內(nèi)容普通測(cè)點(diǎn)及重點(diǎn)觀測(cè)斷面所有觀測(cè)項(xiàng)目如表1所示：表1觀測(cè)項(xiàng)目及觀測(cè)目的觀測(cè)項(xiàng)目?jī)x標(biāo)名稱觀測(cè)目 的 沿縱向設(shè)置等間距基層沉降觀測(cè)點(diǎn)，以了解路基基層縱向不均勻 沉降的大小及發(fā)生、發(fā)展規(guī)律。了解路基基層橫向不均勻沉降的大 小及發(fā)生、發(fā)展規(guī)律。地表(或原地面)以下土體總沉降量，控制路 堤填筑施工。地面下不同深度處地基沉降量，分析各層地基壓縮情 況。測(cè)定路堤側(cè)向地面水平位移量并兼測(cè)地面沉降或隆起量，用以 判斷路基的穩(wěn)定性。觀測(cè)地基各層位土體側(cè)向位移量，用于穩(wěn)定監(jiān) 測(cè)，并了解土體各層側(cè)向變位以及附加應(yīng)力增加過(guò)程中的變位發(fā)展情 況。觀測(cè)軟土地基孔隙

9、水壓力變化，分析地基土的固結(jié)情況，評(píng)價(jià) 加固效果及地基穩(wěn)定性。不均勻 沉降縱向橫向地表(或原地面) 沉降板 剖面沉降管 沉降板 沉降 沉降 地基分層沉降 地面水平位 移分層沉降管邊樁水平位移(路堤施工期)地基土體水平位移 地基孔隙水壓力 測(cè)斜儀 孔壓 孔隙水壓力計(jì)(針對(duì)軟土)4沉降 與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)4.1布置原則變形觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在需要觀測(cè)的位置處，它直接反映出測(cè)點(diǎn)處變 形情況，因此，測(cè)點(diǎn)的設(shè)置位置不僅要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還應(yīng)針對(duì) 施工掌握的地質(zhì)、地形情況調(diào)整或增設(shè)。沉降和穩(wěn)定等觀測(cè)點(diǎn)最好設(shè)在同一斷面上，這樣有利于測(cè)點(diǎn)看護(hù)， 便于集中觀測(cè)，統(tǒng)一觀測(cè)頻率，更重要的是便于各觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的綜 合分析

10、。（1）對(duì)于軟土路基路段，按規(guī)范要求，每隔200m左右應(yīng)設(shè)置 一個(gè)地面沉降觀測(cè)點(diǎn)，橋頭引道路段至少設(shè)置3個(gè)觀測(cè)斷面；一般路 堤沉降元件埋設(shè)在路中心，溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案高路堤（填土高于10m）、橋頭引道增設(shè)路肩及坡腳測(cè)點(diǎn)。（見(jiàn)圖 1）圖1原地面沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置（2）對(duì)于地基條件較好的路段，路堤填筑后自身壓縮量受壓實(shí) 標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量控制，路堤高度大于10m的一般路堤按點(diǎn)距250m 布置，填土高度大于5m的橋頭（涵洞）路堤50m范圍內(nèi)按點(diǎn)距25m 布置觀測(cè)點(diǎn)。（參見(jiàn)圖2）圖2路堤沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置（3）橋頭縱向坡腳、填挖交界的填方 段、沿河等特殊路段均酌情設(shè)置路堤水平位移觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)邊樁（

11、見(jiàn) 圖3）。水平位移觀測(cè)邊樁地面線 圖3填挖交界路堤水平位移觀測(cè) 點(diǎn)設(shè)置（4）在軟土路基路堤邊坡、路堤高度大于10m的路堤邊坡和 橋頭路堤邊坡及邊溝以外10m溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方 案的地方應(yīng)設(shè)置地面橫向位移標(biāo)，觀測(cè)地表水平位移和隆起，判斷 路基穩(wěn)定性，設(shè)置個(gè)數(shù)以控制路基穩(wěn)定為目的確定（見(jiàn)圖4）。地面水 平位移觀測(cè)元件一般路段縱向每隔100200m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)斷面； 橋頭路段設(shè)置23個(gè)觀測(cè)斷面。（5）在土方路堤填土高度大于10m的軟土路段，且軟土層厚度 較大，應(yīng)選擇代表性位置進(jìn)行綜合觀測(cè)。除觀測(cè)地面沉降和水平位移 外，還包括路堤填筑體分層沉降全斷面觀測(cè)（見(jiàn)圖4、5）、深層土體 水平位

12、移、分層沉降、孔隙水壓力、地基豎向靜、動(dòng)應(yīng)力和基層豎向 靜、動(dòng)應(yīng)力等。為利用綜合觀測(cè)資料研究分析路基穩(wěn)定和沉降規(guī)律， 尚需在已有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行原狀土取樣及原位測(cè)試，試驗(yàn)按公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范（JTJ017-96）要求進(jìn)行。4.2沉降與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)步驟布設(shè)前應(yīng)該考慮地質(zhì)、地基處理及路堤設(shè)計(jì)方式、荷載、結(jié)構(gòu)物 特征、施工作業(yè)方式和經(jīng)濟(jì)等因素。根據(jù)不同要求，觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)分 為沉降觀測(cè)元件、水平位移觀測(cè)元件、分層沉降標(biāo)、全斷面剖面沉降 儀、測(cè)斜管、壓力盒和孔隙水壓計(jì)的布設(shè)等內(nèi)容。目的是能夠準(zhǔn)確而 完整地反映出軟土地基路堤沉降和路堤自身壓縮變形沉降的規(guī)律性。根據(jù)工地施工進(jìn)度，依次

13、按以下步驟進(jìn)行布設(shè)：（1）在軟土地 基或原地面處理完成后，一方面布設(shè)綜合觀測(cè)斷面的測(cè)點(diǎn)，即：分層 沉降標(biāo)、全斷面剖面沉降儀、測(cè)斜管、壓力盒、地表沉降元件、地表 水平位移元件和孔隙水壓計(jì)；另一方面，布設(shè)一般軟基路段的地表沉 降板和邊樁；（2）當(dāng)填土高度達(dá)到所要求的位置時(shí)，則按計(jì)劃在該斷 面埋設(shè)路堤剖面沉降管或水平測(cè)斜管等。（3）在路基填土完成后，根 據(jù)情況布置基層沉降管、路肩測(cè)斜管、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)土壓力元件、應(yīng)變 傳感器等。根據(jù)上述原則和方法，各標(biāo)段的沉降與穩(wěn)定觀測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置詳見(jiàn) 附表：溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定測(cè)點(diǎn)分布一覽表。溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案 0.25B0.25B0.25B0.2

14、5B 10m全斷面沉降管土壓力盒地表沉降觀測(cè)元件土壓力盒水平位移 觀測(cè)元件測(cè)斜標(biāo)分層沉降標(biāo)孔隙水壓計(jì)圖4重點(diǎn)觀測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置 讀數(shù)儀沉降管路堤水杯基準(zhǔn)導(dǎo)線探頭地基水管圖5路堤填 筑沉降全斷面觀測(cè)示意4.3 沉降與穩(wěn)定觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法4.3.1沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)路基沉降觀測(cè)系統(tǒng)由觀測(cè)地表沉降的沉降板、觀測(cè)土體內(nèi)不同層次沉降量的分層沉降標(biāo)、觀測(cè)全斷面整體沉降的剖面沉降儀組成。（1）沉降板的布設(shè)在考慮以上地質(zhì)、地基處理及路堤設(shè)計(jì)方式、荷載、結(jié)構(gòu)物特征、 施工作業(yè)方式和經(jīng)濟(jì)等因素的情況下，埋設(shè)在變化分界線的兩側(cè)，這 主要在室外完成。在地質(zhì)情況相似地段上，要參考地形因素進(jìn)行埋設(shè)； 地形因素也相似的情況下，以

15、適當(dāng)距離布設(shè)，這主要到現(xiàn)場(chǎng)踏勘進(jìn)行。 對(duì)于結(jié)構(gòu)物（橋梁、箱涵、通道等）的兩端要埋設(shè)2組以上的沉降板， 以確保沉降觀測(cè)溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案數(shù)據(jù)的可靠性。沉降板由鋼管和底面鋼板組成。底部鋼管用互成120的撐腳三 角板焊接在沉降板中心處，節(jié)管用管箍連接。節(jié)管頂部用護(hù)管帽蓋住。 施工人員按設(shè)計(jì)的樁號(hào)斷面將沉降板埋入鋪好的砂墊層上。實(shí)際操作 時(shí)，在第一層壓實(shí)面上挖土坑（深2030cm），管頂應(yīng)低于原壓實(shí)面 58cm，隨即測(cè)量管頂至底板高差，填土夯實(shí)至管頂，并測(cè)量管頂標(biāo) 高（初讀數(shù)），當(dāng)?shù)诙油潦┕ね戤吅?，在管頂位置接上第二?jié)鋼管， 如此往上接長(zhǎng)測(cè)量管直至路基頂面。（2）分層沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

16、分層沉降標(biāo)一般埋設(shè)于路中心，一個(gè)觀測(cè)斷面埋設(shè)12根，分 層沉降點(diǎn)沿鉛垂線方向上和各層土內(nèi)布設(shè)。點(diǎn)數(shù)與深度，應(yīng)根據(jù)分層 分布情況確定，原則上每一土層設(shè)一點(diǎn)，最淺的點(diǎn)位應(yīng)在基礎(chǔ)底面下 50cm處，最深的點(diǎn)位應(yīng)在超過(guò)壓縮層理論厚度處，或設(shè)在壓縮性低 的礫石或巖石層上。埋設(shè)步驟為：在測(cè)點(diǎn)處鉆孔，鉆孔直徑一般為108125mm， 最好用全斷面取土器成孔，不可水沖，鉆孔傾角小于1/100；下沉 降管，注意接頭連接與密封；下沉降環(huán)，按設(shè)計(jì)要求每間隔一定距 離放置沉降環(huán)（土體中一般2.0m 一個(gè)），從下往上，用送環(huán)器沿管壁 下放，到規(guī)定深度后放開(kāi)叉簧片，使其固定于土中；每埋一個(gè)沉降 環(huán)，及時(shí)進(jìn)行回填，直至到下

17、一個(gè)沉降環(huán)的位置;整個(gè)鉆孔沉降環(huán) 埋設(shè)結(jié)束，進(jìn)行第一次測(cè)量，記錄下環(huán)的初始位置，并及時(shí)測(cè)量孔口 高程；作好埋設(shè)記錄，內(nèi)容包括：工程名稱、觀測(cè)孔編號(hào)、孔深、 孔口坐標(biāo)、高程、沉降環(huán)數(shù)量、初始位置、主要埋設(shè)人員、日期等。路堤填筑全斷面觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)全斷面觀測(cè)儀有不同的類型：水壓式、振弦式和水平測(cè)斜儀等。測(cè)試地基沉降時(shí)，在地基處理完之后，按以下步驟進(jìn)行：測(cè)線 定位，要求準(zhǔn)確、平直；開(kāi)溝，溝寬4060cm，深度5070cm， 若上部有大型機(jī)械施工時(shí)深度應(yīng)更大。溝底部平整、夯實(shí)，鋪一層5 10cm的細(xì)砂；預(yù)先在沉降管中放好一根拉弦(測(cè)繩或細(xì)鋼絲)，連 接鋪設(shè)沉降管。使用水平測(cè)斜儀時(shí)，鋪設(shè)的沉降管上應(yīng)在每個(gè)

18、管兩頭 槽口上作好標(biāo)志，不得扭曲；沉降管放好后回填砂土并壓實(shí)，埋設(shè) 好后將探頭在管中試行滑動(dòng)，檢查是否順利，若不順利，則挖開(kāi)堵塞 處，重新處理；使用振弦式觀測(cè)儀時(shí)，應(yīng)在距沉降管出口不遠(yuǎn)的地 方選擇一處不受沉降影響的基準(zhǔn)點(diǎn)，砌制水泥基準(zhǔn)臺(tái)，表面水平，其 高度略低于沉降管可能達(dá)到的最低點(diǎn)，并測(cè)量其坐標(biāo)、高程。為了防 止沉降管被壓扁而影響使用，沉降管應(yīng)選擇具有較大的徑向剛度的高 壓水管，一般選擇使用鋼絲繞的高壓管。溆懷高速公路路基沉降與穩(wěn)定觀測(cè)方案測(cè)試路堤沉降時(shí)，在預(yù)計(jì)埋設(shè)沉降管的位置上，經(jīng)壓實(shí)后再挖槽， 槽的尺寸比沉降管尺寸略大，埋設(shè)方法與測(cè)試地基相同。沉降管埋設(shè) 之后，為了防止土粒進(jìn)入，應(yīng)及時(shí)在沉降管兩端設(shè)計(jì)保護(hù)設(shè)置，保護(hù) 設(shè)置為有蓋板的砼池，池的尺寸根據(jù)實(shí)際情況確定，其原則是：一是 能夠讓水管、導(dǎo)線、探頭順利通過(guò)，二是能夠防盜。4.3.2穩(wěn)定性觀 測(cè)點(diǎn)的布設(shè)路基水平位移觀測(cè)斷面應(yīng)與沉降觀測(cè)斷面相吻合，觀測(cè)斷面設(shè)于 與路線垂直的軸線上，觀測(cè)系統(tǒng)由觀測(cè)地表變形的邊樁和觀測(cè)土體內(nèi) 部水平位移的測(cè)斜管組成。(1)邊樁的布設(shè)在路基的填筑過(guò)程中，由于路堤荷載的作用下，使路堤坡腳處可 能產(chǎn)生水平位移和垂直位移，因此要在路堤坡腳處設(shè)置若干邊樁（位 移樁）。位移樁的布設(shè)根據(jù)地基及路堤場(chǎng)地條件確定，一般從路堤坡腳 起，在垂直于路中心線方向每隔23m布設(shè)34個(gè)邊樁，并用經(jīng)緯 儀定線方法使這些邊樁