客運專線鐵路路基沉降觀測監(jiān)測辦法

新建鐵路**至**線HYZQ-3標DIK79+704.64～DK104+505.94路基工程沉降觀測方案二00九年二月十三日DIK79+704.64～DK104+505.94路基工程沉降觀測方案工程名稱：新建鐵路**至**線HYZQ-3標段建設單位：**鐵路湖北有限責任公司設計單位：鐵道**勘察設計院監(jiān)理單位：北京鐵城建設監(jiān)理有限責任公司**鐵路監(jiān)理站施工單位：中鐵**局**鐵路項目經(jīng)理部主編部門：中鐵**局**鐵路項目經(jīng)理部三分部主編人：年月日審核人：年月日審定人：年月日審批人：年月日路基沉降變形觀測方案一、編制目的**鐵路區(qū)間正線路基設計速度為200km/h且預留提速空間，路基的工后沉降要求十分嚴格，設計中對路基進行了沉降變形計算，采取了相應的技術措施。考慮到影響沉降計算的因素較多和沉降計算的復雜性和精度等問題，設計要求施工期間必須對軟土路段進行系統(tǒng)觀測和綜合分析和評估，驗證或調整設計措施，使路基達到規(guī)定的變形控制要求。為保證路基沉降變形觀測的質量，特編制本方案。二、編制依據(jù)1、《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定》2、《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》3、《新建鐵路工程測量規(guī)范》４、《新建鐵路**至**鐵路施工圖設計》三、沉降變形觀測范圍、內容1、觀測項目1.1路基面的沉降變形觀測1.2路基基底沉降觀測1.3軟土路基填筑過程中的變形觀測1.4過渡段：路橋、路涵、堤塹過渡段沉降觀測2、路基沉降變形觀測2.1觀測斷面及點的設置原則路基沉降觀測應以路基面沉降和基底沉降觀測為主。沉降變形觀測斷面應根據(jù)不同的地基條件，不同的結構部位等具體情況設置；測點的設置位置應滿足設計要求，同時還應針對施工掌握的地質、地形等情況調整或增設。觀測點應設在同一橫斷面上，這樣有利于測點看護，便于集中觀測，統(tǒng)一觀測頻率，更重要的是便于對觀測項目數(shù)據(jù)的綜合分析。路基面觀測斷面沿線路方向的間距一般不大于100m，路橋過渡段必須設置；基底沉降觀測斷面沿線路方向的間距一般不大于200m，路橋過渡段必須設置；位移觀測斷面沿線路方向的間距為20～50m；地形、地質條件變化較大地段應適當加密觀測斷面。填筑期間和填筑完成后應對路基沉降變形（含地基和本體）進行連續(xù)觀測，時間不少于6個月。根據(jù)觀測結果，分析評價地基的最終沉降量完成時間，及時調整設計措施使地基處理達到預定的控制要求。同時作為竣工驗收時控制工后沉降量的依據(jù)。測點及觀測元器件的埋設位置應符合設計要求，且標設準確、埋設穩(wěn)定。觀測期間應對觀測點采取有效的保護措施，防止施工機械的碰撞，人為因素的破壞，務必使觀測工作能善始善終，取得滿意成果。2.2觀測斷面及點位的設置、元件布設代表性觀測斷面示意圖如下：路堤沉降變形觀測斷面示意圖路堤壓縮層厚≥10m或路堤填高≥5.0地段順號觀測內容觀測元件觀測點數(shù)量斷面間距附注1路基面沉降觀測觀測樁3個/斷面100m2路堤基底沉降觀測測沉降板3個/斷面200m3邊樁位移觀測觀測樁4個/斷面20～50m土質路塹（含基巖全風化層）一般地段只設路基面沉降觀測樁3個/斷面，斷面間距100m；2.3觀測元件的選取、埋設觀測元件的選取應滿足工后沉降變形的評估需要以及精度要求。路基面沉降和軟土地段路堤填筑變形采用觀測樁觀測，基底沉降采用沉降板進行觀測。觀測元件的埋設觀測元件除路基面沉降觀測樁外，均應在地基加固完成后路堤填筑施工前埋設。.1路基面沉降觀測樁：在路基填筑至基床表層頂面，埋設路基面沉降觀測樁。埋設規(guī)格見附圖2.3.2.1，觀測點鋼筋頭為半球形，高出埋設表面5mm，表面做好防銹處理。附圖.1沉降觀測樁大樣圖.2沉降板：由鋼底板、金屬測桿（φ20mm鍍鋅鐵管）及保護套管（直徑不小于φ50mm的硬PVC管）組成，鋼底板尺寸為30cm×30cm，厚8mm；具體按設計圖樣焊接組裝。采用水準儀按國家一等精密水準測量方法測量沉降板標高變化。沉降板安裝前應先將原地面整平（可鋪設0.1m厚中粗砂），注意保持底板的水平和垂直度，再套上保護套管，保護套管略低于沉降板測桿，上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應填料穩(wěn)定保護套管，完成沉降板的埋設工作。采用水平儀按國家一等精密水準測量方法測量埋設就位的沉降板測桿桿頂標高作為初始讀數(shù)，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護套管，每次接長高度以1m為宜，接長前后測量桿頂標高變化量確定接高量。.3位移觀測樁采用長度1m,φ100mm不宜開裂的圓木，頂面中心釘小鐵釘。2.4路基沉降觀測的頻次不低于表2.4的規(guī)定。表2.4路基沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次填筑期間一般1次/天沉降量突變2～3次/天兩次填筑間隔時間間較長前兩天1次/天以后1次/3天路基施工完畢前15天1次/3天第15～30天1次/周第30～90天1次/15天90天以后1次/月四、沉降觀測人員儀器設備配置沉降觀測擬配置的人員和儀器設備如下：沉降觀測人員配置表表4.1序號姓名性別職務年齡專業(yè)工作年限備注1吳凌忠男測量班長34高級測量工52柳雷男測量員24測量員23劉國梁男測量員20測量員2測量、監(jiān)測儀器設備表表4.2序號儀器設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量檢定狀態(tài)備注1全站儀天寶602套1合格2水準儀天寶電子水準儀套1合格五、沉降變形測量1、一般要求1.1沉降變形觀測網(wǎng)按三等變形測量等級技術要求建立，沉降變形觀測點的水準測量采用二等變形觀測測量技術要求。1.2應建立沉降變形觀測網(wǎng)，布設水準基點和工作基點。高程應采用施工高程控制網(wǎng)系統(tǒng)并與施工高程控制網(wǎng)聯(lián)測。全線二等水準測量貫通后，將沉降變形觀測網(wǎng)與二等水準點聯(lián)測，統(tǒng)一歸化為二等水準基點上。1.3所使用的儀器和設備應進行定期檢查并作出詳細記錄；每次測量應采用同一儀器，固定觀測人員，采用相同的觀測路線和觀測方法，在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。1.4各種原始測量記錄應真實、可靠，并有可追溯性；計算成果和圖表清晰、簽署齊全，并妥善保存。1.5參與觀測的人員必須經(jīng)過培訓才能上崗。2、觀測水準基點的布設2.1觀測水準基點的布設在沿線施工已設水準基點的基礎上，按距離不大于1km增設水準基點，水準基點應設在變形區(qū)以外不易被破壞的巖石或原狀土層上，亦可利用穩(wěn)固的建筑物、構筑物設立水準點。2.2工作基點的布設為滿足沉降變形觀測精度要求，在兩水準基點之間沿線路方向按間距不大于200m、距路基中心距離小于100m布設工作基點。工作基點應布設在不受施工干擾的穩(wěn)定土層內，以便長期保存和使用的地點。采用Ф20mm長60cm頂端圓滑的鋼筋打入土中，樁周上部30cm用混凝土澆注固定并統(tǒng)一編號。2.3觀測網(wǎng)中，工作基點應定期與水準基點進行校核。當對沉降觀測成果發(fā)生懷疑時，應隨時進行復測校核。3、沉降變形觀測主要技術要求3.1沉降變形觀測網(wǎng)主要技術要求沉降變形觀測網(wǎng)的主要技術要求等級相鄰基準點高差中中誤差(mm)每站高差中誤差((mm)往返較差、附合或或環(huán)線閉合差差(mm)監(jiān)測已測高差較差差(mm)使用儀器、觀測方方法的要求三等1.00.3DS05或DS11型儀器，按按暫行規(guī)定二二等水準測量量的技術要求求施測3.2沉降變形觀測點的精度要求和觀測方法沉降變形觀測點的精度要求和觀測方法等級高程中誤差(mmm)相鄰點高差中誤差差(mm)觀測方法往返較差、附合或或環(huán)線閉合差差(mm)二等±0.5±0.3按國家一等精密水水準測量3.3一、二等水準測量儀器及主要技術要求等級儀器視線長度(m)前后視距差(m))在任一測點上前后后視距差累計計(m)視線高度(下絲讀讀數(shù))(m)一等DSZ05、DSS05≤30≤0.5≤1.5≥0.5二等DS1、DS055DS1≤50，DDS05≤60≤1.0≤3.0≤0.33.4測量觀測資料整理及提交資料3.4.1一般要求3.4.1.1觀測資料應齊全、詳細、規(guī)范符合設計及細則要求。3.4.1.2人工測試數(shù)據(jù)，必須在觀測當天及時輸入計算機，核對無誤后在計算機內備份；自動采集測試數(shù)據(jù)應及時在計算機內備份。沉降觀測資料及時輸入沉降觀測管理信息系統(tǒng)，以保證各相關單位在觀測過程中時時監(jiān)控。觀測中有沉降異常情況應及時通知有關各方及時處理。3.4.1.3按照提交資料要求及時整理、匯總、分析，按有關規(guī)定整編成冊。3.4.2資料整理3.4.2.1沉降觀測資料表1）工點沉降觀測斷面、點布置表沉降觀測－012）沉降板觀測資料匯總表沉降觀測－023）路基面沉降觀測資料匯總表沉降觀測－034）繪制路堤施工過程和完成后填土高—時間—沉降曲線沉降觀測－03附15）繪制路基面沉降時間—沉降曲線沉降觀測－03附2沉降觀測－01工點沉降觀測斷面、點布置表施工標段：施工單位：觀測工點里程：編號：序號觀測斷面里程斷面距離（m）斷面類型觀測點及埋設元器器件類型、數(shù)數(shù)量說明沉降板路面觀測樁制表：復核：監(jiān)理簽字：年月日沉降觀測－02沉降板觀測資料匯總表施工標段：＿＿＿＿＿施工單位：＿＿＿＿＿觀測斷面里程：＿＿＿＿＿所在斷面位置：＿＿＿＿＿路基填筑總高度：＿＿＿＿＿填料種類：＿＿＿＿＿地基土類型及地基處理方法：＿＿＿＿＿編號：觀測日期相隔天數(shù)填土頂面標高（mm）累計填土高度（m）管頂面標高（m）本次沉降量（mm）累計沉降量（mm）接管前標高接管后標高制表：復核：技術負責人：監(jiān)理簽字：年月日武沉降觀測－03路基面沉降觀測資料匯總表施工標段：施工單位：觀測斷面里程：＿＿＿＿＿路堤填（挖）總高度：＿＿＿＿＿地基土種類：＿＿＿＿＿地基處理方法：＿＿＿＿＿編號：觀測時間相隔天數(shù)左側路肩路基中心右側路肩標高（mm）本次沉降量（mm）累計沉降量（mm）標高（mm）本次沉降量（mm）累計沉降量（mm）標高（mm）本次沉降量（mm）累計沉降量（mm）填表：復核：技術負責人：監(jiān)理簽字：年月日沉降觀測－03附1路堤施工過程和完成后填土高h—時間t—沉降s曲線格式觀測斷面里程：編號：路堤填筑高度h（m）98765432123456789時間t(月)10102030405060708090100沉降s（mm）制表:復核:技術負責人:年月日沉降觀測－03附2路基面沉降時間t——沉降s曲線格式觀測斷面里程：編號：年年9月10月11月12月1月2月3月沉降s（mm）制表:復核:技術負責人：六、沉降變形觀測結果的分析、評估1、動態(tài)分析1.1對邊樁水平位移和沉降觀測資料要當天進行整理分析，繪制邊樁水平位移、沉降與路堤填高及時間的關系曲線，指導路基填筑施工，必要時根據(jù)分析結果調整設計，判斷分析沉降穩(wěn)定的時間，以達到有效控制工后沉降的目的。1.2變形觀測的控制標準為邊樁水平位移小于5mm/天，豎向位移小于10mm/天，路基中心沉降板沉降量小于10mm/天。若沉降量超出以上限值，應停止填土施工，待沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)填土，必要時采取卸載措施。2、推算最終沉降量2.1應對路基工點每一觀測斷面的各觀測面（特別是路堤底部地基面）沉降繪制施工過程（包括觀察期）沉降隨時間發(fā)展的曲線。在此基礎上估計各觀測面的最終沉降。對每一路基工點應制作沉降計算和測定結果比較表。沉降計算和觀測結果比較表區(qū)段編號：工點號：沉降測定時間：報告日期：觀測面編號里程觀測斷面描述，包包括觀測斷面面類型；沉降降測定時施工工進度計算沉降實測沉降地基總沉降mm基床頂面沉降mm地基總沉降mm基床頂面沉降mm2.2沉降分析和觀測結果比較應按要求及時報送業(yè)主及咨詢、設計單位，如果發(fā)現(xiàn)測定的沉降明顯大于計算沉降，應及時通知設計方、咨詢方和業(yè)主，由咨詢方組織進行分析討論，確定原因，采取相應措施。3、推導各觀測斷面沉降變形擬合曲線3.1為了盡可可能準確的預預測工后沉降降，應對基床床表層頂部（沉沉降觀測樁或或在超載預壓壓時為沉降板板）觀測的沉沉降進行曲線線擬合，對路路堤區(qū)段可根根據(jù)路堤填筑筑完成后沉降降觀測樁觀測測的結果為基基準。曲線擬擬合一般以中中心觀測樁結結果為主，路路肩觀測樁為為參考。3.2擬合曲曲線的推導一一般以三個月月為周期反復復進行以不斷斷逼近路基的的真實變形狀狀況。具體的的說，在路堤堤完成填筑、安安裝沉降觀測測樁后，按規(guī)規(guī)定的周期測測定三個月后后可根據(jù)三個個月測定的沉沉降觀測結果果推導第一個個擬合曲線S1(t)，見示意圖圖。根據(jù)這個沉沉降擬合曲線線可外推（預預測）六個月月后的沉降S1（t=6個月）然后后繼續(xù)觀測三三個月，并檢檢查第一次預預測結果是否否合理。然后后根據(jù)總共六六個月觀測的的結果推導第第二個更接近近時間的沉降降擬合曲線S2(t)，以這種方方式不斷逼近近真實的路基基變形發(fā)展。應應當指出，在在推導沉降擬擬合曲線時后后期的沉降測測定結果特別別重要，應重重點考慮，見見示意圖。通常采用的沉降擬擬合曲線有以以下幾種：指數(shù)函數(shù)雙曲函數(shù)其中：s￥： 以路堤填筑完成后后（沉降觀測測樁安裝后）為為時間起點（t=0）發(fā)生的最最終沉降量（t=∞）。a,b： 沉降擬擬合曲線的參參數(shù)。如有更合理的函數(shù)數(shù)形式，也可可采用。根據(jù)沉降結果做第1次預測(三個月后)s1根據(jù)沉降結果做第1次預測(三個月后)s1(t)根據(jù)沉降結果做第2次預測(六個月后)s2(t)時間沉降沉降觀測結果路堤完成施工（埋設觀測樁后）推導沉降擬合曲線線s(t)3.33對路基工點點每一觀測斷斷面應推導相相應的沉降擬擬合曲線及參參數(shù)，作為預預測工后沉降降的基礎。如如果三個月內內沒有進一步步的沉降發(fā)生生，可在充分分考慮所在工工點和觀測斷斷面路基具體體情況的基礎礎上，征得各各方同意后可可考慮不再進進行沉降擬合合曲線的推導導工作。4、各觀測斷面工后沉沉降的預測4.1路基沉沉降預測應采采用曲線回歸歸法，并滿足足以下要求：：（1）根據(jù)路基填筑完完成后不少于于3個月的實際際觀測數(shù)據(jù)作作多種曲線的的回歸分析，確確定沉降變形形的趨勢，曲曲線回歸的相相關系數(shù)不應應低于0.92。（2）沉降預測的可靠靠性應經(jīng)過驗驗證，間隔不不少于3個月的兩次次預測最終沉沉降的差值不不應大于8mmm。（3）路基填筑完成后后，最終的沉沉降預測時間間應滿足下列列條件：s(t)/s(tt=∞)≥75%式中：s(t)：預測時的沉沉降觀測值；；s(t=∞)：時間t時預測的最最終沉降值（時時間起點t=0為沉降觀測測樁安裝后觀觀測算起）。4.2在觀測測沉降三個月月后（以完成成路堤填筑埋埋