沉降和變形觀測方案

/沉降和變形觀測實施方案1．編寫的依據(jù)《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》(TB10751—2010J１１4７-2011）《高速鐵路路基工程施工技術指南》《新建吉林至琿春鐵路施工圖路基設計大樣圖》(吉暉大樣圖施路-10－01）《新建吉林至琿春鐵路施工圖路基沉降及穩(wěn)定檢測斷面設計圖》(吉暉施路—檢測—０1）２．本區(qū)段沉降變形觀測的內容路基:路基面的沉降變形和路基基底沉降變形涵洞：涵洞沉降觀測橋梁：承臺、墩臺、梁體及梁徐變沉降變形觀測過渡段：路橋、路涵、堤塹過渡段沉降觀測３。沉降觀測目的通過施工期系統(tǒng)的沉降變形動態(tài)監(jiān)測,對實測沉降觀測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)綜合分析、評估，評價地基最終沉降完成時間，驗證或調整設計措施,使線下基礎工程達到預定的沉降變形控制要求，推算出較準確的最終沉降量和工后沉降，合理確定無碴軌道開始鋪設時間，確保客運專線無碴軌道結構鋪設質量。4。路基沉降變形觀測觀測斷面及點的設置原則：路基沉降觀測應以路基面和地基沉降觀測為主.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.路基面和地基沉降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,更重要的是便于各觀測項目數(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5０m,地勢平坦、地基條件均勻良好的路塹、高度小于5m的路堤可放寬到100m；地形、地質條件變化較大地段應適當加密觀測斷面。一般路基填筑至路基基床表層頂面，在路基面設觀測樁，進行路基面沉降觀測，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沉降量的依據(jù)。測點及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。觀測斷面及點的設置、元件布設：觀測斷面的設置及觀測斷面的觀測內容、元件的布設應根據(jù)地形、地質條件、地基壓縮層厚度、路堤高度、地基處理方法、堆載預壓等具體情況，結合沉降預測方法和工期要求具體確定。本區(qū)段代表性觀測斷面示意圖如下：A型沉降監(jiān)測剖面說明：(1）、Ａ型監(jiān)測剖面于一般路堤地段設置,或與B、C、Ｄ型剖面間隔布置，一般于路基面設置觀測點進行沉降監(jiān)測，地面橫坡緩于１：5時，如圖A—1，(2)、一般每4個Ａ型剖面應選擇壓縮層較厚或地層變化大的1個剖面的基底線路中心處埋設1個沉降板監(jiān)測地基沉降。B型沉降監(jiān)測斷面說明:（1)、當路堤填高小于３ｍ，路堤基底壓縮層厚5ｍ≤Ｈ2＜20m時，進行路基面沉降與地基監(jiān)測?；椎孛婊驂嚎s層橫坡緩于1：5時,監(jiān)測剖面布置如Ｂ—1型.于路基面中心線及兩側中心線以外３。2m處埋設沉降監(jiān)測樁,監(jiān)測路基面沉降；在基底線路中心埋設沉降板監(jiān)測沉降。（2)、當路堤填高小于3m,路堤基底壓縮層厚H2≥20m時，進行路基面沉降與地基沉降監(jiān)測.基底地面或壓縮層橫坡緩于１:5時，監(jiān)測剖面布置B-3型。其具體設置要求同Ｂ-１型。（3）、一般地段校核剖面數(shù)量不少于上述剖面總數(shù)的2５%,且不少于１個；橋路、涵路、堤塹等各類過渡段路基范圍校核剖面數(shù)量不少于上述剖面總數(shù)的5０％，且不少于1個。B—１和Ｂ－３型剖面的校核剖面基底同時埋設沉降板、剖面沉降管作校核驗證;校核剖面一般應設置在填土較高、地基壓縮地層變化大處.測量頻次：所有組件埋設后，必須測試初始讀數(shù)，在路堤正式填筑前，必須對所有組件進行復測，作為正式初始讀數(shù).路基施工各階段沉降觀測頻度應滿足下表1．3。４。1的要求:路基沉降觀測頻次表表１.3．4。1觀測階段觀測頻次填筑或堆載一般1次/天沉降量突變２~3次／天兩次填筑間隔時間較長1次/3天堆載預壓或路基施工完畢第１個月1次/周第2、３個月１次／1０天3個月以后1次／2周6個月以后1次／月軌道鋪設后第1個月1次/2周第2、3個月1次/月3~12個月1次／３月③ 測試過程中發(fā)現(xiàn)異常必須及時查明原因，盡快妥善處理。觀測元器件埋設：觀測元件除沉降觀測樁外，均應在地基加固完成后路堤填筑施工前埋設。沉降觀測樁(點）在一般路基填筑至基床表層頂面，加載預壓路堤填筑到基床底層頂面后，埋設沉降觀測樁，路基面兩側觀測樁一般設在距左右線路中心（后改為2.7ｍ）處。埋設規(guī)格見下圖,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。沉降板：由鋼底板、金屬測桿（φ40mm厚壁鍍鋅鐵管）及保護套管（直徑不小于φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管)組成，鋼底板尺寸為５0cｍ×50cm，厚1cｍ；具體按設計圖樣焊接組裝.沉降板應埋入褥墊層頂部嵌入1０cm，采用中粗砂回填密實，再套上保護管，保護套管略低于沉降板金屬測桿,保護套管及金屬測桿上口均加蓋封住管口，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。采用水準儀按國家一級精密水平測量方法，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。沉降板埋設前沉降板埋設后單點沉降計：一種埋入式電感調頻類智能位移型傳感器,由電測位移傳感器、測桿、錨頭、錨板及金屬軟管和塑料波紋管等組成。采用鉆孔引孔埋設，鉆孔孔徑φ１08或φ１２７，鉆孔垂直，孔深應達到硬質穩(wěn)定層(最好為基巖），孔口應平整密實。觀測路塹換填基底沉降或隆起變形埋設在換填基底面，表面應平整密實；觀測路基本體變形按設計斷面圖埋設.單點沉降計埋設單點沉降計埋設件5.涵洞沉降變形觀測涵洞觀測樁埋設布置圖:涵洞沉降觀測點設在涵洞邊墻兩側帽石頂上，每個涵洞設4個測點。如下圖所示：涵洞觀測樁布置圖埋設大樣圖涵洞觀測頻次見表1。3.6。1表1．3．６。１涵洞沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備注觀測期限觀測周期涵洞基礎施工完成//設置觀測點涵洞主體施工完成全程荷載變化前后或1次/周觀測點移至邊墻兩側洞頂填土施工全程荷載變化前后或1次／周架橋機（運梁車）通過全程前后至少進行２次通過前后的觀測涵洞完工~無碴軌道鋪設前≥6個月1次/周巖石地基的涵洞，一般不宜少于2個月無碴軌道鋪設期間全程１次/天無碴軌道鋪設完成后２4個月0~３個月1次/月工后長期沉降觀測4～12個月1次／３個月13～24個月1次／6個月注：測試涵洞沉降觀測時,應同時記錄結構荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。區(qū)段涵洞分布:本區(qū)段段共設14個涵洞,具體里程如下表6.過渡段過渡段沉降觀測應以路基面沉降和不均勻沉降觀測為主,沉降觀測期與路基相同，不少于6個月。分別在路橋、路涵、路堤路塹過渡段的結構物起點、距結構物起點５～10m處、10~２5m處、５0ｍ處各設一個觀測斷面，沿涵洞軸線設路基面觀測斷面，每個觀測斷面設３個觀測樁。按觀測樁的50％埋設基底沉降板，按觀測樁的25％埋設基底剖面沉降管。路堤和路塹過渡段在分界處設路基面觀測斷面,每個觀測斷面設3個觀測樁.沉降觀測的頻次不低于路基沉降觀測表1。３.4.１的規(guī)定，當環(huán)境發(fā)生變化或數(shù)據(jù)異常時應及時觀測.7。沉降監(jiān)測布設概況本區(qū)段路基沉降觀測共設７3個監(jiān)測斷面，見下表路基沉降觀測斷面統(tǒng)計表序號斷面類型斷面數(shù)量備注1A型37個2B型23個3Ｃ型１０個4D型3個8。沉降變形測量技術要求建立垂直位移監(jiān)測網(wǎng):沉降變形觀測根據(jù)《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》、《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》的要求，應建立沉降變形觀測網(wǎng)，布設水準基點(基準點）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,并統(tǒng)一到二等水準測量。變形觀測網(wǎng)按三等變形測量等級技術要求建立（即國家二等水準測量）,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（即國家一等精密測量).觀測水準基點(基準點)、工作基點的布設（1）水準基點（基準點）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（基準點），水準基點應設在變形區(qū)以外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。每個獨立的觀測網(wǎng)應設置不少于３個穩(wěn)固可靠的水準基點（基準點)。(2)工作基點的布設:為滿足觀測點沉降變形觀測精度要求，在兩水準基點（基準點)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編號。（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.9。沉降變形觀測主要技術指標要求表1．3．10。1沉降變形觀測網(wǎng)主要技術指標變形等級相鄰基準點高差中誤差(mm)每站高差中誤差（mm)往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mｍ）監(jiān)測已測高差較差(mm)使用儀器、觀測方法的要求三等1．０0。3DS０5或DS1型儀器,按暫行規(guī)定二等水準測量的技術要求施測表１。3．10.2沉降變形觀測點的精度要求和觀測方法變形等級高程中誤差(mm）相鄰點高差中誤差(mm）觀測方法往返較差、附合或環(huán)線閉合差（mm）二等±０.5±0.3按國家一等精密水準測量表1.3。１0．３一、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）在任一測點上前后視距差累計(m)視線高度（下絲讀數(shù))(m)一等DＳZ0５、DS05≤30≤0．5≤１。５≥0。5二等DＳ１、DS05DS1≤5０，ＤS0５≤60≤1．0≤3.０≥0.31０。測量儀器水準尺：銦瓦水準尺兩套。水準儀：瑞士萊卡DNA03型電子測量儀２臺.全站儀：瑞士萊卡TＣ120１/I級全站儀１臺。1１.精度要求所有變形觀測點（觀測樁和沉降板觀測點)水準測量應滿足二等變形等級測量技術要求,即按國家一等精密水準測量方法施測，測量精度：±1mm,讀數(shù)取位至0。1mm。單點沉降計采用智能型頻率檢測儀器或自動采集儀進行測試，單點沉降計量程：2０cｍ，精度1％測量值，靈敏度0.0１mｍ。1２。測量要求及觀測資料整理一般要求: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.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.觀測中有沉降異常情況應及時通知有關各方及時處理。觀測作業(yè)結束后及時對觀測資料進行檢查，如有錯誤或誤差超限，應找出原因并及時補測。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。路橋隧沉降變形觀測各種資料表（各種信息要填全，特別是地基地質實際情況及地基處理情況等施工現(xiàn)狀）記錄完整；并繪制路基面沉降時間—沉降曲線。資料整理：沉降觀測資料表包含以下內容:=１\*GＢ３①觀測點的平面、縱斷面和橫斷面布置圖及測量控制點(水準基點、基準點、工作基點）與觀測點、布置圖。＝2\＊GB3②標石、標志規(guī)格及埋設圖=3\＊GＢ３③儀器檢測及校正資料=4\＊ＧB３④觀測記錄本（簿）平差計算、測量成果質量評定資料:13.沉降觀測成果分析與評估路基沉降觀測分析評估要求:測和調整期:在路基填筑完成或施加預壓荷載后，應有不少于６個月觀測，觀測數(shù)據(jù)不足以評估時，應繼續(xù)觀測。工后沉降評估不能滿足設計要求時,應采取必要的加速或控制沉降措施.動態(tài)分析:繪制沉降與路堤填高及時間的關系曲線，并與設計進行對比分析。根據(jù)沉降變形觀測數(shù)據(jù)，采用雙曲線函數(shù)或指數(shù)函數(shù)法等進行綜合分析，預測工后殘余沉降，考慮列車動荷載作用下的累積塑性變形，推算地基最終沉降量。對路基、橋梁和過渡段等不同結構物的基礎沉降變形預測評估完成后，繪制區(qū)段或全線的沉降預測變形曲線，進行綜合評估，分析評估工后沉降滿足設計標準要求后方可鋪設無碴軌道。對每個路基工點應以三個月為周期根據(jù)最新推導的沉降擬合曲線進行工后沉降預測至少兩次以上，并檢查所有觀測斷面的預測工后沉降是否滿足以下要求:SR=Ｓ（T3—TO)+SSＴ≤15mm對路基和剛性結構過渡段還應同時審核其預測工后沉降差異是否≤5ｍm,折角≤1/100０.此外,還應檢查同一個觀測斷面前后兩次工后沉降預測值的差異,如果其差值≤8mｍ，可認為預測的工后沉降具有足夠的可信度。設計預計總沉降量與通過實測資料預測的總沉降量的差值不宜大于10mm。如果一個路基工點所有的觀測斷面滿足以上要求，該路基工點可以鋪設無碴軌道.橋涵沉降觀測分析與評估：對于預制梁橋,基礎沉降應按架梁前、后兩階段進行；對于原位施工的橋梁及涵洞，基礎沉降應根據(jù)實際施工狀態(tài)及荷載變化情況，劃分多個階段.根據(jù)橋涵實際荷載情況及觀測數(shù)據(jù),應作多個階段的回歸分析及預測，綜合確定沉降變形的趨勢,曲線回歸的相關系數(shù)應不低于0。92。首次回歸分析時，觀測期不應少于橋涵主體工程完工后3個月，對于巖石地基等良好地質的橋涵不應少于3０天.利用兩次回歸結果預測的最終沉降的差值不應大于8mm。兩次預測的時間間隔一般不少于3個月，對于巖石地基等良好地質的橋涵不應少于30天.橋涵鋪設無碴軌道技術條件的評定：設計預測的總沉降量與通過實測資料預測的總沉降量之差不宜大于１０mm。處于巖石地基等良好地質的橋涵,當墩臺沉降值趨于穩(wěn)定且沉降總量不大于5mm時,可判定沉降滿足無碴軌道鋪設條件。對于一般的橋梁其墩臺工后沉降≤20mｍ，相鄰墩臺的沉降差≤５mm;對于連續(xù)梁等特殊結構其相鄰墩臺均勻沉降差的允許值滿足設計允許值.涵洞鋪設無碴軌道技術條件的評定：涵洞工后沉降量與路基一致且≤15mm。滿足以上條件的橋涵可鋪設無碴軌道過渡段：過渡段工后沉降的分析評估應沿線路方向考慮各觀測斷面和各種結構物之間的關系綜合進行。對線路不同下部基礎結構物之間以及不同地基條件或不同地基處理方法之間形成的各種過渡段，應重點分析評估其差異沉降.過渡段沉降的預測、評估參照路基部分.過渡段鋪設無碴軌道技術條件的評定：過渡段不同結構物間的預測差異沉降不應大于5ｍｍ，沉降引起沿線路方向的折角不應大于1/1０00。1４.確保沉降觀測數(shù)據(jù)的措施制度保證：各單位應建立專門沉降變形觀測領導小組和觀測小組，并明確各自職責，分工負責,各施其責，并制定了相應的獎懲機制。固定觀測人員，加強培訓工作，未經(jīng)培訓人員,不得從事沉降變形觀測工作。在沉降變形觀測實施前，對變形觀測網(wǎng)的建立和變形觀測測量操作要求進行培訓；對人員進行觀測元件和觀測理論培訓，在實施過程中對人員進行埋設元器件數(shù)據(jù)采集培訓.確保觀測元件的正確埋設及正確的數(shù)據(jù)采集。對參加觀測人員定期進行考核，不合格人員不得參加本項工作。觀測元器件保證：選擇有資質的廠家提供的沉降觀測元器件,本標段除沉降板、觀測樁外,其它觀測元件如單點沉降計和剖面沉降管系統(tǒng)均由業(yè)主統(tǒng)一招標，購買時嚴格采用業(yè)主招標廠家的元件.對自行加工的沉降板，沉降監(jiān)測樁應嚴格按照設計的圖紙尺寸、規(guī)格、材質（特別注意厚度和抗老化性能)要求進行加工,確保其質量符合設計要求。對由現(xiàn)場加工的觀測樁，嚴格采用圖紙規(guī)定的鋼筋及相關規(guī)格要求進行加工。采購回的觀測元件,應專人指倉庫堆放,不得和其它物資堆放在一起。對埋設好后的觀測元件，指派專人進行保護，確保不丟失、不損壞.及時提供元器件采購計劃,保證現(xiàn)場施工需要，不得因施工工期緊張而元器件不到不埋設或用其他產(chǎn)品替代。埋設過程保證:對路基觀測元件，各施工隊均組織專門的施工技術人員進行元件的埋設,確保埋設的位置的正確，埋設深度得到保證。對橋梁、涵洞、隧道觀測樁，各項目部應下達詳細的技術交底資料到工班,并現(xiàn)場指導,確保埋設的正確性，不得遺漏。單點沉降計、靜力水準儀等電子元件，埋設時更應注意元件的保護。元件保護要求：建立專門沉降變形觀測領導小組和觀測小組，并明確各自職責，分工負責,各施其責，并制定了相應的獎罰措施。每個測試斷面埋設完成后，監(jiān)測元件引出導線套鋼絲波紋管進行保護，并挖槽集中從一側引出路基，引入坡腳觀測箱內或集中觀測房中.所有監(jiān)測元件埋設時或監(jiān)測過程中損壞應及時補埋或經(jīng)設計確認采取其它替代措施。凡沉降板附近一米范圍內采用小粒徑的均勻填料,并采用人工攤鋪,沖擊式與娃式打夯機具碾壓。各施工隊應制定穩(wěn)妥的保護措施并認真執(zhí)行，確保元器件不因人為、自然等因素而破壞。元器件埋設后，制作相應的標示旗或保護架插在上方，重型機械碾壓時并配備專人負責指導,以確保元器件不受損。1５。組織管理為了確?！俺两当O(jiān)測實施方案”的順利進行，使本課題的研究依據(jù)合同按時、高質量地完成，制定本研究項目的組織開工和管理措施是必要的。人員分工：我們擬組織具有豐富的專業(yè)知識、理論水平和現(xiàn)場實際經(jīng)驗的現(xiàn)場測試人員形成現(xiàn)場試驗項目部。主要管理人員及監(jiān)測人員見下表１。3。16.1：參加本工程的主要管理人員及檢測人員表1.３.１６.1序號姓名性別年齡學