312国道常州段扩建工程路基沉降观测实施细则.docx
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312国道常州段扩建工程路基沉降观测实施细则
312国道常州段扩建工程路基沉降观测实施细则
1工程概况
对312国道常州段进行扩建改造，是解决目前312国道通行能力不足、服务水平低下的根本举措，对于改善区域路网结构、充分发挥312国道的区域路网骨干功能，对于沿线城市建设和苏南地区的经济和社会发展具有十分重要的意义。
312国道常州段沿线软土地质条件差，软土分布广泛，土性变化复杂，尤其是在312国道常州段新老路基拼接的过程中，老路基已经稳定而新路基的沉降刚刚开始发生，新老路基如何协同变形等，而且在改线段软基处理较多，使得在312国道常州段扩建工程路基施工及运营期间地基变形和稳定性的监测显得尤为重要。
通过监视地基的动态变化，来检验设计地基的加固及拼接效果，为路基填筑计划的制定和执行提供定量的参考数据，保证填筑过程中路堤的安全，保证公路运营过程中的工后沉降及差异沉降满足行车要求。
指挥部委托江苏省交通科学研究院承担312国道常州段扩建工程路基沉降观测与分析工作。
2沉降观测点的布置
2.1观测点布置原则
为及时、准确、全面的反映路基及构造物的沉降和水平位移情况，通过观测数据判定路基的稳定性，沉降观测点布设原则如下：
（1）软土路段每400米左右、非软土路段2000米左右布设一个观测断面。
（2）所有大、中、小桥桥头位置原则上设置一个观测断面。
（3）所有构造物路段原则上设置一个观测断面。
（4）填土高度大于4米，设计总沉降量大于60cm的路段及桥头两侧，分别在路肩及拼接段设置沉降观测点。
（5）填土高度在2~4米，设计总沉降量小于60cm的路段，视情况在路肩及拼接段设置沉降观测点。
（6）填土高度小于2米的路段及构造物，仅在拼接段设置沉降观测点。
（7）地基处理方法过渡路段需设置一个观测断面。
（8）在地质情况明显变化路段，应分别布置沉降观测点进行对比。
（9）根据业主要求，在高填、深厚软基路段设置水平位移观测断面。
2.2观测断面及观测点的确定
本方案依据施工图设计，确定各观测断面及观测点如下表：
序号
桩号
处理方法
常州新线观测装置及埋设位置
常州先导段观测装置及埋设位置
备注
位移边桩
沉降板
位移边桩
沉降板
位移边桩
左路基坡脚
左路肩
路中心线
右路肩
右路基坡脚
老路中心线
拓宽部分
中心线
拓宽部分
路基坡脚
1
K143+841.2
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
2
K143+890.2
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
3
k144+147.7
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
4
k144+196.7
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
5
k147+881.5
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
6
k148+016.5
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
7
k148+765.5
浆体搅拌桩
⊥
⊥
⊥
过渡段+一般段
8
k149+041.0
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
9
k149+111.0
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
10
k151+219.2
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
11
k151+474.2
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
12
k153+909.9
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
13
k154+374.9
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
14
k154+913.4
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
15
k154+983.4
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
16
k155+328.4
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
17
k155+418.4
浆体搅拌桩
√
⊥
⊥
⊥
√
桥头
18
k155+799.2
浆体搅拌桩
⊥
⊥
⊥
过渡段+一般段
19
k164+380.0
浆体搅拌桩
⊥
⊥
⊥
一般路段
312国道常州段扩建工程路基沉降观测点设置表表1
312国道常州段扩建工程路基沉降观测点设置表表1
序号
桩号
处理方法
常州新线观测装置及埋设位置
常州先导段观测装置及埋设位置
备注
位移边桩
沉降板
位移边桩
沉降板
位移边桩
左路基坡脚
左路肩
路中心线
右路肩
右路基坡脚
老路中心线
拓宽部分
中心线
拓宽部分
路基坡脚
20
k165+034.5
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
21
k165+100.5
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
22
k165+569.7
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
23
k165+607.7
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
24
k168+504.1
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
25
k168+643.1
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
26
k169+480.0
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
27
k170+080.0
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
28
k170+906.4
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
29
k170+950.4
浆体搅拌桩
⊥
⊥
√
桥头
3沉降标的制作及埋设
3.1沉降标的制作
312国道常州段扩建工程项目部应按表1位置逐一布设沉降标。
沉降标请按图1加工。
沉降标由一根直杆（直径φ20的钢管或自来水管）和600×600×9mm的沉降钢板组成，直杆用三块钢板焊接在沉降板中心上，并随填土高度的增加而接长。
3.2沉降标的埋设
沉降标埋设在路基的：
①一般地段在原地面以上压实两层土时埋设；②有砂垫层地段在砂垫层上压实一层土时埋设（如图2所示）；③水泥搅拌桩地段在湿喷桩顶上压实两层土时埋设（如图3所示）。
埋设在土上的底板，应先在钢板下铺5cm左右厚的黄砂，安放沉降板时，注意底板水平，并在砂垫层上适当揉搓，使底板与砂垫层完全接触，避免局部虚空，再回填土夯实。
沉降板埋设程序见图4。
为了使沉降杆不受破坏，杆长应随填土升高而逐段接高，并遵循先填土压实再开挖接管的原则。
每段接管长度为20±0.5cm，两端有螺绞接头与空心管紧绞连接。
每段接管的顶应有相邻两期的观测标高。
也就是说：
第一段接管埋好后，随即测量管顶标高，作为第一期观测值（初读数），待土填筑一层后，先在原管顶面上观测标高，作为第二期观测值，随即接上第二段接管，观测管顶标高。
这样，按顺序逐节升高，计算出每期观测的沉降量。
有关施工人员在接长沉降管时应将接头拧紧，防止松动造成破坏或虚假沉降量，指挥部将不定期委托有关人员用麻花钻检查沉降管长度，发现有弄虚作假现象，该处已发生的沉降土方一律不予计量。
施工单位应派专人保护沉降板，如发生破坏或丢失应及时恢复或补埋，并在省交科院沉降观测人员进行观测时负责寻找并开挖出沉降标。
4水准点的布设
地面水准点由施工单位提供，密度应满足沉降观测断面的要求，一般为每200m一个，以便一个测站视矩不超过80m完成测点的观测。
水准点应选在垂直于路中心线50米外的距离，土质坚硬便于长期保存和使用的地点，并埋设混凝土水准标石，统一用JKBM英文字母编号（水准点的布设对于沉降观测的精度特别重要，水准点最好选择在老路有灌注桩的桥梁上，多年老房子的地平上等老建筑物或岩石山体等处，并尽可能离河流远一些）。
标石、标志应符合有关规定。
5观测仪器及精度
5.1观测技术指标
①路堤填筑期、结构层施工期按三等水准要求测量。
②三等水准观测精度为1～2mm。
③观测时，前后视距尽量相等，以消除I角的影响。
同时，视距不得超过100m。
④视线高度要求三丝均能读数，读数取位为1mm，计算取位为0.5mm。
⑤视线中要特别注意水准尺的垂直，即复合水准气泡的居中。
⑥水准点与沉降点之间一般直接观测，最多可转一次，转点时必须用尺垫。
5.2观测仪器
水准仪各部分转动应灵活、望远镜制、微动螺旋作用应可靠、调焦镜运用及目镜调节不能有明显的晃动现象。
每次观测前除检验圆水准器、十字丝位置正确性、自动安平水准补偿器灵敏度等项目外，必须进行i角的检验。
三等水准测量建议采用德国蔡司仪器厂生产的NI30型自动安平水准仪（望远镜放大率为30倍，每公里往、返高差中数之中误差为±1mm）或徕卡NA28自动安平水准仪。
有关承包人在确有困难的前提下，至少应采用苏州光学仪器厂生产的自动安平精密水准仪。
水准尺采用红、黑面标尺，尺子必须牢固无损，尺底板不应有松动、尺的中线与尺底成垂直，尺面不能有弯曲。
水准尺应进行标尺零点不等差、1米长度和分米长度等项目的检验，水准尺必须装有圆水准器，不符要求不能使用。
着重提出：
大多数施工队习惯用塔尺进行沉降观测，这是不允许的，因为塔尺上没有圆水准器，尺子的垂直度难以控制，若尺子前、后有倾斜，加上风的影响，则尺子上3～5m处的读数可达5～10mm的读数误差影响，这样就失去了沉降观测的精度意义。
5.3观测要求
为了消除观测中的系统误差，每次观测应做到五个固定（即观测条件相同）。
五个固定是：
后视尺固定（例如用4.687尺专门放在水准点上）；测站位置固定；仪器固定；观测人员（司仪器及持尺人员）固定；转点固定。
五个固定中重点是测站固定和持尺人员固定，特别是持尺人员应受过专门的训练。
观测精度如下表：
水准测量的主要技术指标表2
等级
水准仪
的型号
视线
长度（m）
前后
视距差（m）
前后
视累
积差（m）
红、黑面
（基、铺面
读数较差）
（mm）
红、黑面（基、高差较差）
（mm）
往、返较差、附合允许
闭合差
（mm）
三
DS1
100
3
6
1.0
1.5
4n或12L
DS3
75
2.0
3.0
注：
n—测站数；L—水准路线长（以公里计）。
6沉降观测阶段的划分
312国道常州段扩建工程的路基监测分为两个阶段，具体阶段为：
（1）路堤填筑期。
路堤填筑期指经原地面处理或软基处理后，开始填土至填土完成的期间。
（2）结构层施工期。
主要指路槽以下的路基处理工作全部结束，并达到设计要求，可进行路面底基层及路面施工。
7路堤填筑期的沉降观测
7.1仪器检、校
水准尺用双面区格式木质配对标尺。
水准尺应有出厂检验书，使用前应对尺上的园水准器进行检、校。
水准仪使用前应检外观检高、圆水准器检校、十字丝检校、气泡式水准仪交叉误差检校、i角≤20″的检校，使用中对i角定期检校。
7.2观测技术指标及操作
测站视距长、前后视距差要求及观测、记录计算顺序、黑红（基铺）面读数较差、高差的较差见本细则表2所示。
视线高度要求三丝均能读数。
读数取位为1mm，计算取位为0.5mm。
观测中要特别注意水准标尺的垂直，即圆水准器居中。
该点必须使用尺垫，禁止用临时砖石代替尺垫。
水准点至沉降测点间转镜次数一般为一次，最多不超过两次。
路堤填筑期按三等水准要求观测。
7.3观测频率
在路基填筑期，由施工单位每层进行观测控制，省科研院观测组每一个月观测两次。
在施工过程中发现异常情况时应增加观测频率，并通知监理及业主。
7.4初读数观测及接管操作
沉降板埋设时，随即用四等水准观测首节管顶和底板的标高。
底板标高也可以用首接管顶标高减去管高获得。
为了检查累计沉降的正确性，质检单位用钻孔方法测定底板标高，以资检验。
因此，底板高程应十分正确，初读数观测时，绘好水准点与沉降点观测位置图。
作为以后每次观测固定仪器位置的依据。
第二次观测时，先由施工单位挖出点位，尔后观测接管上、下两个管顶的标高。
下节管标高用于计算第一次沉降量，上接管顶标高作为下一次计算沉降量的初值，循序逐节升高，重复上述工作。
接管上、下标高填入表3中斜线的上、下方，以便计算时段沉降及累计沉降量。
使用观测手簿（表3）和沉降观测表（表4）时，一张表格填入一个沉降观测点，注明每次观测的日期即可，一个观测点集中在一张表格中，便于察看沉降量的变化情况。
省交通科学研究院对埋设时的初读数及每填筑二层与施工单位共同观测。
每次观测时，施工单位负责测前找点、挖点、复土等。
7.5填土速率的控制
填土速率应控制日沉降速率不大于1.0cm/天时，可以填筑上一层土方。
7.6资料整理
根据（观测记录手簿（表3）），将观测点的标高登录在表4中，并在表4中计算累计沉降量。
再将累计沉降量登记在表5中，计算日沉降速率及月沉降速率，用以控制填土速率。
路堤填筑期观测3~5次之后，开始绘制沉降过程线图。
表8为绘制的沉降过程线图示。
7.7沉降观测用表及月度报告
为了获得清晰、系统、完整的沉降资料，本细则根据不同施工期设计了表3~表6的系统图表，作为资料整理的格式。
从中取出有关特征数据作为月度报告内容之一。
现将各表的内容、使用方法简述于下：
表3（沉降观测记录手簿）用于采集测点管顶标高；
表4（沉降观测表）用于计算时段沉降量及累计沉降量；
表头“原地面标高”该点实际原地面标高填写；“地基处理方法”等、超载顶面标高在预压时填写。
表中“填土顶面标高”按路基中部填土标高填写；“累计填土高度等于填土顶面标高减去原地面标高”；“接管顶标高”项斜线左上填接管前实测管顶标高，斜线右下填接管后实测新管顶标高，若本次观测未接管测斜线右下不填；“本次沉降量”为“接管顶标高”项内上次按管后标高（斜线右下空白时用上次斜线左上的标高）减去本次接管前标高；“累计沉降量”为上次累计沉降量加上“本次降量。
”表3按沉观测点填写一张表，按观测日期顺序逐次填写，写完再接页。
表5（沉降观测汇编表）用于计算路堤填筑期日，月沉降速率。
表6中“观测桩号”栏应同时填写沉降板编号及埋设里程位置。
表5、6中“总堤高”指设计路面标高减去原地面标高，“95堤高”为设计路槽面标高减去原地面标高；“沉降标埋设时间”填初读数日期，该日期及“底板标高”均依据“沉降观测表”（表4）首行填写；“时间段”每段起止时间为一个月，约定以每月20日为界，例：
01.9.20~10.20。
第一时间段为初读数开始的一段，各时间段的“填土高”、“累计沉降量”按表4中最接近时段终止日期的一次的“累计填土高度”及“累计沉降量”填写。
“累计沉降量”栏横线下填该累沉降量的观测日期，横线上括号外为沉降量的毫米数，括号内为本时间段的观测次数。
8结构层施工期的沉降观测
8.1观测频率
在结构层施工期，观测频率为每个月观测两次。
在施工过程中发现异常情况时应增加观测频率，并通知监理及业主。
8.2沉降观测点的转换
底基层施工时，原95层的观测桩号均受到破坏。
必须采用换桩的办法代替接管升高工作。
操作方法是：
在底基层施工前1~2天对95层观测点进行观测，作为95层最后一次沉降量。
待底基层半层或一层碾压好后，距离路中心右侧130cm处打入φ10长20cm的短钢筋，出露顶面1cm，作为临时沉降标。
测定其钉头标高，作为初读数。
待下一次碾压前1~2天，在原钉位上观测标高，算出底基层加载后的沉降量，以此类推。
8.3观测精度
结构层施工期沉降观测按三等水准要求进行。
具体要求见表2。
8.4资料整理
底基层和基层沉降观测的资料整理，主要将表3（外业手簿）中的观测日期和测点标高填入表6，计算累计沉降量及月沉降速率。
9稳定观测细则
9.1位移观测点及其基桩的布设
位移观测点（位移木桩）布设在路堤两侧的坡脚处，基桩（水泥混凝土桩）必须布设在坡脚外路堤沉降影响范围以外，一般布设在离坡脚30m以外。
9.2观测方法及频率
位移桩和基桩设置好以后，采用硬钢尺或红外测距仪量测。
观测频率为：
在路堤填高超过极限高度后，每星期观测1~2次。
在路堤填高未达到极限高度之前可适当减少。
观测必须持续到路堤达到路堤填筑期结束。
9.3稳定判断标准
路堤在填筑过程中，若日侧向位移量达到0.3cm/天，标志着不稳定状态的出现，应立即停止加载，当停止加载后，仍需持续观测，并且当连续观测三天的沉降与位移在控制值之内时才可继续加载。
10数据分析及成果
在公路建设中，软基处理段的施工，对整条路的施工质量影响非常大。
在其它公路建设中就出现过因软基处理不当而使路基滑坡的情况。
因此，通过对软基段进行全面细致的稳定性分析计算和沉降预测工作是必不可少的。
这就要求路基沉降观测要确保数据的正确性、系统性、连续性。
数据分析由省科研院观测组完成，数据分析具体内容如下：
1）软基处理段数据的分析
分析全软基段至今的所有实测沉降和加载资料，选择具有代表性且典型的监测断面进行数据数据整理，并提出后期实测沉降要求。
2）稳定性问题
软基段特别是高填土路段存在稳定性问题，需要通过稳定性理论计算，以提供填土方案制定的参考依据。
另外，作为施工的领导和组织者应该掌握软基段整体的稳定性情况，也需要对软基稳定性有个定量的概念。
根据现有资料对各代表性且典型的监测断面进行稳定性计算，提出填筑计划以供抉择时参考。
3）最终沉降问题
设计单位提供的最终沉降量与现场沉降量存在较大的差异，已不能给软基处理施工的组织安排提供参考依据，因此，根据地质资料和现场观测资料，采用较严密的分析手段进行最终沉降计算是必要的。
根据南通地区特殊的地理环境和土层分布特征，对沉降预测程序进行针对性的补充和完善，力求提供准确预测数据。
4）工后沉降预估问题
作为软基处理质量的评估和后续施工组织按排的依据之一，对工后沉降的预估是一项必要的工作。
根据沉降预测计算结果，提供预压期历时、反开挖时间、卸载时间和卸载前各月份的沉降速率、最终沉降及工后沉降等参考数据。
5）软基处理后期施工安排问题等
根据计算分析需要，并提出各施工阶段的具体要求，以便业主能根据实测数据进行施工的安排。
软基处理后期施工主要包括：
结构物的反开挖施工、桥背填土的处理、预压时间等等。
所有监测数据均应以资料汇总、P—S曲线、月度报告、最终总结报告等形式上报业主及有关部门。
在报告中提出对施工的指导意见及相应的建议，供业主和有关部门参考。
11沉降观测的几点要求
1、沉降标由施工单位统一制作，沉降标的埋设及路堤填筑期观测中的接杆工作均由路基施工单位配合，路面施工期的设点工作由路面层施工单位配合。
在整个观测期，施工单位要管好沉降标不受破坏或被盗。
特别是做好管头隐蔽工作。
如有损坏或被盗应及时报告课题组，并及时恢复观测数据。
2、施工单位须提供满足方案要求的水准点，并负责水准点的转移工作。
3、每次观测时，施工单位负责测前找点、挖点，测后复土等。
4、施工单位须做好撤走前的交接手续，明确接收单位及负责人员；进行现场交点，绘好点位图；所有观测资料逐一交清。
这项工作应由JA监理组协助监督、组织下完成。
5、在结构层施工期间，须做好沉降观测点的转换工作。
6、施工单位必须按本实施方案的要求，做好平行观测，落实专人负责此项工作，积极配合课题组的工作。
7、省科院观测组原则上每个月观测两次，遇有特殊情况应加大观测频率，同时在每月30日前递交沉降观测报告。
沉降观测记录手簿（表3）
沉降板编号
埋设里程
观测者
记录者
水准尺编号NO
K值
水准尺编号NO
K值
第页
（三等水准测量）
仪器型号：
检验日期
检验i角值
校正后i角值
2003.2.20
3~4
观测
日期
水准点BM
（）
测点名称
后尺
下丝
前
尺
下丝
方向及
尺号
水准尺读数
（米）
K
+
黑
一
红
（毫米）
高差中数
（米）
标高
荷载
名称
上丝
上丝
后距（米）
后距（米）
黑色
面
红色
面
与上次沉降量
（毫米）
视距差（米）
视距差（米）
沉降观测表（表4）
制表人：
沉降板编号路槽底面标高地基处理方法
埋设桩号原地面标高设计总沉降量
测点名称
观测
日期
填土顶面标高
（cm）
累计填土高度
（cm）
接管上下的管顶
标高
（cm）
本次沉降量
（cm）
累计沉降量
（cm）
荷载
名称
备注
注：
1、荷载名称指路堤底，加载一层，加载二层……路槽层（95层）底基层，基层……等；
2、测点名称指，桥名、桥头、过渡段。
通道、明通、路堤、涵洞等；
沉降观测汇编表（表5）
制表人：
标段
观测桩号
桥名、通道或路堤
地基处理方法
总堤高
沉降标埋设时间
逐月起止
2002.2.20~2002.3.20
3.21~4.21
4.20~5.20
95堤高（m）
底板标高（m）
填土高
累计沉降量（mm）
次数
沉降
速率
（mm）
/月
填土高
累计沉降量（mm）
次数
沉降
速率
（mm）
/月
填土高
累计沉降量（mm）
次数
沉降
速率
（mm）
/月
（m）
日期
（mm）
/月
（m）
日期
（mm）
/月
（m）
日期
（mm）
/月
A2
K3+
410
路堤
K3+
600
直滨洞
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