A4标软基沉降观测方案Word文件下载.docx

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编制日期：

二○○九年八月二十五日

一、工程概况.............................................3

二、监测目的及监测内容.................................4

三、监测组织体系..........................................4

四、观测时间和观测频率...................................5

五、断面设置..............................................5

六、分层沉降观测方案......................................6

七、位移边桩观测方案.....................................8

八、观测资料汇总分析.....................................10

九、成果报告.............................................12

十、质量保证措施.........................................14

十一、路基稳定安全控制....................................15

十二、安全文明环保施工....................................16

附件1、软土路基工程数量表

附件2、软土路基监测设计及工程数量表

湛徐高速公路A4合同段软基沉降观测方案

一、工程概况

1、项目概况

本项目属于沈阳—海口国家高速公路遂溪至徐闻段，位于广东省西南部雷州半岛上，路线经过湛江市麻章区，遂溪县、雷州市、徐闻县境内。

路线起点位于遂溪县东坡岭，起点桩号为K396+500，接广湛高速公路源水至东坡岭段，并通过东坡岭立交连通渝湛高速公路，终点于徐闻县徐城城北处G207国道相接。

沿线经湛江市麻章区，遂溪县城月镇、岭北镇，雷州市沈塘镇、雷城镇，松竹镇、龙门镇、英利镇，徐闻县下桥镇、徐城镇，路线全长114.302km，总体走向呈南北向。

2、本合同段概况

本合同段为A4合同段，主线起于雷州市客路镇三角村东面的K436+000，沿港城站至广东侧海缆终点端站500KV输电线路，经碗洋村东面、奋勇农场十队，在雷城镇西北面的奋勇农场八队附近跨越青年运河和G207国道，设雷城互通立交；

然后经客路镇张家村东南面、白沙镇西村仔、北坑村、北坡村、谢家村，终于白沙镇冯村东面的K447+000，起讫桩号：

K436+000～K447+000，全长11.0km。

3、特殊路基处理设计

1）浅层软土

（1）适用于软土深度为0～2.5m，且软土无上覆层或上覆层较薄的软土路段。

采用凊淤换填方法进行处理。

（2）换填材料可采用中粗砂、碎石土等符合要求的材料；

采用机械振动碾压法碾压,压实度须达到90%以上。

（3）挖除的软土可用于绿化用土、中央分隔带用土和复耕,闲置时需弃于指定的弃土场。

（4）换填路段的路基填筑按非软基地段实施。

2）深层软土处理

软土地基处理由稳定性、沉降量来控制，路基稳定性安全系数取1.25，其沉降量的控制采用路面完工后在设计使用年限内（15年）的沉降量作为工后沉降（Sr），一般路基Sr≤30cm，对于桥台后20～40m范围内的路堤（其路堤地基处理长度以5～8倍的桥台填土高度来控制）Sr≤10cm，涵洞或通道处（构造物基础两侧各5m范围）Sr≤20cm。

软基处理经过对填土高度、工期、软土厚度以及软土的力学指标等因素进行综合分析、计算和方案比较，全线确定采用袋装砂井方案处理，部分软土厚度小且覆盖层较厚的软土路基采用直接堆载预压的方法。

4、软土路基监测设计方案

监测项目主要包括路肩沉降板、路中沉降板、坡脚沉降板、测斜管、孔隙水压力计、分层沉降标及位移边桩。

观测频率视不同时期而定，其中填土期为每日观测1～2次，预压期第1～4周隔日观测一次，预压期第4周～第三个月每周观测1次，预压期第3个月之后至上路面完毕每半月观测1次，从营运开始至设计观测期隔3个月观测1次，设计观测期为从施工开始至营运期的头2年。

具体设置位置见后附件：

（1）沉降板

沉降板应在凊淤后、填平鱼塘之前埋设完毕，其余项目均应在软基处理后、在填筑砂垫层上的填土之前埋设完毕。

埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设砂垫层。

沉降板的测杆及其它项目埋设和接驳的垂直偏差率应不大于1.5％。

沉降板采用钢板；

测杆宜为钢管，与沉降板焊接为一体，套管为塑料管，必须有足够的刚度和强度，随着填土的增高，测杆与套管也相应接高，每节长度不宜超过50cm。

接高后的测杆顶面应略高于套管上口，套管上口应加盖封住管口，盖顶高出碾压面高度50cm，为预防施工时损坏沉降板和测杆，在观测仪器周围应用小型夯实机夯实，套管外侧面应涂一层醒目的颜色，盖顶加插一面小红旗，以作警戒。

（2）位移边桩

位移边桩埋设在路堤两侧趾部，其中一根位于坡脚处，另一根排水沟外侧。

边桩采用砼预制桩，其尺寸、形状见位移边桩大样图。

在边桩顶部应预埋不易损坏的金属测头。

边桩采用打入法埋设。

二、监测目的及监测内容

（一）监测目的

1、确保路填堤筑施工中的安全和稳定；

2、正确预测工后沉降，使工后沉降控制在设计的允许范围之内；

（二）监测内容

1、沉降监测：

由沉降-时间关系，判断路堤的稳定状况，控制填土进度，推算软土的固结度；

2、位移边桩观测：

由位移关系，直接判断路堤的稳定状况，控制填土进度；

三、监测组织体系

四、观测时间和观测频率

1、软基观测时间以软基处理完成时开始到预压期结束，路基卸载为止，如有需要，可适当延长观测期。

沉降、位移桩应加载前应初读2～3次，以取得初始读数。

加载时每层填土前后至少各观测三次，填筑间断期3～5天观测1次，预压前期5～10天观测一次，预压后期可适当减少观测频率，观测频率见表2。

位移及沉降速率过大的，观测数据出现异常变化，应分析原因，加密跟踪观测。

相对较安全的情况可适当减少不必要的观测次数。

观测频率还应根据地质特点、施工填筑、降雨等情况予以调整，关键时段加密观测，以起到高效、动态指导施工的目的。

表2软基观测频率一览表

时间

沉降标

位移边桩

加载期间

1次/天

加载七天内

1次/2天

1次/3天

加载一个月内

1次/7天

加载六个月内

1次/10天

加载六个月后

1-2次/月

①填土速率较快时，每填一层土至少观测2次表面沉降，1次分层沉降，1次位移。

②观测频率根据各断面工程地质情况、填筑情况、降雨情况等予以调整，关键时的加密观测，相对安全情况可适当减少不必要的观测次数。

五、断面设置

为保证软基路段施工期稳定及控制工后沉降，原则上按以下标准进行布设：

Ⅰ基本监测断面：

沉降板3块，位移边桩4根，布置于全软基路段。

Ⅱ重点监测断面：

沉降板3块，位移边桩4根，测斜管及孔压；

布设于软基较厚路段。

按照上述布设原则及设计文件，3、4、5、6标共设Ⅰ类断面17个，Ⅱ类断面10断面；

共计沉降板51块，位移边桩68根，测斜管71.5米，孔隙水压力15点。

观测设施横断面布设位置见图1。

监测断面位置见附件2（软土路基监测设计及工程数量表）.

六、分层沉降观测方案

（一）观测准备工作

1、水平点布设

（1）水平网在布完后进行系统平差，以保证测量精度。

（2）每段监测处设置水平点3个，相邻100m设一个。

（3）水平点采用直径25mm的钢筋，长度1m，顶端磨园，在选址处挖深0.95m，直径为0.25m洞，放置钢筋后，用标号C25砼灌注。

（4）水平点处设置明显标记，妥善保管。

2、观测点—沉降板和测杆

（1）表面沉降观测点由沉降板、测杆、套管等组成，

（2）沉降板采用500mm×

500mm×

5mm的钢板，中心部位安装一个螺丝接口。

（3）测杆直径30~40mm，采用38mm×

3.5m的无缝钢管制作，两端制成接头，一端为外丝，另一端为内丝。

测杆长1m。

测杆与沉降板通过螺丝连接，并用3条直径10mm的钢管焊接牢固。

（4）套管采用直径100mm的塑料管，测杆和套管随路基筑高度的变化而接长。

3、布设方法：

（1）沉降板可在软基处理后，路基填筑前埋设完毕。

沉降板底座采用50cm×

50cm×

0.50cm的钢板，测杆宜为钢管或镀锌管，最底部的测杆与沉降板焊为一体（见图2）。

套管为塑料管，随着填土的增高，测杆与套管相应接高，每节长度一般为50cm，为预防施工时沉降板和测杆的损坏，在套管外面应涂一层醒目的颜色，盖顶加插一面小红旗，以做警戒。

沉降标周围应用小型夯实机夯实。

（2）埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设砂垫层，沉降板的测杆和底板接驳的垂直偏差率应不大于1.5％。

（3）路堤开始填筑时，应注意保护沉降板，在沉降板周围1m范围内采用人工填筑压实，以防压斜沉降板。

4、测点保护

1）工作标点桩、工作基点桩、校核基点桩等在监测期中采取有效措施加以保护。

2）沉降板观测标杆等易遭施工车辆、压路机等碰撞和人为损坏，除采取有力的管理措施外，在标杆旁竖立醒目的警示。

测点一旦遭受碰损，应立即复位并复测，并作好记录。

3）沉降板等范围内采用人工、整平压实，以防机械破坏。

4）加强现场管理，在路基填筑时须有专有看护。

（二）测试方法

1、采用几何水平测量方法进行，尽量到前后视线等距离，视线长度不大于75m，在同一测站上观测时，一般不得两次调焦，镜位和转点均要稳定，水平仪要严格整平，不使用塔尺。

2、采用两次镜位法按“后、前、前、后”次序观测，转点间两次镜位测得的高差小于±

5mm时取其平均值。

两次镜位法读数顺序为：

①后视标尺其本分划（黑面）

②前视标尺其本分划（黑面）

③前视标尺辅助分划（红面）

④后视标尺辅助分划（红面）

3、转点时采用尺垫，放置尺垫时要用踩实。

4、采用浅色测伞遮蔽阳光。

5、在连续多个测站上安置水平仪的三角架时，应使其中两角与水平路线的方向平行，第三脚转换置于路线方向的左侧和右侧。

6、测段的往测和返测，其测站数为偶数，由往测转向返测时，两支标尺互换位置，并重新整置仪器。

7、基准点、工作基点和监测点均分类并作好明显标记。

（三）监测标准

1、路堤填筑的安全和稳定控制标准：

侧向位移指向路基中心，孔压持续下降，不存在失稳问题；

对沉降不作严格限制。

2、填土开始后，观测稳定标准可按中心沉降小于2.5cm/天，侧向位移小于0.5cm/天，孔压系数（B=du/dp）小于0.6米控制。

其中侧移和孔压为主要控制指标，停止加载后，当沉降速率＜4mm/天，位移速率＜2mm/天，孔压系数＜0.25时，方能重新填土。

3、在保证中心沉降小于1cm/天时，才可加下一级荷载。

各项观测应同步进引，每填筑一层应观测一次；

如果两次填筑间隔时间较长时，每3天至少观测一次。

路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月观测一次，直至预压结束。

（四）保证观测精度的措施

1、仪器

水平仪采用苏州产DSZ2配置测微仪进行观测；

水平尺采用黑白双面尺，沉降观测精度满足四等水平观测要求。

2、人员

选用经验丰富的、高素质、责任心强的观测人员进行观测，具体人员如下：

李仕泰、李春、陈茂伟、章智秋等。

3、每次观测符合“三同—固定”的原则：

①固定观测时间和观测方法

②固定同一仪器和设备

③固定观测人员

④在基本相同的环境和条件下工作。

4、大风天气必须观测时，采用挡风装置。

5、雨天必须观测时，配置大雨伞。

（五）测量记录与数据整理

表面沉降测量记录包括：

加载记录表1，表面沉降观测记录表2，并进一步整理出沉降观测表3，沉降速度表4，沉降盆数据5。

绘制的曲线包括：

时间~加载—沉降关系曲线，时间~加载~沉降速率关系曲线。

根据表面沉降测量结果，计算出各个监测断面，各个沉降观测点的填土高度、累计沉降、沉降速率等，进一步绘制出高度—时间—累计沉降关系曲线。

填土高度~沉降速率~时间关系曲线、设计与实际填土高度对比柱状图、沉降盆曲线等。

1、对于以下路段，停止路基填筑施工，并加强监测：

①昼夜沉降速率大于10mm/d的路段。

②路基周围有隆起现象或路基开裂的路段。

③监测单位报警的路段。

2、对以下路段，应放慢填筑速率，加强观测：

①昼夜沉降速率虽小于10mm/d，但加载后沉降速度衰减很慢。

②采用累计填土厚度~累计峰值不排水沉降速率“拐点”分板法判断路堤的稳定性，当各层填土间隔时间较短且比较接近时，可以采用累计填土厚度~累计峰值沉降速度曲线。

某监测断面某层填土时的不排水沉降速率=该层填土时的峰值沉降速度—该层填土前的沉降速度。

（六）卸载

当满足以下三个标准之一时都可卸载：

1、当连续5天观测沉降速率＜2mm/天；

2、沉降量已径达到计算沉降量；

3、地基承载力已经满足要求。

（七）仪器保养

1、保持棱镜清洁，发现污物需用特制纸擦拭。

2、雨天监测需用雨伞遮挡棱镜、水平仪箱内放适量干燥剂。

3、沉降水平向保持水平，垂直向保持垂直。

七、位移边桩观测方案

1、布设方法：

位移边桩在软基处理前埋设完毕，位移桩采用钢筋混凝土预制，混凝土标号M不小于25，长度应不小于1.0m，边长或直径为10cm，桩顶应预埋强制对中设施（见图片1），开挖埋设，桩周上部50cm用混凝土浇筑固定（见图3）。

工作基点要求设置在地基变形影响区外，地基稳定、不易损坏的地方，埋设应符合相关规定要求，密度应满足沉降及位移观测的要求，沉降观测的工作基点也可布设在沉降稳定的桥桩上。

校核基点设置在远离施工现场的稳定地基的处，并定期与工作基点桩校核。

2、观测方法：

观测方法：

直接采用测距法，测量出测点距基点的距离，并通过角度换算计算出其垂直路基方向的水平位移量（见图4）。

通过数据处理分析，分析各测点在施工过程中的水平位移变化情况，绘制出时间水平位移变化曲线，判断边坡的稳定状况，提供预警信息。

八、观测资料汇总分析

1、观测资料汇总格式

观测资料分现场原始数据记录表、记录汇总表和观测成果图表三种形式，原始记录应统一格式，即时计算、校核，然后输入电脑汇总，并整理分析，发现问题即时复查或复测并处理。

当计算沉降和水平位移速率超过控制标准时，应即时进行动态跟踪观测，分析原因，并提出暂缓或停止施工等有效措施，各观测项目应绘制成成果曲线图表，成果内容见表3。

［1］沉降

根据沉降观测数据整理出时间、填土厚度、本次沉降量、累积沉降量、沉降速率相关数据，绘制荷载～时间～沉降关系曲线，反映沉降的变化过程，根据填筑速率和沉降速率调整施工进度。

沉降观测成果图表格式见表4、图5。

［2］位移边桩

直接采用测距法，测量出测点距基点的距离，并通过角度换算计算出其水平位移量。

成果表格式见表6。

表6位移边桩成果表

序号

1

2

3

4

5

测量日期

左幅坡脚

经过时间

填筑厚度/m

至基点距离（mm）

与基点夹角（mm）

垂线距离（mm）

左坡脚累计位移值（mm）

本次位移（mm）

位移速率（mm/d）

2、观测资料分析应用

⑴判断路基稳定状况要保证现有道路的安全和正常使用，根据设计及相关经验，对路基稳定及沉降控制标准如下：

①施工期实测沉降速率：

≤15mm/天；

②坡角处侧向位移速率：

≤8.0mm/天；

③单级孔压系数：

≤0.8，综合孔压系数≤0.6。

超过监测标准的观测数据，或沉降、位移速率突然增加，观测曲线的路段，应及人工巡查发现的异常情况，即时通知施工单位停止加载，并上报监理及业主。

同时加大观测频率，并结合该断面及临近处的地质资料、地形地貌特征，仔细分析研究，制定有效处理措施。

⑵确定卸载时间

路基卸载时间的确定方法基本上可分为三类。

第一类为规范及经验法，按沉降速率确定卸载时间。

第二类为曲线拟合法，假定土体沉降发展模式，然后根据实测沉降资料进行曲线拟合，得到沉降随时间变化的解析式，计算出工后沉降，由工后沉降值确定卸载时间，这种方法也是最基本直接的方法。

如双曲线、三点法、Asaoka法等。

曲线拟合法（特别是双曲线法）是在实际生产中广为使用。

第三类是人工神经网络法，具有较强的强大的学习能力和非线性映射能力，能以较高的精度去逼近任意非线性函数，更准确的预测计算出工后沉降。

九、成果报告

填筑施工过程中各项观测同步进行，及时整理观测数据，编制各种图表及绘制时程曲线，反应施工及填筑过程各项指标的变化，及时反馈观测信息，以起到动态指导施工的目的。

监测成果报告主要分即时报告、月简报（阶段报告）及总结报告。

⑴即时报告

根据观测得到的各项数据，及时整理分析，观测数据超标或现场巡查发现稳定隐患的路段，立即通告暂停施工。

并采用施工联系函的形式上报业主、监理单位。

⑵月简报

路基填筑过程中，每个月提供一次分析简报，月报的主要内容包括：

①本月填筑及施工情况；

②观测情况汇报（沉降、测斜、位移边桩、孔压观测情况）；

③观测分析判断结果及结论；

④下一阶段工作内容及存在的问题。

附件包括：

⑤软基路段沉降观测汇总表（见表8）；

⑥荷载~沉降~时间关系曲线图；

⑦深层测向位移观测曲线图；

⑧深层代表性测点位移~时间曲线图表（见表9）；

月简报将本月监测台帐、观测成果、分析判断结果及存在的问题等情况汇总上报业主、监理单位。

并根据业主、监理的要求即时提供相关分析报告。

表8软基路段沉降观测汇总表

⑶总结报告

观测接近尾声时，分析观测全过程的数据，预测观测断面的工后沉降量，提出卸载及路面铺筑时间的建议值及编写监控工作分析总结报告。

十、质量保证措施

1、监控程序

严谨的工作程序是监控质量的保障，软土路基监控工作程序框图见图8所示。

2、监测精度保证措施

现场观测技术应遵循并符合以下技术标准：

⑴《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）

⑵《工程测量规范》（GB50026-93）

⑶《建筑物形变测量规范》（JGJ/T8-97）

⑷《岩土工程监测规范》（YS5229-96）

为了保证监测数据的准确可靠，更好的实现信息自动化动态施工，拟采用以下措施来保证监测精度：

⑴加强对现场测试人员的技术培训，提高监测人员的责任心，严格遵守操作规程。

⑵进场前应对对全站仪、水准仪、测斜仪等仪器进行检测，不符合标准及要求的坚决不得使用。

并按要求定期检验校核仪器，以减少仪器造成的误差。

⑶采用进口全站仪进行表面位移观测，测点安装强制对中设施，以达到所需测量的高精度要求。

⑷预压后期采用DSZ-2型水准仪+平板测微器+铟钢尺，按二等水准测量要求控制，视线长度不超过50米，前后视距差不大于1米，采用符合或闭合水准测量方法，平差后算出各观测点的高程值。

⑸为减少误差，提高观测精度，每次观测应做到四个固定，即固定观测人员，固定仪器，固定转点及测站，固定测尺。

尽量做到在基本相同的环境和条件下进行观测。

⑹经常进行监测基点的闭合复测，做好观测设施的保护措施，消除由于人为以及其他因素对观测点的破坏影响，出现异常数据应及时进行复测确认，防止对可能出现险情先兆的误报和漏报。

⑺保持原始数据完整，当天测量数据当天整理，发现问题及时复测。

⑻监测资料报送按以下流程图（图9）：

3、观测设施及仪器维护

现场观测人员应加强观测设施的维护意识，发现损坏或被盗应及时修复，恢复观测数据，确保观测数据的连续性。

沉降板：

随填土加高，测杆相应接逐节接高，每节长度视填土厚度确定，一般不大于50cm。

测杆顶与填筑面高差小于30cm，周围用填土盖住，用竹竿系上彩带作为标志。

测杆周围土应采用人工夯实，以免机械或人为损坏。

测斜管：

根据相关经验，测斜管顶部应与地面平齐或略高出地表，顶部用混凝土砌上挡土墙，旁边用竹竿系上彩带作为标志。

观测仪器是现场测量的主要工具，应加强保养、维护和爱惜。

水准仪、铟钢尺、全站仪，使用完毕后应擦拭清洁，及时装箱，并存放在指定的位置。

搬运时应避免振动，雨天应避免雨淋，现场观测人员应掌握仪器的使用说明，对自己使用的仪器保养、维护负责，对于人为因素损坏的将予以处罚。

十一、路基稳定安全控制

1、监测指标控制

⑴、路基施工期监测指标控制：

根据施工图设计要求及相关经验，路基施工期稳定控制标准初步参照如下：

①加宽路基施工期实测沉降速率：

≤15.0mm/天；

超过监测标准的观测数据，或沉降、位移速率突然增加的路段，应即时通知施工单位暂停施工，加强防范，并上报监理及业主，同时加大观测频率，加强人工巡查，并结合地质资料、地形地貌特征，仔细分析研究。

2、人工巡查

监测断面是选择有代表性的路段布设，现场监测数据并不能反映全线稳定状况，同时监测数据满足要求也并不能代表路基没有稳定安全隐患，从我省路基失稳的工程实例来看，有些路基失稳前期观测数据是在稳定控制范围以内的，为此现场人工巡查十分重要。

本项目将选派具有丰富监控经验的技术人员担任参加现场巡查工作，雨季、雨后应加以重视，观察内容主要包括：

⑴施工后路基、路面上有无裂缝，路肩有无沉陷，裂缝的位置及走向，有无发展变化。

⑵路基坡角及其外围有无沉陷、或隆起及裂缝的存在，有无出现松动的土体。

⑶坡面、坡顶有无开裂,裂缝的变化趋势如何。

十二、安全文明环保施工

1、安全文明施工措施

⑴加强安全生产教育

①认真贯切执行国家、部、省、市有关安全的方针政策、规章，对职工进行安全教育和培训，牢固树立“安全第一”的思想，强化职工安全意识，掌握安全生产必备的基本知识和技能。

②未经安全教育的管理人员、监测施工人员，不准上岗。

未进行三级安全教育的新工人不准上岗，变换工种未经培训合格者不准上岗。

③通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全生产，人人有责”的观念，提高职工遵守施工安全规章的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：

不违章指挥