哈大沉降观测方案之欧阳历创编Word格式文档下载.docx
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±
1″
水准仪
拓普康（ATG2）精密水准仪
0.4mm
钢尺
50m
4
白光
苏光
塔尺
铟瓦水准尺
2
收敛仪
路基沉降观测
1、工程概述：
中铁一局三公司承担哈大客专DK94+017.95～DK106+113.09段综合工程的施工，全长12.095km，其中路基段为：
DK94+350.05～DK94+830；
DK95+686～DK95+881.1；
DK95+918.9～DK97+680.61；
DK98+486.57～DK99+873.5；
DK100+630.7～DK101+516.81；
DK103+198.8～DK105+206.56；
DK105+637.2～DK106+113.09路基段全长为7.193Km,其中（DK95+875DK95+881.1段、DK103+166.1DK103+490段、DK103+510DK103+690段、DK104+260DK104+370段）路基为预压段，全段路基位于大连市瓦房店市老虎屯镇和太阳街道办。
本段路基地基处理措施为强夯、地基冲击碾压和岩溶注浆。
2、工程地质：
路基段工程地质为第四系上更新统冲洪积层，主要分布在丘陵区边缘附近的冲洪积平原、河流二级阶地、黄土台地，岩性以粉质黏土、粉土、黄土、粉、细砂、细、粗圆砾土、卵石土为主。
岩性为粉砂岩、砂岩、砾岩、泥质灰岩、页岩夹煤线以及安山岩、火山角砾岩、凝灰岩、流纹岩。
地层：
粉质粘土：
褐黄色，硬塑，含角砾。
泥灰岩：
黄灰色、浅灰色，泥质结构，层状结构，节理裂隙很发育，见方解石脉，强风化~弱风化，岩石呈碎块或块状。
本段属岩溶裂隙发育区，局部小溶洞发育
3路基沉降观测方案：
3.1路基沉降监测的目的
路基沉降观测的主要目的是确定无碴轨道工程的施工时间。
路基沉降监测的内容
（1）路堤中心基底地面的沉降观测；
（2）路堤外地面的沉降观测；
（3）路堤顶面的沉降观测；
（4）路堤坡脚的水平位移观测。
3.2路基沉降监测的方法
路堤中心基底地面、路堤外地面和路堤顶面的沉降观测采用精密水准仪，配用铟瓦水准尺观测；
路基坡脚的水平位移采用全站仪观测。
3.3路基段埋设元件
沉降板：
由钢底板、金属测杆、保护套管组成。
观测桩：
采用预制混凝土桩，桩顶预设金属测头。
位移边桩：
3.4监测点布置
监测断面的设置原则
根据路基工点的特点、长度、工程地质条件等因素确定监测断面数量，原则上每个工点不少于2个监测断面，监测断面间距为50m；
地质条件变化大、地形起伏大及过渡段范围适当加密，一般每20m布置一处监测断面，其中过渡段折角处必须布设监测断面。
每个路桥过渡段在紧邻桥台，距离桥头10m、30m处分别设置一个沉降观测断面。
路涵过渡段距涵洞外边缘2m处设置一个观测断面。
3.4路基沉降观测断面埋设形式
3.4.1一般路堤沉降监测剖面元件布置示意图（A1型、A2型）
路堤填筑前，于路堤基底地面的线路中心预埋沉降板进行监测，路基填筑级配碎石前进行沉降观测桩的埋设。
3.4.2软体、松软路堤沉降监测剖面剖面元件布置示意图（B1型、B2型）
3.4.3软体、松软路堤路涵过渡段沉降监测剖面元件布置示意图
3.4.4一般路堤预压段沉降监测剖面元件布置示意图（E1型、E2型）
路堑地段沉降监测剖面元件布置示意图（D型）
路堑地段预压段沉降监测剖面元件布置示意图（G型）
软体、松软路堤预压地段沉降监测剖面剖面元件布置示意图（F型、F型）
路堑沉降观测及水平位移监测
边坡成型后，在路堑边坡平台或路堤边坡钻孔埋设测斜管（竖直孔，上部检测孔孔深应至稳定地层不小于m，下部检测孔孔深应至稳定地层以下不小于m，通过测斜仪精确测试岩上层内部水平位移。
每工点应有不少于个检测断面，每个检测断面设个检测桩。
路堑沉降观测断面观测标志布置示意图
5.5测量频度
沉降观测分为三阶段进行，每个阶段的沉降观测的频次应根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定，一般应按照如下观测频度进行。
第一阶段：
路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间地基与堤身的沉降变形以及路堤坡脚边桩位移与沉降。
本阶段沉降观测应与施工配合，每填筑一层应观测一次；
同时应保证不超过3天观测1次。
第二阶段：
路基填筑施工完成且预压土方施加后，自然沉落期的沉降观测，该阶段应对路基基床底层顶面的沉降及路基基底沉降进行系统的观测，直到工后沉降评估可满足铺设无碴轨道的要求为止。
本阶段的沉降观测频度为：
第1～15天每3天一次，第16～90天每7天一次，第90～180天每15天一次。
第三阶段：
预压土方卸载、铺设基床表层（级配碎石层）、无碴轨道铺设期间及正式运营前的观测。
前15天每3天一次，第15天后每7天一次。
实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率，两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。
当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。
5.6沉降监测
5.6.1基底沉降监测
在路堤正式填筑之前，对已安装好的沉降板进行复测，作为初始数据。
沉降板测杆标高采用高精度水准仪进行二级精度要求的几何水准测量。
每次观测完成后及时整理、汇总测量结果，当路堤中心地面沉降速率大于10mm/d时，应及时提交施工单位，停止填筑，待恢复稳定后才可进行填筑。
资料整理要求：
沉降板观测汇总表
绘制荷载—时间—沉降曲线
5.6.2水平位移及路堤坡脚沉降监测
在路堤正式填筑之前，对位移边桩复测。
采用全站仪测量，测量方案：
视准线法与单三角前方交会法相结合。
填筑开始后，每天测量，并及时汇总整理测量资料，当水平位移速率大于5mm/d时，应及时提交施工单位，停止填筑，待恢复稳定后才可进行填筑。
边桩水平位移、垂向位移测量记录表
边桩水平位移、垂向位移测量汇总表
绘制荷载—时间—水平位移曲线
地面横向位移曲线分布图
5.6.3路堤顶面沉降观测
在路堤填筑施工完毕后，及时埋设观测桩，采用高精度水准仪进行二级精度要求的几何水准测量。
每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线；
路堤顶面沉降观测汇总表
1）
绘制荷载—时间—沉降曲线（每个观测标志点的
——
曲）
5.7作业要求
（1）测量技术要求：
按二等水准测量进行，采用相对高程系统计算各点标高。
相关技术要求参见《新建铁路工程测量规范》。
（2）对沉降观测资料及时分析，尤其是在预压期，应对路基沉降的发展趋势进行分析，分析意见及时上报，以便在必要时采取补救措施。
观测资料应齐全、详实、规范，符合设计要求，并应及时整理、汇总分析，并提供给设计单位修正完善。
认真做好沉降板、位移桩、基桩的埋设与保护。
每期观测做到四个固定：
固定观测人员；
固定仪器及水准尺；
固定后视尺读数；
固定测站及转点。
观测时携带尺垫，严禁用砖石或不设尺垫作为转点。
成果整理时，首先检查手薄中的数据和计算是否正确，观测限差是否符合要求，文字说明是否齐全。
计算两期观测的沉降量和累计沉降量，为了清楚地表示时间、填土高度和沉降量之间的关系，及时绘制沉降点的时间填土高度沉降量的关系曲线。
5.8数据处理与分析、
路基沉降分析评估工作根据下列资料综合分析：
（1）路基沉降观测资料。
（2）路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书、沉降计算报告（包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线）等相关设计资料。
（3）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。
（4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。
5.8.1评估分析方法
（1）路基沉降预测应采用曲线回归法，根据测量结果分析确定沉降是否稳定。
（2）路基沉降预测曲线回归法满足以下要求：
▪根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92；
▪沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm；
（3）路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：
s（t）/s（t=∞）≥75%
式中s（t）——预测时的沉降观测值；
s（t=∞）——预测的最终沉降值。
注：
沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。
（4）设计沉降计算总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值原则上不大于10mm。
（5）路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期，持续沉降观测不少于6个月的时间，根据这6个月以上的监测数据，绘制“时间沉降量"
曲线，按实测沉降数据分析并推算总沉降量、工后沉降值。
观测数据不能满足设计要求时，应继续观测或采取必要的加速或控制沉降的措施。
3、评估标准
（1）根据实测沉降观测资料推算的路基工后沉降量不超过扣件允许的沉降调高量15mm；
（2）沉降比较均匀的路基，推算最大工后沉降量不超过30mm，并且调整轨面高程后圆顺的竖曲线半径应不小于
（
为设计最高速度，km/h）；
（3）路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。
人工观测数据当天整理，并输入计算机数据管理系统，提高信息化水平。
施工过程中记录的数据及时整理，分类成表，当天分析，以监控施工效果。
建立施工过程中变形与施工参数、时间等关系曲线，确定最佳施工参数。
基于路基沉降监测数据，建立工后沉降的预测方法，评价路基工程长期稳定性。
5.9控制工后沉降措施
5.9.1聘请专家指导，加强技术培训
聘请路基沉降预测与控制实践经验丰富的专家作专题顾问，现场进行指导，加强现场观测人员、整理分析人员、计算预测人员的培训，购买专用电算软件，从控制方案、预测分析、观测操作上采取主动预控制措施。
5.9.2强化地基处理措施，确保处理效果
施工前，进一步核实地质，必要时补充钻探，彻底查清地质情况。
领会地基处理设计意图，严格按设计及规范要求进行处理。
注重试验性施工，获取施工参数。
清除表层后进行冲击碾压。
及时做好临时排水措施和永久防排水设施，确保防排水工程质量。
加强地基处理效果的检测与验收。
5.9.3严格路堤本体填筑工艺
填筑严格按照试验性施工确定的施工参数、施工工艺施工。
采用水平分层法填筑，每层保证层面平整，便于各点压实均匀一致。
严格按照试验性施工确定的厚度摊铺，及时检测含水量，严格控制填料的含水量使其合适。
采用平地机进行平整，重型振动压实机械碾压，重点控制好碾压，确保达到压实要求。
路堤压实达标后，再采用冲击追密压实，以消除大部分填筑体的工后沉降。
5.9.4合理安排施工，确保无碴轨道施工前的堆放沉降期
加大地基处理与路基填筑设备投入，合理安排，开工后突击地基处理，尽早完成，以便路基填筑大面积展开。
路基填筑快速施工，尽早完成。
进行不同沉降时间的路基沉降研究，确保无碴轨道道床施工前的沉降期满足沉降实际观测分析的沉降要求和电算分析、预测的沉降要求，确保路基填完后轨道承载板施工前的路堤堆放沉降期不小于12个月，并尽量延长路基自然陈放沉降期。
5.9.5加强质量检测及沉降观测、预测
加强路基的试验检测和观测工作，确保检测结果、观测资料正确、可靠、及时，并及时进行整理、分析、总结，利用实测沉降曲线和电算程序更好地预测、分析工后沉降量，以便及时对施工参数和工艺进行调整，更好地控制施工，合理设置预留沉落量，控制好工后沉降。
桥梁沉降观测
1、工程概况：
中铁一局三公司承担哈大客专DK94+017.95～DK106+113.09段综合工程的施工，全长12.095km，项目位于大连市瓦房店市老虎屯镇和太阳街道办。
桥梁为二道沟大桥、老虎屯中桥、跨省道313特大桥、巴虎沟特大桥、复州河特大桥和潘大屯大桥，桥梁总长为4.046km。
2、工程地质
桥梁范围内地震动峰值加速度为0.15g,反映谱特征周期Tg=0.35s,土壤最大冻结深度0.93m,桥梁范围内场地类别为Ⅱ类，桥梁范围内地表水对混凝土不具侵蚀性。
地表为表覆填筑土，粉土、粉性黏土及碎石类土，下伏泥灰岩、页岩、灰绿岩脉、石英岩、泥灰岩岩溶发育。
3、桥梁沉降观测的目的：
通过沉降观测,建立变形观测和评估数据库,对线下工程各阶段的变形观测,及时组织进行评估,提交<
无碴轨道铺设条件评估报告>
判定桥梁基础沉降和梁体长期变形能否满足无碴轨道铺设条件。
并根据设计单位提交的设计预测沉降变形值与时间的关系曲线,发现沉降变形值与设计预测值的明显偏差,即时会同建设、勘察设计等相关单位,采取相应的处理措施,确保墩台基础工后沉降满足,保证无碴轨道的平顺性,最终确定无碴轨道铺设时间和满足工后沉降要求。
沉降观测组负责一、二工区的桥梁沉降观测（主要为桥梁支撑垫石和墩身沉降观测为主）
4桥梁沉降观测的一般规定
4.1无碴轨道铺设前,应对桥梁变形作系统的评估,确认桥梁基础沉降和梁体长期变形等符合设计要求。
4.2桥梁主体工程完工后,沉降观测期一般应不少于6个月;
岩石地基等良好地质区段的桥梁,沉降观测应不少于2个月.观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时,应适当延长观测期。
4.3观测期内，基础沉降实测值超过设计值20%及以上时，应及时会同建设，勘察设计等查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。
4.4评估时发现异常对象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。
5桥梁沉降观测点的布置和观测频次
本标段桥梁沉降观测标设置如下：
1、二道沟大桥：
0#台、2号墩、4号墩、6号墩、8号墩、10#台设1个沉降观测标；
2、老虎屯中桥：
1#台设1个沉降观测标、承台设2个沉降沉降观测标；
3、跨省道313特大桥：
4#墩设2个沉降观测标、其余设1个沉降观测标、基础设2个沉降沉降观测标；
4、巴虎沟特大桥：
0#台、2号墩、4号墩、6号墩、8号墩、10号墩、12号墩、14号墩、15号墩、16号墩、17号墩、19号墩、21号墩、23#台设沉降观测标；
其中2号墩、4号墩、6号墩设1个沉降观测标；
其余设2个沉降沉降观测标；
5、复州河特大桥：
121、3350单号墩及基础设1个沉降观测标；
13号墩、15号墩、17号墩、19号墩、21号墩、26号墩、27号墩、28号墩设2个沉降沉降观测标；
6、潘大屯大桥：
1号墩、3号墩、5号墩、7号墩、9号墩、11号墩、13#台设1个沉降观测标；
5.1桥梁变形观测以墩台基础的沉降。
5.2桥梁基础沉降的观测精度为±
1mm，读数取位至0.1mm。
5.3墩台观测点布置及观测应符合下列要求：
5.3.1墩台沉降观测点可在墩顶、墩身、或承台上布置，每个墩台的测点总数不应少于4滚。
观测点的埋设要求：
Φ20镀锌钢筋打眼埋入墩体10～15㎝,外露部分＞5㎝并向上做5㎝竖向弯起,弯起钢筋头部打磨成3㎜高半圆球状突起,钻孔内用膨胀水泥砂浆锚固。
5.3.2墩台基础施工完成至无碴轨道铺设前，应系统观测墩台沉降。
沉降观测阶段及频次宜按下表的规定进行。
表1、墩台沉降观测频次
观测阶段
观测频次
观测期限
观测周期
墩台基础施工完成
／
设置观测点
墩台混凝土施工
全程
荷载变化前后各1次或1次／周
承台回填时，测点应移至墩身或墩顶
观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。
5.4桥梁构筑物的变形监测
5.4.1变形监测网（水平位移监测网、垂直位移监测网）建立的一般规定:
水平位移监测网可采用独立坐标系统按三等精度要求建立并一次布网完成。
不能同时利用两个CPⅡ控制点的监测网,至少应不少于一个CPⅠ和一个CPⅡ控制点联测,以便引入客运专线无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统,实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。
5.4.2垂直位移监测网可根据需要独立建立,精度按二等水准测量精度控制（每千米水准测量的偶然中误差
1.0㎜,每千米水准测量的全中误差
2.0㎜）,高程应采用施工高程控制网系统。
不能利用水准基点的监测网,在施工阶段至少应于一个施工高程控制点联测,是垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致；
全线二等水准贯通后,应将垂直位移监测网与二等水准基点联测,将垂直位移监测网高程基准归化到二等水准基点上。
5.4.3变形监测点（基准点、工作基点和变形观测点）布设一般规定:
5.4.3.1每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点,且基准点的间距不应大于1Km。
基准点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
使用时应做稳定性检查与检验,并以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点。
5.4.3.2工作基点应设在比较稳定的位置。
对观测条件较好或观测项目较少的工程,可不设立工作基点,在基准点上直接测量变形观测点。
5.4.3.3变形观测点应设在能反映变形特征的变形体上。
6.1变形观测前对所使用的仪器和设备应进行检验校正,并保留检验记录。
6.1.2变形观测时的一般规定:
（1）采用相同的图形或观测路线和观测方法；
（2）使用同一仪器和设备；
（3）固定观测人员；
（4）在基本相同的环境和观测条件下工作。
6.2变形监测网（水平位移监测网、垂直位移监测网）建立的具体规定:
6.2.1水平位移监测网可采用独立坐标系统一次布设；
控制点宜采用有强制归心装置的观测墩；
照准装置应采用强制对中装置的觇牌或外测距反射牌。
主要技术要求:
变形观测点的点位中误差±
6.0㎜,相邻基准点的点位中误差±
6.0㎜,平均边长＜350m,测角中误差±
1.8〃,最弱边相对中误差＜1/70000,并按国家三等平面控制测量要求观测。
6.2.2垂直位移监测网应布置成闭和环状、结点或符合水准路线等形式；
水准基点应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上,亦可利用稳固的建筑物、构筑物设立墙上水准点。
每千米水准测量的偶然中误差
2.0㎜,相邻基准点高程中误差1.0㎜,每站高差中误差0.3㎜,往返较差、符合或环线闭合差
㎜,检测已测高差较差
㎜,DS1型水准仪按二等水准测量的技术要求施测。
6.3变形监测（水平位移监测、垂直位移监测）测量的具体规定:
6.3.1水平位移监测采用前方交会法时,交会角应在60°
～120°
之间,并宜采用三点交会。
采用经纬仪投点法和小角法时,对经纬仪的垂直轴误差,应进行检验.当垂直角超出±
3°
范围时,应进行垂直轴倾斜改正。
采用极坐标法时,其边长应采用全站仪测定。
当采用钢尺丈量时,不宜超过一尺段,并应进行尺长、拉力、温度和高差等项改正。
采用视准线法时,其测点埋设偏离基准线的距离不应大于2㎝.对活动觇标的零位差应进行测定。
6.3.2施测精度和主要技术要求:
变形观测点的高程中误差±
1.0㎜,相邻变形观测点的高差中误差±
0.5㎜往返较差、符合或环线闭合差
㎜,应按二等水准施测。
7桥梁沉降观测评估方法和判定标准
7.1评估前应收集下列资料
7.1.1桥梁沉降及变形观测资料
7.1.2桥梁地段线路纵断面图、工程地质纵断面图、桥梁设计图纸和说明书、沉降计算报告（包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线）、预应力混凝土梁徐变变形计算报告等相关设计资料。
7.1.3施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。
7.1.4施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。
7.2桥梁基础沉降分析评估应采用曲线回归法。
对于预制梁桥,基础沉降应按墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行;
对于原位施工的桥梁,基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况,划分多个阶段。
7.2.1根据桥梁实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。
首次回归分析时，观测期应不少于桥梁主体工程完工后3个月；
对于岩石地基等良好地质的桥梁，应不少于1个月。
7.2.2利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8㎜。
两次预测的时间间隔一般不少于3个月；
对于岩石地基等良好地质的桥梁，不应少于1个月。
7.2.3桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：
S（t）/S（t﹦∞）≥75％
式中S（t）—预测时的沉降观测值；
S（t﹦∞）—预测的最终沉降值。
7.2.4双曲线法进行桥梁基础沉降分析评估
双曲线方程为
=
+
式中
—时间t的沉降量;
—最终沉降量（t=∞）;
—初期沉降量（t=0）；
ａ，ｂ—将荷载不在变以后的实测数据经过回归求的的系数。
沉降计算的具体顺序如下：
（1）确定起点时间（t=0），可取基础施工结束日为t=0；
（2）就各实测值计算t/（
－
）.见说明图6.2.31
（3）绘制t与t/（
）的关系图,并确定系数a和b,见说明图6.2.32
（4）计算
;
（5）由双曲线关系推算出沉降S—时间t曲线。
双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验法,要求恒载开始后的沉降实测时间至少6个月。
7.3设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10㎜。
7.4处于岩石地基等良好地质的桥梁，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5㎜时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。
7.5预测的桥梁基础沉降和梁体徐变变形应满足《客运专线无碴轨道铁路设计指南》的要求。
8桥梁沉降观测评估的具体要求和相关规定及其目的说明
8.1.1由于墩台基础沉降的发展及总量受桥位地质情况、施工荷载、施工工期等因素的影响。
应在墩台施工完成至无碴轨道铺设前应进行沉降观测,并对工后沉降进行预测。
规定一般情况下,在桥梁架设（预制梁）或完工（现浇梁）后应进行为期不少于6个月的沉降观测;
处于岩石地基的桥梁,规定在桥梁架设（预制梁）或完工（现浇梁）后进行不少于60d的沉降观测,依据观测数据对工后沉降进行预测。
8.1.2进行桥梁基础沉降、预应力混凝土梁徐变变形观测时,应选取外界环境变化相对较小的时段进行，尽量保证各次测量时结构所处环境条件相差不大,以消除结构温度变形对观测结果的影响。
同时,还应记录观测时结构荷载状况、环境温度及天气、日照等情况,以便为评估分析提供可靠的资料。
8.2当基础地质条件较好时,实测及设计预测的总沉降在10㎜以内时,设计
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