高边坡变形监控量测技术.docx

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高边坡变形监控量测技术

高边坡变形监控量测技术

第37卷第11期

2011年4月

山西建筑

SHANXIARCHITECTURE

Vo1.37No.11

Apr.2011?

59?

文章编号:

1009—6825（2011）11—0059-03

高边坡变形监控量测技术

邱志勇

摘要:

通过对路堑,路基高边坡的变形与沉降观测的种类,设置原则,观测方法以及测量要求的详细描述,介绍了高速

铁路高边坡的各类监控量测技术,以期为同类工程提供指导.

关键词:

路堑,高边坡,变形监控

中图分类号:

TU457文献标识码:

A

高速铁路轨道对路基工程的工后沉降要求严,标准高,客运

专线铁路和客货共线铁路路基工程施工质量验收暂行标准及施

工技术指南均规定:

"路基的工后沉降达不到设计要求时,严禁进

入轨道工程施工工序",因此铁路路基施工期间必须按相应施工

质量验收暂行标准和施工技术指南要求及设计要求进行路基沉

降,侧向位移的动态观测,通过现场的沉降观测,分析,评估,推算

出最终沉降量和工后沉降,合理确定轨道开始铺设时间,确保轨

道结构铺设质量.

1路堑高边坡监控要求

1.1路堑边坡及防护变形监测

在路堑高边坡工程施工期间,坡体变形监测与预报工作十分

重要,一般采用地表简易观测法和重要工程专业仪器监测法,必

要时开展动态预报工作,进行施工变形监测与预报,可以指导动

态设计,确保施工安全,并且检验工程效果,一般要求土质路堑边

坡高度超过25in,石质路堑边坡高度超过30m的路堑高边坡,路

堑边坡开挖前,应在每个路堑的堑顶外5.0m,10m设置5个一6个

边坡位移观测桩,每台阶设变形观测桩,各类防护设置压力观测

计,对于重点复杂的路堑高边坡路段应由业主会同监理和设计代

表,根据具体情况制定相关边坡坡体变形监测和锚固工程应力监

测方案并组织安排专业单位实施.

1.1.1路堑高边坡变形观测

路堑高边坡变形监测,在支挡工程的墙顶,桩顶,边坡平台中

心和堑顶外10m,加nl（不设深层位移观测孔地段为堑顶外5.0m,

10m设地表位移观测桩）设置地表位移观测桩,堑顶外边坡位移

观测桩不少于5个～6个,或者在边坡平台中心和堑顶外4m设

置深层位移观测孔.

堑顶观测桩采用直径不小于0.1m,长度不小于0.5m的不

易开裂的圆木制作;边坡观测桩采用直径16mm,长度不小于

0.35m的钢筋制作,观测桩应露出地面不小于5ClTI;深层位移观

测采用预钻式钻孔,孔深为21m,孔径不小于89iTlm,孔内放入外

径70mill的PVC管,管内放入直径20mm的不锈钢测杆,管外空

隙和孔底1.0m范围填充水泥砂浆,在深层位移观测孔地面以下

2m,5m,8113,12m,20m等不同深度安设管内固定式测斜探头

（变形范围为±30.,灵敏度不小于±0.0l.）进行不同深度的岩土

体三维位移观测.

1.1.2桩背,墙背土压力变化监测

桩背,墙背土压力变化监测一般在墙背（桩背）自桩顶以下

1.01-11,3.0m,5.0m,7.0m位置安装智能记忆型土压力盒（量程

不小于4MPa,灵敏度不小于0.001MPa）,监测桩背,墙背的变形

和受力情况.

1.1.3锚索受力监测

锚索受力监测一般在指定锚索的锚头处安装三玄智能型穿

心式力传感器（量程不小于500kN,压力分散型锚索或桩上锚索

量程不小于800kN,灵敏度不小于0.1kN）,监测边坡锚索的变形

和受力情况.

1.2路堑观测要求

1）测量的精度:

位移观测采用经纬仪或全站仪测量,精度应

达到二级水准测量标准.2）测量频度:

在路堑开挖施工填筑期

间,应每天观测一次,施工完成后的1个月一3个月,应每周观测

2次,3个月以上,应每月观测2次,观测周期不少于3年.3）各

类防护的观测:

固定式测斜探头,智能记忆型土压力盒,三玄智能

型穿心式力传感器的受力监测均采用自动记录仪记录,每个标段

或每个施工单位应该配备一台综合测试仪.

2路堤边坡监控要求

2.1路堤监控观测种类

根据不同的路基高度及不同的地基条件,主要内容有:

水平

位移沉降观测,边坡变形监测及各类沉降观测:

路基面的沉降变

形观测,路基基底沉降观测,路堤本体的沉降观测,路堤本体水平

位移观测,路堑高边坡变形观测,过渡段沉降观测（路桥,路隧,路

涵,堤堑过渡段沉降观测）等.

2.2水平位移沉降观测

水平位移沉降观测采用地面观测桩法,即在路堤两侧或一侧

坡脚外2m,10m各设一排观测桩,进行路堤填筑过程位移观测,观

测桩采用长1.0m的直径不小于0.1m的混凝土或圆木固定桩.

2.3边坡变形监测

根据边坡高度在不同层位的土工格栅的不同位置安装柔性

位移计（量程不小于50mm,灵敏度不小于0.01nln1）,监测边坡

土工格栅的变形和受力情况,未安排采用柔性位移计进行边坡变

形和受力监测的,可以间隔一定的高度如3m～51TI,视填筑区段

长度的不同在路堤边坡上各打3个～5个长1.0m,直径0.1m的

圆木固定桩,木桩的高度与填筑层面相同,通过观测不同层面桩

顶的位移变化,来观测路基的横向和竖向位移.

2.4沉降观测

路基沉降观测以路基面沉降和地基沉降观测为主,沉降变形

观测断面根据不同的地基条件,不同的结构部位等具体情况设

置,测点的设置位置应满足有关规定和设计要求,观测点应设在

同一个横断面上,有利于测点看护,便于集中统一观测频率,也便

于各观测项目数据的综合分析.

收稿日期:

2011—01—03

作者简介:

邱志勇（1968.）,男,工程师,中铁十四局集团第三工程有限公司,山东兖州272100

6O?

第37卷第11期

2011年4月山西建筑

2.4.1设置原则

路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m,地势平

坦,地基条件均匀良好的路堑,高度小于5m的路堤可放宽到

100m,地形,地质条件变化较大地段适当加密观测断面.一般路

基填筑至路基基床表层顶面,加堆载预压的路堤填筑至基床底层

表面后,在路基面设观测桩,进行路基面沉降观测,时问不少于

6个月,测点及观测元件的埋设位置应符合设计要求,且标设准

确,埋设稳定,定期复核校正,观测期问应对观测点采取有效的保

护措施.

2.4.2观测断面及点的设置,元件具体布设

观测断面的设置及观测断面的观测内容,元件的布设应根据

地形,地质条件,地基压缩层厚度,路堤高度,地基处理方法,堆载

预压等具体情况,结合沉降预测方法和:

I:

期要求具体确定,对路

堤本体水平位移的观测,于路堤两侧坡肢外2m,10m各设一排

观测桩,软基地段断面间距为25m,一般地段见表1.

表1路堤填高小于3m,且地基压缩层厚小于5m地段

观测内容观测元件观测点数量断面间m附注

路基面沉地势平坦,地基条件

降观测观测桩3个/断面50良好地段可为t00m

基底沉沉降板1个/断面2o0根据工点工期等

降观测具体情况适当增设

表2路堤下地基压缩层厚不小于5m地段及

路基填高不小于3.0m,地基压缩层厚小于5m地段

观测内容观测元件观测点数量断面间距/m附注

地势平坦,地基条件良路基面沉

观测桩3个/断面50好地段或高度小于5nl降观测

路堤地段可为100m

路堤基底沉降板1个/断面～50～

loo地基面横坡大于1:

5

沉降观测2个/断面时,每个断面埋设2个

一

般地段和各类过渡

路堤基底段路基25%的剖面埋

全断面沉剖面沉降管1个/断面设剖面沉降观测管

作校核剖面,校核剖面降观测

基底同时布置沉降

板与剖面沉降管

根据改良土工点,土

改良土填土单点沉降}卜1小/断面2o0质等具体情况,且改

沉降观测良土路堤填高大于

5m时适当增设

路堤加堆载预压地段按表2布设断面及点,其中路基面沉降

观测在路堤填筑到基床底层表面后,在基床底层表面两侧设观测

桩,在路基面中间设沉降板后,加载预压进行沉降观测.待预压卸

除基床表层填筑后,在路基面两侧及线路中心设置沉降观测桩.

过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主,沉

降观测期与路基相同,分别在路桥,路涵,路隧过渡段的结构物起

点,距结构物起点5Ill～10in处,15m～25m处,50m处各设一个

观测断面,沿涵洞轴线设路基面观测断面,每个观测断面设3个

观测桩,路堤和路堑过渡段在分界处设路基面观测断面,每个观

测断面设3个观测桩,沉降观测水准的测量精度不低于1mm,读

数取位至0.1mm,沉降观测的频次不低于表2的规定,当环境条

件发生变化或数据异常时应及时观测.

2.4.3沉降观测元件的选取,埋设

1）观测元件的选取.观测元件的选取应满足工后沉降的评

估需要以及精度要求,路基面采用观测桩观测,地基面采用沉降

板,剖面沉降管和电测元件相结合进行观测,应选用高灵敏度,高

精度,高可靠性及稳定性好的仪器,具备有相应的生产许可证,计

量器具许可证和质量等证明文件.

2）观测元件的埋设.a.沉降观测桩（点）:

在一般路基填筑至

基床表层顶面,加载预压路堤填筑到基床底层顶面后,埋设沉降观

测桩（点）,路基面两侧观测桩一般设在距左右线路中心3.2m处.

埋设规格见图1.观测点钢筋头为半球形,高出埋设表面5nlln,表

面做好防锈处理.b.沉降板:

由钢底板,金属测杆（+40mm厚壁

镀锌铁管）及保护套管（直径不小于75mm,壁厚不小于4mm的

硬PVC管）组成,钢底板尺寸为50cmX50cm,厚1cm,采用二等

水准测量,观测精度不低于±1mm.沉降板应埋入褥垫层顶部嵌

入10cm,采用中粗砂回填密实,再套上保护套管,保护套管略低

于沉降板测杆,..口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料稳

定保护套管,完成沉降板的埋设工作.埋设就位的沉降板测杆杆

顶标高作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和

保护套管,每次接长高度以1m为宜,接长前后测量杆顶标高变

化量确定接高量.c.单点沉降计:

单点沉降计是一种埋人式电感

调频类智能型位移传感器,由电测位移传感器,测杆,锚头,锚板

及金属软管和塑料波纹管等组成.采用钻孔引孔埋设,钻孔孔径

108或127,钻孔垂直,孔深应达到硬质稳定层（最好为基岩）,孔

口应平整密实.观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填

基底面,表面应平整密实;观测路基本体变形按设计断面图埋设.

d.剖面沉降管:

采用专用塑料硬管,其抗弯刚度应适应被测土体

的竖向位移要求,管端接口密合.剖面沉降测量是将剖面沉降仪

探头预埋在剖面沉降管槽内,按一定间距依次读数,起始端管口

标高采用水平仪按国家一等精密水准测量方法进行测量,再通过

数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量,剖面沉降管在褥垫

层顶面开槽埋设,槽底中粗砂找平,表面回填5cm中粗砂并与褥

垫层相平,两端部应进行有效保护.

图1路基面沉降观测点设置参考图（单位:

mm）

2.5路基沉降,变形观测要求

2.5.1变形观测的控制标准

路堤填筑过程中,边桩水平位移小于5mm/d,竖向位移小于

10mm/d,路基中心沉降板沉降量小于10mm/d,填筑过程中观测

沉降量超出以上控制值时,应停止填土施工,待沉降稳定,恢复到

限值以内后再继续填土,必要时采用卸载措施.

2.5.2测量的精度

位移观测采用经纬仪或全站仪测量,精度应达到二级水准测

量标准（特别是在路堤基床底层填筑完成后）;沉降变形观测网按

三等变形测量等级技术要求建立,沉降变形观测点的水准测量采用

二等变形观测测量技术要求,沉降变形的水准测量精度为1rain,读

数取至0.1mm;剖面沉降管的测鼙精度为8mm/30m;单点沉降

计观测精度为测量值的l%,灵敏度为0.olmm.

2.5.3测量频度

在路堤填筑期间,应每天观测一次;在沉降速率较大