麻城竹溪高速公路麻城至红安段软基沉降监测方案最终版.docx

麻城竹溪高速公路麻城至红安段软基沉降监测方案最终版.docx

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麻城竹溪高速公路麻城至红安段软基沉降监测方案最终版

麻城-竹溪高速公路麻城至红安段（K0+966.4～K43+965.82）

软基沉降监测方案

编制单位：

武汉工业学院土木工程与建筑学院

湖北华旭工程质量检测有限公司

编制日期：

二○一二年十二月二十八日

目录

1工程概况3

2软土路基施工监测目的3

3监测的基本要求3

3.1监测的内容3

3.2观测点布置4

4监测时间阶段4

4.1路堤填筑期4

4.2路面结构施工期4

5观测方案4

5.1观测目的4

5.2观测方案的编制依据4

5.3软基监测重点5

5.4监测项目5

5.5软基监测断面设计5

5.6监测频率及监控标准7

5.7监测方法及精度要求7

5.8主要监测仪器设备8

5.9监测点的布置、埋设及监控方法9

6观测方法与实施细则15

6.1沉降板垂直沉降观测15

6.2边桩水平位移观测16

6.3测斜管观测16

6.4孔隙水压力观测17

6.5观测精度的保证措施18

7监测工期18

8信息反馈、质量体系18

8.1信息反馈体系19

8.2监测质量及意义19

8.3质量保证体系19

8.4监测人员20

8.5监测小组工作内容21

9资料整理及监测成果21

9.1资料整理21

9.2预期提交的资料22

9.3监测成果的分析及反馈22

9.4观测图表22

10办公设施24

11工作程序与工作制度24

11.1监控工作程序24

11.2工作制度26

1工程概况

本项目属于麻城-竹溪高速公路麻城至红安段，路线起点桩号K0+966.4，终点桩号K43+965.82，全长42.99942公里。

线路区地形属构造剥蚀丘陵岗地区。

沿线地势起伏不大，山体边坡低缓，无滑坡、崩塌等不良地质。

不良地质为软土地基，在低缓的冲沟地带软土较发育。

软土发育于第四系冲沟内，成因主要为冲积或淤积，山间冲沟低洼处停滞水堆积物及河流、水库沉积作用，或自白垩纪以来连续接受沉积，地表覆盖有松软饱和的第四系全新统沉积物。

项目区软土零星鸡窝状分布，多分布在冲积平原地带、旧堰塘的填埋段和沟谷汇水地带中。

土质均为灰黑色淤泥质粘性土，饱和、流塑-软塑状态，软土层厚1.0-6.5米不等，软基顶部硬壳层1.5-6.2米不等，其特点是埋深较浅、厚度较小，分布不连续，多呈鸡窝状，或以夹层透镜体的形式出现。

考虑软土的分布范围、厚度、路堤高度、所处位置及工程可能允许的工期等各方面因素，不同的地段采取不同的加固措施。

对于软土厚度小于3米无硬壳的路段，采用浅层换填处理；对于软土中夹有砂层、或软土为固结系数较大的淤泥质亚粘土、淤泥质亚砂土，采用砂垫层+堆载预压的处理方法；对于软基路段桥头、明通道两端或暗构造物等，采用粉喷桩+土工格栅+堆载预压的方法处理；而对于硬壳层较厚且路基填土高度较小的软基路段，不予处理。

2软土路基施工监测目的

软基施工监测是对软土地基路堤填筑过程中或以后的地基变形动态，对路堤施工进行动态观测，并将监测结果及时反馈，从而对施工进行调整和指导，确保工程质量达到设计要求，尽可能节约投资。

监测目的是在保证路堤使用的安全和稳定的前提下，根据监测数据调整填土速率，确定最佳的填土速率和应采取的相应工程措施，达到加快施工进度的目的。

根据实测沉降曲线预测地基固结情况，确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间，提供施工期间沉降土方量的计算依据。

3监测的基本要求

3.1监测的内容

软土路基施工监测主要包括地表沉降量、地表水平位移及隆起量。

根据施工过程的情况，必要时还需监测地下土体分层水平位移量和孔隙水压。

3.2观测点布置

原则上路基地段每100-200米设置1个观测断面，所有的桥头（含明通）及过渡段均设置一个观测面，桥头纵向坡脚、沿河等特殊地段均应酌情增设观测点；软土段的观测断面的间距不大于200米；对于采用排水固结法处理的断面，如果路基高度小于3米，可不进行位移边桩观测。

全线共需布置约50个观测断面，具体布置方案及数量按施工图纸确定。

监测断面按施工图中类型要求布设沉降板、位移边桩，如有必要，还需布设测斜管、孔隙水压计。

4监测时间阶段

4.1路堤填筑期

路堤分期逐段开始填筑起，至堆载预压及卸载完毕，监测时间约18个月。

4.2路面结构施工期

路基处理工作全部结束，并达到设计要求，进行路面底基层、基层及面层施工期，观测时间约6个月。

5观测方案

5.1观测目的

①对沿线各个软基监控断面的填土过程进行安全监控，通过观测施工过程中的水平位移，确定加载速率，指导工程施工；

②根据实际观测结果，分析地基固结状况及工后沉降发展趋势，计算工后沉降，并为卸载施工提供依据；

③及时分析观测数据，确定等载或超载预压时间，推荐路面施工的合理时间，确保路面施工时不会导致路基失稳；

④分段反求总沉降系数。

5.2观测方案的编制依据

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）

《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）

《工程测量规范》（GB50026-93）

《公路全球地位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）

《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）

5.3软基监测重点

通过对于麻城-竹溪高速公路麻城至红安段沿线的工程和地质条件的研究分析，对不同条件路基，不同处理方法在施工不同时段中的监测重点有所不同。

①桩网复合地基处理法

该方法是一种较为新颖的地基处理方法，主要是采用桩（CFG桩或粉喷桩）加固桥头地基，技术可行、经济，但是，目前工程界对桩网复合地基的力学机理尚未完全掌握，施工过程中除了要求对有关材料或结构进行质量检测外，还必须对结构在施工过程中的变形和应力、加固效果进行跟踪监测。

桩网工法施工的监测重点是桩受力状态及其变形状态，以便更清楚地把握桩的设计参数的合理性，分析桩的受力机理。

②塑料排水板堆载预压法

堆载预压法是比较常用的地基处理方法，本工程设计采用的排水方法分别有塑料排水板、水平排水等方法，该方法经济，已被广泛用在道路、填海等软基处理工程，积累了较为丰富的工程经验。

常规的边桩位移、沉降监测是堆载预压工法在工程实施中投资、进度、工期控制的不可缺少的辅助措施。

堆载预压法的监测重点是路基稳定和软土的固结情况，以便控制施工填筑进度和推算卸载后的沉降情况，掌握预压加载效果。

5.4监测项目

软基沉降与稳定动态观测包括：

地表沉降观测、边桩水平位移及沉降。

如施工方要求观测时，还包括地下土分层水平位移量（测斜）以及孔隙水压。

通过断面监控，达到控制该断面路堤稳定、指导该路段路堤施工的目的。

5.5软基监测断面设计

监控断面的设置原则是在各个软土段内选择填土高、软土厚度大、性质差的薄弱位置或其它典型断面作为监控断面，分别埋设沉降板、边桩位移，必要时还需埋设测斜管、孔隙水压力计。

各监测段面的监控工作量布设根据软土地基方面工作经验和相关规范要求确定。

同时，由于没有提供工作量布设平面图和剖面图，其具体监控断面的位置则应在沉降监控细则中根据地质资料、设计文件等详细设计。

图1观测断面仪标典型平面布置（考虑观测地下土体水平位移、孔隙水压）

图2观测断面设计图（考虑观测地下土体水平位移、孔隙水压）

监测布置说明：

①沉降板：

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求，沉降板埋置于路中心、路肩及坡趾的基底。

本次设计中沉降板布置为每一断面在道中及两侧路肩各设置一个沉降板，同一断面三个沉降板。

②位移观测边桩：

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求，位移观测边桩应埋设在路堤两侧趾部，以及边沟外缘与外线以远10米的地方。

本次设计中边桩布置为每一观测断面的路堤两侧坡趾外各设置3根边桩，每一观测断面共设6根位移观测边桩。

④测斜管：

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求，测斜管埋设于地基土体水平位移最大的平面位置，一般埋设于路堤边坡坡趾或边沟上口外缘处，测斜管底部应置于深度方向水平位移为零的应土层中至少50cm或基岩上。

本次设计中如有必要监测土体水平位移，测斜管设置在每一个观测断面的路堤两侧坡趾处，管内放置测斜仪，孔深达软土层底部，且至少15m。

⑤孔隙水压力计：

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求，孔隙水压力计的平面布点宜集中于路中心，并与沉降、水平位移观测点位于同一观测断面上，孔隙水压力测点沿深度布设应根据实验分析需要而确定，一般每种土层均应有测点，土层厚时一般每隔3m~5m设一个测点，埋置深度应及至压缩层底。

本次设计中如有必要监测孔隙水压，设置的孔隙水压力计位于每一个观测断面道中，除图中标注说明外，沿深度每3m设置一个孔隙水压力计。

实际布置根据断面勘察结果作适当调整，其布置观测仪标的设计工作量为每个断面设置3套沉降板、6个位移边桩，共设置50个观测断面，计150套沉降板、300个位移边桩。

如有必要，测斜及孔隙水压计另行计算。

5.6监测频率及监控标准

①监测频率

在路堤施工过程中各观测项目的时间和频率均相同。

在施工期间，每填一层观测一次，路堤填高超过极限高度之后，每天需观测1次，因故停止施工，每3天观测1次。

预压期，第一个月每3天观测1次，第二个月至第三个月每7天观测1次，从第四个月起每半个月观测1次，直到铺筑路面前。

上路面期至竣工验收期间，每季度观测1次。

当路堤填筑连续进行时，每天进行观测。

如出现异常情况或者观测数据出现异常时加密观测。

②监控标准

监控标准采用孔压、沉降、侧向位移三项指标综合控制。

加载期间的稳定控制标准初步制定如下，待软基监控成果出来后，再根据前期监测结果进行调整、优化。

ⅰ单级孔压系数小于0.6，综合孔压系数小于0.4；

ⅱ沉降速率不大于10mm/d；

ⅲ侧向位移不大于5mm/d；

ⅳ测斜不大于4mm/d；

每一级加载完成后继续进行观测，直至达到以下稳定标准后方可进行下一级加载。

ⅰ单级孔压系数小于0.4；

ⅱ沉降速率小于6～8mm/d；

根据上述标准综合判断路基是否处于危险状态，出现异常应立即通知业主采取相应处理措施。

5.7监测方法及精度要求

①监测方法

表1监测方法

监测项目

监测对象

监测方法、仪器

观测目的

地表沉降量

路基表面

地表型沉降计（沉降板），水准仪

观测地表以下土体沉降总量，用于沉降管理

地表水平位移量及隆起量

路堤外侧土体

地表水平位移桩（边桩），全站仪

测定路堤侧向地面水平位移量兼测地面沉降或隆起，用于稳定检测

地下土体分层水平位移量

地基内部土体

地下水平位移计（测斜管），测斜仪

观测地基各层位土体侧向位移量，用于稳定检测和了解土体各层侧向变形以及附加应力增加过程中的变形发展情况（要求观测时）

孔隙水压

地基内部土体

孔隙水压力计

观测地基孔隙水压力变化，分析地基土固结情况（要求观测时）

②监测方法

表2观测精度要求

监测项目

精度要求

地表沉降量

±1.0mm

地表水平位移量及隆起量

±

地下土体分层水平位移量

±5.0mm

孔隙水压

0.25kPa（3～5kg/cm2）

5.8主要监测仪器设备

①地表水平位移观测

选用南方测绘NTS-372Rc全站仪，该仪器的测角精度±2″，测距精度±2mm+2ppm。

2垂直位移（沉降观测）

表面沉降的观测可根据不同阶段需要，采用LeicaDNA03