高填深挖路基稳定性监控观测方案优秀.docx
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高填深挖路基稳定性监控观测方案优秀
高填深挖路基稳定性监控观测方案
一、编制依据
1.1编制内容
（1）高填深挖路基的路肩在路基填土重力等的作用下的沉降量的监测方案。
（2）高填深挖路基的地表水平位移量和隆起量的监测方案。
1.2编制依据
（1）瓮开高速公路工程地质勘察报告、两阶段施工设计图
（2）《工程测量规范》（GB50026-2007）
（3）《公路勘测规范》（JTGC10-2007）
（4）《贵州省高速公路施工标准化管理指南》（路基路面）
1.3编制目的
（1）路堤的路肩沉降量观测——用于沉降管理。
根据测定数据观测沉降趋势，预测稳定时间和工后沉降量；为土石方沉降量计算提供依据。
（2）地表水平位移量及隆起量——用于稳定管理。
监测地表水平位移及隆起情况，以确保路堤施工的安全和稳定。
二、工程概况
本合同段项目区位于山地丘陵区，地形、地质条件复杂，山高坡陡、地形起伏非常大。
合同段起点桩号K27+960，终点桩号K35+428,路线总长7.591km，为四车道高速公路，设计时速80km/h。
本标段高填深挖共3处，其中高填路基2段，深挖路堑1段。
详见表2-1、表2-2
表2-1深挖路堑高边坡一览表
序号
起讫桩号
长度（m）
边坡最大挖方高度
中桩挖方高度
地质情况
处理方案
1
YK32+379～YK32+500段右侧边坡
121
31.83
18.13
上覆块石土，下伏基岩为泥质粉砂岩，并发育有两组节理，节理J1产状为230°∠81°，节理J2产状为322°∠76°
路堑坡脚采用抗滑桩结合路堑挡土墙进行支挡，枪钉以上边坡开挖坡率1:
1，均采用锚杆框架梁植草护坡防护
表2-2高填路堤一览表
序号
起讫桩号
长度（m）
边坡最大填方高度
中桩填方高度
地质情况
处理方案
1
K32+800～K32+899段左侧边坡
99
31.29
0.37
上覆层为粘土，下伏基岩为灰岩
左侧设置4*5m的矩梯形沟引排水，沟槽底部清除软土，回填块石，沿原地面线开挖台阶，间隔2m冲击碾压夯实填土，坡面设置衬砌拱护坡，边坡坡比采用1:
1.5～1:
1.75，第二级平台宽4m
2
K33+640～K34+038.507段左侧边坡
398.507
61.2
38.86
上覆第四系全新统坡洪积层软土，坡残积层黏土，寒武系高台组之白云岩，主要岩层产状为288°～294°∠9°～11°
左侧按1:
1.5,1:
1.75，1:
1.75，1:
1.75，1:
1.75，1:
2分级放坡，每级坡面采用衬砌拱防护，分别设置2m，4m，6m，6m，6m宽平台，设置两道横向盲沟，疏干基地，边坡坡底软土挖出换填片块石，坡脚设置3m护脚墙，分层填筑并碾压密实，每隔6m采用墙夯补强加固处理
三、监控量测的目的
3.1监控量测的目的
1、通过对边坡变形的监测，判断边坡的滑动面深度、滑动范围及其变形发展趋势，评估开挖施工对边坡自身稳定性和周围构造物的影响情况，提供预警信息。
2、通过动态监测，依据实际情况进行工序和工艺的调整，及时指导施工，优化施工方案。
避免边坡工程事故的发生，确保施工安全、快速地进行。
3、检验边坡加固效果，评价安全稳定性。
4、积累量测数据，总结经验，为未开挖区段的施工提供工程类比的依据。
3.2适用范围
本监控量测方案，适用于本合同段高边坡监控以及软弱地基、高填方路基监控量测作业。
四、量测项目、量测仪器及内容
高边坡的监控量测主要项目包括：
监测地表、地下位移监测和地下水位监测等，具体见表4-1：
量测项目、量测仪器及工作内容表。
路基边坡监测
监测内容
监测方法
监测目的
监测地表
位移监测
全站仪，光电测距仪
观测地表位移，变形发展情况
变形监测
水准仪
裂缝监测
直尺或裂缝针
观测裂缝发展情况
地下位移监测
倾斜仪
确定滑动面深度，判断主滑方向，定量分析评价滑坡发生，发展规律和滑坡稳定状况，评判滑坡处治工程效果
地下水位监测
人工测量
观测地下水位变化与降雨关系，评判滑坡防治中排水措施的有效性
高路堤的监控量测主要项目包括：
地表水平位移量及隆起量、地表土体分层水平位移量和路堤顶沉降量等，具体见表4-2：
量测项目、量测仪器及工作内容表。
高路提稳定和沉降观测
观测项目
仪具名称
观测目的
地表水平位移量及隆起量
地表水平位移桩（边桩）
用于稳定监控，确保路堤施工安全和稳定
地表土体分层水平位移量
地下水平位移计（测斜管）
用于稳定监控与研究，掌握分层位移量，推定土体剪切破坏位置，必要时采用
路堤顶沉降量
地表型沉降计
（沉降桩）
用于工后沉降监控，预测工后沉降趋势，确定路面施工时间
五、监测元件布置和埋设
5.1监测元件布置
监测元件布置位置要符合如下原则：
高填方路基位移观测埋设
（1）同一路段不同监测项目的测点布置在同一断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。
具体布置位置见上附图。
（2）测点及观测元件的埋设位置应符合要求，且埋设准确、埋设稳定。
观测期间对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。
5.2监测元件埋设
5.2.1沉降板埋设
沉降板埋设在路基填方一级平台处。
埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设60cmX60cmX20cm的砂垫层。
沉降板的金属测杆、套管和接驳的垂直偏差率应不大于1.5%。
沉降板采用钢板，底板尺寸为40cmX40cmX（0.6～0.8）cm；金属测杆直径为4cm，测杆应与底板焊接为一体；套管采用塑料管，直径为10cm，它应具有一定的强度和刚度。
随着沉降板下沉和土石料的补填，测杆与套管相应接高，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30cm。
5.2.2位移板埋设
位移板埋设在路基顶面路肩墙上及填方坡脚4m外。
位移桩采用C25钢筋砼预制桩，桩长1.5m，埋置深度应不小于1.4m，桩顶外露高度不超过10cm；埋置方法可采用直接打入或开挖埋置，采用开挖埋置时应注意桩周围回填土夯实，并在桩顶50cm段用C20砼浇筑稳固定，确保边桩埋置稳固，并在桩顶预埋不易磨损的十字测头。
位移边桩的设置个数以控制路基稳定为目的而确定，如果路基失稳，路堤两侧一定范围内必定会有隆起的迹象，因此，位移边桩应设在最可能隆起的部位。
六、动态设计及监控方案
6.1动态设计
受现在的勘察技术手段限制,对地下岩土性质等资料难以完全清晰的掌握,主要反映在施工开始后发现岩土情况不符,岩溶、路堑边坡、挡墙基础条件、填方施工工艺等设计需要现场动态调整。
高填方、高边坡稳定性影响因素多,需要对现有重要工点进行监控,动态调整设计参数和施工方案。
1、贯彻动态设计原则。
由于地质条件的复杂性及不确定性,造成地质资料与实际情况可能有一定的出入,高边坡岩土情况及不利结构面也只有在路堑开挖后方可明了,因此施工过程中应加强现场核对和地质状况调查工作,根据实际情况修改完善设计,做到既安全合理,又经济实用,达到最满意的施工效果。
动态设计主要内容为岩溶、路堑边坡。
岩溶按预设处理措施执行;路堑边坡挖方的坡率、平台高度和宽度、路床情况、挡墙基础条件等可通过开挖后揭露情况进行调整,锚固长度、锚索锚杆长度、孔径可根据拉拔试验确定;填方施工工艺可通过试验路段铺筑建立标准。
2、紧密结合边坡监测措施,加强施工技术管理,合理安排工序等是保证边坡稳定的主要因素
6.2监控方案
应在坡脚、边坡平台、边桩、堑顶等适当位置设置地表变形观测点、地下位移监测点或地下水位监测点并定期观测。
一方面确保在施工过程中施工人员和设备的安全;另一方面,通过现场监测反馈信息进行动态优化设计,如发现边坡发生变形情况,应及时向业主、监理和设计代表反映,以及时采取措施以策施工安全。
沉降观测点采用沉降板埋设，观测仪器采用DS1水准仪和DS3水准仪。
DS1水准仪用于建立三等沉降变形观测网，DS3水准仪用于用于沉降观测。
沉降观测时按四等水准测量要求控制。
高程采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。
全线四等水准测量贯通后，在其基础上建立独立的四等高程控制网。
6.2.1一般路堑边坡
通常对于20m以上的边坡均要求实施简易观测,简易观测由施工单位现场技术人员负责完成;内容主要为地表监测,观测地表位移、变形发展情况以及观测裂缝发展情况。
监测密度为每100m设1组（对应一个控制断面）,每段高边坡至少1组,地质复杂和施工中已有松弛迹象的边坡可按图示间距或根据裂缝位置加密。
6.2.2重点路堑边坡
对于潜伏重大地质病害、边坡结构复杂、对施工和运营造重大影响的重点高边坡或滑坡病害除要求采用简易观测（地表监测）外,还必须对其坡体变形进行深层位移动态监测、地面变形监测（倾斜盘监测）和地下水动态变化监测。
通常每一重点边坡上布置1～3个监测断面,每个断面一般布设2～4个监测孔,具体位置、数量与深度,根据现场边坡实际情况确定。
施工期间监测周期:
每月监测2次,雨季或变形加剧时适当加密监测次数;工后延长1年监测时间,如1年后坡体变化仍不稳定,应延长监测周期
6.2.3高路堤
对于高填路堤主要对稳定性监控〔水平位移）和地表沉降监测（路堤顶部沉降）进行监控,监测密度为每100m设1组（对应一个控制断面）,每段高路堤至少1组。
施工期间监测周期:
每月监测2次,雨季或变形加剧时适当加密监测次数;工后延长1年监测时间,如1年后变化仍不稳定,应延长监测周期。
6.3建立沉降位移监测基准网
1、项目开工初期全线加密测量控制点时，注意纵观全局，在需要变形监测的路基区域预先布设水准基准点和工作基点，建立相应的四等高程控制网。
选点时选择合适观测位置，并严格按规范要求埋设基准点和工作基点，确保施工和观测期间点位牢固。
且在一个测区至少有3个高程控制点，以防万一该测区内个别控制点被破坏时可以马上加密引测，保证监测工作的连续性。
2、水准基准点的布设
本项目需要进行变形监测的高填方路段用到的测量控制准基点采用设计院提供的JG601～JG602这个三维坐标基准点。
JG602的等级均为四等GPS坐标和四等水准高程。
3、工作基点的布设
为满足沉降变形观测精度要求，按照“控制点位置沿路线布设，距路中心的的位置大于50m且小于300m，同时应便于观测”的原则布设水准测量工作基点。
6.4水准测量的观测方法、技术要求及注意事项
水准测量的观测方法见下表。
水准观测的观测方法
等级
水准仪的型号
水准尺
观测方法
观测顺序
四等
DS3
双面
中丝读数法
往返、往
后-后-前-前
水准观测的主要技术要求，应符合下表规定。
水准观测的主要技术要求
等级
水准仪的型号
视线长度（m）
前后视较差（m）
前后视
累积差（m）
视线离地面最低高度（m）
基辅分划或黑、红面读数较差（mm）
基辅分划或黑、红面所测高差较差（mm）
四等
DS3
100
5
10
0.2
3.0
5.0
注：
三、四等水准采用变动仪器高度观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与黑面、红面所测高差之差的要求相同。
水准测量注意事项
1、确保仪器设备性能正常，尤其是水准仪的i角务必不能超限。
在作业开始的第一周内应每天测定一次i角，i角稳定以后每隔15天测定一次。
2、施测过程中，注意水准尺的底部要平整，不能弯曲，要清理干净，不得有泥巴或红油漆，以免影响观测精度；
3、施测过程中，使用尺垫作转点，严禁用砖石或不设尺垫作为转点。
4、施测过程中，注意设站和扶立水准尺的高度，要避免立尺过高。
如无法避免时，扶尺者要面对仪器，双手扶住水准尺前后来回慢慢摆动，尽可能减少读数误差；
5、如受外界因素（如震动）的影响，仪器的补偿器无法正常工作或超出补偿器的补偿范围时，务必停止观测；
6、施测过程中观测结果的处理
（1）观测结果超限必须重测；
（2）测站观测限差超限必须重测，否则从水准点或间隙点起重测；
（3）测段往返测高差较差超限必须重测，重测后应选用往返合格的结果。
如重测结果与原测结果分别比较，较差均不超过限差时，取三次结果的平均值。
（4）每条水准路线按测段往返测高差较差，或符合路线的环线闭合差在计算高差中误差或高差中数超限时，应先对路线上闭合差较大的测段进行重测。
6.5观测仪器设备及其性能要求
6.5.1采用观测仪器设备
沉降观测使用的主要仪器设备有：
DS1水准仪（配套相应的测微器）、DS3水准仪（配套相应的测微器）、因瓦尺、尺垫。
6.5.2仪器设备主要性能要求
（1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，DS1级水准仪的夹角i不得大于15″,DS3级的则不得超过20″
（2）水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm；对于木质双面水准尺，不应超过0.5mm.
6.6监测方法、技术和精度要求
6.6.1监测方法和相应技术要求
（1）沉降监测基准网采用DS1型水准仪按三等水准测量方法进行观测。
沉降监测基准网和沉降施测过程中的技术要求分别见表6.3.4和表6.4.3的规定。
（2）沉降点观测采用DS3水准仪按四等水准测量方法进行观测。
按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。
在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。
施测过程中观测精度为1mm，读数取位至0.1mm。
（3）技术要求（见表6.4.3的规定）。
6.6.2沉降观测点的精度要求要求
见下表（按四等控制）。
变形监测的等级划分及精度要求
等级
垂直位移监测
水平位移监测
适用范围
变形观测点的高程中误差（mm）
相邻变形观测点的高差中误差（mm）
变形观测点的点位中误差（mm）
四等
2.0
1.0
12.0
观测精度要求较低的建构筑物、普通滑坡监测、中小型桥梁等
注：
1变形观测点的高程中误差和点位中误差，是指相对于邻近基准点的中误差；
2特定方向的位移中误差，可取表中相应等级点位中误差的1/2作为限值；
3沉降位移监测，可根据需要按变形观测点的高程中误差或相邻变形观测点的高差中误差，确定监测精度等级
七.地表水平位移量及隆起量监测方案
7.1总体监测方案
地表水平位移量及隆起量监测采用地表水平位移边桩（隆起量垂直变形范畴，监测方法与路肩沉降测法相同），观测仪器采用瑞士LeicaTS02全站仪进行观测。
平面控制网采用一级导线控制网。
全线四等导线测量贯通后，在其基础上建立独立的水平位移一级导线控制测。
7.2建立水平位移监测网
1、项目开工初期全线加密测量控制点时，注意纵观全局，在需要监测的区域预先布设水准基点和工作基点，建立相应的一级水平位移导线控制测。
选点时选择合适观测位置，并严格按规范要求埋设基准点和工作基点，确保施工和观测期间点位牢固。
且在一个测区内，在满足规范要求的前提下至少有3个互相通视的导线点，以防万一该测区内个别导线点被破坏时可以马上加密引测，保证监测的连续性。
2、导线基准点的布设（见6.3.2）
3、导线工作基点的布设
为满足水平位移变形观测精度要求，按照“平面控制点位置沿路线布设，距路中心的位置大于50m且小于300m，同时应便于测角测距”的原则布设水平位移观测工作基点。
4、导线测量主要技术要求见下表。
导线测量主要技术要求
等级
导线长度
（km）
平均边长
（km）
测角中误差
（″）
测距中误
差
测距相对中误差
水平角测回数（2″级仪器）
方位角闭合差
（″）
导线全长相对闭合差
四等
9
1.5
2.5
18
1/80000
6
5√n
≤1/35000
一级
4
0.5
5
15
1/30000
2
10√n
≤1/15000
注：
表中n为测站数
7.3水平角和距离观测方法、技术要求和注意事项
1、水平角观测方法、技术要求及注意事项
2、水平角观测宜采用方向观测法，其主要技术要求见表下表。
水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器型号
光学测微器两次重
合读数之差（″）
半测回归零差（″）
一测回内2C互差
（″）
同一方向值各测回
较差（″）
四等及以上
2″级仪器
3
8
13
9
一级及以下
——
12
18
12
3、水平角观测注意事项
（1）确保仪器设备性能正常，否则不得使用；
（2）测站对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm；
（3）水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1格。
四等及以上等级的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，宜在测回间重新整置气泡位置；
（4）当观测数据超限时，应重测整个测回，如观测数据出现分群时，应分析原因，采取相应措施重新观测；
（5）如受外界因素（如震动）的影响，仪器的补偿器无法正常工作或超出补偿器的补偿范围时，应停止观测；
（6）在成像清晰的情况下才观测，否则不观测；
（7）因为变形观测精度要求较高，故在观测过程中，切忌为了方便而用简易对中器代替光学对中器。
特别是建立导线控制网时务必使用光学对中器；
（8）施测时采用木制三脚架而非铝合金三脚架，特别是在炎热的天气下更要注意，以防三脚架受热变形，影响观测精度。
4、测距方法、技术要求及注意事项
1）测距采用全站仪观测，其主要技术要求见下表。
测距主要技术要求
等级
仪器型号
每边测回数
总测回数
一测回
读数较差
（mm）
单程各测回较差（mm）
往返较差（mm）
往
返
四等
≤5mm级仪器
1
1
4
≤5
≤7
≤2（a+b*D）
≤10mm级仪器
6
≤10
≤15
一级
≤10mm级仪器
1
--
2
≤10
≤15
——
注：
计算测距往返较差的限差时，a、b分别为相应等级所使用仪器标称的固定误差和比例误差。
2）测距注意事项
（1）测站对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm；
（2）当观测数据超限时，应重测整个测回，如观测数据出现分群时，应分析原因，采取相应措施重新观测；
（3）四等及以上等级控制网的边长测量，应分别量取两端点观测始末的气象数据，计算时应取平均值。
（4）因为变形观测精度要求较高，故在观测过程中，切忌为了方便而用简易对中器代替光学对中器。
特别是建立导线控制网时务必使用光学对中器。
（5）施测时采用木制三脚架而非铝合金三脚架，特别是在炎热的天气下更要注意，以防三脚架受热变形，影响观测精度。
7.4观测仪器设备及其性能要求
观测仪器设备
瑞士LeicaTS02全站仪（该仪器的测角精度±2″，测距精度±2mm+2ppm）
仪器性能要求
使用瑞士LeicaTS02全站仪进行观测时，其性能应达到如下要求：
（1）照准部旋转轴正确性指标：
水准器气泡在各位置的读数较差，不应超过1格，
（2）测微器行差及隙动差指标不应大于2″；
（3）水平轴不垂直于垂直轴之差指标不应超过15″；
（4）补偿器的补偿要求，在仪器补偿器的补偿区间，对观测成果应能进行有效补偿。
（5）垂直微动旋转使用时，视准轴在水平方向上不产生偏移；
（6）仪器的基座在照准部旋转的位移指标：
不应超过1″；
（7）对中器的对中误差不应大于1mm
7.5监测方法、技术和精度要求以及监测周期
1、监测方法
水平位移监测方法有极坐标法、交会法、测小角法等，因为本监测项目精度要求不是很高，且利用全站仪进行测量可以直接测得坐标，简单快速。
所以本监测项目拟采用全站仪极坐标法进行监测，以提高监测效率。
下面介绍此法。
（1）测算观测点坐标和方向水平位移量
如上“极坐标法”图，在导线工作基点（或基准点）A安置仪器，后视点为另一导线基准点B，通过测量角度Q以及A点至P点的水平距离D，计算得出P点坐标。
设A点坐标为A（x，Y），A点到B点的方位角为O，则P点坐标P（X，Y）的计算公式为：
可得方向水平位移量：
（2）精度分析
设测距中误差为mD，测角中误差为mQ，则待定点P的点
位中误差计算公式为：
方向水平位移中误差计算公式为：
其中,mD为测距中误差，mQ为测角中误差，O为A点到B点的方位角，ρ"=206265"。
八、监测质量控制
对高填方路基沉降和水平位移观测，务必保证监测质量。
除了须严格执行前述相关技术标准、精度要求外，还须严格执行如下事项：
8.1监测作业原则
各期的变形监测，为了将观测中的系统误差减到最小，从而达到提高精度的目的，应满足下列作业原则：
（1）在较短的时间内完成；
（2）采用相同的观测路线和观测方法；
（3）固定使用同一仪器和设备，每次观测前须对使用仪器和设备进行检查和校正，此外须定期进行检查，且做出详细记录；
（4）观测人员相对固定；
（5）在基本相同的环境和观测条件下工作。
记录相关的环境因素，包括荷载、温度、降水、水位等；
（6）对工作基点与基准点定期进行校核。
当对沉降观测成果发生怀疑时，随时进行复测校核
（7）建立沉降控制网或沉降施测过程中的转点使用尺垫，严禁用砖石或不设尺垫作为转点。
8.2监测桩的控制
8.2.1沉降板的控制
按照要求制作沉降板，确保无影响观测精度的缺陷。
在埋设时不仅位置要符合要求，而且要采用措施进行保护。
为防止施工中损坏沉降板，在沉降板周围宜用人工或小型夯实机夯实，套管外侧面应涂一层醒目的颜色，盖顶加插一面小红旗，以示警戒。
8.2.2水平位移边桩的控制
按照要求制作水平位移边桩，确保无影响观测精度的缺陷。
在埋设时不仅位置要符合要求，而且要采用措施进行保护。
8.3基准点和工作基点控制
定期对水准基点和工作基点进行复测检查，原则上每半年复测一次，当对沉降观测成果发生怀疑时，随时进行复测校核。
8.4观测数据的控制
（1）专人负责，建立沉降观测数据库，按时整理、分析沉降数据，指导设计与施工；
（2）采用统一基准处理数据，采用统一的路基沉降监测记录表格，做好监测数据的记录与整理。
监测资料应齐全、详细、规范，符合设计及细则要求。
所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名；
（7）各种原始测量记录应真实、可靠，并有可追溯性；计算成果和图表清晰、签署齐全，并妥善保存；
（3）人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机，核对无误后在计算机内备份；沉降观测资料及时输入沉降观测管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中时时监控。
观测中有沉降异常情况应及时通知有关各方及时处理；
（4）按照提交资料要求及时整理、汇总、分析，按有关规定整编成册，报送有关单位进行沉降分析、评估；
（5）路基填筑过程中应及时整理地表水平位移量，当观测数据表明地表水平位移每昼夜≥5mm/d或有其他迹象表明路堤可能失稳时，须立即停止填筑施工，待稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。
九、资料整理和成果报告
9.1资料整理
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，反应填筑过程各项指标的变化，及时反馈信息，提出施工控制指标建议值，确保填筑施工安全高效进行（资料整理要点见8.4）。
9.2资料整理
依据对观测资料整理的结果，可做成不同阶
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