沉降观测方案.docx
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沉降观测方案
一、工程概况
本工程为珠海市水务建设管理中心投资兴建，长江勘测规划计研究有限责任公司设计的、江苏科兴建设监理公司进行监理的堤防工程，木乃南堤段位于大门水道入海口浅海区，属于鸡啼门水道左岸堤防，位于鸡啼门水道口左侧小木乃~三灶岛之间，为海上新建堤防。
木乃南堤段起于红旗镇小木乃，向南延伸到三牙石后向东与青洲连线，跨过大门口水道后止于三灶岛横石基房间石，为海上新建堤。
新建堤防长度为；新建水闸2座，包括大门口闸（水闸和通航孔）和矿山电厂闸。
本工程所采用的平面坐标采用独立挂靠在1954年北京坐标系上，高程1956年黄海高程。
本工程所需的平面及竖向测量控制点及水准点由设计院布控在现场的原海堤上，基本达到通视的效果。
二、编制依据
1、建筑工程施工测量规程（北京市标准DBJ01-21-95）。
2、工程测量规范（GB50206-93）。
3、长江勘测规划计研究有限责任公司提供的施工测量坐标及标高数据。
4、长江勘测规划计研究有限责任公司提供的控制点测量坐标及引入水准基点标高数据。
5、水电水利工程施工测量规范（DLT5173-2003）。
6、《施工图纸》。
7、混凝土大坝安全检测技术规范（DLT5178-2003）。
3、沉降观测
海堤防护工程从施工开始到竣工，以及建成运营之后很长一段时间，沉降变形是不可避免的。
木乃南堤段海堤沉降观测采用水准测量的方法，周期性的观测海堤上沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。
（1）测量准备
1、人员准备。
根据本工程实际现场情况，挑选有丰富测量经验的测量员、执尺员，配置打桩人员，建立职业及专职的测量组，测量组成员如下：
（1）、技术负责人：
黎文波—负责全面技术工作，对测量工作进行复合和指导调配。
（2）、测量员：
陈根煜—负责全面的测量工作，对测量资料记录整理，形成文字文件。
计算测量数据居整理好测量成果。
（3）、执尺员：
刘梅斌—负责测量时棱镜、水准尺的摆放、调正，并根据测量的指示，定好桩位的位置，并做好桩位标志。
（4）、打桩员：
廖志方—负责对定好的桩位打木桩（钢钎、铁钉），配合执尺员做好桩位标志。
2、技术准备。
本工程技术负责人组织测量人员对本工程所需的控制点，施工图纸中的设计测量数据全面熟悉，并对业主或设计单位提供《珠海市小林联围加固达标工程应急项目木乃南堤段项目工程勘察测量控制成果表》及设计图纸中的测量数据进行全面、仔细精确的研究，领会设计意图，确定坐标与高程的测量方法，制定测量方案，并对参加测量人员进行培训交底，公布工作纪律和标志设置要求，明确桩标志书写方法和其他注意事项，测量员根据本工程控制点的特点和工程基点坐标的特点、仪器的功能，确定准确、方便、快捷的测量方法。
对其他测量配套人员进行测量交底，使其他人员在测量过程中明确测量员示意意图，做到有效的配合。
3、现场认识准备。
根据业主或设计单位提供的《珠海市小林联围加固达标工程应急项目木乃南堤段项目工程勘察测量控制成果表》中的测量数据在现场的实际位置根据表中注明的标志和现场的标志进行核对，了解是否有移动、丢失的情况，拟定新测或补桩计划。
了解桩与桩之间是否通视，桩与桩的的间距情况，实施加密桩计划。
4、测量工具及设备准备。
结合本工程的特点，挑选及准备好适合本工程的测量设备和工具，本工程沉降观测采用DS2水准仪一套。
水准仪观测精度高，性能稳定，能准确的传递水准控制点的高程值，并精确的测量沉降点的高差变化。
在选定测量仪器后，测量员对测量仪器设备的操作、功能进行熟悉掌握，并根据有关规定对仪器进行常规检验和校正，并提前送与政府有关检测部门检测，保证仪器性能合格、正常使用。
本次沉降观测选用的测量设备具体如下：
（1）自动水准仪2套，型号为DS2；
（2）对讲机3部；
（3）50米钢拉尺若干；
（4）沉降观测钢板桩20个，钢钎、铁钉若干；
（5）不锈钢水准点93个。
（2）测量施工控制网的布设
1、控制点的布置及埋设。
经过施工准备阶段，针对工程实际长度情况，结合控制点的分布特点、仪器的功能，参照设计图纸，对本工程测量控制网进行科学合理的布控，并加密多个工作基点供沉降观测测量使用。
工作基点与控制基准点一起形成闭合水准网，按要求进行联测。
以下为主要控制网：
图1MNN0+000-MNN3+840段水准控制网
图2MNN3+840-MNN5+372段水准控制网
以上各控制点的坐标及高程如下表：
点号
等级
纵坐标X（m）
横坐标Y（m）
高程H（m）
GPS15
D
XL14
D
XL05
D
GPS35
D
GPS23
D
GPS30
D
GPS31
D
GPS33
D
表1控制点坐标及高程
海堤的沉降观测是根据海堤附近的工作水准点进行测量的，为了对工作水准点进行相互校核，防止其本身发生变化，所以这些工作水准点必须坚固稳定。
图3海堤沉降板埋设布置图
沉降板应严格按设计要求进行埋设，由底板、金属测杆及保护套管组成，钢底板尺寸为30cm*30cm，厚。
沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平和垂直度，确保测杆与地面垂直。
放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。
测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高度数作为初始读数，随着海堤填筑施工逐渐接高沉降板测杆及保护套管，每次接长高度以为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。
接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾斜。
沉降观测桩沿海堤线路方向间距一般为100米，每个断面设置4个沉降观测桩，分别位于线路前进方向距离中轴线右边0米、10米、20米以及左边10米处，如图所示：
图4海堤沉降板埋设平面图
图5海堤沉降板埋设断面图
新建海堤的每个断面上还应埋设5个水准点，其布置情况断面图如下：
以下为水准点测点大样图：
2、控制点高程的复测与传递。
外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一线路进行观测成果的重测和取舍按《水电水利工程施工测量规范》（DLT5173-2003）有关要求执行。
观测时视线长度≤65m，前后视距差≤3m；前后视距累计差≤6m；视线高度≥；测站现差：
两次读数差≤2mm，两次所测高差之差≤3mm，检测间歇点高差之差≤3m；观测的读数和记录读数取位：
DS2级仪器读记至1mm。
如下表：
等级
视线长度（m）
前后视
距离差（m）
前后视距离
累计差（m）
红黑面
读数差（mm）
红黑面所测
高差之差（mm）
三等
≤65
≤3
≤6
≤2
≤3
四等
≤80
≤5
≤10
≤3
≤5
表2三、等水准测量测站技术要求
根据《工程测量规范》（GB50206-93），水准控制网允许的高差闭合差规定为
Fh差=±40√L（mm）
式中，L为水准路线长度，以km为单位。
测量时水准路线一般如下图所示布设：
观测时一般按后-前-前-后的顺序进行，并往返测两次，其方法如下：
（1）在至前、后水准尺视距大致相等处安置水准仪，后视水准尺黑面，用上下视距丝读数，记入表3中，转动微倾螺旋，使符合水准管气泡居中，用中丝读数记入表3中；
（2）前视水准尺黑面，用上、下视距丝读数，记入表中，转动微倾螺旋，使符合水准管气泡居中，用中丝读数并记录；
（3）前视水准尺红面，转动微倾螺旋，使符合水准管气泡居中，用中丝读数并记录；
（4）后视水准尺红面，转动微倾螺旋，使符合水准管气泡居中，用中丝读数并记入表中。
现场记录用如下表格做好记录：
测站
视准点
后尺
上丝下丝
前尺
上丝下丝
方向及尺号
水准尺读数
黑+K-红
平均高差
后视距差
前视距差
黑面
红面
检核计算
表3水准测量记录表
实际工作进行时，观测时间的间隔还要看海堤的沉降值和沉降速率。
根据《水电水利工程施工测量规范》（DLT5173-2003）要求，海堤沉降观测的频率不低于下表：
观测阶段
观测频次
施工期填筑或堆载
一般
1次/天
每填筑一层时
1次/层
沉降量突变
2-3次/天
两次填筑间隔时间较长
1次/3天
混凝土路面铺设后或工程运行初期
第1个月
1次/周
第2、3个月
1次/周
3个月后
1次/10天
各观测值稳定后
第1个月
1次/两周
第2、3个月
1次/两周
3个月后
1次/月
表4沉降观测频次技术要求
（3）沉降观测成果整理
每次沉降观测完成后，应及时进行成果整理，检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后根据测得沉降点的高程，计算各点的本次沉降量和累计沉降量，沉降点总体的平均沉降量、沉降差和沉降速。
计算沉降量的方法如下：
（1）计算各沉降观测点的本期沉降量
本期沉降量=本次观测所得的实测标高—上次观测所得的实测标高
（2）计算总沉降量
总沉降量=本期沉降量+上次本期沉降量
将计算出的观测点的本期沉降量、总沉降量和观测日期记入“沉降观测记录表”中，如下：
沉降观测记录表
编号：
项目名称
使用
仪器
观测日期
沉降观测点
CJ1
CJ2
高程观测值（m）
本期下沉（mm）
累计下沉（mm）
高程观测值（m）
本期下沉（mm）
累计下沉（mm）
签字栏
建设（监理）单位
施工单位
监理
技术负责人
施测人
表5海堤沉降观测记录成果表
每一项的工程沉降测量任务完成后，提交上述成果资料。
4、位移观测
木乃南堤段海堤位移观测采用全站仪测角的方法，周期性的观测海堤上位移观测点和工作基点之间的位移变化值。
（1）测量准备
结合本工程的特点，挑选及准备好适合本工程的测量设备和工具，本工程位移观测采用电子全站仪一套。
使用全站仪是自动化程度高，测量速度快，观测精度高，性能稳定，测距及测方向角可以同时进行。
在进行工程测量前，应根据有关规定对仪器进行常规检验和校正，并提前送与政府有关检测部门检测，保证仪器性能合格、正常使用。
本次位移观测选用的测量设备具体如下：
（1）全站仪2台，型号为FTS500N
（2）对讲机3部；
（3）50米钢拉尺若干；
（4）位移观测钢板桩15个，钢钎、铁钉若干。
（2）测量施工控制的布设
根据现场已有控制点布设情况并结合考虑观测的通视条件，观测使用的控制点选用业主提供的《珠海小林联围加固达标工程应急项目木乃南堤段项目工程勘察测量控制成果表》中的已知控制点，根据其提供的控制点加密布设工作基点，并形成控制导线网，定位出基点的精确位置，并进行永久性的保护，直至所有项目完成。
本次海堤位移观测需要记录的是工作基点到位移观测点之间的的角度和距离，并由此计算出位移观测点的坐标。
导线网的分布如下：
图6MNN0+000-MNN3+840段控制网
图7MNN3+840-MNN5+372段控制网
以上各控制点的坐标及高程如下表：
点号
等级
纵坐标X（m）
横坐标Y（m）
高程H（m）
GPS15
D
XL14
D
XL05
D
GPS35
D
GPS23
D
GPS30
D
GPS31
D
GPS33
D
表6控制点坐标及高程
位移观测桩沿海堤线路方向间距一般为200米，每个断面设置2个位移观测桩，分别位于线路前进方向距离中轴线右边25米以及左边10米处，如图所示：
图8位移观测点平面分布
（3）位移观测测量
1、技术要求
根据《水电水利工程施工测量规范》（DLT5173-2003），测量位移观测点时的测角测边误差计算要求如下表：
等级
相邻基准点的点位中误差（mm）
平均变长（mm）
测角中误差（"）
最弱边相对中误差
三等
±
<350
±
≤1/70000
<200
±
≤1/40000
表7水平位移监测主要技术要求
2、测量方法及成果整理
由于使用全站仪进行测量，水平角和距离的复测可以同时进行，根据室内计算出的数据，进行室外复核测量，复核测量的程序如下：
以XL14点为测站点、GPS15为后视点，以GPS35点待测点进行复测。
（1）坐标输入测量
将全站仪设置在XL14点上，调整完成后，输入测站点XL14的坐标和后视点GPS15的坐标，对准GPS15点，锁定全站仪，这时方向角的角度为零，按确定键后松开锁定，在放样模式里输入待测点GPS35的坐标，此时全站显示的方向角为165°31´7"，顺时针方向转动全站仪，直至显示的方向角角度为零，然后进行测距模式，测量GPS35与XL14的水平距离，随着全站仪显示的数据，测量员指挥执尺员前后行进，直至全站仪显示的水平距离的数据为零，这时，检测此位置是否在GPS35的桩点标志上，如果是，此三点的坐标位置正确，如过有偏差，采用测距模式测定GPS35点至XL14点的水平距离，记录好数据，与室内计算的成果对比，如果偏差在在有关规定允许的方位内，这三个点可以正常使用，并记录好实测数据。
（2）方位角输入测距
同样将全站仪设置在XL14上，调整校正后，输入GPS35至XL14的方位角164°55´7"，并锁定数据，照准后视点GPS35点后锁定全站仪，按确定键后松开，输入GPS15点至XL14点的方位角165°31´7"，转动全站仪，直至读书为零，锁定全站仪，作为GPS15点至XL14点的方向位置，输入作为GPS15点至XL14点的水平距离数据，并进入测距模式，指挥执尺员前后行进和左右调整，指着在此方向上的显示数据为零，这时，检测此位置是否在GPS15的桩点标志上，如果是，此三点的坐标位置正确，如过有偏差，采用测距模式测定GPS15点至XL14点的水平距离，记录好数据，与室内计算的成果对比，如果偏差在在有关规定允许的方位内，这三个点可以正常使用，并记录好实测数据。
根据上述测量得到的工作基点坐标，测量出工作基点到位移观测点之间的距离和角度，检查距离和角度的观测误差是否在所规定的范围内，如超出规范要求，需按要求对工作基点坐标进行检查复测，并对位移观测点重新测量，计算出位移观测点的坐标，并将观测日期、本期位移和累计位移等数据记录在下表中：
位移观测记录表
编号：
项目名称
使用
仪器
观测日期
位移观测点
CJ1
CJ2
位移观测坐标（m）
本期位移（mm）
累计位移（mm）
位移观测坐标（m）
本期位移（mm）
累计位移（mm）
签字栏
建设（监理）单位
施工单位
监理
技术负责人
施测人
表8海堤位移观测记录成果表
将上述位移观测成果资料提交。
5、倾斜观测
（1）、测斜孔的造孔
1、钻孔开口直径不小于130mm，终孔直径不小于130mm。
2、孔壁要求平整光滑。
3、钻孔完毕后应全面清洗，除尽孔内残留岩粉，测定钻孔偏斜度。
（2）、测斜管的安装
1、测斜管采用ABS测斜管，其型号为CXG-76
2、测斜管放入孔内时需用绳束套牢，并灌注海砂捣实
3、管接头处用生胶带密封防止海砂进入
4、测斜管孔口需设保护装置
孔口保护装置大样图：
测斜管的埋设大样图如下：
其断面分布图如下：
（3）、测斜观测
用测斜仪探头从管底自下而上，一般每隔50cm一个测点，逐次测定，平行测读两次，正测完毕后要进行反测，正反测两次测值的平均值作为常数进行计算。
将探头放入另一对导槽中，重复上述步骤进行观测。
测斜管在附近围堤施工加荷期间每1d观测一次，在围堤施工间歇期每2-3d观测一次。
工程投入运行后，一般每7-10d观测一次。
每次观测结束后，应对所测资料及时整理分析，并每月出一次监测简报。
设有排水板的监测断面，当垂直位移超过d或水平位移超过d时，；未设排水板的监测断面，当垂直位移超过d或水平位移超过d时，应及时向有关单位发出预警，并加强观测。
6、孔隙水压力监测
（1）、渗压计的埋设
1、准备工作。
（1）、渗压计在埋设前，必须进行室内检验，合格后方可使用。
（2）取下仪器端部的透水石，在钢模片上涂一层黄油或凡士林以防生锈。
（3）按设计要求接长电缆，接长时必须将同型号同色芯线接在一起，并用锡焊牢，认真进行硫化。
电缆接长后需用测试仪器进行量测，并做好记录。
（4）安装前需将渗压计在水中浸泡2个小时，使其达到饱和状态，再在测头上包上装有干净的饱和细砂袋，使仪器进水口通畅，防止水泥浆进入渗压计内部。
2、渗压计的埋设方法
在坝基深孔内埋设渗压计时，深孔直径不小于130mm，埋设前测量好孔深，先将仪器装入能放入孔内的砂包中，包中装中粗砂，向孔内倒入40cm厚的硕石，其粒径约为10mm，然后将装有仪器的砂包吊入孔底。
如孔太深，砂包及电缆自重超过电缆强度时，可用钢丝吊住砂包，并把电缆绑在钢丝上吊装，以免电缆损坏，再在上面填入40cm厚中粗砂，然后填20cm厚、粒径为10cm-20cm的硕石，再在余孔段灌入水泥膨胀土浆。
渗压计埋设大样图如下：
（2）、渗压计的技术要求
孔隙水压力观测设置两个观测断面，设置于最大坝高、合拢段、坝基地质地形复杂处，并与沉降位移、倾斜等变形断面结合。
孔隙水压力测点在横断面、纵断面上的布置，应尽量能测绘孔隙水压力等值线，并与变形监测断面结合，分布在3-4个高程上。
渗压计的分档加荷要求如下表：
规格
P-1
P-2
P-4
P-8
P-16
P-24
测点数
6
6
6
6
9
7
间距KPa
20
40
80
160
200
400
渗压计最小读数的计算：
f=P/∆z
式中：
P——检验时的最大压强，KPa。
（3）、孔隙水压力观测
1、渗压计的测读方法，依所选用的仪器类型而定。
振弦式空隙压力计，通过测读其自震频率的变化以确定其反应的孔隙水压力变化。
2、孔隙水压力的观测频次，依据设计要求，在附近围堤施工加荷期间每1d观测一次，在围堤施工间歇期每2-3d观测一次。
工程投入运行后，一般每7-10d观测一次。
每次观测结束后，应对所测资料及时整理分析，并每月出一次监测简报。
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