#京沪高铁路基和桥梁沉降观测方案.docx

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#京沪高铁路基和桥梁沉降观测方案

京沪高铁桥梁墩台和车站站场路基沉降观测方案

（DK733+997~DK781+871）

一、工程概况

京沪高速铁路四标段十工区承建的京沪高速铁路DK733+997～DK781+883段，全长47.3公里，位于安徽省宿州市的东部，管段主要工程项目为濉河特大桥20.9km（上海端）、宿州高铁东站（含车站路基、新河大桥、站台等工程），车站长1.8km、淮河特大桥（北京端）24.5km。

梁型多为24m、32m预制、架设简支箱梁，共计预制架设简支箱梁1383孔，1孔25.28米非标准现浇梁。

另有5联支架现浇连续梁和3联悬灌梁，1联大型钢构桥。

预制轨道板4.1万块，铺设轨道板2万块，徐州至枣庄铺轨2×156km。

二、测区概况

京沪高速铁路四标段十工区DK733+997—DK781+883段的地理位置为:

北纬33°27′～33°53′、东经117°13′～117°17′，地处安徽省宿州市的东部，测区大致呈西北—东西走向，为平原地区，地势平坦，交通较为方便。

线路位于黄淮河冲积平原，地层主要为河流冲积相沉积的粉土、黏土、粉砂、砂岩、灰岩等。

测区跨越了两个投影带，分别是：

1．中央子午线：

117°00′00″投影面大地高：

30米

2．中央子午线：

117°30′00″投影面大地高：

30米

三、测量依据

1、设计图纸；

2、设计院交桩成果；

3、监理工程师已批复的CPI、CPII复测成果及加密点测量成果。

四、执行主要技术标准

1、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》；

2、《新建铁路工程测量规范》；

3、《国家一、二等水准测量规范》；

4、《京沪高速铁路TJ-Ⅳ标段精测网技术交底报告》；

5、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》；

6、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》。

四、观测目的和范围

根据设计图纸，濉河和淮河特大桥桥墩都有不同程度的沉降值，宿州高铁东站站场路基有14个月的预压沉降期，因为只有在桥墩和路基沉降稳定后才能进行上部工程轨道板的安装和铺轨工作，因此沉降观测的目的就是要充分了解大桥桥墩和站场路基的具体沉降值，沉降变化趋势和稳定情况，根据沉降变化情况指导施工。

观测的范围就是我工区濉河和淮河特大桥的所有桥墩和桥台以及宿州车站站场路基和过渡段路基。

五、沉降观测网

本项目的沉降观测网可采用全线统一的二等水准网，精度按二等水准测量精度控制，高程采用施工高程控制网系统。

沉降测量点分为基准点、工作基点和沉降观测点。

我们以设计院交桩并经过复测合格的28个CPI、CPII二等水准点作为基准点。

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，并应以稳定或相对稳定的点位作为测定变形的参考点。

1、基准点应做好保护工作，一年定期复测一次。

如发现丢桩或桩位有移动现象，应尽快恢复和补测。

全线二等水准基点如下表：

部位

编号

高程

等级

濉

河

特

大

桥

GCPI018

24.6091

二等

GCPII073

25.0629

二等

GCPI019

24.4154

二等

GCPII076

24.3132

二等

GCPI020

24.0108

二等

GCPII080

24.5838

二等

GCPI021

24.2306

二等

GCPII084

25.0925

二等

GCPI022

25.1903

二等

BS003

25.1106

二等

GCPII087

23.9979

二等

GCPI023

23.2146

二等

宿州车站

GCPII093

23.9336

二等

GCPI024

24.1656

二等

淮

河

特

大

桥

GCPII095

24.6758

二等

GCPI025

24.5293

二等

GCPII098

24.6398

二等

GCPII100

24.4717

二等

GCPII102

25.0412

二等

GCPI027

23.3708

二等

GCPII106

22.9440

二等

GCPI028

22.5653

二等

GCPII109

21.8643

二等

BS004

21.4834

二等

GCPI029

21.2618

二等

GCPII112

21.3443

二等

GCPI030

21.6908

二等

GCPII115

21.6913

二等

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沉降观测点。

本项目的沉降观测的工作基点为全线126个二等水准加密点。

3、沉降观测点应设在能反映沉降特征的变形体上。

4、沉降观测等级及精度应符合下表的规定：

沉降观测等级

沉降测量

沉降观测点的高程中误差（mm）

相邻沉降观测点的点位中误差（mm）

二等

±0.5

±0.3

六、观测人员和仪器

根据我管区的工程实际情况，我们将成立5个沉降观测小组，每个观测小组固定3名测量人员和一台电子水准仪，精度按二等水准测量要求进行，人员和仪器名单如下：

观测小组

人员

仪器

负责人

负责区段

第一观测小组

孙希利侯刚

杜英强

电子水准仪DNA03

孙希利

DK733+997~DK739+996

濉河特大桥

第二观测小组

王风荣赵立柱

赵志国

电子水准仪DINI03

王风荣

DK739+996~DK755+461

濉河特大桥

第三观测小组

张学振石磊

赵定柱

电子水准仪DNA03

张学振

DK755+461~DK757+850

宿州高铁车站

第四观测小组

甄延峰许文龙

席治献

电子水准仪DINI03

甄延峰

DK757+850~DK769+900

淮河特大桥

第五观测小组

刘强王勇

王连义

电子水准仪DNA03

刘强

DK769+900~DK781+883

淮河特大桥

七、沉降观测

1．每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。

2．每次沉降观测时，宜符合下列规定：

（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。

3．沉降观测点的精度要求：

等级

高程中误差（mm）

相邻点高差中误差（mm）

往返较差、附合或环线闭合差（mm）

二等

±0.5

±0.3

≤0.3√n

4．沉降观测时要做好记录，字迹要清楚明了。

记录应注明观测时的气象和荷载变化情况以及观测、记录、扶尺等人员的签字。

5、根据观测数据，推算观测点标高，可以计算观测点每次沉降量以及累积沉降量的大小。

八、路基

1、观测的内容

路基沉降监控测试项目主要包括路堤基底沉降监测、路基面沉降监测、深厚层第四系地层地段和地基复杂地段的地基土深层沉降监测、软土松软土地段路基填筑过程中水平位移监测等。

2、观测断面和观测点的布置和要求

（1）基底沉降监测：

每100~150m设一个监测断面，每个监测断面预埋1个沉降板。

路基填筑前，于线路路堤基底地面预埋沉降板进行监测。

桥路过渡段及地基条件变化较大地段必须设置，且应加密。

沉降板由沉降板、底座、测杆（Ф=20㎜钢管）及保护测杆Ф=49㎜PVC塑料管组成。

随着填土的增高，测杆与套管亦相应加高，每节长度不超过100㎝，接高后的测杆顶面应高于套管上口，在填筑施工中应采取措施保护沉降设施。

沉降板安装前应先将地面整平（可铺设10㎝厚中粗砂），注意保持底板的水平及垂直度。

（2）路基面沉降监测：

路基地段一般每50m设一个监测断面，共3个监测点，分别在路基中心、两侧路肩各设一个监测桩，路基成形后设置。

桥涵路过渡段及地基条件变化较大地段必须设置，且应加密。

监测桩采用C15砼方桩或圆桩（边长或直径10㎝），其中埋设Ф=16㎜钢筋一根，桩长0.6m,埋入基床表层以下0.55m。

（3）深厚层地基分层沉降监测：

深厚层第四系桥路过渡段及不同地层结构设置。

采用机动钻孔（Ф=108㎜）引孔埋设PVC管（Ф=49㎜）和沉降磁环，利用电磁式深层沉降仪进行观测。

分层设置，厚度大于3m时，每3m增设一组。

（4）地基水平位移观测：

松、软路堤填筑施工过程中选择代表性地段，两侧坡脚外约2.0m、10m处设位移观测桩，通过位移观测桩控制填筑速率，记录填筑期和放置期的沉降量。

（5）控制填筑速率的标准为：

路基中心地面沉降每昼夜不大于10㎜，坡脚水平位移每昼夜不大于5㎜。

3、沉降观测的频度

沉降观测分为四阶段进行，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。

本阶段沉降观测应与施工配合，每填筑一层应观测一次；同时应保证每天观测一次。

各种原因暂时停工期间，前2天每天观测一次，以后每3天观测一次。

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：

前15天内每3天观测一次，第15~30天每7观测一次，第30~90天每15天观测一次，以后每个月观测一次。

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。

本阶段的沉降观测频度为：

前15每3天一次，后15天每7天一次。

第四阶段：

试运营期间的观测（对于运营期间需进行沉降观测的路基）。

一般每月一次，必要时可适当增加频度。

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。

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。

4、沉降观测精度

测量精度一般需达到二等水准测量标准。

沉降水准的测量精度为±1㎜，读数取位至0.1㎜。

5、评估方法和判定标准

5.1观测资料整理

5.1.1采用统一的沉降观测记录表做好观测数据的记录和整理。

5.1.2根据观测资料，及时完成有关图表的绘制，主要包括：

①绘制每个观测标识点的荷载—时间—沉降曲线；

②绘制每个观测点的∑sn---∑sn+sn曲线。

5.1.3对沉降观测资料及时分析，尤其是在预压期和放置期，应对路基沉降的发展趋势进行分析，分析意见及时上报监理工程师，以便在必要时采取补救措施。

5.2路基沉降分析评估工作应根据下列资料综合分析：

5.2.1路基沉降观测资料。

5.2.2路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书等相关设计资料。

5.2.3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。

5.3评估分析方法

5.3.1路基沉降预测采用曲线回归法。

5.3.2路基沉降预测曲线回归法应满足以下要求：

①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，确定沉降变形的分析的趋势，曲线回归的相关系数不小于0.92。

②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大于8㎜。

5.3.3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。

5.3.4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原则上不大于10㎜.

5.3.5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，初步确定无碴轨道铺设时间。

观测数据不足以评估或工后沉降评估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。

5.3.6在3个月后进行第一次预测，根据3个月的监测数据，绘制“时间-沉降量”曲线，按实测沉降数据初步预测6个月的沉降量及剩余沉降量，以决定运架梁的时间。

5.3.7当推算的工后沉降值满足评估标准时，才能铺设无碴轨道。

当沉降分析结果表明无碴轨道不能在计划的工期铺设时，则要研究确定是否延长路基摆放时间，还是采取调整预压土高度、调整预压土卸荷时间、增加地基加固等工程措施。

5.4评估标准

5.4.1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15㎜。

5.4.2沉降比较均匀的路基，推算最大工后沉降量不超过30㎜。

5.4.3路桥交界处的差异沉降不大于5㎜，过渡段沉降造成的路基与桥梁的折角不大于1/1000。

九、桥梁和涵洞

1、沉降观测点布置

（1）桥墩观测点：

观测点应设在墩身上，数量为4个，分别设在每个墩的墩身四角，观测点距地面0.5m左右，也可根据观测方便灵活设置。

（2）桥台观测点：

观测点应设在台顶，数量为4个，分别设在台帽两侧及背墙两侧。

（3）涵洞观测点：

观测点应设在涵洞两侧边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，数量为6个。

2、观测精度

桥涵沉降变形的观测精度为±1㎜，读数取位至0.1㎜。

3、沉降观测的频度

每阶段的沉降观测，在开始时一般每周观测一次，以后视两次观测沉降量的变化情况，可适当调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1㎜，具体要求见表1和表2：

表1墩台沉降观测频次

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

墩台施工期间

设置观测点

墩台施工完成至预制梁架设前或现浇梁制梁前

全程

1次/周

预制梁桥

预制梁架设

全程

架梁前后各一次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各一次或1次/周

现浇梁桥

梁体施工期间

全程

施工起止各一次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各一次或1次/周

桥梁架设完成至无碴轨道铺设前

≥6个月

1次/周

对岩石地基的桥梁，一般不少于2个月

架桥机（运梁车）通过期间

全程

运梁前和运梁后各1次

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后

24个月

0~3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4~12个月

1次/3个月

13~24个月

1次/6个月

表2涵洞沉降观测频次

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

涵洞主体施工期间

设置观测点

涵洞主体施工完成

全程

1次/周

涵洞顶填土施工

全程

荷载变化前后各一次或1次/周

架桥机（运梁车）通过期间

全程

运梁前和运梁后各一次

涵洞完工至无碴轨道铺设前

≥6个月

1次/周

对岩石地基的涵洞，一般不少于2个月

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设期完成后

24个月

0~3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4~12个月

1次/3个月

13~24个月

1次/6个月

4、评估方法和判定标准

4.1、观测资料整理

4.1.1采用统一沉降观测记录表做好观测数据的记录与整理。

4.1.2根据观测资料，及时绘制每个观测点的荷载—时间—沉降曲线；

4.2、分析评估前应收集下列资料：

4.2.1桥涵沉降及变形观测资料。

4.2.2、桥涵点段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。

4.2.3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。

4.2.4施工质量控制过程等资料。

4.3评估分析方法

4.3.1桥涵基础沉降分析采用曲线回归法。

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和涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况划分阶段。

4.3.2根据桥涵实际荷载情况及观测数据，作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不低于0.92。

首次回归分析时，观测期不少于桥涵主体工程完工后3个月。

4.3.3两次回归结果预测的最终沉降的差值不大于8㎜，两次预测的时间间隔一般不少于3个月。

4.3.4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。

4.4评估标准

根据实测沉降观测资料推算的工后沉降应符合下列标准:

4.4.1桥墩台均匀沉降量≤20㎜；

4.4.2相邻墩台沉降量之差≤5㎜；

4.4.3涵洞基础工后沉降不大于15㎜。