高填方深挖路堑监控及施工质量控制.docx

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高填方深挖路堑监控及施工质量控制

 一、编制依据

1、两阶段施工图设计相关图纸；

2、本项目相关工程地质勘察报告；

3、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；

4、《公路工程技术标准》（JTG-B01-2003）；

5、《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）；

6、《工程测量规范》（GB50026-2007）。

7、《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-2009）；

二、工程简介

1、工程概况

1.1、地形、地貌

项目所在区域位置属于广东省中部紫金县境内，山脉属于粤东莲花山支脉，场区属于山地丘陵地貌，南北两面山峦重叠，地势较高，中部较低并向东西两翼倾斜，构成不大对称的马鞍形。

本项目沿线地势起伏较大，属盆岭相间低山丘陵地貌。

地形、地貌主要受地质构造所控制。

山岭一般海拔100～500m,大部分为森林保护区，部分地带水流丰富，山间沟谷地带标高多在100m左右。

丘间沟谷地多呈“V”字型。

1.2、工程地质

区段内出露地层不完整，地表为第四系全新统坡残积层，河流阶地、沟谷中分布冲洪积堆积物。

沿线主要岩性有：

泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩等。

路线走廊带大部分处于丘陵、低山区，软土不发育，根据现场地形、地貌的调查和钻孔揭示的情况，沿线仅在局部的丘间谷底、洼地及河流阶地内揭露有薄层的淤泥质土层，其厚度一般较小，大部分软土为冲沟周边山体残积土体在降雨的冲刷下堆积而成，较为松散，但软土中一般含有较多的砂粒或者砂层，透水性较好，在加载过程中，有利于排水固结的完成。

1.3、水文地质与水系

沿线气候潮湿，降水充沛，地表径流丰富，为地下水的形成提供了良好的条件，各类岩组裂隙较为发达，为地下水的富集提供了条件，地下水类型可划分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙两大类。

项目标段内地下水由上部土层孔隙潜水和深部基岩裂隙水组成。

上部土层中的坡残积粉质黏土层的含水性及透水性均较差，不具赋水条件，含水量小；下部基岩的强-中风化带内，岩石裂隙发育，含一定基岩裂隙水。

总体而言，标段内地下水不大，其补给来源主要依靠大气降水渗透补给；水位埋深受季节性影响较大，一般桥址中部谷地内水位较浅，而两端山坡上地下水位埋深较大。

1.4、项目概况

本项目是广东省高速公路网规划中“二横线”的重要组成部分，项目位于广东省中部的低山、丘陵区，东端顺接汕湛高速公路普宁至揭西段。

本项目高填方路段很多，最大填方高度达到47米，且项目工期较短，土方填筑时间较短。

2、设计概况

本合同段为汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗坝段第11标段，位于紫金县瓦西镇，起讫桩号为K177+210～K192+085，全长14.875km。

T11标段内有路基挖土石方约762万方；路基填筑，利用土石方约639万方；深挖路堑共计26段，最高挖方59.74m；高填路堤共计53处，最高填土47.7米。

占总填方50%，且大多数位于软土路基上。

表  高填方监控统计表

 序号

里程桩号段

监控断面

平台沉降板

土路肩沉降板

路基沉降板

路基观测墩

侧向

数量（个）

侧向

数量

侧向

数量（个）

侧向

数量（个）

侧向

数量

1

K177+660-K177+762

K177+670

右

2

左右

2

左

1

右

1

右

2

2

K177+720

右

2

左右

2

左

1

右

1

右

2

3

K178+150-K178+391

K178+160

左

4

左右

2

左

1

右

1

左

4

4

K178+210

左

3

左右

2

左

1

右

1

左

3

5

K178+260

左

1

左右

2

左

1

右

1

左

1

6

K178+701-K178+808

K178+740

左

3

左右

2

左

1

右

1

左

3

7

K178+790

左

3

左右

2

左

1

右

1

左

3

8

K179+030-K179+130

K178+080

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

9

K179+210-K179+290

K179+220

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

10

K179+270

左

1

左右

2

左

1

右

1

左

1

11

K179+533-K179+623

K179+580

左

3

左右

2

左

1

右

1

左

3

12

K179+785-K179+582

K179+820

左

2

左

1

左

1

/

/

左

2

13

K180+014-K180+099

K180+060

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

14

K180+190-K180+350

K180+280

右

3

左右

2

左

1

右

1

右

3

15

K180+230

右

2

左右

2

左

1

右

1

右

2

16

K180+584-K180+070

K180+620

左

1

左右

2

左

1

右

1

左

1

17

K180+670

左

3

左

1

左

1

/

/

左

3

18

K180+800-K180+870

K180+840

左

2

左

1

左

1

/

/

左

2

19

K180+930-K181+195

K181+010

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

20

K181+060

左

3

左

1

左

1

/

/

左

3

21

K181+110

左

4

左右

2

左

1

右

1

左

4

22

K181+160

左

4

左右

2

左

1

右

1

左

4

23

K181+350-K181+508

K181+400

左右

2+1

左右

2

左

1

右

1

左右

2+1

24

K181+450

左右

4+1

左右

2

左

1

右

1

左右

4+1

25

K181+860-K181+958

K181+870

左

1

左右

2

左

1

右

1

左

1

26

K181+920

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

27

K181+981-K182+087

K182+020

左右

3+1

左右

2

左

1

右

1

左右

3+1

28

K182+070

左右

1+2

左右

2

左

1

右

1

左右

1+2

29

K182+300-K182+472

K182+360

右

2

右

1

/

/

右

1

右

2

30

K182+390

右

2

右

1

/

/

右

1

右

2

31

K182+440

右

1

右

1

/

/

右

1

右

1

32

K182+410-K182+611

182+480

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

33

K182+550

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

34

K182+590

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

35

K184+772-K184+886

K184+810

左

1

左右

2

左

1

右

1

左

1

36

K184+860

左

3

左

1

左

1

/

/

左

3

37

K184+920-K185+030

K184+930

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

38

K184+980

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

39

K185+228-K185+480

K185+260

左右

1+1

左右

2

左

1

右

1

左右

1+1

40

K185+310

左右

1+1

左右

2

左

1

右

1

左右

1+1

41

K185+360

左右

1+2

左右

2

左

1

右

1

左右

1+2

42

K185+410

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

43

K185+460

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

44

K188+100-K188+310

K188+140

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

45

K188+190

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

46

K188+240

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

47

K188+290

左

2

左右

2

左

1

右

1

左

2

48

K190+390-K190+630

K190+420

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

49

K190+470

左右

2+2

左右

2

左

1

右

1

左右

2+2

50

K190+520

左右

1+2

左右

2

左

1

右

1

左右

1+2

51

K190+980-K191+180

K191+020

左右

1+2

左右

2

左

1

右

1

左右

1+2

52

K191+080

右

2

左右

2

左

1

右

1

右

2

53

K191+530-K191+750

K191+550

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

54

K191+590

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

55

K191+640

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

56

K191+690

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

57

K191+740

右

1

左右

2

左

1

右

1

右

1

表  深挖路堑监控统计表

序号

里程桩号段

侧向

监控断面

平台检测点

位移检测桩

备注

1

K177+210-K177+650

左侧

K177+260

2

1

2

K177+310

3

1

3

K177+360

3

1

4

K177+410

4

1

5

K177+460

5

1

6

K177+510

5

1

7

K177+560

4

1

8

K177+610

2

1

9

K177+355-K177+490

右

K177+380

1

1

10

K177+420

3

1

11

K177+460

1

1

12

K177+490-K177+656

右

K177+530

1

1

13

K177+580

3

1

14

K177+630

1

1

15

K178+390-K178+558

左侧

K178+430

2

1

16

K178+480

4

1

17

K178+520

2

1

18

K182+086-K182+300

右侧

K182+130

1

1

19

K182+180

2

1

20

K182+230

3

1

21

K182+280

1

1

22

K184+635-K184+780

右侧

K184+650

1

1

23

K184+700

3

1

24

K184+750

3

1

25

K185+056-K185+220

左侧

K185+080

1

1

26

K185+130

2

1

27

K185+180

3

1

28

K185+210

1

1

29

K189+750-K189+857

左侧

K189+760

1

1

30

K189+800

3

1

31

K189+840

1

1

32

K190+630-K190+790

右侧

K190+650

1

1

33

K190+690

2

1

34

K190+730

2

1

35

K190+770

1

1

36

K191+220-K191+400

左侧

K191+230

1

1

37

K191+270

2

1

38

K191+320

3

1

39

K191+360

1

1

40

K191+300-K191+460

右侧

K191+320

1

1

41

K191+350

3

1

42

K191+380

5

1

43

K191+410

4

1

44

K191+440

2

1

45

K191+487-K191+648

左侧

K191+500

1

1

46

K191+530

4

1

47

K191+560

5

1

48

K191+590

3

1

49

K191+620

1

1

50

K191+726-K191+908

左侧

K191+740

1

1

51

K191+780

3

1

52

K191+820

2

1

53

K191+860

1

1

54

K178+820-K179+043

右侧

K178+830

1

1

55

K178+880

3

1

56

K178+930

3

1

57

K178+980

3

1

58

K179+020

1

1

59

K179+290-K179+420

左侧

K179+310

1

1

60

K179+350

3

1

61

K179+380

3

1

62

K179+410

1

1

63

K179+853-K180+050

左侧

K179+870

1

1

64

K179+910

2

1

65

K179+950

4

1

66

K180+990

4

1

67

K180+030

1

1

68

K179+880+K180+014

右侧

K179+890

1

1

69

K179+920

3

1

70

K179+950

3

1

71

K180+990

2

1

72

K180+663-K180+820

右侧

K180+685

1

1

73

K180+725

3

1

74

K180+765

3

1

75

K180+805

1

1

76

K180+820-K180+918

右侧

K180+835

1

1

77

K180+865

2

1

78

K180+905

1

1

79

K181+194-K181+343

右侧

K181+210

1

1

80

K181+260

3

1

81

K181+310

3

1

三、高填深挖路基施工过程监控目的

1、高填方、软土路基监控目的

1.1、稳定性控制

填方超过12m均为高填方，本项目高填方路段共有53段，通过对路基原地表实测沉降、边桩位移的综合分析，合理控制高填路基的填筑速率，达到安全、快速填筑路基的目的。

1.2、沉降量监控

通过对路肩、中桩、平台、坡脚等沉降量观测，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

1.3、地表水平位移量监控

利用观测数据监测地表水平位移及隆起情况和侧向变形情况，以确保路堤填筑施工安全和稳定。

2、深挖路堑监控目的

2.1、指导性控制

通过施工安全监控，对开挖边坡沉降、位移进行实时监控，以了解由于工程扰动等因素对坡体的影响，便于采取更为合理、有效的支护措施，及时指导工程施工。

2.2、预见性控制

由于开挖深度较大，为评价在开挖过程中的边坡稳定性，为业主、施工单位及监理单位提供参考数据，以便及时作出预测预报，以达到安全、快速的施工。

 四、路基监测内容及布置断面

1、高填方路基监测内容及布置方案

1.1  位移边桩：

按照50m间距埋设在路堤两侧趾部，一根埋设位于坡脚处，另一根位于边沟外侧。

1.2  高填方沉降板：

按照50m间距埋设在土路肩、各级填方平台处。

1.3  高填方沉降观测墩：

按照50m间距埋设在土路肩、各级填方平台处，位于沉降板旁。

1.4  挡墙位移观测点：

采用φ25钢筋按照50m间距埋设在挡墙顶面

同一路段不同监控项目的测点布置在同一断面上，有利于测点看护，便于集中观测，统一观测率，更重要的便于个观测项目数据的综合分析。

2、深挖路堑监测内容及布置方案

2.1  边坡变形观测墩：

根据深挖路堑边坡长度情况，按照30-50m间距进行埋设于断面边坡坡口线外2m处。

2.2施工安全监测：

根据深挖路堑边坡长度情况，沿路线中轴线按照30-50m间距埋设于各级开挖平台坡脚处。

在安全监测同时辅以人工巡查，如：

坡顶、坡面坡脚裂缝、变形，边坡渗水情况，监测点维护等

2.3  边坡处置效果监测：

主要包括深部位移监测、锚索应力监测等（建议由专业第三方监测完成）。

五、监测元件布置和埋设

1、监测元件布置、埋设原则

同一路段不同监控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，统一观测率，更重要的便于个观测项目数据的综合分析。

测点及观测元件的埋设位置应符合设计要求，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，防止事故机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作善始善终，取得满意成果。

2、监控元件布置

2.1  高填、软基监控元件布置

（1）监控范围

主要监控高填路基、软基填筑过程及运营中沉降、变形。

（2）测点布置

测点纵向布置：

以开挖基床中心线为基准，沿路中轴线方向每50米左右设置一个观测断面且每处高填或软土路基路段不少于一个监测断面。

测点横向布置：

各观测点布置在同一断面上，一般布置在土路肩、各级填方平台一级坡脚处。

图  高填路基监测布置图

图  高填路堤挡墙监测布置图 

1.1 深挖路堑监控元件布置

（1）监测范围

边坡变形主要监测范围为深挖路堑两侧边坡。

（2）测点布置

各点纵向布置：

以开挖基床中心线为基准，沿桥轴线方向每5米左右设置一个变形观测点。

测点里面布置：

以基床开挖面为基准，第一监测点布置在开挖深度0.5m左右，其余测点间距2m左右布置，同时在底层分界线增设测点。

图  深挖路堑边坡监测点正面布置图

图深挖路堑边坡监测点布置图

3、监控元件埋设

2.1、沉降板埋设

埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设60×60×20cm的砂垫层。

沉降板的金属测杆、套管和接驳的垂直偏差率不大于1.5%。

沉降板采用钢板，底板尺寸为60×60cm×0.9cm；金属测杆直径为4cm，测杆应与底板焊接为一体；套管采用具有一定强度的10cmPVC管。

随着沉降板下沉和土石料的填补，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，管顶高出碾压面高度30cm。

2.2、地表水平位移边桩埋设

位移边桩一般埋设在路堤两侧趾部，其中一根位于坡脚外1m处，另一根位于边沟外侧，两根相距4m。

如果边沟在半坡上，则位移边桩一根埋设在离路基坡脚1m处，另一根在第一更以外4m处。

边桩采用12×12cm砼预制桩，边桩埋设深度为1.5m，露出地面为10cm。

埋设时采用打入法，桩周围应回填密实。

桩周上部50cm用混凝土浇筑固定。

在边桩顶部应预埋不易损坏的金属测头。

此外，位移边桩应做好标记并编号。

2.3 边坡变形监控点埋设

边坡位移基准点在边坡位移变形影响不大的稳定地点，埋设三个基本水准点，构成基本水准网，作为沉降观测的起算依据。

测点采用Φ20钢筋进行布置，每层边坡开挖后即用铁锤将其须插打到边坡一定深度，以保证其在边坡开挖至边坡防护期间稳固不发生破坏为准，同时注意在施工期间对测点的保护。

基准点埋设采用先挖一直径约1.0m的孔，深度约1.2m。

在孔内浇筑一水泥墩，于水泥墩中间埋设一直径为20mm的钢筋作为观测基准点。

 六、路基监测实施方案

1.高填路基沉降监测实施方案

1.1、路肩、中桩及平台沉降监控

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及二等水准转点测量，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。

全线三等水准测量贯通后，在其基础上建立独立的四等高程控制网

（1）建立沉降位移检测基准网

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置水准基准点和工作基点，确保施工和观测期间各点位牢固。

且在一个测区至少有三个高程控制点，以防万一该测区个别控制点被破坏时马上加密引测，保证监测工作的连续性。

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，距路中心的位置大于50m小于300米，同时应便于观测”的原则布设水准测量工作基点。

 沉降观测网主要技术要求

等级

相邻基准点高差中误差（mm）

每站高差中误差（mm）

往返较差、符合或环线闭合差（mm）

检测已测高差较差（mm）

三等

1.0

0.30

0.60√n

0.8√n

注：

表中n为测站数

（2）水准测量的观测方法、技术要求

水准测量观测方法

等级

水准仪型号

水准尺

观测方法

二等

DS1

因瓦

光学观测法

往返各一次

三等

DS1

因瓦

光学观测法

往

DS3

双面

中丝读数法

往返

四等

DS3

双面

中丝读数法

往返、往

水准观测的主要技术要求

等级

水准仪型号

视线长度（m）

前后视距距离较差（m）

前后视的距离较差累计（m）

视线离地面最低盖度（m）

基、辅分划读数较差（mm）

基辅分划所测高差较差（mm）

二等

DS1

30

0.5

1.5

0.5

0.3

0.4