新软基处理沉降观测测量方案.doc

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1、 . . . 目 录一、工程概况- 2 -二、编制依据- 2 -三、路基沉降观测断面的布置原则- 3 -四、路基沉降观测容- 3 -一路基沉降总体要求- 3 -1、沉降变形测量等级及精度要求- 3 -2、沉降变形监测网主要技术要求及建网方式- 3 -3、沉降变形测量点的布置要求- 5 -4、沉降变形监测测量工作基本要求- 6 -5、沉降变形观测具体要求- 7 -二路基沉降变形观测- 9 -1、路基沉降控制标准- 9-2、一般规定- 9 -3、路基地段沉降观测技术要求- 10 -4、地基土深层沉降监测- 10 -5、监测断面布置形式- 13 -6、断面观测的基本要求- 15 -7、执行标准- 1

2、6 -8、成果的重测和取舍- 18 -9、观测频率- 18 -10、统计、汇总- 19 -11、观测中的注意事项- 19 -12、测点保护- 20 -五、监测数据分析- 20 -一、工程概况东海岛铁路位于省市境,地跨遂溪县和麻章、东海岛两区。黄略湛段为东海岛铁路一标段围,线路从新建茂湛线黄略站引出,经黄略镇北侧,向西跨黎湛铁路、国道G325、雷州青年运河,折向南西穿坭洋村、水粉仔村,向南跨渝湛高速公路连接线,过新赤水村东侧及南畔村东侧,跨合流水库、省道S374,穿上塘村,跨柳坑河,止于既有湛站北东侧,线路长度为17.55km。工程所在地为洪冲积平原地貌及海积平原地貌,地形略有起伏,地面标高一般

3、3.010.0m,相对最大高差约7.0m,主要为林地、耕地、虾池、鱼塘或房屋。本地区处热带、亚热带海洋性气候,冬无严寒,夏无酷暑,年平均气温23.3,极端最高气温38.1,极端最低气温2.8,年平均相对湿度82%,年平均降雨量1735mm,年最大降雨量1735mm,年平均降水日数118天,年平均蒸发量1715.5mm。根据中国地震动参数区划图GB183062001,沿线地震动峰值加速度为0.10g,地震基本烈度度。二、编制依据1、国家一、二等水准测量规GBT12897-20062、国家三、四等水准测量规GB/T12898-20093、工程测量规GB50026-20074、建筑沉降变形测量规程J

4、GJ/T8-20075、铁路客运专线竣工验收暂行办法铁建设2007183号6、客运专线无砟轨道铁路施工技术指南TZ216-20077、新建铁路工程测量规TB10101-998、全球定位系统GPS铁路测量规程TB1005497三、路基沉降观测断面的布置原则对于软松土路基处理长度小于200m时,在软松土较厚段落设置2个观测断面；软松土长度大于200m时在软松土较厚段落设置35个观测断面。观测断面间距不小于50m。四、路基沉降观测容一路基沉降总体要求根据设计文件要求监测围为东海岛铁路I标所有软土处理地段,含车站。1、沉降变形测量等级及精度要求本段沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行：沉降变形测量

5、等级垂直位移测量水平位移观测沉降变形点的高程中误差mm相邻沉降变形点的高程中误差mm沉降变形点点位中误差mm三等1.00.56.02、沉降变形监测网主要技术要求及建网方式1垂直位移监测网1垂直位移监测网主要技术要求垂直位移监测网主要技术要求按下表执行：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、附合或环线闭合差mm检测已测高差较差mm使用仪器、观测方法及要求三等1.00.30.60.8DS05或DS1型仪器,按客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定二等水准测量的技术要求施测。2垂直位移监测网建网方式线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求国家二等水准测量施测,根据沉降变形测量

6、精度要求高的特点,以及标志的作用和要求不同,垂直位移监测网布设方法分为三级：a、基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区,同测量点的比较,要求具有更高的稳定性,其平面控制点一般应设有强制归心装载。基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点；b、工作点。要求这些点在观测期间稳定不变,测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点,同基准点一样,其平面控制点应设有强制归心装置。工作点除使用普通水准点外,按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点含工作基点间距200m左右时,可基本保证线下工程垂直位移监测需要。c、沉降变形点。

7、直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位,不但要求设置牢固,便于观测,还要求形式美观,结构合理,且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。监测网由于自然条件的变化,人为破坏等原因,不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性,应对其进行定期检测。本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测,定期复测按每半年进行一次,并结合精测网复测进行,按施工期4年考虑。2水平位移监测网1水平位移监测网主要技术要求水平位移监测网主要技术要求按下表执行：等级相邻基准点的点位中误差mm平均边长m测角

8、中误差最弱边相对中误差作业要求三等6.03501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测2002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等12.04002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测2水平位移监测网建网方式水平位移监测网一般按独立建网考虑,根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测,并与施工平面控制网进行联测,引入施工测量坐标系统,实现水平位移监测网坐标与施工平面控网坐标的相互转换。3、沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设按下列要求：a、每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响围

9、以外便于长期保存的稳定位置。b、工作基点应选在比较稳定的位置。对观测条件较好或观测项目较少的项目,可不设立工作基点,在基准点上直接测量沉降变形观测点。c、沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。4、沉降变形监测测量工作基本要求水准基点使用时应作稳定性检验,并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点,并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。每次观测前,对所使用的仪器和设备应进行检验校正,并保留检验记录。每次沉降变形观测时应符合：a、严格按水准测量规的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。b、参与观测的人员必须经过培训才能上岗,并固定观测人员。c、为了将观测中的系统误差减到最

10、小,达到提高精度的目的,各次观测应使用同一台仪器和设备,前后视观测最好用同一水平尺,必须按照固定的观测路线和观测方法进行,观测路线必须形成附合或闭合路线,使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。d、观测时要避免直射,且在基本相同的环境和观测条件下工作。e、成像清晰、稳定时再读数。f、随时观测,随时检核计算,观测时要一次完成,中途不中断。g、对工作基点的稳定性要定期检核,在雨季前后要联测,检查水准点的标高是否有变动。h、数据计算方法和计算用工作基点一致。5、沉降变形观测具体要求1水准网的观测按照国家二等水准施测,采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。2水准仪使用DSZ2或中纬电子

11、水准仪ZDL700型仪器,仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中,经常规检校合格,水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15。仪器各种设置正确,其中有限差要求的项目按规要求在仪器中进行设置,并在数据采集时自动控制,不满足要求的在现场进行提示并进行重测。3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,沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规GB/T 12897-2006有关要求执行。观测时,视线长度50m,前后视距差1.0 m光学,1.5 m电子；前后视距累积差3.0m光学,6.0 m电子；视线高度0.3m光学,0.5m电子；测站限差：两

12、次读数差0.4mm,两次所测高差之差0.6 mm,检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：DSZ2或中纬电子水准仪ZDL700型仪器,读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪读记至0.01mm。4观测时,一般按后-前-前-后的顺序进行,对于有变换奇偶站功能的电子水准仪,按以下顺序进行：a、往测：奇数站为后前前后偶数站为前后后前b、返测：奇数站为前后后前偶数站为后前前后5每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞,避免直射；扶尺时借助尺撑,使标尺上的气泡居中,标尺垂直。6观测前30min,将仪器置于露天阴影处,使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪,进行不少于20次单

13、次测量,达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡,遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽,对于电子水准仪,施测时均装遮光罩。7自动安平水准仪的圆水准器,严格置平。在连续各测站上安置水准仪时,使其中两脚螺旋与水准路线方向平行,第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外,每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置,一般为接近一条直线。8观测过程中为保证水准尺的稳定性,选用2.5kg以上的尺垫,水准观测路线必须路面硬实,观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方,如果临时有震动,确认震动源造成的震动消失后,再激发测量键。

14、水准尺均借助尺撑整平扶直,确保水准尺垂直。9对于宽度较宽的河、湖水中的沉降测量,按照国家一、二等水准测量规GB/T12897-2006跨河水准测量要求进行观测。10数据处理时,闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算,主水准路线要进行严密平差,选用经鉴定合格的软件进行。二路基沉降变形观测1、路基沉降控制标准有砟轨道路基工后沉降量不应大于5cm,年沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。无砟轨道地段路基可压缩性地基均进行沉降分析。按照客运专线无砟轨道铁路设计指南4.1.4条：路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降,应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超

15、过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基,允许的最大工后沉降量为30mm,并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：式中：轨面圆顺的竖曲线半径m；设计最高速度km/h。2、一般规定1观测的目的是通过沉降观测,利用沉降观测资料分析、预测工后沉降,指导进行信息化施工,必要时提出加速路基沉降的措施,确定无砟轨道的铺设时间,评估路基工后沉降控制效果,确保无砟轨道结构的安全。2路基上无砟轨道铺设前,应对路基沉降变形作系统的评估,确认路基的工后沉降和沉降变形满足无砟轨道铺设要求。3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。观测数据不足以评估或工后沉降评估不

16、能满足设计要求时,应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。4评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问,要进行必要的检查。3、路基地段沉降观测技术要求1沉降观测容1路基面的沉降变形观测2路基基底沉降观测3过渡段沉降观测4路基稳定性观测4、地基土深层沉降监测1沉降观测断面和观测点的设置沉降观测装置应埋设稳定,观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。根据经验,埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。各部位观测点应设在同一横断面上,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。路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应

17、根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、堆载预压等具体情况,结合沉降预测方法和工期要求具体确定,同时还应根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。2观测元件的设置和埋设要求1沉降板由钢底板、金属测杆=40mm镀锌铁管及保护套=75mmPVC管组成。钢底板尺寸为50cm的正方形,后1cm。采用水平仪按照二级测量标准测量沉降板标高变化。沉降板位于路基中心,基底有垫层的直接铺设在垫层上；没有垫层处,先在埋设位置处铺设10cm的砂垫层凿平,埋设时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,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料

18、稳定保护套管,完成沉降板的埋设工作。沉降板示意图单位mm采用水平仪按照二级测量标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板金属测杆和保护套管,每次接长高度为1m为宜,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用接头连接,保护套管用为PVC管外接头连接。路基中心沉降板沉降量要求小于10mm/天。2边桩沿线路方向在两侧坡脚外2m、10m处设置边桩进行水平位移观测,边桩埋设位置应按照测量确定,边桩采用钢筋混凝土预制,采用C20混凝土,长度为1.5m,断面为圆形,其直径为0.2m,并在桩顶埋设20不锈钢棒,顶部磨圆并刻画十字线,底部焊接弯钩,钢棒浇注在混凝土里。

19、C20混凝土地面线20钢筋图4边桩大样图单位mm边桩埋置深度为地表以下1.4m,桩顶露出地面高度为0.1m,埋设方法采用开挖埋设,要求桩周围回填密实,桩周上部0.5m用混凝土浇注固定,确保边桩埋置固定。路基稳定与测量观测的控制标准为边桩水平位移小于5mm/天,竖向位移小于10mm/天。3剖面管剖面沉降管采用专用塑料硬管,其抗弯刚度应适应被测土体的竖向位移要求,导管十字导槽应顺直,管端接口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头导轮卡至于预埋剖面沉降管的十字导槽,从一端按一定间隔依次读数,起始端管口标高采用水平仪按二级测量标准进行测量,再通过数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量。埋设要点：剖面沉降

20、管埋设在基底碎石垫层中间的土工格栅上,复合地基平面应布置在观测断面附近加固孔之间中心处,埋设剖面沉降管的上下各垫10cm左右的砂垫层,中部填砂尽可能抬高,使剖面沉降管埋设呈向上拱的圆顺弧线状,但上拱高度不超过计算沉降量的一半。剖面沉降管埋设时,应按设计用螺钉进行组装,导管用外接头连接至大于埋设长度约2m两端各伸出1m左右,两端用管盖封住,并预先在导管穿一条镀锌钢丝绳作测试时来回牵引沉降仪用。剖面沉降管十字导槽方向应与地面垂直,两头应砌筑观测坑,以方便观测及对孔口进行长期保护,并做好坑及其周围的排水。待上部一层填料压实稳定后,连续监测数日,取稳定读数作为初始读数。5、监测断面布置形式1CFG桩处

21、理监测断面布置形式监测工作主要有：变形监测、位移监测等。监测项目包括：地基沉降、侧向位移等。CFG桩处理标准监测断面包括：3个沉降板、2个沉降桩、4个水平位移桩、剖面管1根,站场根据横断面宽度进行适当的调整。具体布置形式见下图示；2搅拌桩处理监测断面布置形式监测工作主要有：变形监测位移监测。监测项目包括：地基沉降、侧向位移等。搅拌桩处理标准监测断面包括：3个沉降板、2个沉降桩、4个水平位移桩剖面管1根,站场根据横断面宽度进行适当的调整。具体布置形式见下图示；6、断面观测的基本要求1沉降观测的组织及设备配备1成立沉降观测专题小组施工单位项目部根据线路长度、标段划分及观测工作量情况,成立若个专职观

22、测小组,每组最少配4人。2主要设备配备平面测量时采用徕卡全站仪或标称精度为22mm+2ppm的全站仪水准测量时采用中纬电子水准仪ZDL700或DSZ2型水准仪。2仪器设备及人员要求1地表水平位移桩边桩观测使用全站仪测量,采用坐标法进行距离测量。2沉降板观测应采用中纬电子水准仪ZDL700或DSZ2型水准仪。中纬电子水准仪ZDL700作为二等水准测量用,主要用于水准基点高程测量和填筑过程观测沉降使用,DSZ2水准仪主要在填筑过程观测沉降使用。观测精度应小于1mm。水准尺采用整3米红、黑面标尺,尺子牢固无损,尺底板不松动,尺的中线与尺底垂直、尺面垂直,测量时尺底采用尺垫。3作业人员必须接受专业学习

23、及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论,能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能分析原因并正确运用误差理论进行平差计算,按时、快速、精确地完成每次观测任务。3沉降观测自始至终要遵循五定原则五定即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物的沉降观测点点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致稳定；观测路线、镜位、程序和方法要固定。五定措施在客观上尽量减少观测误差的不定性,使所测的结果具有统一的趋向性,保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致,使所观测的沉降量更真实。4施测要求仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉

24、、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正,必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3-6个月后重新对所用仪器、设备进行检校。在观测过程中,操作人员要相互配合,工作协调一致,认真仔细,做到步步有校核。5沉降观测成果整理及计算要求原始数据要真实可靠,记录计算要符合施工测量规的要求,按照依据正确、严谨有序、步步校核、结果有效的原则进行成果整理及计算。7、执行标准1测站设置测站视线长度,前后视距差,视线高度按下表执行；等级仪器种类视线长度前后视距差任一测站上前后视距差累积视线高度下丝读数二等ZDL70050m1m3m0.3m注：下丝为近地面的视距丝。2测站观测限差测站观测限差应不超过下表的规定

25、等级上下丝读数平均值与中丝读数的差基辅分划计数的差基辅分划所测高差的差检测间歇点高差的差0.5cm刻划标尺1cm刻划标尺一等1.53.00.30.40.7二等1.53.00.40.61.0使用双摆位自动安平水准仪观测时,不计算基辅分划读数差。1测站观测误差超限,在本站发现后可立既重测,若迁站后才检查发现,则应从水准点或间歇点须经检测符合限差起始,重新观测。往返测高差不符值、环闭合差和检测高差较差的限差应不超过下表。等级测段、区段、路线往返测高差不符值附合路线闭合差环闭合差检测已测测段高差之差一等/二等注：K测段、区段或路线长度,kmL附合路线长度,kmF环线长度,kmR检测测段长度,km2检测

26、已测测段高差之差的限差,对单程检测或往返检测均适用,检测测段长度小于1km时,按1km计算。3水准环线由不同等级路线构成时,环线闭合差限差,应按各等级路线长度及其限差分别计算,然后取其平方和的平方根为限差。4当连续若干测段的往返测高差不符值保持同一符号,且大于限值的20%时,则在以后各测段的观测中,除酌量缩短视线外,还须加强仪器隔热和防止尺桩位移的措施。8、成果的重测和取舍1测段往返测高差不符值超限,应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测,并按下列取舍。1若重测的高差与同方向原测高差的不符值超过往返测高差不符值的限差,但与另一单程高差的不符值不超出限差,则取用重测结果。2若同方向两高差不

27、符值未超出限差,且其中数与另一单程高差的不符值亦不超出限差,则取同方向中数作该单程的高差；3若超限测经过两次或多次重测后,出现同向观测结果靠近而异向观测结果不符值超限的分群现象时,如果同方向高差不符值小于限差之半,则取原则的往返高差中数作往测结果,取重测的往返高差中数作为返测结果。9、观测频率根据设计及相关资料要求,软基地段沉降桩及位移桩在施工期间每填一层进行一次观测非软基地段每公里设置一处沉降桩及位移桩在施工期间每填3层进行一次观测,在沉降量突变的情况下,每天观测23次。当填筑间隔时间较长时,每3天至少观测一次。路堤经过分层填筑达到预压高程后,在预压期的前13个月,每周观测一次；13个月二周

28、观测一次；半年后一个月观测一次,一直观测至预压期末。预压期后每三个月观测一次直至移交,当沉降速率变化大时,增加观测频率。具体观测频次见下表。观测后及时整理绘制填土高-时间-沉降量关系曲线图。观测频次表观测阶段观测频次填筑一般1次/天每天填筑量超过3层1次/每填筑3层沉降量突变23次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天路基填筑完成后第1个月1次/周第2、3个月1次/2周3个月以后1次/月铺轨以后第1个月1次/2周第2、3个月1次/月3个月以后1次/3月10、统计、汇总将各次观测记录整理检查无误后,进行平差计算,求出各次每个观测点的高程值,从而确定出沉降量。1根据各观测周期平差计算的沉降量,列统计表

29、,进行汇总。2绘制填土高-时间-沉降关系曲线图。11、观测中的注意事项严格按测量规的要求施测；前后视观测最好用同一水平尺；各次观测必须按照固定的观测路线进行；观测时要避免直射,且各观测环境基本一致；成像清晰、稳定时再读数；随时观测,随时检核计算,观测时要一气呵成；在雨季前后要联测,检查水准点的标高是否有变动。当路基中心地面沉降速率每昼夜大于10mm,或坡脚水平位移速率每昼夜大于5mm时,应停止施工,会同有关部门采取应急措施,待观测恢复到限值以再进行填筑。12、测点保护工作基准点、基点、地表沉降板、位移观测桩、路肩观测桩在观测期中均须采取有效措施加以保护或专人看管。沉降板观测杆易受自卸车、压路机、推土机的碰撞、挤压和人为损坏,除采取有力保护措施外,还应在标杆上竖立醒目警示标志。观测点若遭受碰损,应立即恢复并复测。五、监测数据分析现场监测需要收集大量的数据,对这些数据的分析和处理是监测工作的重要容,通过数据可以起到一下效果：1、利用现场监测数据,判断路基的稳定,控制沉降速率,及时调整施工速度,确保施工安全；2、确认处理效果,在监测数据上可以反分析土工参数和预测工后沉降；3、对比地基处理前后的土层强度、荷载分布、位移变化、应力变化等路基稳定和沉降影响因素,为进一步理论研究打下基础。- 20 - / 20