路基沉降变形观测实施方案

新建铁路

武汉至广州客运专线

乌龙泉至花都段

XXTJIV标

 

 

 

路基沉降变形观测实施方案

 

 

 

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二00七年三月

 

路基沉降变形观测实施方案

客运专线无碴轨道对路基工程的工后沉降要求严、标准高，设计中对土质路基进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施。而影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度不足以控制无碴轨道工后沉降。施工期必须按设计要求进行系统的沉降变形动态观测。通过对沉降观测数据系统综合分析评估，验证或调整设计措施，使路基工程达到规定的变形控制要求。分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开始铺设时间，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。为统一武广客运专线沉降变形观测系统的技术要求，保证沉降变形系统的质量，依据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估指南》、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）、《武广铁路客运专线沉降变形观测系统实施细则》等标准制定本方案。

1沉降变形观测范围、内容

根据不同的路基高度及不同的地基条件，主要内容有：

1.1  路基面的沉降变形观测

1.2  路基基底沉降观测

1.3  路堤本体的沉降观测

1.4  过渡段：路桥、路遂、路涵、堤堑过渡段沉降观测

2  路基沉降变形观测

2.1  断面及点的设置原则

2.1.1  路基沉降观测以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降变形观测断面根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置满足设计要求，同时还需对施工掌握的地质、变形等情况调整或增设。

2.1.2  观测点设在同一个横断面上，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。

2.1.3  路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m；地形、地质条件变化较大地段适当加密观测断面。

2.1.4  一般路基填筑至路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤填筑至基床底层表面后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降观测，时间不少于6个月。根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。同时做为竣工验收时控制沉降量的依据。

2.1.5  测点及观测元器件的埋设位置符合设计要求，且标设准确、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。

2.2  观测断面及点的设置、元件布设

观测断面的设置及观测断面的观测内容、元件的布设根据地形、地质条件、地基压缩曾厚度、路堤高度、地基处理方法、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。

2.2.1  路堤填高<3m，且地基压缩层厚<5m地段

序号	观测内容	观测元件	观测点数量	断面间距	附注
1	路基面沉降观测	观测桩	3个/断面	50m	地势平坦、地基条件良好地段可100m
2	基底沉降观测	沉降板	1个/断面	200m	根据工点工期等具体情况适当增设

2.2.2  路堤下地基压缩层厚≥5m地段及路基填高≥3.0、地基压缩层厚<5m地段。

顺号	观测内容	观测元件	观测点数量	断面间距	附注
1	路基面沉降观测	观测桩	3个/断面	50m	地势平坦、地基条件良好地段或高度小于5m路堤地段可100m
2	路堤基底沉降观测	沉降板	1-2个/断面	50~100m	地基面横坡大于1：5时，每个断面埋设2个
3	路堤基底全断面沉降观测	剖面沉降管	1个/断面		一般地段和各类过渡段路基25%的剖面埋设剖面沉降观测管作校核剖面，校核剖面基底同时布置沉降板与剖面沉降管。
4	改良土填土沉降观测	单点沉降计	1个/断面	200m	根据改良土工点、土质等具体情况，且改良土路堤填高大于5m时适当增设。

2.2.3  路堤加载预压地段

路堤加堆载预压地段按上述表2.2.2项布设断面及点，其中路基面沉降观测在路提填筑到基床底层表面后，在基床底层表面两侧设观测桩，在路基面中间设沉降板后，加载预压进行沉降观测。待预压卸除基床表层填筑后，在路基面两侧及线路中心设置沉降观测桩。

2.2.4  土质路堑地段

土质路堑（含基岩全风化层）一般地段只设路基面沉降观测桩2~3个/断面，断面间距50m，地势平坦、地基条件良好地段间距100m；当地基地层为红黏土、膨胀土时，同时在换填底面埋设单点沉降计观测地基沉降或隆起情况。观测元件的选取、埋设

2.3.1      观测元件的选取

应满足工后沉降的评估需要以及精度要求。路基面采用观测桩观测，地基面采用沉降板、剖面沉降管和电测元件相结合进行观测。

对于剖面沉降管、单点沉降计等电测元件及检测仪器的选配，应选用高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好的仪器；仪器企业厂家应具备有相应的生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件，并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。

2.3.2  观测元件的埋设

观测元件除沉降观测桩外，均在地基加固完成后路堤填筑施工前埋设。

2.3.2.1 沉降观测桩（点）：在一般路基填筑至基床表层顶面，加载预压路堤填筑到基床底层顶面后，埋设沉降观测桩（点），路基面两侧观测桩一般设在距左右线路中心3.2m处。埋设规格见下图。观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理。

 

 

路基面沉降观测点设置参考图（单位：mm）

 

     2.3.2.2 沉降板：由钢底板、金属测杆（φ40㎜厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ75㎜、壁厚不小于4㎜的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50㎝×50㎝，厚1㎝；具体按武广客专路基大样图集中的图样焊接组装。采用水准仪按国家一等精密水准测量方法测量沉降板标高变化。

     沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10㎝，采用中粗砂回填密实，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稳定保护套管，完成沉降板的埋设工作。采用水准仪按国家一等精密水准测量方法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测杆和保护套管，每次接长高度以1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。

     2.3.2.3 单点沉降计：单点沉降计是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器，由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。采用钻孔引孔埋设，钻孔孔径φ108或φ127，钻孔垂直，孔深应达到硬质稳定层（最好为基岩），孔口应平整密实。观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填基底面，表面应平整密实；观测路基本体变形按设计断面图埋设。

    2.3.2.4 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，管端接口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降管槽内，按一定间距依次读数，起始端管口标高采用水平仪按国家一等精密水准测量方法进行测量，再通过数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量。

     剖面沉降管在褥垫层顶面开槽埋设，槽底中粗砂找平，表面回填5cm中粗砂并与褥垫层相平，两端部应进行有效保护。

    2.3.3  每个工点观测断面及观测点的数量，埋设观测元件的种类、数量，根据设计要求和2.1、2.2条中原则由设计、施工、监理方在现场核查确定。并填写《工点沉降观测断面、点布置表》，见沉降观测-01表。

2.4  沉降变形的水准测量精度为1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降管的测量精度为8mm／30m；单点沉降计观测精度为测量值的1%，灵敏度为0.01mm。

2.5  路基沉降观测的频次不低于表2.5的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

                  表2.5    路基沉降观测频次

观测阶段	观测频次
填筑或堆载	一般	一次/天
	沉降量突变	2~3次/天
	两次填筑间隔时间较长	一次/3天
堆载预压或 路基施工完毕	第1个月	一次/周
	第2、3个月	一次/10天
	3个月以后	一次/2周
	6个月以后	一次/月
无碴轨道铺设 后	第1个月	一次/2周
	第2、3个月	一次/月
	3~12个月	一次/3月

3  过渡段沉降观测

3.1  过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，沉降观测期与路基相同，不少于6个月。

3.2  分别在路桥、路涵、路隧过渡段的结构物起点、距结构物起点5~10m处、15~25m处、50m处各设一个观测断面，沿涵洞轴线设路基面观测断面，每个观测断面设3个观测桩。

3.3  路堤和路堑过渡段在分界处设路基面观测断面，每个观测断面设3个观测桩。

3.4  沉降观测水准的测量精度不低于1mm，读数取位至0.1mm。

3.5  沉降观测的频次不低于表2.5的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

4  沉降变形测量

4.1  一般要求

4.1.1  沉降变形观测根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求，沉降变形观测网按三等变形测量等级技术要求建立，沉降变形观测点的水准测量采用二等变形观测测量技术要求。

4.1.2  建立沉降变形观测网，布设水准基点和工作基点。高程采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。全线二等水准测量贯通后，将沉降变形观测网与二等水准点联测，统一规划为二等水准基点上。

4.1.3  所使用的仪器和设备应进行定期检查并作出详细记录；每次测量采用同一仪器，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。

4.1.4  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。

4.1.5  参与观测的人员必须经过培训才能上岗。

沉降观测人员配置

序号	姓名	性别	年龄	文化程度	职称	职责
1
2
3
4

4.2  观测水准基点、工作基点的布设

4.2.1  观测水准基点的布设

我队管段范围内的水准基点采用设计院提供的12个Ⅱ等水准点（设计院提供的应急高程控制网中BSⅡ-504～BSⅡ-515）。

4.2.2  工作基点的布设

为满足沉降变形观测精度要求，按照两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。工作基点采用设计院提供的Ⅱ等网及在其基础上加密的14个水准点（SJTK13～SJTK26）。

4.2.3  观测网中，对工作基点定期与水准基点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时，随时进行复测校核。

4.3  沉降变形观测主要技术要求

4.3.1  沉降变形观测网主要技术要求

沉降变形观测网的主要技术要求

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、附合或环线闭合差（mm）	监测已测高差较差（mm）	使用仪器、观测方法的要求
三等	1.0	0.3	≤0.6√n	≤0.8√n	DS05或DS1型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测

4.3.2  沉降变形观测点的精度要求和观测方法

         沉降变形观测点的精度要求和观测方法

等级	高程中的误差 （mm）	相邻点高差中误差（mm）	观测方法	往返较差、符合或环线闭合差（mm）
二等	±0.5	±0.3	按国家一等精密水准测量	≤0.3√n

4.3.3  一、二等水准测量仪器及主要技术要求

等级	仪器	视线长度（m）	前后视距差（m）	在任一测点上前后视距差累计（m）	视线高度（下丝读数）（m）
一等	DSZ05、DS05	≤30	≤0.5	≤1.5	≥0.5
二等	DS1、DS05	DS1≤50，DS05≤60	≤1.0	≤3.0	≤3.0

4.4  测量观测资料整理及提交资料

4.4.1  一般要求

4.4.1.1  观测资料应齐全、详细、规范符合设计及细则要求。

4.4.1.2  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；自动采集测试数据应及时在计算机内备份。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。

4.4.1.3  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。

4.4.2  资料整理

4.4.2.1  沉降观测资料表

1）工点沉降观测断面、点布置表  沉降观测-01

2）沉降板观测资料汇总表  沉降观测-02

3）路基面沉降观测资料汇总表  沉降观测-03

4）单点沉降计测试资料汇总表  沉降观测-04

5）剖面沉降管测试资料汇总表  沉降观测-05

6）绘制路堤施工过程和完成后填土高—时间—沉降曲线

沉降观测-03附1

7）绘制路基面沉降时间—沉降曲线  沉降观测-03附2

注：对于预压地段，在路基沉降观测资料表的表头中可增加有关预压土情况（预压高度、预压时间等）。

4.4.2.2  观测点的平面、纵断面和横断面布置图及控制点与观测量。

4.4.2.3  标石、标志规格及埋设图

4.4.2.4  仪器检测及校正资料

    4.4.2.5  观测记录本（簿）

    4.4.2.6  平差计算、测量成果质量评定资料

    4.4.3  提交资料

    在路基面观测第三个月末、六个月末及无碴轨道铺设前以书面和电子文件将每个断面（点）的路基面、地基面沉降观测资料、沉降观测结果分析报送评估单位。

   在路基填筑过程中，对路基地基变形观测，每7天就将观测以数据库电子文件形式及时报给分析评估单位；路基填筑完毕，路基面观测桩开始监测后则每半个月将观测以数据库电子文件形式及时报给分析评估单位，以便进行工程中的沉降发展情况分析，并提出建议。