邊坡安全防護(hù)施工與位移沉降的變形觀測(cè)

1、邊坡安全防護(hù)施工與位移沉降的變形觀測(cè)摘 要：針對(duì)石龍水電站進(jìn)廠公路標(biāo)工程新增臨時(shí)邊坡安全防護(hù)工程中的草袋土排水溝工程和邊 坡安 全防護(hù)擋墻工程，存在位移與沉降的變形情況，采用水準(zhǔn)儀和全站儀配合專業(yè)變形觀測(cè)計(jì)算軟件進(jìn)行變形測(cè)量，并及時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了變形分析，積累變形測(cè)量資料，掌握下沉和變形的規(guī)律，為竣工驗(yàn)收和編寫竣工資料提供了可靠的變形資料。關(guān)鍵詞：草袋土排水溝；安全防護(hù)擋墻；沉降位移觀測(cè)；變形觀測(cè)；數(shù)據(jù)分析1 草袋土排水溝工程和邊坡安全防護(hù)擋墻工程的施工要點(diǎn)1.1 草袋土排水溝的簡(jiǎn)要施工工序草袋土排水溝的形式：底部寬度0.5m，下游深度0.5m，內(nèi)部坡度為1:1。采用人工就地挖土或石渣裝入塑

2、料袋中，人工砌筑，砌筑時(shí)要保證排水溝的工整性，并在砌體中埋設(shè)塑料布進(jìn)行防滲，塑料布埋入土中大于1m，排水溝縱向坡比2%4%。1.2 邊坡安全防護(hù)擋墻工程的簡(jiǎn)要施工工序1.2.1 根據(jù)設(shè)計(jì)方案計(jì)算擋墻位置，測(cè)量放線擋墻位置。按測(cè)量標(biāo)定摸板的位置，組裝鋼質(zhì)模板。調(diào)正檢查無誤后，固定牢固，確保砌體各部位尺寸滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。將預(yù)埋的塑料排水管安裝設(shè)計(jì)位置支護(hù)牢固，外露部分采用無紡布裹頭。1.2.2 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖紙及施工技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行施工，并按圖紙的要求每10m采用瀝青浸過的2cm木板設(shè)置一道伸縮縫。1.2.3 混凝土澆筑施工前，將基底清理干凈，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，混凝土開始攪拌澆筑。攪

3、拌時(shí)嚴(yán)格按c20混凝土配合比下料，澆筑過程中采用振搗器振搗。振搗均勻，防止混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響混凝土強(qiáng)度。 圖2 安全防護(hù)擋墻縱斷面圖 1.2.4 根據(jù)設(shè)計(jì)方案計(jì)算安裝160工字鋼和鋼板網(wǎng)制作的安全防護(hù)網(wǎng)安裝位置，測(cè)量放線工字鋼位置。檢查無誤后，打拉線固定。工字鋼網(wǎng)架高4.5m，埋深0.5m，橫檔間距1.5m，之間用同規(guī)格的工字鋼連接（焊接方式），縱檔間距2m，將鋼板網(wǎng)焊接在型鋼內(nèi)側(cè)。1.2.5 每段混凝土一次澆筑完成，保證安全防護(hù)網(wǎng)與混凝土擋墻整體穩(wěn)定性好，墻頂面抹平壓光。圖3 安全防護(hù)擋墻橫斷面圖 2 工程位移與沉降測(cè)量2.1 工程位移精密水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)2.1.1 精密水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)為了水

4、準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行相互校核，防止本身產(chǎn)生變化，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)盡量不少于3個(gè)，以組成水準(zhǔn)網(wǎng)。對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高程檢測(cè)，以保證沉降觀測(cè)成果的準(zhǔn)確性。在布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮下列因素：a .水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量與觀測(cè)點(diǎn)接近，其距離不應(yīng)超過100m，以保證觀測(cè)精度。b.水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在受振區(qū)域以外的安全地點(diǎn)，以防止受到振動(dòng)的影響。c.水準(zhǔn)點(diǎn)避免埋設(shè)在低洼易積水處及松軟土地帶。d.為防止水準(zhǔn)點(diǎn)受到凍脹的影響，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)深度至少要在冰凍線下0.5m。2.1.2 水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)要求，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體條件、沉降觀測(cè)在時(shí)間上的要求等決定。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，水準(zhǔn)點(diǎn)可埋在基巖內(nèi)，或深埋于原狀土內(nèi)。石龍水電站進(jìn)廠公路標(biāo)工程

5、的沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)采用的是混凝土結(jié)構(gòu)標(biāo)石，此種水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的柱石和地盤全部用混凝土灌注，標(biāo)志使用鋼質(zhì)鍍鋅以防銹蝕，在頂面上或柱上標(biāo)明等級(jí)、點(diǎn)號(hào)。石龍水電站位于白山地區(qū)撫松縣境內(nèi)，所在地區(qū)內(nèi)年平均氣溫4.3，極端最低氣溫-37.7，極端最高溫度34.9，多年平均年降水量700mm800mm，本區(qū)最大凍結(jié)深度為1.40m。根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)要求，水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在地下1.5m。2.1.3 水準(zhǔn)點(diǎn)高程的測(cè)定沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)高程應(yīng)根據(jù)永久水準(zhǔn)基點(diǎn)引測(cè)，采用等水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定。往返誤差不應(yīng)該超過1 mm（n為測(cè)站數(shù)）或4 mm（l為水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度）。石龍水電站進(jìn)廠公路標(biāo)工程的沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)自石龍水電站工程設(shè)計(jì)單位測(cè)

6、設(shè)的水準(zhǔn)網(wǎng)提供的水準(zhǔn)基點(diǎn)，采用等水準(zhǔn)往返測(cè)量，多次校正后制作的混凝土結(jié)構(gòu)水準(zhǔn)標(biāo)石。2.2 工程位移觀測(cè)點(diǎn)的布置和要求觀測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)量，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)的構(gòu)造，荷重以及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的情況而定。高層建筑物應(yīng)沿其周圍每隔1530m設(shè)一點(diǎn)，由沉降縫的結(jié)構(gòu)物應(yīng)在沉降縫兩側(cè)設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)的密度視結(jié)構(gòu)物質(zhì)重量及地基土質(zhì)情況而定?；A(chǔ)的對(duì)稱軸線上一般應(yīng)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)?？傊?，觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在能夠表示出沉降特征的地點(diǎn)。2.2.1 觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)合理，就可以全面地測(cè)量沉降情況。 對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的要求有以下幾點(diǎn)：a.觀測(cè)點(diǎn)本身應(yīng)牢固穩(wěn)靠，確保點(diǎn)位安全，能長(zhǎng)期保存。b.觀測(cè)點(diǎn)的上部必須為突出的半環(huán)形狀或有明顯的突出之處，與沉降物保

7、持一定距離。c.要保證在觀測(cè)點(diǎn)上能垂直置放標(biāo)尺和良好的通視條件。2.2.2 觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置方法應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)和施工條件來確定或設(shè)計(jì)。在埋設(shè)基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.鉚釘或鋼筋埋在混凝土中露出的部分，不宜過高或過低，高了容易被碰斜撞彎；低了不容易尋找，而且水準(zhǔn)尺放在水準(zhǔn)點(diǎn)上時(shí)會(huì)與混凝土面接觸，影響觀測(cè)精度。b.觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)垂直埋設(shè)，與基礎(chǔ)邊緣間距不小于50mm，埋設(shè)后將四周混凝土壓實(shí)，待混凝土凝固后進(jìn)行編號(hào)。c.埋設(shè)點(diǎn)應(yīng)在基礎(chǔ)混凝土將要達(dá)到標(biāo)高時(shí)進(jìn)行。草袋土排水溝工程的沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在溝兩側(cè)，采用均勻布設(shè)的方式，每隔20m布設(shè)一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，型式為混凝土標(biāo)石，長(zhǎng)10

8、0mm、寬100mm，高600mm，中間嵌以角鋼，角鋼棱角向上，并一端露出50mm。觀測(cè)其變形情況。邊坡安全防護(hù)擋墻工程的沉降與位移觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在外實(shí)體，利用直徑20mm的鋼筋，一端彎成90角，一端制成燕尾式埋入砌體中，兩側(cè)設(shè)置，每隔10m設(shè)置一個(gè)，共設(shè)置10個(gè)。兩工程每5天觀測(cè)一次，做好記錄，并及時(shí)進(jìn)行變形數(shù)據(jù)分析，將每次觀測(cè)成果定期報(bào)告給建設(shè)單位和監(jiān)理單位，以便設(shè)計(jì)單位是否對(duì)邊坡采取永久防護(hù)提供可靠資料。2.3 位移與沉降測(cè)量方法2.3.1 位移與沉降觀測(cè)的方法和一般規(guī)定2.3.1.1 位移與沉降觀測(cè)的時(shí)間和次數(shù)觀測(cè)的時(shí)間和次數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、工程進(jìn)度、地基土質(zhì)情況和基礎(chǔ)荷重增加情況等決定

9、。a.在施工期間的觀測(cè)情況較大荷重增加前后（如基礎(chǔ)澆灌、回填土）；施工中途停工時(shí)間較長(zhǎng)，在停工時(shí)和復(fù)工前；基礎(chǔ)附近地面荷重突然增加，周圍大量積水及暴雨后，或周圍大量挖方等；草袋土排水溝工程存在土石方開挖和回填，安全防護(hù)擋墻工程存在土石方開挖、混凝土澆筑及工字鋼和安全防護(hù)網(wǎng)（鋼板網(wǎng)）的安裝和焊接等，均應(yīng)進(jìn)行沉降和位移觀測(cè)。b.工程完工后的位移與沉降觀測(cè)時(shí)間工程投入使用后，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間的間隔，可按沉降量大小及速度而定，在開始時(shí)間間隔短一些，以后隨著沉降速度的減慢，可以逐漸延長(zhǎng)，直到沉降穩(wěn)定為止。松江河梯級(jí)電站雙溝水電站大壩就是存在施工中與竣工后連續(xù)變形測(cè)量，在壩體分層埋設(shè)沉降觀測(cè)儀器，

10、及時(shí)采集有效的變形數(shù)據(jù)，對(duì)大壩的變形作動(dòng)態(tài)的分析。2.3.1.2 位移與沉降觀測(cè)工作的要求位移與沉降觀測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工作，為了保證觀測(cè)成果的正確性，應(yīng)盡可能做到：固定人員觀測(cè)和整理成果；固定使用的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；使用固定的水準(zhǔn)點(diǎn)；按規(guī)定的日期、方法和路線進(jìn)行觀測(cè)。2.3.1.3 對(duì)使用儀器的要求對(duì)于一般精度要求的位移和沉降觀測(cè)，要求一起的放大鏡的放大率不小于24倍，氣泡靈敏度不得大于15/2mm?？梢圆捎眠m合四等水準(zhǔn)測(cè)量的水準(zhǔn)儀。2.3.1.4 確定位移與沉降觀測(cè)的路線并繪制觀測(cè)路線圖在進(jìn)行位移與沉降觀測(cè)時(shí)，因施工的影響，造成通視困難。因此對(duì)觀測(cè)點(diǎn)較多的工程結(jié)構(gòu)物進(jìn)行位移與沉降觀測(cè)前，應(yīng)到

11、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃，確安置儀器位置，選定若干穩(wěn)定的沉降觀測(cè)點(diǎn)或其他固定點(diǎn)作為臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)），并與永久水準(zhǔn)點(diǎn)組成環(huán)路。最后，根據(jù)選定的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置儀器位置和觀測(cè)線路，繪制沉降觀測(cè)線路，以后每次都按固定的路線觀測(cè)。采用此方法進(jìn)行沉降測(cè)量，不僅避免了尋找設(shè)置儀器位置的麻煩，加快施工進(jìn)度；而且由于路線固定，比任意選擇線路可以提高沉降測(cè)量精度。但應(yīng)注意必須在測(cè)定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)高程的同一天內(nèi)同時(shí)觀測(cè)其他沉降點(diǎn)。 圖4排水溝沉降觀測(cè)路線 圖5擋墻沉降觀測(cè)路線2.3.1.5 位移與沉降觀測(cè)點(diǎn)的首次高程測(cè)定沉降觀測(cè)點(diǎn)的首次測(cè)定高程值是以后各次觀測(cè)用以進(jìn)行比較的根據(jù)，如初次精度不夠或存在錯(cuò)誤，不僅無法補(bǔ)測(cè)，而且會(huì)造

12、成沉降工作中的矛盾現(xiàn)象，最好使用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)定，而且每個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期進(jìn)行兩次觀測(cè)后確定。2.3.1.6 作業(yè)中遵守的規(guī)定a.觀測(cè)應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，不能在陰天、有雨或者溫度太高時(shí)進(jìn)行。b.儀器離前、后水準(zhǔn)尺的距離一般不應(yīng)超過50m，以后視距盡量相等。c.前、后視最好使用同一根水準(zhǔn)尺。d.前視個(gè)點(diǎn)觀測(cè)完畢后，應(yīng)回視后視點(diǎn)，最后閉合于水準(zhǔn)點(diǎn)上。2.3.2 沉降觀測(cè)的精度及成果整理沉降觀測(cè)的精度一般符合以下規(guī)定： a.高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及地基土質(zhì)不均勻的重要工程，沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)高差測(cè)定的容差為1mm（即儀器在每一測(cè)站觀測(cè)完前視各點(diǎn)以后，再回視后視點(diǎn)，兩次讀數(shù)之差

13、不得超過1mm）。 b. 一般基礎(chǔ)和工程，沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)高差測(cè)定的容差2mm。 c. 每次觀測(cè)結(jié)束后，要檢查記錄計(jì)算是否正確，精度是否合格，并且進(jìn)行誤差分配，然后將觀測(cè)高程列入沉降觀測(cè)成果表中，計(jì)算相鄰兩次觀測(cè)之間的沉降量，并注明觀測(cè)日期和荷重情況。為了更情況地表示沉降、時(shí)間、荷重之間的相互關(guān)系，還要畫出每一觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間與沉降量的關(guān)系曲線與荷重的關(guān)系曲線，如圖6。 圖6 沉降曲線 時(shí)間與沉降量的關(guān)系線已沉降量s為縱軸，時(shí)間t為橫軸，根據(jù)每次觀測(cè)日期和每次的荷載重量畫出各點(diǎn)，然后將各點(diǎn)連接起來。時(shí)間與荷重的關(guān)系曲線以荷載的重量p為縱軸，時(shí)間t為橫軸，根據(jù)每次觀測(cè)日期和每次的荷載重量畫出各

14、點(diǎn)，然后將各點(diǎn)連接起來。兩種關(guān)系曲線合畫在同一圖上，以便能更清楚的表明每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)，所受到的荷重及沉降量。2.3.3 沉降觀測(cè)中常遇到的問題及其處理方法在沉降觀測(cè)工作中常遇到一些矛盾現(xiàn)象，并從沉降與時(shí)間關(guān)系曲線上表現(xiàn)出來。對(duì)于這矛盾現(xiàn)象，并從沉降與時(shí)間關(guān)系曲線上表現(xiàn)出來。對(duì)于這矛盾現(xiàn)象，必須分析產(chǎn)生的原因，予以合理的處理。常見的幾種現(xiàn)象如下： 曲線在首次觀測(cè)后即發(fā)現(xiàn)回升現(xiàn)象在第二次觀測(cè)時(shí)即發(fā)現(xiàn)曲線上升，至第三次后，曲線又逐漸下降。發(fā)生此種現(xiàn)象，一般都是由于初測(cè)精度不高，而使觀測(cè)成果存在較大的誤差引起的。在處理此種情況時(shí)，如曲線回升超過5mm，應(yīng)將第一次觀測(cè)成果作廢，而采取第二次觀測(cè)成

15、果作為初測(cè)成果；如曲線回升在5mm之內(nèi)，則可調(diào)整初測(cè)標(biāo)高與第二次觀測(cè)標(biāo)高一致。 曲線在中間某點(diǎn)突然上升發(fā)生此種現(xiàn)象的原因，多半是因?yàn)樗疁?zhǔn)點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)被碰動(dòng)所致；而且只有當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)被碰動(dòng)后低于被碰前的標(biāo)高及觀測(cè)點(diǎn)被碰后高于被碰前標(biāo)高時(shí)，此會(huì)出現(xiàn)回升現(xiàn)象。水準(zhǔn)點(diǎn)被碰后，可改用其它水準(zhǔn)點(diǎn)來繼續(xù)觀測(cè)；觀測(cè)點(diǎn)被應(yīng)重新埋設(shè)；如標(biāo)高改變，必須進(jìn)行合理的處理，方法是：選擇結(jié)構(gòu)、荷重及地質(zhì)等條件都相同的鄰近另一觀測(cè)點(diǎn)，取該點(diǎn)在同一時(shí)期內(nèi)沉降量作為被觀測(cè)點(diǎn)的沉降量，可得到比較接近實(shí)際情況的結(jié)果。 曲線自某點(diǎn)起漸漸回升產(chǎn)生此種現(xiàn)象一般是由于水準(zhǔn)點(diǎn)下沉所致。水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)逐漸下沉的，而且沉降量小，但工程初期沉降量較大，即當(dāng)工程

16、沉降量大于水準(zhǔn)點(diǎn)沉降量時(shí)，曲線不發(fā)生回升。到工程沉降逐漸穩(wěn)定，曲線就會(huì)發(fā)生回升。因此在選擇或埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證其穩(wěn)定性，若已知水準(zhǔn)點(diǎn)下沉使曲線回升，則應(yīng)測(cè)出水準(zhǔn)點(diǎn)的下沉量，以便修正觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高。 曲線的波浪起伏現(xiàn)象曲線在后期呈現(xiàn)波浪起伏現(xiàn)象，此種現(xiàn)象在沉降觀測(cè)中最常遇到。其原因并非工程沉降所致，而是測(cè)量誤差引起的。曲線在前期起伏之所以不突出，是因?yàn)槌两盗看笥谡`差量；但到后期，由于工程下沉很小已基本接近穩(wěn)定，因此在曲線上就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差比較突出的現(xiàn)象。 曲線中斷現(xiàn)象由于沉降觀測(cè)點(diǎn)開始時(shí)埋設(shè)在柱基礎(chǔ)面上進(jìn)行觀測(cè)，在預(yù)制柱的基礎(chǔ)二次灌漿時(shí)沒有埋設(shè)新點(diǎn)并進(jìn)行觀測(cè)；或由于觀測(cè)點(diǎn)被碰毀，后來設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)絕對(duì)標(biāo)高不一致，而使曲線中斷。為了將中斷曲線連接起來，可按照處理曲線在中間某點(diǎn)突然回升現(xiàn)象的辦法，算出作觀測(cè)期間的沉降量，并將新設(shè)置的沉降點(diǎn)不計(jì)其絕對(duì)標(biāo)高，而取其沉降量，一并加在舊沉降點(diǎn)的累計(jì)沉降量中去。圖7 沉降曲線中斷示意圖3 結(jié)語(yǔ)通過對(duì)草袋土排水溝和擋墻的施工作簡(jiǎn)單介紹，結(jié)合工程的沉降位移情況，對(duì)位移與沉降測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)、觀測(cè)布點(diǎn)埋設(shè)、觀測(cè)精度要求、觀測(cè)中遇到的問題和處理方案進(jìn)行整理總結(jié)；內(nèi)業(yè)處理使用沉降觀測(cè)軟件v1.2，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，并把分析后的處理數(shù)據(jù)畫成沉降曲線，及時(shí)對(duì)草袋土排水溝和混凝土安全擋墻的變形是否符合沉降規(guī)律，是否在規(guī)范規(guī)定的范圍