邊坡安全防護施工與位移沉降的變形觀測

1、邊坡安全防護施工與位移沉降的變形觀測摘 要：針對石龍水電站進廠公路標工程新增臨時邊坡安全防護工程中的草袋土排水溝工程和邊 坡安 全防護擋墻工程，存在位移與沉降的變形情況，采用水準儀和全站儀配合專業(yè)變形觀測計算軟件進行變形測量，并及時對測量數(shù)據(jù)進行了變形分析，積累變形測量資料，掌握下沉和變形的規(guī)律，為竣工驗收和編寫竣工資料提供了可靠的變形資料。關鍵詞：草袋土排水溝；安全防護擋墻；沉降位移觀測；變形觀測；數(shù)據(jù)分析1 草袋土排水溝工程和邊坡安全防護擋墻工程的施工要點1.1 草袋土排水溝的簡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，砌筑時要保證排水溝的工整性，并在砌體中埋設塑料布進行防滲，塑料布埋入土中大于1m，排水溝縱向坡比2%4%。1.2 邊坡安全防護擋墻工程的簡要施工工序1.2.1 根據(jù)設計方案計算擋墻位置，測量放線擋墻位置。按測量標定摸板的位置，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計圖紙要求。將預埋的塑料排水管安裝設計位置支護牢固，外露部分采用無紡布裹頭。1.2.2 嚴格按照設計施工圖紙及施工技術規(guī)范的要求進行施工，并按圖紙的要求每10m采用瀝青浸過的2cm木板設置一道伸縮縫。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、拌時嚴格按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，影響混凝土強度。 圖2 安全防護擋墻縱斷面圖 1.2.4 根據(jù)設計方案計算安裝160工字鋼和鋼板網(wǎng)制作的安全防護網(wǎng)安裝位置，測量放線工字鋼位置。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 安全防護擋墻橫斷面圖 2 工程位移與沉降測量2.1 工程位移精密水準點的測設2.1.1 精密水準點的布設為了水

4、準點進行相互校核，防止本身產(chǎn)生變化，水準點的數(shù)目應盡量不少于3個，以組成水準網(wǎng)。對水準點進行高程檢測，以保證沉降觀測成果的準確性。在布設水準點時應考慮下列因素：a .水準點應盡量與觀測點接近，其距離不應超過100m，以保證觀測精度。b.水準點應布設在受振區(qū)域以外的安全地點，以防止受到振動的影響。c.水準點避免埋設在低洼易積水處及松軟土地帶。d.為防止水準點受到凍脹的影響，水準點的埋設深度至少要在冰凍線下0.5m。2.1.2 水準點的埋設沉降觀測水準點的埋設要求，應根據(jù)現(xiàn)場的具體條件、沉降觀測在時間上的要求等決定。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，水準點可埋在基巖內(nèi)，或深埋于原狀土內(nèi)。石龍水電站進廠公路標工程

5、的沉降觀測水準點采用的是混凝土結(jié)構標石，此種水準點標石的柱石和地盤全部用混凝土灌注，標志使用鋼質(zhì)鍍鋅以防銹蝕，在頂面上或柱上標明等級、點號。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)水準點埋設要求，水準點埋設在地下1.5m。2.1.3 水準點高程的測定沉降觀測水準點高程應根據(jù)永久水準基點引測，采用等水準測量的方法測定。往返誤差不應該超過±1 mm（n為測站數(shù)）或±4 mm（l為水準路線長度）。石龍水電站進廠公路標工程的沉降觀測水準點引測自

6、石龍水電站工程設計單位測設的水準網(wǎng)提供的水準基點，采用等水準往返測量，多次校正后制作的混凝土結(jié)構水準標石。2.2 工程位移觀測點的布置和要求觀測點的位置和數(shù)量，應根據(jù)基礎的構造，荷重以及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的情況而定。高層建筑物應沿其周圍每隔1530m設一點，由沉降縫的結(jié)構物應在沉降縫兩側(cè)設觀測點。觀測點的密度視結(jié)構物質(zhì)重量及地基土質(zhì)情況而定。基礎的對稱軸線上一般應布設觀測點?？傊?，觀測點應設置在能夠表示出沉降特征的地點。2.2.1 觀測點布設合理，就可以全面地測量沉降情況。 對觀測點的要求有以下幾點：a.觀測點本身應牢固穩(wěn)靠，確保點位安全，能長期保存。b.觀測點的上部必須為突出的半環(huán)形狀或有明

7、顯的突出之處，與沉降物保持一定距離。c.要保證在觀測點上能垂直置放標尺和良好的通視條件。2.2.2 觀測點的埋設沉降觀測點的設置方法應根據(jù)工程性質(zhì)和施工條件來確定或設計。在埋設基礎觀測點時應注意以下幾點：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，而且水準尺放在水準點上時會與混凝土面接觸，影響觀測精度。b.觀測點應垂直埋設，與基礎邊緣間距不小于50mm，埋設后將四周混凝土壓實，待混凝土凝固后進行編號。c.埋設點應在基礎混凝土將要達到標高時進行。草袋土排水溝工程的沉降觀測點布設在溝兩側(cè)，采用均勻布設的方式，每隔20m布設一個觀測點，共布設6個觀測點，

8、型式為混凝土標石，長100mm、寬100mm，高600mm，中間嵌以角鋼，角鋼棱角向上，并一端露出50mm。觀測其變形情況。邊坡安全防護擋墻工程的沉降與位移觀測點設置在外實體，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)設置，每隔10m設置一個，共設置10個。兩工程每5天觀測一次，做好記錄，并及時進行變形數(shù)據(jù)分析，將每次觀測成果定期報告給建設單位和監(jiān)理單位，以便設計單位是否對邊坡采取永久防護提供可靠資料。2.3 位移與沉降測量方法2.3.1 位移與沉降觀測的方法和一般規(guī)定2.3.1.1 位移與沉降觀測的時間和次數(shù)觀測的時間和次數(shù)，應根據(jù)工程性質(zhì)、工程進度、

9、地基土質(zhì)情況和基礎荷重增加情況等決定。a.在施工期間的觀測情況較大荷重增加前后（如基礎澆灌、回填土）；施工中途停工時間較長，在停工時和復工前；基礎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網(wǎng)（鋼板網(wǎng)）的安裝和焊接等，均應進行沉降和位移觀測。b.工程完工后的位移與沉降觀測時間工程投入使用后，應連續(xù)進行觀測，觀測時間的間隔，可按沉降量大小及速度而定，在開始時間間隔短一些，以后隨著沉降速度的減慢，可以逐漸延長，直到沉降穩(wěn)定為止。松江河梯級電站雙溝水電站大壩就是存在施工中與竣工后連續(xù)變

10、形測量，在壩體分層埋設沉降觀測儀器，及時采集有效的變形數(shù)據(jù)，對大壩的變形作動態(tài)的分析。2.3.1.2 位移與沉降觀測工作的要求位移與沉降觀測是一項長期的系統(tǒng)工作，為了保證觀測成果的正確性，應盡可能做到：固定人員觀測和整理成果；固定使用的水準儀和水準尺；使用固定的水準點；按規(guī)定的日期、方法和路線進行觀測。2.3.1.3 對使用儀器的要求對于一般精度要求的位移和沉降觀測，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合四等水準測量的水準儀。2.3.1.4 確定位移與沉降觀測的路線并繪制觀測路線圖在進行位移與沉降觀測時，因施工的影響，造成通視困難。因此對觀測點較多的

11、工程結(jié)構物進行位移與沉降觀測前，應到現(xiàn)場進行規(guī)劃，確安置儀器位置，選定若干穩(wěn)定的沉降觀測點或其他固定點作為臨時水準點（轉(zhuǎn)點），并與永久水準點組成環(huán)路。最后，根據(jù)選定的臨時水準點，設置儀器位置和觀測線路，繪制沉降觀測線路，以后每次都按固定的路線觀測。采用此方法進行沉降測量，不僅避免了尋找設置儀器位置的麻煩，加快施工進度；而且由于路線固定，比任意選擇線路可以提高沉降測量精度。但應注意必須在測定臨時水準點高程的同一天內(nèi)同時觀測其他沉降點。 圖4排水溝沉降觀測路線 圖5擋墻沉降觀測路線2.3.1.5 位移與沉降觀測點的首次高程測定沉降觀測點的首次測定高程值是以后各次觀測用以進行比較的根據(jù)，如初次精度不

12、夠或存在錯誤，不僅無法補測，而且會造成沉降工作中的矛盾現(xiàn)象，最好使用高精度水準儀進行測定，而且每個沉降觀測點首次高程應在同期進行兩次觀測后確定。2.3.1.6 作業(yè)中遵守的規(guī)定a.觀測應在成像清晰、穩(wěn)定時進行，不能在陰天、有雨或者溫度太高時進行。b.儀器離前、后水準尺的距離一般不應超過50m，以后視距盡量相等。c.前、后視最好使用同一根水準尺。d.前視個點觀測完畢后，應回視后視點，最后閉合于水準點上。2.3.2 沉降觀測的精度及成果整理沉降觀測的精度一般符合以下規(guī)定： a.高層鋼筋混凝土框架結(jié)構及地基土質(zhì)不均勻的重要工程，沉降觀測點相對于后視點高差測定的容差為±1mm（即儀器在每一測

13、站觀測完前視各點以后，再回視后視點，兩次讀數(shù)之差不得超過±1mm）。 b. 一般基礎和工程，沉降觀測點相對于后視點高差測定的容差±2mm。 c. 每次觀測結(jié)束后，要檢查記錄計算是否正確，精度是否合格，并且進行誤差分配，然后將觀測高程列入沉降觀測成果表中，計算相鄰兩次觀測之間的沉降量，并注明觀測日期和荷重情況。為了更情況地表示沉降、時間、荷重之間的相互關系，還要畫出每一觀測點的時間與沉降量的關系曲線與荷重的關系曲線，如圖6。 圖6 沉降曲線 時間與沉降量的關系線已沉降量s為縱軸，時間t為橫軸，根據(jù)每次觀測日期和每次的荷載重量畫出各點，然后將各點連接起來。時間與荷重的關系曲線以

14、荷載的重量p為縱軸，時間t為橫軸，根據(jù)每次觀測日期和每次的荷載重量畫出各點，然后將各點連接起來。兩種關系曲線合畫在同一圖上，以便能更清楚的表明每個觀測點在一定時間內(nèi)，所受到的荷重及沉降量。2.3.3 沉降觀測中常遇到的問題及其處理方法在沉降觀測工作中常遇到一些矛盾現(xiàn)象，并從沉降與時間關系曲線上表現(xiàn)出來。對于這矛盾現(xiàn)象，并從沉降與時間關系曲線上表現(xiàn)出來。對于這矛盾現(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： 曲線在首次觀測后即發(fā)現(xiàn)回升現(xiàn)象在第二次觀測時即發(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，一般都是由于初測精度不高，而使觀測成果存在較大的誤差引起的。在處理此種

15、情況時，如曲線回升超過5mm，應將第一次觀測成果作廢，而采取第二次觀測成果作為初測成果；如曲線回升在5mm之內(nèi)，則可調(diào)整初測標高與第二次觀測標高一致。 曲線在中間某點突然上升發(fā)生此種現(xiàn)象的原因，多半是因為水準點或觀測點被碰動所致；而且只有當水準點被碰動后低于被碰前的標高及觀測點被碰后高于被碰前標高時，此會出現(xiàn)回升現(xiàn)象。水準點被碰后，可改用其它水準點來繼續(xù)觀測；觀測點被應重新埋設；如標高改變，必須進行合理的處理，方法是：選擇結(jié)構、荷重及地質(zhì)等條件都相同的鄰近另一觀測點，取該點在同一時期內(nèi)沉降量作為被觀測點的沉降量，可得到比較接近實際情況的結(jié)果。 曲線自某點起漸漸回升產(chǎn)生此種現(xiàn)象一般是由于水準點下

16、沉所致。水準點時逐漸下沉的，而且沉降量小，但工程初期沉降量較大，即當工程沉降量大于水準點沉降量時，曲線不發(fā)生回升。到工程沉降逐漸穩(wěn)定，曲線就會發(fā)生回升。因此在選擇或埋設水準點時，應保證其穩(wěn)定性，若已知水準點下沉使曲線回升，則應測出水準點的下沉量，以便修正觀測點的標高。 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)象在沉降觀測中最常遇到。其原因并非工程沉降所致，而是測量誤差引起的。曲線在前期起伏之所以不突出，是因為沉降量大于誤差量；但到后期，由于工程下沉很小已基本接近穩(wěn)定，因此在曲線上就會出現(xiàn)測量誤差比較突出的現(xiàn)象。 曲線中斷現(xiàn)象由于沉降觀測點開始時埋設在柱基礎面上進行觀測，在預制柱的基

17、礎二次灌漿時沒有埋設新點并進行觀測；或由于觀測點被碰毀，后來設置的觀測點絕對標高不一致，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突然回升現(xiàn)象的辦法，算出作觀測期間的沉降量，并將新設置的沉降點不計其絕對標高，而取其沉降量，一并加在舊沉降點的累計沉降量中去。圖7 沉降曲線中斷示意圖3 結(jié)語通過對草袋土排水溝和擋墻的施工作簡單介紹，結(jié)合工程的沉降位移情況，對位移與沉降測量的外業(yè)觀測、觀測布點埋設、觀測精度要求、觀測中遇到的問題和處理方案進行整理總結(jié)；內(nèi)業(yè)處理使用沉降觀測軟件v1.2，進行數(shù)據(jù)計算和分析，并把分析后的處理數(shù)據(jù)畫成沉降曲線，及時對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