鐵路路基沉降變形觀測實施方案-夏坤-楊嘉豐-劉楊舟

1、鐵路路基沉降變形觀測實施方案【內(nèi)容提要】 結(jié)合錫烏鐵路對路基沉降的要求，提出了沉降測量的重要性，詳述了鐵路路基沉降觀測的技術(shù)與要求，以確保施工質(zhì)量和運營安全，可為今后路基沉降測量提供參考?！娟P(guān) 鍵 詞】 鐵路 路基 沉降觀測 實施方案錫烏鐵路對路基工程的工后沉降要求嚴、標準高，設(shè)計中對土質(zhì)路基進行了沉降變形計算，采取了相應(yīng)的設(shè)計措施。而影響沉降計算的因素較多，沉降計算的精度不足以控制工后沉降。施工期必須按設(shè)計要求進行系統(tǒng)的沉降變形動態(tài)觀測。通過對沉降觀測數(shù)據(jù)系統(tǒng)綜合分析評估，驗證或調(diào)整設(shè)計措施，使路基工程達到規(guī)定的變形控制要求。分析、推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定軌道開始鋪設(shè)時間，確保軌

2、道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)質(zhì)量。為統(tǒng)一沉降變形觀測系統(tǒng)的技術(shù)要求，保證沉降變形系統(tǒng)的質(zhì)量，制定本方案。1、沉降變形觀測范圍、內(nèi)容根據(jù)不同的路基高度及不同的地基條件，主要內(nèi)容有：1.1、路基面的沉降變形觀測 1.2、路基基底沉降觀測 1.3、路堤本體的沉降觀測 1.4、過渡段：路橋、路遂、路涵、堤塹過渡段沉降觀測2、路基沉降變形觀測2.1、斷面及點的設(shè)置原則2.1.1、路基沉降觀測以路基面沉降和地基沉降觀測為主。沉降變形觀測斷面根據(jù)不同的地基條件，不同的結(jié)構(gòu)部位等具體情況設(shè)置；測點的設(shè)置位置滿足設(shè)計要求，同時還需對施工掌握的地質(zhì)、變形等情況調(diào)整或增設(shè)。2.1.2、觀測點設(shè)在同一個橫斷面上，這樣有利于測點看護，便

3、于集中觀測，統(tǒng)一觀測頻率，更重要的是便于各觀測項目數(shù)據(jù)的綜合分析。2.1.3、路基面觀測斷面沿線路方向的間距一般不大于50m；地勢平坦、地基條件均勻良好的路塹、高度小于5m的路堤可放寬到100m；地形、地質(zhì)條件變化較大地段適當加密觀測斷面。 2.1.4、一般路基填筑至路基基床表層頂面，加堆載預(yù)壓的路堤填筑至基床底層表面后，在路基面設(shè)觀測樁，進行路基面沉降觀測，時間不少于6個月。根據(jù)觀測結(jié)果，分析評價地基的最終沉降量完成時間，及時調(diào)整設(shè)計措施使地基處理達到預(yù)定的控制要求。同時做為竣工驗收時控制沉降量的依據(jù)。2.1.5、測點及觀測元器件的埋設(shè)位置符合設(shè)計要求，且標設(shè)準確、埋設(shè)穩(wěn)定。觀測期間對觀測點

4、采取有效的保護措施，防止施工機械的碰撞，人為因素的破壞，務(wù)必使觀測工作能善始善終，取得滿意成果。2.2、觀測斷面及點的設(shè)置、元件布設(shè)觀測斷面的設(shè)置及觀測斷面的觀測內(nèi)容、元件的布設(shè)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、地基壓縮曾厚度、路堤高度、地基處理方法、堆載預(yù)壓等具體情況，結(jié)合沉降預(yù)測方法和工期要求具體確定。2.2.1 路堤填高<3m，且地基壓縮層厚<5m地段見表1。序號觀測內(nèi)容觀測元件觀測點數(shù)量斷面間距附注1路基面沉降觀測觀測樁3個/斷面50m地勢平坦、地基條件良好地段可100m2基底沉降觀測沉降板1個/斷面200m根據(jù)工點工期等具體情況適當增設(shè)2.2.2、路堤下地基壓縮層厚5m地段及路基填高3

5、.0、地基壓縮層厚<5m地段見表2。順號觀測內(nèi)容觀測元件觀測點數(shù)量斷面間距附注1路基面沉降觀測觀測樁3個/斷面50m地勢平坦、地基條件良好地段或高度小于5m路堤地段可100m2路堤基底沉降觀測沉降板1-2個/斷面50100m地基面橫坡大于1：5時，每個斷面埋設(shè)2個3路堤基底全斷面沉降觀測剖面沉降管1個/斷面一般地段和各類過渡段路基25%的剖面埋設(shè)剖面沉降觀測管作校核剖面，校核剖面基底同時布置沉降板與剖面沉降管。4改良土填土沉降觀測單點沉降計1個/斷面200m根據(jù)改良土工點、土質(zhì)等具體情況，且改良土路堤填高大于5m時適當增設(shè)。2.2.3、路堤加載預(yù)壓地段路堤加堆載預(yù)壓地段按上述表2.2.2

6、項布設(shè)斷面及點，其中路基面沉降觀測在路提填筑到基床底層表面后，在基床底層表面兩側(cè)設(shè)觀測樁，在路基面中間設(shè)沉降板后，加載預(yù)壓進行沉降觀測。待預(yù)壓卸除基床表層填筑后，在路基面兩側(cè)及線路中心設(shè)置沉降觀測樁。2.2.4、土質(zhì)路塹地段 土質(zhì)路塹（含基巖全風(fēng)化層）一般地段只設(shè)路基面沉降觀測樁23個/斷面，斷面間距50m，地勢平坦、地基條件良好地段間距100m；當?shù)鼗貙訛榧t黏土、膨脹土?xí)r，同時在換填底面埋設(shè)單點沉降計觀測地基沉降或隆起情況。2.3、觀測元件的選取、埋設(shè)2.3.1、觀測元件的選取應(yīng)滿足工后沉降的評估需要以及精度要求。路基面采用觀測樁觀測，地基面采用沉降板、剖面沉降管和電測元件相結(jié)合進行觀測。

7、 對于剖面沉降管、單點沉降計等電測元件及檢測儀器的選配，應(yīng)選用高靈敏度、高精度、高可靠性及穩(wěn)定性好的儀器；儀器企業(yè)廠家應(yīng)具備有相應(yīng)的生產(chǎn)許可證、計量器具許可證和質(zhì)量等證明文件，并具有良好的工程應(yīng)用業(yè)績和信譽評價。2.3.2、觀測元件的埋設(shè)觀測元件除沉降觀測樁外，均在地基加固完成后路堤填筑施工前埋設(shè)。2.3.2.1、沉降觀測樁（點）：在一般路基填筑至基床表層頂面，加載預(yù)壓路堤填筑到基床底層頂面后，埋設(shè)沉降觀測樁（點），路基面兩側(cè)觀測樁一般設(shè)在距左右線路中心3.2m處。埋設(shè)規(guī)格見下圖1。觀測點鋼筋頭為半球形，高出埋設(shè)表面5mm，表面做好防銹處理。圖1：路基面沉降觀測點設(shè)置參考圖（單位：mm）2.3

8、.2.2、沉降板：由鋼底板、金屬測桿（40厚壁鍍鋅鐵管）及保護套管（直徑不小于75、壁厚不小于4的硬PVC管）組成，鋼底板尺寸為50×50，厚1；具體按武廣客專路基大樣圖集中的圖樣焊接組裝。采用水準儀按國家一等精密水準測量方法測量沉降板標高變化。 沉降板應(yīng)埋入褥墊層頂部嵌入10，采用中粗砂回填密實，再套上保護套管，保護套管略低于沉降板測桿，上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應(yīng)填料穩(wěn)定保護套管，完成沉降板的埋設(shè)工作。采用水準儀按國家一等精密水準測量方法測量埋設(shè)就位的沉降板測桿桿頂標高作為初始讀數(shù)，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護套管，每次接長高度以1m為宜，接長前后測量桿頂標高

9、變化量確定接高量。 2.3.2.3、單點沉降計：單點沉降計是一種埋入式電感調(diào)頻類智能型位移傳感器，由電測位移傳感器、測桿、錨頭、錨板及金屬軟管和塑料波紋管等組成。采用鉆孔引孔埋設(shè)，鉆孔孔徑108或127，鉆孔垂直，孔深應(yīng)達到硬質(zhì)穩(wěn)定層（最好為基巖），孔口應(yīng)平整密實。觀測路塹換填基底沉降或隆起變形埋設(shè)在換填基底面，表面應(yīng)平整密實；觀測路基本體變形按設(shè)計斷面圖埋設(shè)。 2.3.2.4、剖面沉降管：采用專用塑料硬管，其抗彎剛度應(yīng)適應(yīng)被測土體的豎向位移要求，管端接口密合。剖面沉降測量是將剖面沉降儀探頭預(yù)埋在剖面沉降管槽內(nèi)，按一定間距依次讀數(shù)，起始端管口標高采用水平儀按國家一等精密水準測量方法進行測量，再

10、通過數(shù)據(jù)處理計算求出不同位置處地基的沉降量。 剖面沉降管在褥墊層頂面開槽埋設(shè)，槽底中粗砂找平，表面回填5cm中粗砂并與褥墊層相平，兩端部應(yīng)進行有效保護。 2.3.3、每個工點觀測斷面及觀測點的數(shù)量，埋設(shè)觀測元件的種類、數(shù)量，根據(jù)設(shè)計要求和2.1、2.2條中原則由設(shè)計、施工、監(jiān)理方在現(xiàn)場核查確定。并填寫工點沉降觀測斷面、點布置表，見沉降觀測-01表。2.4、沉降變形的水準測量精度為1mm，讀數(shù)取位至0.1mm；剖面沉降管的測量精度為8mm30m；單點沉降計觀測精度為測量值的1%，靈敏度為0.01mm。2.5、路基沉降觀測的頻次不低于表3的規(guī)定。當環(huán)境條件發(fā)生變化或數(shù)據(jù)異常時應(yīng)及時觀測。表3：路基

11、沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次填筑或堆載一般一次/天沉降量突變23次/天兩次填筑間隔時間較長一次/3天堆載預(yù)壓或路基施工完畢第1個月一次/周第2、3個月一次/10天3個月以后一次/2周6個月以后一次/月無碴軌道鋪設(shè)后第1個月一次/2周第2、3個月一次/月312個月一次/3月3、過渡段沉降觀測3.1、過渡段沉降觀測應(yīng)以路基面沉降和不均勻沉降觀測為主，沉降觀測期與路基相同，不少于6個月。3.2、分別在路橋、路涵、路隧過渡段的結(jié)構(gòu)物起點、距結(jié)構(gòu)物起點510m處、1525m處、50m處各設(shè)一個觀測斷面，沿涵洞軸線設(shè)路基面觀測斷面，每個觀測斷面設(shè)3個觀測樁。3.3、路堤和路塹過渡段在分界處設(shè)路基面觀測斷面

12、，每個觀測斷面設(shè)3個觀測樁。3.4、沉降觀測水準的測量精度不低于1mm，讀數(shù)取位至0.1mm。3.5 沉降觀測的頻次不低于表3的規(guī)定。當環(huán)境條件發(fā)生變化或數(shù)據(jù)異常時應(yīng)及時觀測。4、沉降變形測量4.1 一般要求4.1.1、沉降變形觀測根據(jù)設(shè)計及規(guī)范要求，沉降變形觀測網(wǎng)按三等變形測量等級技術(shù)要求建立，沉降變形觀測點的水準測量采用二等變形觀測測量技術(shù)要求。4.1.2、建立沉降變形觀測網(wǎng)，布設(shè)水準基點和工作基點。高程采用施工高程控制網(wǎng)系統(tǒng)并與施工高程控制網(wǎng)聯(lián)測。全線二等水準測量貫通后，將沉降變形觀測網(wǎng)與二等水準點聯(lián)測，統(tǒng)一規(guī)劃為二等水準基點上。4.1.3、所使用的儀器和設(shè)備應(yīng)進行定期檢查并作出詳細記錄

13、；每次測量采用同一儀器，固定觀測人員，采用相同的觀測路線和觀測方法，在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。4.1.4、各種原始測量記錄應(yīng)真實、可靠，并有可追溯性；計算成果和圖表清晰、簽署齊全，并妥善保存。4.1.5、參與觀測的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)才能上崗，樣式見表4。表4：沉降觀測人員配置序號姓名性別年齡文化程度職稱職責(zé)12344.2、觀測水準基點、工作基點的布設(shè)4.2.1、觀測水準基點的布設(shè)我隊管段范圍內(nèi)的水準基點采用設(shè)計院提供的12個等水準點（設(shè)計院提供的應(yīng)急高程控制網(wǎng)中BS-504BS-515）。4.2.2、工作基點的布設(shè)為滿足沉降變形觀測精度要求，按照兩水準基點之間沿線路方向按間距不大于200

14、m、距路基中心距離小于100m布設(shè)工作基點。工作基點采用設(shè)計院提供的等網(wǎng)及在其基礎(chǔ)上加密的14個水準點（SJTK13SJTK26）。4.2.3、觀測網(wǎng)中，對工作基點定期與水準基點進行校核。當對沉降觀測成果發(fā)生懷疑時，隨時進行復(fù)測校核。4.3、沉降變形觀測主要技術(shù)要求4.3.1、沉降變形觀測網(wǎng)主要技術(shù)要求見表5。表5：沉降變形觀測網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級相鄰基準點高差中誤差（mm）每站高差中誤差（mm）往返較差、附合或環(huán)線閉合差（mm）監(jiān)測已測高差較差（mm）使用儀器、觀測方法的要求三等1.00.30.6n0.8nDS05或DS1型儀器，按暫行規(guī)定二等水準測量的技術(shù)要求施測4.3.2、沉降變形觀測點

15、的精度要求和觀測方法見表6。表6：沉降變形觀測點的精度要求和觀測方法等級高程中的誤差（mm）相鄰點高差中誤差（mm）觀測方法往返較差、符合或環(huán)線閉合差（mm）二等±0.5±0.3按國家一等精密水準測量0.3n4.3.3、一、二等水準測量儀器及主要技術(shù)要求見表7。等級儀器視線長度（m）前后視距差（m）在任一測點上前后視距差累計（m）視線高度（下絲讀數(shù)）（m）一等DSZ05、DS05300.51.50.5二等DS1、DS05DS150，DS05601.03.03.04.4、測量觀測資料整理及提交資料4.4.1、一般要求4.4.1.1、觀測資料應(yīng)齊全、詳細、規(guī)范符合設(shè)計及細則要求

16、。4.4.1.2、人工測試數(shù)據(jù)，必須在觀測當天及時輸入計算機，核對無誤后在計算機內(nèi)備份；自動采集測試數(shù)據(jù)應(yīng)及時在計算機內(nèi)備份。沉降觀測資料及時輸入沉降觀測管理信息系統(tǒng)，以保證各相關(guān)單位在觀測過程中時時監(jiān)控。觀測中有沉降異常情況應(yīng)及時通知有關(guān)各方及時處理。4.4.1.3、按照提交資料要求及時整理、匯總、分析，按有關(guān)規(guī)定整編成冊。4.4.2、資料整理4.4.2.1、沉降觀測資料表1）工點沉降觀測斷面、點布置表 沉降觀測-012）沉降板觀測資料匯總表 沉降觀測-023）路基面沉降觀測資料匯總表 沉降觀測-034）單點沉降計測試資料匯總表 沉降觀測-045）剖面沉降管測試資料匯總表 沉降觀測-056）

17、繪制路堤施工過程和完成后填土高時間沉降曲線，沉降觀測-03附1。7）繪制路基面沉降時間沉降曲線，沉降觀測-03附2。注：對于預(yù)壓地段，在路基沉降觀測資料表的表頭中可增加有關(guān)預(yù)壓土情況（預(yù)壓高度、預(yù)壓時間等）。4.4.2.2、觀測點的平面、縱斷面和橫斷面布置圖及控制點與觀測量。4.4.2.3、標石、標志規(guī)格及埋設(shè)圖4.4.2.4、儀器檢測及校正資料 4.4.2.5、觀測記錄本（簿） 4.4.2.6、平差計算、測量成果質(zhì)量評定資料4.4.3 提交資料在路基面觀測第三個月末、六個月末及無碴軌道鋪設(shè)前以書面和電子文件將每個斷面（點）的路基面、地基面沉降觀測資料、沉降觀測結(jié)果分析報送評估單位。 在路基填筑過程中，對路基地基變形觀測，每7天就將觀測以數(shù)據(jù)庫電子文件形式及時報給分析評估單位；路基填筑完畢，路基面觀測樁開始監(jiān)測后則每半個月將觀測以數(shù)據(jù)庫電子文件形式及時報給分析評估單位，以便進行工程中的沉降發(fā)展情況分析，并提出建議。5、沉降觀測中常見問題及其處理措施5.1、曲線第二次觀測即出現(xiàn)回升,至第三次后,曲線又逐漸下降原因:一般都是由于首次觀測成果存在較大誤差引起措施:第一次觀測成果作廢,采用第二次的觀測成果作為首次成果。5.2、曲線在中間某點突然回升原因:水準點或觀測點被碰動所致,且水準點碰后標高低于碰前標高,觀測點碰后高于碰前措施:取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被碰觀測