沉降觀測論文

PAGEPAGE1橋涵沉降觀測論文1橋位概況湘府路立交特大橋位于湖南長沙市雨花區(qū)黎托鄉(xiāng),橋址地勢平坦開闊，多辟為農(nóng)田及居民區(qū)，區(qū)內(nèi)水塘零星分布，橋位于DK913+281.5處跨規(guī)劃湘府路，橋址位于河流階地區(qū)，植被發(fā)育，與武廣鐵路并行，道路眾多，交通便利。地質資料1.1根據(jù)本次勘測資料揭示河流地表層為第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q1a1+p1）粉質粘土、中砂、細圓礫土，下伏基巖為白系上統(tǒng)東塘組（Kdn）泥質砂巖。1.2.沉降變形測量1.3沉降變形測量有助于預測線下工程最終沉降量和工后沉降，合理確定無碴軌道鋪設時間，確保無砟軌道結構的鋪設質量。1.4沉降變形觀測工作以垂直位移觀測為主、變形測量的高程系統(tǒng)應采用1985國家高程基準、結構物的變形監(jiān)測應建立獨立的變形監(jiān)測網(wǎng)，覆蓋范圍一般不宜小于4公里，基準點選擇應優(yōu)先考慮利用CPI、CPII和水準基點。1.5結構物的變形監(jiān)測應充分利用CPI、CPII和水準基點作為水平和垂直位移監(jiān)測的工作基點。2測量等級及精度要求本線沉降變形測量按三等規(guī)定執(zhí)行，對于技術特別復雜工點，可根據(jù)需要按二等的規(guī)定執(zhí)行。沉降變形測量等級垂直位移測量水平位移觀測沉降變形點的高程中誤差（mm）相鄰沉降變形點的高程中誤差（mm）沉降變形點點位中誤差（mm）二等±0.5±0.3±3.0三等±1.0±0.5±6.02.1垂直位移監(jiān)測網(wǎng)主要技術要求按下表執(zhí)行表2.1.1垂直位移監(jiān)測網(wǎng)技術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）檢測已測高差較差（mm）使用儀器、觀測方法及要求二等0.50.130.30.5DS05型儀器，按《客運專線鐵路無砟軌道測量技術暫行規(guī)定》一等水準測量的技術要求施測。三等1.00.30.60.8DS05或DS1型儀器，按《客運專線鐵路無砟軌道測量技術暫行規(guī)定》二等水準測量的技術要求施測。2.2水平位移監(jiān)測網(wǎng)主要技術要求本線水平位移監(jiān)測按三等規(guī)定執(zhí)行，對于軟土地基等設計有特別技術要求的復雜工點，可根據(jù)需要按二等的規(guī)定執(zhí)行。表2.2.2水平位移監(jiān)測網(wǎng)技術要求等級相鄰基準點的點位中誤差（mm）平均邊長（m）測角中誤差（"）最弱邊相對中誤差作業(yè)要求一等±1.5＜300±0.7≤1/250000按國家一等平面控制測量要求觀測＜150±1.0≤1/120000按國家二等平面控制測量要求觀測二等±3.0＜300±1.0≤1/120000按國家二等平面控制測量要求觀測＜150±1.8≤1/70000按國家三等平面控制測量要求觀測三等±6.0＜350±1.8≤1/70000按國家三等平面控制測量要求觀測＜200±2.5≤1/40000按國家四等平面控制測量要求觀測四等±12.0＜400±2.5≤1/40000按國家四等平面控制測量要求觀測3沉降變形測量點的布置要求3.1沉降變形測量點分為基準點、工作基點和沉降變形觀測點三類，其布設按下列要求：基準點，要求建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)，基準點使用全線的基巖點、深埋水準點、CPI、CPII和二等水準點，增設時按國家二等水準測量的相關要求執(zhí)行。工作基點，要求這些點埋設在穩(wěn)定區(qū)域，在觀測期間穩(wěn)定不變，測定沉降變形點時作為高程和坐標的傳遞點。工作基點除使用普通水準點外，按照國家二等水準測量的技術要求進一步加密水準基點或設置工作基點至滿足工點垂直位移監(jiān)測需要。加密后的水準基點（含工作基點）間距200m左右時，可基本保證線下工程垂直位移監(jiān)測需要。沉降變形點，直接埋設在要測定的沉降變形體上。點位應設立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，不但要求設置牢固，便于觀測，還要求形式美觀，結構合理，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。3.2每個獨立的監(jiān)測網(wǎng)應設置不少于3個穩(wěn)固可靠的基準點。為驗證監(jiān)測網(wǎng)基準點和工作基點的穩(wěn)定性，需要定期進行復測，一般地區(qū)按每6個月進行1次，在區(qū)域沉降地區(qū)每3個月進行1次復測；在觀測過程中發(fā)現(xiàn)工作基點變化也應及時進行復測。4測量工作基本要求4.1水準基點使用時應作穩(wěn)定性檢驗，并以穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的點作為沉降變形的參考點，并應有一定數(shù)量穩(wěn)固可靠的點以資校核。4.2每次觀測前，對所使用的儀器和設備應進行檢驗校正，并保留檢驗記錄。4.3每次沉降變形觀測時應符合：嚴格按水準測量規(guī)范的要求施測。首次（即零周期）觀測應進行往返觀測，并取觀測結果的中數(shù)，經(jīng)嚴密平差處理后的高程值，作為變形測量初始值。參與觀測的人員必須經(jīng)過培訓才能上崗，并固定觀測人員。為了將觀測中的系統(tǒng)誤差減到最小，達到提高精度的目的，各次觀測應實行“五固定”原則（即“固定水準基點和工作基點、固定人員、固定測量儀器、固定監(jiān)測環(huán)境條件、固定測量路線和方法”），以提高觀測數(shù)據(jù)的準確性。觀測時要避免陽光直射，且在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。成像清晰、穩(wěn)定時再讀數(shù)。隨時觀測，隨時檢核計算，觀測時要一次完成，中途不中斷。4.4針對低矮橋墩、異型橋墩，空間小，尺子不能直立的情況，我隊采用從承臺頂面植筋、50cm*50cm砼面跟地面齊平方式、以便于觀測。4.5測段觀測完成后數(shù)據(jù)，必須及時整理觀測數(shù)據(jù)。4.6在觀測過程中，應做好一些重點信息的記錄，如對架梁、運梁車通過施工荷載的記錄，天氣情況，地下水影響情況的記錄，利于對結構變形特性的分析和異常數(shù)據(jù)的分析。5測量工作具體要求5.1水準網(wǎng)的觀測按照國家二等水準施測，對線下工程變形點的觀測應采用閉合或附合水準路線，水準路線經(jīng)過的工作基點或基準點數(shù)量不得少于兩個。5.2水準儀使用天寶數(shù)字電子水準儀器，儀器及配套水準尺均應在有效合格檢定期內(nèi)。水準儀與水準尺在使用前及使用過程中，經(jīng)常規(guī)檢校合格，水準儀視準軸與水準管軸的夾角均不超過15″。儀器各種設置正確，其中有限差要求的項目按規(guī)范要求在儀器中進行設置，并在數(shù)據(jù)采集時自動控制，不滿足要求的在現(xiàn)場進行提示并進行重測。5.3外業(yè)測量一條路線的往返測使用同一類型儀器和轉點尺墊，沿同一路線進行。觀測測站限差的設置、觀測成果的重測和取舍按現(xiàn)行相關國家規(guī)范及鐵路行業(yè)標準有關要求執(zhí)行。5.4觀測時，一般按后-前-前-后的順序進行，對于有變換奇偶站功能的電子水準儀，按以下順序進行：往測：奇數(shù)站為后—前—前—后偶數(shù)站為前—后—后—前返測：奇數(shù)站為前—后—后—前偶數(shù)站為后—前—前—后5.5每一測段均為偶數(shù)測站。晴天觀測時給儀器打傘，避免陽光直射；扶尺時借助尺撐，使標尺上的氣泡居中，標尺垂直。5.6觀測前30min，將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；對于電子水準儀，進行不少于20次單次測量，達到儀器預熱的目的。測量中避免望遠鏡直接對著太陽；避免視線被遮擋，遮擋不超過標尺在望遠鏡中截長的20%。觀測時用測傘遮蔽陽光，對于電子水準儀，施測時均裝遮光罩。5.7自動安平水準儀的圓水準器，嚴格置平。在連續(xù)各測站上安置水準儀時，使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側與右側。除路線拐彎處外，每一測站上儀器與前后視標尺的三個位置，一般為接近一條直線。5.8觀測過程中為保證水準尺的穩(wěn)定性，選用3kg以上的尺墊，水準觀測路線必須路面硬實，觀測過程中尺墊踩實以避免尺墊下沉。同時觀測過程中避免儀器安置在容易震動的地方，如果臨時有震動，確認震動源造成的震動消失后，再激發(fā)測量鍵。水準尺均借助尺撐整平扶直，確保水準尺垂直。5.9當相鄰觀測周期的沉降量超過限差或出現(xiàn)反彈時，應重測并分析工作基點的穩(wěn)定性，必要時聯(lián)測基準點進行檢測。5.10數(shù)據(jù)處理時，閉合差、中誤差等均滿足要求后進行平差計算，水準路線要進行嚴密平差，選用經(jīng)鑒定合格的中南大學沉降觀測軟件進行平差、報表生成。5.11元件保護要求：我隊應成立專門小組，進行元器件的埋設、測量和保護工作，小組人員分工明確，責任到人。元件埋設時應根據(jù)現(xiàn)場情況進行編號，制定保護措施并認真執(zhí)行，確保元器件不因人為、自然等因素而破壞。元器件埋設后，制作相應的標識或標牌，并對元器件進行編號6.橋涵工程沉降變形觀測技術要求6.1觀測點的設置原則6.1.1橋梁變形觀測以墩臺基礎的沉降和預應力砼梁的徐變變形為主,涵洞變形觀測包括涵洞自身及涵頂填土沉降觀測。端承樁橋墩選擇10%~30%典型墩臺監(jiān)測，摩擦樁墩臺均設置承臺觀測標、墩身觀測標。6.1.2承臺觀測標：設置兩個觀測標，觀測標-1設置于承臺左側小里程角上，觀測標-2設置于承臺右側大里程角上。承臺觀測標為臨時觀測標，當墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。6.1.3墩身觀測標：觀測點數(shù)量每墩1~2處，墩高小于14m，原則上設兩處，也可設一處，且位于大里程方向，墩身中線左側1m處；墩高大于14m，設兩處，位于墩身兩側；具體位置見右圖。橋墩標一般設置在墩底高出地面或水位1.0m左右。當墩身較矮立尺困難時，橋墩觀測標位置可降低或設置在對應墩身埋標位置的頂帽上。特殊情況可按照確保觀測精度、觀測方便、利于測點保護的原則，確定相應的位置。6.1.4橋臺觀測標：原則上應設置在臺頂（臺帽及背墻頂），測點數(shù)量不少于4處，分別設在臺帽兩側及背墻兩側（橫橋向）。6.1.5梁體觀測標：對原材料變化不大、預制工藝穩(wěn)定、批量生產(chǎn)的預應力混凝土預制梁，每30孔選擇1孔設置觀測標，當實測彈性上拱度大于設計值的梁，前后未觀測的梁應補充觀測標，逐孔進行觀測。支架現(xiàn)澆梁逐孔設置觀測標。移動模架施工的梁，對前6孔進行重點觀測，以驗證支架預設拱度的精度。驗證達到設計要求后，可每10孔選擇1孔設置觀測標，當實測彈性上拱度大于設計值的梁，前后未觀測的梁應補充觀測標，逐孔進行觀測。觀測點布置簡支梁的一孔梁設置觀測標6個，分別位于兩側支點及跨中；連續(xù)梁上的觀測標，根據(jù)不同跨度，分別在支點、中跨跨中及邊跨1/4跨中附近設置，3跨以上連續(xù)梁中跨布置點相同，詳見附圖。鋼結構橋梁梁部不存在徐變，為了觀測變形，每孔設置6個觀測標，分別在支點及跨中設置。箱型橋應設置沉降觀測標，觀測標設置范圍：中間及兩端各2個，共6個。6.1.6涵洞自身沉降觀測需要在涵洞邊墻兩側布置沉降觀測點，測點數(shù)量不少于4個。涵頂填土沉降觀測參照路基地段沉降觀測點布置方式，采用在涵頂線路中心位置埋設沉降板進行觀測的方式。6.1.7橋梁梁部水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成閉合水準路線，沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖如圖6.1.6.1所示，其中測點1，2，3，4構成第一個閉合環(huán)，測點3，4，5，6構成第二個閉合環(huán)。圖6.1.6.1橋梁梁部沉降觀測水準路線示意圖6.1.8橋梁墩臺水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成閉合水準路線。沉降觀測點位布設于墩臺兩側，水準路線觀測示意圖如圖6.1.7.1所示：圖6.1.7.1橋梁墩臺沉降觀測水準路線示意圖7觀測元件與埋設技術要求7.1承臺觀測標沉降觀測樁：選擇Φ20mm鋼筋，頂部磨圓并刻畫十字線，埋置深度不小于0.1m，高出埋設表面3mm，表面做好防銹處理。完成埋設后測量樁頂標高作為初始讀數(shù)。圖7.1.1承臺觀測標設置7.2墩身觀測標：采用定制的φ10mm帶球頭不銹鋼觀測標。觀測標打孔埋設，埋置深度10cm以上，外露5cm。 圖7.2.1墩身觀測標設置8觀測技術要求8.1從承臺施工完成后，就要開始進行沉降首次觀測，承臺觀測標為臨時觀測標，當墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。隨施工的逐步進行依次進行墩身、橋臺、梁體的變形觀測。8.2沉降觀測設備的埋設是在施工過程中進行的，施工單位的橋梁施工要與設備的埋設做好協(xié)調，做到互不干擾、影響。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按要求進行，不能影響橋梁施工質量。8.3觀測精度要求：橋涵基礎沉降和梁體徐變沉降變形的觀測精度為±1mm，讀數(shù)取位至0.01mm。8.4觀測頻次要求：墩臺沉降、梁體順向變形、涵洞沉降觀測頻次按《無渣軌道鋪設條件評估技術指南》執(zhí)行，分別見下表8.5.1，8.5.2，8.5.3。8.5梁體徐變量計算：對于梁體的徐變變形觀測，每孔梁支點之間的梁體徐變變形應以兩支點的連線為基準線進行觀測計算，由于下部結構沉降變形的影響，該基準線的位置會發(fā)生變化，梁體觀測點至該基準線的垂直距離利用幾何方法計算取得，垂直距離差值就是梁體徐變變形量。對進行徐變觀測的預制梁，在梁場內(nèi)嚴禁雙層存梁。對進行徐變觀測的現(xiàn)澆梁，觀測期內(nèi)，梁上禁止堆放雜物及其他荷載，測量期間，禁止車輛通行。

表8.5.1：墩臺沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備注觀測期限觀測周期墩臺基礎施工完成設置觀測點墩臺混凝土施工全程荷載變化前后各1次或1次/周承臺回填時，測點應移至墩身或頓頂預制梁橋架橋前全程1次/周預制梁架設全程前后各1次附屬設施施工全程荷載變化前后各1次或1次/周橋位施工橋梁制梁前全程1次/周上部結構施工中全程荷載變化前后各1次或1次/周附屬設施施工全程荷載變化前后各1次或1次/周架橋機（或運梁車）通過全程前后各1次至少進行2次通過前后的預測橋梁主體工程完工至無咋軌道鋪設前≥6個月1次/周巖石地基的橋梁一般不少于2個月無咋軌道鋪設期間全程1次/天無咋軌道鋪設完成后24個月0～3個月1次/月工后沉降長期觀測4～12個月1次/3個月13～24個月1次/6個月注：觀測墩臺沉降時，應同時記錄結構荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。8.5.2：梁體豎向變形沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備注觀測期限觀測周期梁體施工完成設置觀測點預應力張拉期間全程張拉前后各1次測試梁體彈性變形橋梁附屬設施安裝全程安裝前后各1次預應力張拉完成～無咋軌道鋪設前≥6個月1次/1、3、5d，后期1次/周無咋軌道鋪設期間全程1次/天無咋軌道鋪設完成后24個月0～3個月1次/月殘余徐變變形（長期觀測）4～12個月1次/3個月13～24個月1次/6個月注：測試梁體豎向變形時，應同時記錄梁體荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。

8.5.3：涵洞沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備注觀測期限觀測周期涵洞基礎施工完成設置觀測點涵洞主體施工完成全程荷載變化前后各1次或1次/周觀測點移至邊墻兩側洞頂填土施工全程荷載變化前后各1次或1次/周架橋機（或運梁機）通過全程前后至少進行2次通過前后的觀測涵洞完工～無咋軌道鋪設前≥6個月1次/周巖石地基的涵洞，一般不宜少于2個月無咋軌道鋪設期間全程1次/天無咋軌道鋪設完成后24個月0～3個月1次/月工后沉降長期觀測4～12個月1次/3個月13～24個月1次/6個月注：測試涵洞沉降時，應同時記錄結構荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。9觀測元器件編號及標識9.1承臺、墩身、梁體、涵洞采用統(tǒng)一的編號及標識。9.2承臺、墩身、橋臺編號承臺、墩身沉降觀測標編號：橋中心里程-**墩身（承臺）1（2）。如DK123+456-25D1大橋中心為123+456橋的25號墩身左側沉降標。橋臺沉降觀測標編號：橋中心里程-橋臺1（2、3、4），字母順序依次表示小里程到大里程、左側到右側。如DK123+456-T1大橋中心為123+456橋的橋臺小里程左側沉降標。9.3簡支梁梁體變形觀測標編號梁體變形觀測標編號：橋中心里程-**梁體1（2、3、4、5、6），字母順序依次表示小里程到大里程、左側到右側。如DK123+456-25X3表示大橋中心為123+456橋的25孔梁跨中左側變形觀測標。連續(xù)梁變形觀測標編號參考簡支梁執(zhí)行。9.4觀測元器件標識標識牌大小統(tǒng)一為200×300cm，統(tǒng)一格式，標識示例內(nèi)容為：中鐵**局杭長項目部DK123+456-25X4埋設時間2010.12.01責任人張三10數(shù)據(jù)管理10.1觀測數(shù)據(jù)處理文件：要求提供以下電子文件，每周五提交1次。1）原始觀測數(shù)據(jù)2）控制點文件3）觀測手簿文件4）高差文件5）平差文件6）高差閉合差統(tǒng)計文件7）平差計算文件8）平差成果文件10.2文件夾命名規(guī)則：一級文件夾以標段號命名，則分別命名為：“一標段、二標段、…..”。二級文件夾以觀測時間命名，如包含08年10月到08年11月的數(shù)據(jù)，則命名為“0810-0811”。三級文件夾以分部號命名，分別命名為：“一分部、二分部…”。四級文件夾以測量隊命名，分別命名為：“一測隊、二測隊…”。五級文件夾以工程類型命名，分別命名為：“路基、橋、涵洞……”。六級文件夾以兩個控制點點號命名，分別命名為：“控制點1&控制點2、CPII2322&JM233……..”.七級文件夾按測量日期命名，如2011年5月4日觀測則命名為110504；如當天有4臺儀器觀測數(shù)據(jù)需要處理，則按110504（1）、110504（2）、1