沉降观测作业指导书(标准化)

中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 哈大客运专线 TJ-I 标段 路基 工程 编号： ZYZDS-5-2008 路基沉降观测 作业指导书 单位： 中铁五局哈大客专经理部 编制： 李长松 审核： 陈 麟 批准： 马江黔 2008 年 10月 15 日发布 2008年 11 月 1 日实施 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 目 录 1. 适用范围 . 3 2. 作业准备 . 3 2.1 沉降观测断面类型 . 3 2.2 各种元器件埋设 . 5 3. 技术要求 . 6 3.1 沉降变形监测 . 6 3.2 水平位移监测 . 8 4.施工程序与工艺流程 . 9 5.施工要求 . 11 5.1 路基观测要求 . 11 5.2 观测频次 . 11 5.3 过渡段沉降观测 . 12 5.4 观测资料分析 . 12 6.劳动组织 . 13 7.材料要求 . 14 7.1 一般要求 . 14 7.2 观测桩的规格与埋设 . 14 8.设备机具配置 . 14 8.1 沉降监测仪器配备表 . 14 8.2 水平位移监测仪器配备表 . 15 9.质量控制及检验 . 15 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 哈大客运专线 铁路路基工程 路基沉降观测作业指导书 1. 适用范围 适用于新建铁路哈尔滨至大连铁路客运专线 TJ-1 标段中铁五局新营口车站路基沉降监测、水平位移监测工作。 2. 作业准备 2.1 沉降观测断面类型 2.1.1 本段路基沉降观测类型包括： C、 F1、 F2 三 种类型，沉降观测断面类型布置见图 13。根据 现场 情况列出沉降观测类型及观测断面里程统计表。 C 1 5 混 凝 土 沉 降 管 保 护 墩0 . 5 0 . 5 0 . 9 5观测桩C 1 5 混 凝 土C 1 5 混 凝 土 沉 降 管 保 护 墩0 . 5 0 . 5 0 . 9 5 图 1 软土、松软路堤路涵过渡段沉降监测剖面元件布置示意图 (C 型 ) 图 2 软土、松软路堤沉降监测剖面布置示意图 (F1型 ) C 1 5 混 凝 土 沉 降 管 保 护 墩0 . 5 0 . 5 0 . 9 5观测桩C 1 5 混 凝 土 图 3 软土、松软路堤沉降监测剖面布置示意图 (F2 型 ) 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 2.1.2路基沉降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。沉降观测断面的间距一般不大于 50m，对于地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于 5m的路堤或路堑可放宽到 100m；对于地形、地质条件变化较大地段应适当加密。路堤与不同结构物的连接处应设置沉降观测断面，每个路桥过渡段在紧邻桥台、距离桥头 10m、 30m处分别设置一个沉降观测断面，每个横向结构物每侧各设置一个观测断面。观测内容同相邻路堤。 2.1.3一般路堤地段采用 A-1型监测断面，监测断面包括沉降监测桩和沉降板，沉降监测桩每断面设置 3个，布置于双线路基中心及两侧路肩处；沉降板每断面设置 1个，布置于双线路基中心。 预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路堤顶面沉降监测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行， 即在基床底层顶面预压土坡脚路基布置沉降监测桩，基床表层施工后，于路基面上设置沉降监测桩，具体布置型式见 E1 E2。 2.1.4软土、松软路堤地段采用 B-1,B-2型监测断面，每间隔 3个 B-1型监测断面，设置一个 B-2型监测断面 ,B-1型监测断面包括沉降监测桩、沉降板和位移监测桩，沉降监测桩每断面设置 3个，布置于双线路基中心及两侧路肩处，沉降板位于路堤中心，底板埋设于原始地面处，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。位移观测边桩分别位于两侧坡角外2m、 12m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上。 预压地段 ，预压期因基床表层尚未施工，路堤顶面沉降监测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行监测，设置横剖面管断面在基床底层顶面中心布置沉降板及两侧预压土坡脚路基设置沉降监测桩，基底设置沉降板断面于两侧预压土坡脚路基设置沉降监测桩；位移监测以及基底沉降监测布置与无预压段完全一致。具体布置型式见F1 F2。 2.1.5位于软土、松软地段的路堤与横向结构物过渡段，于横向结构物顶部沿横向结构物的对角线方向铺设剖面沉降管。横向结构物两侧外边 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 缘各 2m处设置一个观测断面，包括沉降监测桩、位移监测桩和沉降板 ,平面布置见 C型。 2.2 各种元器件埋设 2.2.1 沉降监测桩的埋设 桩体选择 20mm 不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在监测断面通过测量埋设在设计位置。埋置深度 0.3m，桩周 0.15m 用 C15 混凝土浇筑固定，完成埋设后采用水准仪按二级测量标准测量桩顶标高作为初始读数。 2.2.2 沉降板的埋设 沉降板由底板、金属测杆（ 40mm 镀锌铁管）及保护套管（ 75mmPVC管）组成。底板尺寸为 50cm 50cm,厚 3cm。采用水平仪按二级水准测量标准测量沉降板标高变化。 沉降板埋设 位置应按设计测量确定，埋设位置处可垫 10cm 砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直； 放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管稍低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑填料稳定套管，完成沉降板得埋设工作。 采用水平仪按二级水准测量标准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，每次接高长度宜为 0.5m,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量，金属测杆用内接头连接，保护套管用 PVC 管外接头连接。 2.2.3 位移边桩的埋设 在两侧路堤坡脚 外 2m 及 12m 处各设一个位移观测边桩，位移观测边桩采用 C15钢筋混凝土预制，断面采用 15cm 15cm,长度不小于 1.6m,并在桩顶预埋半圆型不锈钢耐磨测头，边桩埋设深度在地表以下不小于1.5m，桩顶露出地面不应大于 10cm。埋设方法采用洛阳铲或开挖埋设，桩周以 C15 混凝土浇筑固定，确保边桩埋设稳定。完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距基桩得距离作为初始读数。 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 2.2.4 剖面沉降管的埋设 路基基底剖面沉降管在路基地基加固施工完毕后，填土至 0.6m 高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度 20 30cm，开槽深度至路基 加固表层顶面，槽底回填 0.2m 厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐，沉降埋设位置挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后，在两头设置 0.5m 0.5m 0.95m C15 混凝土保护墩，两头应砌筑观测坑，并加设盖板，以方便观测及对孔口进行长期保护，并做好坑内及周围的排水，并于一测管口处设置观测桩。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。 3. 技术要求 3.1 沉降变形监测 3.1.1 沉降变形测量等级及精度要求 本线沉降变形测量等级及 精度要求按表 1 规定执行。 沉降变形观测网主要技术要求 表 1 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 二等 1.0 0.3 0.6 n 0.8 n DS05 或 DSI 型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测 沉降变形观测点精度要求与观测方法 表 2 等级 高程中误差( mm) 相邻点高 差中误差 (mm) 观测方法 往返较差、附合或环线闭合差(mm) 一等 1.0 0.3 按国家一等精密水准测量 0.3 n 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 一、二等水准测量仪器及主要技术要求 表 3 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) 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 0.3 3.1.2 仪器 设备：按表 4 执行或同精度仪器设备。 仪器设备配备表 表 4 序号 设备名称 设备型号 数量 计算用软件 备注 1 电子水准仪 DNA03 满足观测要求 2 光学水准仪 DSZ2 满足观测要求 3 因瓦尺 莱卡 满足观测要求 3.1.3 沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 沉降观测网包括加密点，按国家二等水准测量要求施测，线下工程桥涵监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，沉降观测监测网布设方法分为三级： 基准点： 要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性，基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点为沉降观测基准点。 工作点： 要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程的传递点，工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步 加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。 沉降变形点： 直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。 监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行。 3.1.4 沉降监测技术要求 3.1.4.1 水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均 形成闭合检验条件。 3.1.4.2 水准仪使用 DS05 或 DS1 型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过 15。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。 3.1.4.3 外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范（ GB/T 12897-2006）有关要求执行 。 3.1.4.4 每次沉降变形观测时应符合： 严格按 水准 测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数；参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员；为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的， 各次观测 应使用同一台仪器和设备， 前后视观测最好用同一水平尺 ， 必须按照固定的观测路线 和观测方法 进行 ，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测； 观测时要避免阳光直射， 且在基本相同的环境和观测条件下工作；对工作基点的稳定性要定期检核， 在雨季前后要联测，检查水准点的标高是 否有变动 ；数据计算方法和计算用工作基点一致。 3.1.4.5 数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。 3.2 水平位移监测 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 3.2.1 水平位移监测网 采用独立坐标系统按三等精度要求建立，并一次布网完成。利用CPI、 CPII 和加密点控制点，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。 3.2.2 水平位移 监测 技术 要求 3.2.2.1 水平位移监测网主要技术指标符合表 5 要求。 水平位移监测网主要技术指标表 表 5 相邻基准点的点位中 误差（ mm） 平 均 边 长（ m） 测 角 中 误 差（”） 最 弱 边 相 对中误差 作业要求 +6.0 350 +1.8 1/70000 按国家三等平面控制要求观测 200 +2.5 1/40000 3.2.2.2 仪器设备按照表 6 或同精度执行。 仪器设备配备表 表 6 序号 设备名称 设备型号 数量 计算用软件 备注 1 全站仪 C402 满足观测要求 2 全站仪 TC307 满足观测要求 4.施工程序与工艺流程 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 否 否 是 否 是 满足监控指标 不满足监控指标 不稳定 稳定 短期内达到稳定状态 不同意 短期内不能稳定 修改 第一阶段填土计划 填第一层 进入动态跟踪观测 数据处理系统 取得强度增长规律 总结阶段成果 下一阶段填土计划 填土标高和 设计高对比 预压期观测 制定卸载标准 满足卸载要求 卸 载 再处理 采取处理措施 调整填土计划 路基稳定 停 载 采取措施 原位测试 制定观测方案 经理部审批 元件埋设 初测值调试 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 路基沉降观测工艺流程图 5.施工要求 5.1 路基 观测要求 5.1 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。 5.1 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。 5.1 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。 5.1 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。 5.1 5 观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 。 5.2 观测频次 5.2.1 观测阶段：哈大客运专线铺无碴轨道前路基变形观测分两段进行。 第一阶段：路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间路基的沉降以及路堤坡脚边桩的水平位移。 第二阶段：路基填筑施工至设计标高后，自然沉降期及预压期的变形观测，改阶段对应路基面沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测。 5.2.2 路基沉降观测频次 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 所有元器件埋设后必须测试初始读数，在路堤填筑前必须进复测，作为初始读数，路基沉降观测频次见下表。 路基沉降观测频次表 表 7 观测阶段 观 测频次 填筑或堆载 一般 一次 /天 沉降量突变 23 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 冬季：冻结期与冻融期 观测频次比平时多一倍 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 5.3 过渡段沉降观测 5.3 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 。 5.3.2 分别在路桥、路涵、路隧过渡段的结构物起点、距结构物起点 510m 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。 5.3.3 沉降观测水准的测量精度不低于 1mm，读数取位至 0.1mm。 5.3 4 沉降观测的频次不低于路基沉降观测频次的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。 5.4 观测资料分析 测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测、位移观测。观 中铁五局哈大客运专线经理部 路基沉降 作业指导书 测数据按照按哈大客专工程 200788号统一格式填写，所有测试数据必须真实准确 ，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。 观测数据按照统一格式填写，每月将采集的数据进行整理。观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。如路基堆载预压开始、路基填筑完成、桥梁工程中架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认。齐全、详实、规范记录观测数据，及时整理、汇总，输入计算机，采用专用软件进行数据处理和 分析，作为指导施工的依据。 5.4 1 动态分析：对边桩水平位移和沉降观测资料要当天进行整理分析，绘制边桩水平位移、沉降量与路堤填高及时间的关系曲线图，分析土体的侧向位移值及其发展趋势，判断低级的稳定性，指导路堤填筑施工。必要时反馈设计单位，根据分析结果调整设计，判断分析沉降稳定的时间，以达到有效控制工后沉降的目的。 5.4 2 路堤填筑完成后根据沉降观测情况进行综合分析，推算地基的最终沉降量，及时调整预压土放置时间；当填筑完成六个月内沉降分析估算路基工后沉降不能满足设计要求时，应采取相应预压等加固施措。 5.4 3 经沉降估算分析，无碴轨道路基工后沉降满足设计要求时，可进行预压土卸载和进行