沉降变形观测设计

1、引言：高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，对轨道的不平顺管理标准要求非常严格。路基是铁路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然引起轨道的不平顺。因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还应满足高速铁路轨道对基础的性能要求。不仅要求静态平顺，还要保证动态条件下的平顺。一般铁路路基以强度控制设计，而对于高速铁路，变行控制是路基设计的主要控制因素。下面我结合实例作进一步阐述。一.设计说明本设计是对某客运专线铁路路基进行沉降变形监测，总长3.84公里，包括4座大桥，一座特大桥，一座隧道，6段路基，5座混凝土

2、箱涵。管段内软基处理形式较多，工后沉降不均匀，为确保客运专线无碴轨道的铺设和控制工后沉降，特制定施工期间的沉降变形动态观测实施细则。二.沉降变形观测1 路基沉降变形观测1.1.1 DK1713+536.19DK1713+862.94段路基监测断面设置本段路基设计为深路堑，地质情况为全风化、中风化粉砂质泥岩。全段路基共设置2个A-2型监测断面，2个C-2型监测断面，5个E-1型监测断面 ，2个E-2型监测断面，2个G型监测断面，4个I型边坡位移监测断面。各监测断面设置里程为：A-2型里程分别为DK1713+820、+850。C-2型里程分别为DK1713+820、+850。E-1型里程分别为DK

3、1713+650、+690、+730、+760、+790。E-2型里程分别为DK1713+555、+624。G型里程分别为DK1713+537.19、+861.94。I型里程分别为DK1713+645、+690、+730左侧，DK1713+730右侧。1.1.2 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、沉降板、位移监测桩、静力水准仪、单点沉降计和边桩，具体数量见表1-1，观测元件具体形式见附图一。1.2 .1 DK1714+203.5DK1714+339.71段路基监测断面设置 本段路基为基床处理路基，地质情况为全风化粉砂质泥岩。监测断面设置为1个A-2型监测断面，2个B-1型监测断面，4个E-

4、1型监测断面，1个E-2型监测断面，2个G型监测断面。各监测断面设置里程：A-2型里程分别为DK1714+300。B-1型里程分别为DK1714+220、+335。E-1型里程分别为DK1714+210、+230、+320、+330。E-2型里程分别为DK1714+270。G型里程分别为DK1714+204.5、+340.71。 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、静力水准仪、单点沉降计和边桩，具体数量见表1-3，观测元件具体形式见附图一。 DK1714+643.99DK1714+917.87段路基监测断面设置本段路基为边坡防护路基，地质情况为全风化粉砂质泥岩。监测断面设置为1个A-1型监测

5、断面，1个A-2型监测断面，2个B-4型监测断面，5个C-1型监测断面，4个C-2型监测断面，2个D-1型监测断面，2个E-1型监测断面， 6个G型监测断面，具体断面型式见附图。各监测断面设置里程：A-1型里程分别为DK1714+815。A-2型里程分别为DK1714+735。B-4型里程分别为DK1714+760、+735。C-1型里程分别为DK1714+745、+780、+825、+850、+880。C-2型里程分别为DK1714+655、+840、+790、+900。D-1型里程分别为DK1714+865、+835。E-1型里程分别为DK1714+685、+710。G型里程分别为DK17

6、14+645、+772.69、+779.31、+870.62、+875.78、+916.87。 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、沉降板、静力水准仪、单点沉降计和边桩，具体数量见表1-4，观测元件具体形式见附图一。表1-4路基沉降变形监测元件数量表监测断面监测断面数量沉降监测桩静力水准仪边桩单点沉降计沉降板A-1型13A-2型13B-4型2624C-1型51510105C-2型412888D-1型26462E-1型22G型612合计224412242419 DK1715+552.75DK1715+979.35段路基监测断面设置本段路基为深路堑，地质情况为全风化粉砂质泥岩。监测断面设置为1个

7、A-1型监测断面，1个B-1型监测断面，3个C-1型监测断面，7个E-1型监测断面，4个G型监测断面，3个I型监测断面。各监测断面设置里程：A-1型里程分别为DK1715+760。B-1型里程分别为DK1715+955。C-1型里程分别为DK1714+780、+940、+970。E-1型里程分别为DK1714+580、+610、+650、+690、+830、+870、+910。G型里程分别为DK1715+553.75、+807.95、+812.05、+978.35。I型里程分别为DK1715+600、+630、+660。 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、沉降板、静力水准仪、单点沉降计、位

8、移监测桩和边桩，具体数量见表1-5，观测元件具体形式见附图一。 DK1716+319.93DK1716+713.07段路基监测断面设置本段路基为深路堑，地质情况为全风化粉砂质泥岩。监测断面设置为1个A-1型监测断面，1个B-1型监测断面，1个D-1型监测断面，5个C-1型监测断面，6个E-1型监测断面， 4个G型监测断面，1个I型监测断面。各监测断面设置里程：A-1型里程分别为DK1716+355。B-1型里程分别为DK1716+415。C-1型里程分别为DK1716+426、+450、+475、+510、+530。D-1型里程分别为DK1716+520。E-1型里程分别为DK1716+380

9、、+550、+580、+620、+660、+700。G型里程分别为DK1716+318.93、+492.46、+497.14、+712.07。I型里程分别为DK1716+675。 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、沉降板、静力水准仪、单点沉降计、位移监测桩和边桩，具体数量见表1-6，观测元件具体形式见附图一。表1-6路基沉降变形监测元件数量表监测断面监测断面数量沉降监测桩静力水准仪边桩单点沉降计沉降板位移监测桩A-1型13B-1型1321C-1型51510105D-1型13231E-1型66G型48I型17合计19308141467 DK1716+890.14DK1717+045段路基监测

10、断面设置本段路基为顺层路堑，地质情况为全风化粉砂质泥岩。监测断面设置为4个A-1型监测断面， 2个C-1型监测断面，3个E-1型监测断面， 2个G型监测断面，1个I型监测断面。各监测断面设置里程：A-1型里程分别为DK1716+900、+915、+985 、DK1717+010。C-1型里程分别为DK1716+975、DK1717+005。E-1型里程分别为DK1716+940、DK1717+020、+045。G型里程分别为DK1716+889.14、DK1717+045。I型里程分别为DK1717+045。1.6.2 观测元件本段路基观测元件为沉降观测桩、沉降板、静力水准仪、单点沉降计、位移

11、监测桩和边桩，具体数量见表1-7，观测元件具体形式见附图一。1.7 路基沉降观测频次 路基沉降观测频次应不低于表1-7的规定，当环境发生变化或数据异常时应及时观测和加大观测频次。1.8 路基沉降监测责任人： 路基沉降监测责任人负责本监测元件的埋设、断面的监测、测量数据的整理和结果分析。2 桥涵沉降变形观测2.1谢家塘1#、2#大桥、姚家塘特大桥、大名塘、南冲大桥墩台基础沉降观测 墩台基础沉降观测点的设置墩台基础沉降观测桩在承台浇注时预埋，埋设在每个承台顶面的四个角处，墩身浇注完成后在墩顶埋设四个沉降观测桩，墩台沉降观测由承台移到墩顶。墩台沉降观测桩位布置见图2-1。 桥梁墩台基础沉降观测频次

12、桥梁墩台基础沉降观测频次应不低于表2-1的规定，当环境发生变化或数据异常时应及时观测和加大观测频次。 桥梁墩台沉降监测责任人：××× 桥梁墩台沉降监测责任人负责所有监测元件的埋设、监控测量、测量数据的整理和结果分析。图2-1 桥涵变形观测点设置图2.4涵洞沉降变形观测涵洞沉降变形观测点的设置 涵洞沉降观测点设在涵洞边墙两侧帽石顶上，每侧两个，每个涵洞测点数4个。涵洞洞顶回填土后还应与路基一起进行洞顶填土的沉降观测，沉降观测采用路基A-1型沉降监测断面。沉降观测桩布置见图2-1，桩位里程、数量见表2-2。 涵洞沉降观测频次 涵洞沉降观测频次应不低于表2-3的规定，当

13、环境发生变化或数据异常时应及时观测和加大观测频次。涵洞沉降沉降监测责任人：××× 涵洞沉降监测责任人负责本管段内五座涵洞的所有监测元件的埋设、监控测量、测量数据的整理和结果分析。3 隧道基础沉降变形观测3. 1隧道基础沉降变形观测点的设置 隧道基础沉降观测点的布设为，仰拱填充完成后在仰拱顶面布设两个基础沉降观测桩，隧底工程完成后，在同观测断面两侧边墙处布设一对沉降观测桩，观测点的埋设见图2-1，埋设数量、里程见表3-1。3.2 隧道基础沉降观测频次 隧道基础沉降观测频次应不低于表3-2的规定，当环境发生变化或数据异常时应及时观测和加大观测频次。3.3 隧道基础沉降

14、监测责任人：××× 隧道基础沉降监测责任人负责何家皂隧道所有监测元件的埋设、监控量测、测量数据的整理和结果分析。4 过渡段沉降变形观测4. 1过渡段沉降变形观测点的设置 路桥、路涵、路隧过渡段观测断面同路基沉降观测断面，涵洞轴线路基面观测断面同涵洞洞顶填土沉降观测断面。路堤和路堑过渡段在分界处设路基面观测桩，每个观测断面设3个沉降观测桩，埋设里程、数量见表4-1。4.2 过渡段沉降观测频次 涵洞沉降观测频次应不低于表1-2的规定，当环境发生变化或数据异常时应及时观测和加大观测频次。4.3 过渡段沉降观测责任人 过渡段沉降变形观测由负责此段路基的沉降变形责任人员负责

15、所有监测元件的埋设、监控量测、测量数据的整理和结果分析。5 水平安装（测量剖面沉降）（1）用全站仪测定观测断面的中心高程及埋设桩号。（2）在路基填筑过程中，当路堤填筑高度高于埋管位置30的填土压实以后，在垂直线路方向开挖出宽20，深30的沟槽，整平槽底并在沟底铺设一层510厚的细砂，并人工夯实。（3）在铺设测斜管时应逐节对口连接成一根，每侧要伸出路基坡脚2m，为防止测斜管被损坏，管头两端用C20混凝土浇筑保护井，井壁厚30，井内断面尺寸90×120，井深100。（4）测斜管连接时要特别注意导线槽的对正，不得扭曲。连接方法如下：每节测斜管上套入连接管的长度的一半，对正连接管上的槽接下一

16、节管，检查各节管的连接良好及导向槽对接正确后才能铺设，为防止泥砂从连接管段进入管内，在路堤外面的测斜管接管均应以重300克的无纺土工布包裹，外用塑料绳扎紧，无纺土工布接口处用电工胶布粘接。观测点横断面见图1。图1 观测点横断面图（单位：）（5）测斜管铺设时，一对导槽要垂直放置（测量用的导槽），另一对导槽要水平放置，并预先在测斜管内穿入测绳（或细钢丝绳）一根，用于测量时拉测头用。6 边坡水平位移观测（1）做好考证表的记录，主要内容包括孔号、管长、测量仪器型号、率定系数、埋设人员及日期等。（2）在孔口设置水准点，每次测量时需对水准点的高程进行校核。（3）将电缆线与指示器连接、测头、电缆、仪器要连接

17、正确。（4）测量前，先将测头导轮对准垂直导槽放在导管内35分钟，使测头与地下温度平衡。（5）测量时，缓慢地放电缆，使测头在管道内行走平稳，每50为一测点、待读数器稳定后，读取数字，来回往返读数2次，正返两次测值的平均值作为测值。（6）测量结束后，进行资料的整理、分析。三.沉降变形评定方法和判定标准 评估工作应根据下列资料综合分析：1. 路基沉降观测资料。2. 路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书、陈将计算报告（包括不同阶段的设计沉降值与时间关系曲线）等相关设计资料。3. 施工过程、施工检查以及填料、级配和压实检验情况等施工资料。4. 施工质量控制过程和抽检情况等监理

18、资料。5. 路基沉降预测应采用曲线回归法，并满足下列要求（1） 根据路基填筑完成或推载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变化的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92（2） 沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。（3） 路基填筑完成或推载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：S（t）/S(t)75式中S（t）表示预测时的沉降值S(t)表示预测的最终沉降值 （4）设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不应大于10mm。路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥涵隧的沉降预测情况经行，预测的路基工后沉降值不应大于15mm。四.沉降变形处理路基、桥涵、隧道、过渡段的沉降观测，断面的监控量测，路基的I型边坡地表位移监测，资料整理要求：1. 所有测量原始数据应真实、可靠，并有可追溯性；记录必须清晰，不得擦改，测试、记录人员必须签名以示责任。2. 人工测试