客运专线铁路路基沉降观测监测办法

新建铁路**至**线HYZQ-3标DIK79+704.64～DK104+505.94路基工程沉降观测方案二00九年二月十三日DIK79+704.64～DK104+505.94路基工程沉降观测方案工程名称：新建铁路**至**线HYZQ-3标段建设单位：**铁路湖北有限责任公司设计单位：铁道**勘察设计院监理单位：北京铁城建设监理有限责任公司**铁路监理站施工单位：中铁**局**铁路项目经理部主编部门：中铁**局**铁路项目经理部三分部主编人：年月日审核人：年月日审定人：年月日审批人：年月日路基沉降变形观测方案一、编制目的**铁路区间正线路基设计速度为200km/h且预留提速空间，路基的工后沉降要求十分严格，设计中对路基进行了沉降变形计算，采取了相应的技术措施。考虑到影响沉降计算的因素较多和沉降计算的复杂性和精度等问题，设计要求施工期间必须对软土路段进行系统观测和综合分析和评估，验证或调整设计措施，使路基达到规定的变形控制要求。为保证路基沉降变形观测的质量，特编制本方案。二、编制依据1、《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》2、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》3、《新建铁路工程测量规范》４、《新建铁路**至**铁路施工图设计》三、沉降变形观测范围、内容1、观测项目1.1路基面的沉降变形观测1.2路基基底沉降观测1.3软土路基填筑过程中的变形观测1.4过渡段：路桥、路涵、堤堑过渡段沉降观测2、路基沉降变形观测2.1观测断面及点的设置原则路基沉降观测应以路基面沉降和基底沉降观测为主。沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于对观测项目数据的综合分析。路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于100m，路桥过渡段必须设置；基底沉降观测断面沿线路方向的间距一般不大于200m，路桥过渡段必须设置；位移观测断面沿线路方向的间距为20～50m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。填筑期间和填筑完成后应对路基沉降变形（含地基和本体）进行连续观测，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。同时作为竣工验收时控制工后沉降量的依据。测点及观测元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。观测期间应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。2.2观测断面及点位的设置、元件布设代表性观测断面示意图如下：路堤沉降变形观测断面示意图路堤压缩层厚≥10m或路堤填高≥5.0地段顺号观测内容观测元件观测点数量断面间距附注1路基面沉降观测观测桩3个/断面100m2路堤基底沉降观测测沉降板3个/断面200m3边桩位移观测观测桩4个/断面20～50m土质路堑（含基岩全风化层）一般地段只设路基面沉降观测桩3个/断面，断面间距100m；2.3观测元件的选取、埋设观测元件的选取应满足工后沉降变形的评估需要以及精度要求。路基面沉降和软土地段路堤填筑变形采用观测桩观测，基底沉降采用沉降板进行观测。观测元件的埋设观测元件除路基面沉降观测桩外，均应在地基加固完成后路堤填筑施工前埋设。.1路基面沉降观测桩：在路基填筑至基床表层顶面，埋设路基面沉降观测桩。埋设规格见附图2.3.2.1，观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理。附图.1沉降观测桩大样图.2沉降板：由钢底板、金属测杆（φ20mm镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ50mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为30cm×30cm，厚8mm；具体按设计图样焊接组装。采用水准仪按国家一等精密水准测量方法测量沉降板标高变化。沉降板安装前应先将原地面整平（可铺设0.1m厚中粗砂），注意保持底板的水平和垂直度，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定保护套管，完成沉降板的埋设工作。采用水平仪按国家一等精密水准测量方法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，每次接长高度以1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。.3位移观测桩采用长度1m,φ100mm不宜开裂的圆木，顶面中心钉小铁钉。2.4路基沉降观测的频次不低于表2.4的规定。表2.4路基沉降观测频次观测阶段观测频次填筑期间一般1次/天沉降量突变2～3次/天两次填筑间隔时间间较长前两天1次/天以后1次/3天路基施工完毕前15天1次/3天第15～30天1次/周第30～90天1次/15天90天以后1次/月四、沉降观测人员仪器设备配置沉降观测拟配置的人员和仪器设备如下：沉降观测人员配置表表4.1序号姓名性别职务年龄专业工作年限备注1吴凌忠男测量班长34高级测量工52柳雷男测量员24测量员23刘国梁男测量员20测量员2测量、监测仪器设备表表4.2序号仪器设备名称规格型号单位数量检定状态备注1全站仪天宝602套1合格2水准仪天宝电子水准仪套1合格五、沉降变形测量1、一般要求1.1沉降变形观测网按三等变形测量等级技术要求建立，沉降变形观测点的水准测量采用二等变形观测测量技术要求。1.2应建立沉降变形观测网，布设水准基点和工作基点。高程应采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。全线二等水准测量贯通后，将沉降变形观测网与二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上。1.3所使用的仪器和设备应进行定期检查并作出详细记录；每次测量应采用同一仪器，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。1.4各种原始测量记录应真实、可靠，并有可追溯性；计算成果和图表清晰、签署齐全，并妥善保存。1.5参与观测的人员必须经过培训才能上岗。2、观测水准基点的布设2.1观测水准基点的布设在沿线施工已设水准基点的基础上，按距离不大于1km增设水准基点，水准基点应设在变形区以外不易被破坏的岩石或原状土层上，亦可利用稳固的建筑物、构筑物设立水准点。2.2工作基点的布设为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。工作基点应布设在不受施工干扰的稳定土层内，以便长期保存和使用的地点。采用Ф20mm长60cm顶端圆滑的钢筋打入土中，桩周上部30cm用混凝土浇注固定并统一编号。2.3观测网中，工作基点应定期与水准基点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时，应随时进行复测校核。3、沉降变形观测主要技术要求3.1沉降变形观测网主要技术要求沉降变形观测网的主要技术要求等级相邻基准点高差中中误差(mm)每站高差中误差((mm)往返较差、附合或或环线闭合差差(mm)监测已测高差较差差(mm)使用仪器、观测方方法的要求三等1.00.3DS05或DS11型仪器，按按暂行规定二二等水准测量量的技术要求求施测3.2沉降变形观测点的精度要求和观测方法沉降变形观测点的精度要求和观测方法等级高程中误差(mmm)相邻点高差中误差差(mm)观测方法往返较差、附合或或环线闭合差差(mm)二等±0.5±0.3按国家一等精密水水准测量3.3一、二等水准测量仪器及主要技术要求等级仪器视线长度(m)前后视距差(m))在任一测点上前后后视距差累计计(m)视线高度(下丝读读数)(m)一等DSZ05、DSS05≤30≤0.5≤1.5≥0.5二等DS1、DS055DS1≤50，DDS05≤60≤1.0≤3.0≤0.33.4测量观测资料整理及提交资料3.4.1一般要求3.4.1.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计及细则要求。3.4.1.2人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机，核对无误后在计算机内备份；自动采集测试数据应及时在计算机内备份。沉降观测资料及时输入沉降观测管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中时时监控。观测中有沉降异常情况应及时通知有关各方及时处理。3.4.1.3按照提交资料要求及时整理、汇总、分析，按有关规定整编成册。3.4.2资料整理3.4.2.1沉降观测资料表1）工点沉降观测断面、点布置表沉降观测－012）沉降板观测资料汇总表沉降观测－023）路基面沉降观测资料汇总表沉降观测－034）绘制路堤施工过程和完成后填土高—时间—沉降曲线沉降观测－03附15）绘制路基面沉降时间—沉降曲线沉降观测－03附2沉降观测－01工点沉降观测断面、点布置表施工标段：施工单位：观测工点里程：编号：序号观测断面里程断面距离（m）断面类型观测点及埋设元器器件类型、数数量说明沉降板路面观测桩制表：复核：监理签字：年月日沉降观测－02沉降板观测资料汇总表施工标段：＿＿＿＿＿施工单位：＿＿＿＿＿观测断面里程：＿＿＿＿＿所在断面位置：＿＿＿＿＿路基填筑总高度：＿＿＿＿＿填料种类：＿＿＿＿＿地基土类型及地基处理方法：＿＿＿＿＿编号：观测日期相隔天数填土顶面标高（mm）累计填土高度（m）管顶面标高（m）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）接管前标高接管后标高制表：复核：技术负责人：监理签字：年月日武沉降观测－03路基面沉降观测资料汇总表施工标段：施工单位：观测断面里程：＿＿＿＿＿路堤填（挖）总高度：＿＿＿＿＿地基土种类：＿＿＿＿＿地基处理方法：＿＿＿＿＿编号：观测时间相隔天数左侧路肩路基中心右侧路肩标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）填表：复核：技术负责人：监理签字：年月日沉降观测－03附1路堤施工过程和完成后填土高h—时间t—沉降s曲线格式观测断面里程：编号：路堤填筑高度h（m）98765432123456789时间t(月)10102030405060708090100沉降s（mm）制表:复核:技术负责人:年月日沉降观测－03附2路基面沉降时间t——沉降s曲线格式观测断面里程：编号：年年9月10月11月12月1月2月3月沉降s（mm）制表:复核:技术负责人：六、沉降变形观测结果的分析、评估1、动态分析1.1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、沉降与路堤填高及时间的关系曲线，指导路基填筑施工，必要时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。1.2变形观测的控制标准为边桩水平位移小于5mm/天，竖向位移小于10mm/天，路基中心沉降板沉降量小于10mm/天。若沉降量超出以上限值，应停止填土施工，待沉降稳定后再继续填土，必要时采取卸载措施。2、推算最终沉降量2.1应对路基工点每一观测断面的各观测面（特别是路堤底部地基面）沉降绘制施工过程（包括观察期）沉降随时间发展的曲线。在此基础上估计各观测面的最终沉降。对每一路基工点应制作沉降计算和测定结果比较表。沉降计算和观测结果比较表区段编号：工点号：沉降测定时间：报告日期：观测面编号里程观测断面描述，包包括观测断面面类型；沉降降测定时施工工进度计算沉降实测沉降地基总沉降mm基床顶面沉降mm地基总沉降mm基床顶面沉降mm2.2沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送业主及咨询、设计单位，如果发现测定的沉降明显大于计算沉降，应及时通知设计方、咨询方和业主，由咨询方组织进行分析讨论，确定原因，采取相应措施。3、推导各观测断面沉降变形拟合曲线3.1为了尽可可能准确的预预测工后沉降降，应对基床床表层顶部（沉沉降观测桩或或在超载预压压时为沉降板板）观测的沉沉降进行曲线线拟合，对路路堤区段可根根据路堤填筑筑完成后沉降降观测桩观测测的结果为基基准。曲线拟拟合一般以中中心观测桩结结果为主，路路肩观测桩为为参考。3.2拟合曲曲线的推导一一般以三个月月为周期反复复进行以不断断逼近路基的的真实变形状状况。具体的的说，在路堤堤完成填筑、安安装沉降观测测桩后，按规规定的周期测测定三个月后后可根据三个个月测定的沉沉降观测结果果推导第一个个拟合曲线S1(t)，见示意图图。根据这个沉沉降拟合曲线线可外推（预预测）六个月月后的沉降S1（t=6个月）然后后继续观测三三个月，并检检查第一次预预测结果是否否合理。然后后根据总共六六个月观测的的结果推导第第二个更接近近时间的沉降降拟合曲线S2(t)，以这种方方式不断逼近近真实的路基基变形发展。应应当指出，在在推导沉降拟拟合曲线时后后期的沉降测测定结果特别别重要，应重重点考虑，见见示意图。通常采用的沉降拟拟合曲线有以以下几种：指数函数双曲函数其中：s¥： 以路堤填筑完成后后（沉降观测测桩安装后）为为时间起点（t=0）发生的最最终沉降量（t=∞）。a,b： 沉降拟拟合曲线的参参数。如有更合理的函数数形式，也可可采用。根据沉降结果做第1次预测(三个月后)s1根据沉降结果做第1次预测(三个月后)s1(t)根据沉降结果做第2次预测(六个月后)s2(t)时间沉降沉降观测结果路堤完成施工（埋设观测桩后）推导沉降拟合曲线线s(t)3.33对路基工点点每一观测断断面应推导相相应的沉降拟拟合曲线及参参数，作为预预测工后沉降降的基础。如如果三个月内内没有进一步步的沉降发生生，可在充分分考虑所在工工点和观测断断面路基具体体情况的基础础上，征得各各方同意后可可考虑不再进进行沉降拟合合曲线的推导导工作。4、各观测断面工后沉沉降的预测4.1路基沉沉降预测应采采用曲线回归归法，并满足足以下要求：：（1）根据路基填筑完完成后不少于于3个月的实际际观测数据作作多种曲线的的回归分析，确确定沉降变形形的趋势，曲曲线回归的相相关系数不应应低于0.92。（2）沉降预测的可靠靠性应经过验验证，间隔不不少于3个月的两次次预测最终沉沉降的差值不不应大于8mmm。（3）路基填筑完成后后，最终的沉沉降预测时间间应满足下列列条件：s(t)/s(tt=∞)≥75%式中：s(t)：预测时的沉沉降观测值；；s(t=∞)：时间t时预测的最最终沉降值（时时间起点t=0为沉降观测测桩安装后观观测算起）。4.2在观测测沉降三个月月后（以完成成路堤填筑埋埋