铁路路基工程路基沉降观测施工方法及工艺

铁路路基工程路基沉降观测施工方法及工艺路基沉降观测的主要目的是确定轨道工程的施工时间。对所有路堤的地基沉降采用在地基表面埋设沉降板测试，路基面沉降采用在路基表面埋设观测桩测试，路堤和地基分层沉降采用钻孔埋设沉降磁环测试。松软土地基段路基观测断面按设计要求设置，施工中保护好埋设的观测器件。选择代表性断面采用测斜管进行地基水平位移观测、坡脚边桩水平位移观测，采用孔压计进行孔隙水压力观测。路堤填筑后，应对路基沉降进行系统的监测与分析评估，监测断面沿线路方向的间距一般不大于50m，过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。在路基完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足设计要求后方可铺设轨道。路基工程施工期间成立沉降监测小组，配备符合精度要求的监测仪器及设施，沿线路连续系统地进行地基沉降的动态监测，并根据填筑速率和监测情况及时进行沉降分析，以便控制路堤填筑速度，保证填筑路堤的稳定性。并根据监测情况分析确定路基面填筑标高，预测工后沉降量，为确定何时开始轨道工程施工提供依据。沉降监测项目为达到满足动态设计需要、满足施工组织需要，以及满足作为控制工后沉降量的依据，路基沉降监测的主要项目有：⑴地基面沉降监测在地基处理结束或原地面处理后路基填筑前，按照设计要求，在规定的观测断面上设置沉降板、定点式剖面沉降测试压力计、剖面沉降管等，通过测量确定地基面的沉降量。并根据监测结果绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图，分析地基变形发展趋势，判定地基的稳定，指导设计与施工。⑵路基面沉降监测在路基填筑至设计高程后，在设计规定的监测断面上，按设计要求打入钢钎桩，通过测量监测桩顶的高程变化，确定路基面的沉降量。⑶地下水位监测沿线路基段落设置水位井，以监测路基填土和堆载预压过程中，地下水位的变化情况。监测方案与方法⑴路基面沉降监测路堤地段每个监测断面设三个点，分别位于路基中心、两侧路肩，采用监测桩，在路基成形后设置。典型路堤断面沉降观测布置示意图见图2-2.1-37。图2-2.1-37典型路堤断面沉降观测布置示意图观测方案为分别于线路中心、两侧路肩各设置一个监测点，每个监测断面三个点。监测方法采用监测桩，在路基成形后设置。典型路堑断面沉降观测布置示意图详见图2-2.1-38。图2-2.1-38典型路堑断面沉降观测布置示意图⑵基底沉降监测在地基表面处理完成后、路堤填筑前，在路堤基底地面的线路中心预埋高精度智能型单点沉降计进行基底沉降监测。每隔一段距离，在线路中心增设沉降板进行沉降校核监测。当地表横坡大于20％时，在填土较厚一侧增设1个测点(仍采用高精度智能型单点沉降计)，以评价基底沉降的均匀情况。基底沉降监测断面按设计布设，在地面纵坡变化较大的地段，视地面坡度变化情况加密设置。⑶路基本体沉降监测当路基采用AB组填料填筑时，在线路中心的路基基床表层底部埋设高精度智能型单点沉降计用于观测基床表层底部的沉降。相同时间内，基床表层底部的沉降变化值与相应位置基底沉降变化值之差即为路基本体的变形。当路基填高大于6.0m时，在基床以下路基填土中增加一监测点。所有沉降计在路基成形后，采用钻孔成孔后埋设。当地表横坡大于20％时，在填土较高一侧的基床表层底部处增设高精度智能型单点沉降计用于路基本体的横向均匀沉降的观测。⑷深厚层地基分层沉降监测软土和松软土厚度≥6m地基，一般每隔50m设置一处深层沉降监测断面，过渡段路基必须设置。采用高精度智能型串连式沉降仪，于路基中心地基中设置，分层沉降仪布设间距2.0～3.0m。路基填筑前，采用钻孔成孔后埋设。每个监测断面共1个测孔。当地表横坡大于20％时，于线路中心、较高侧或压缩层较厚侧的左（或右）线外侧分别采用高精度智能型分层沉降计监测，一个监测断面共设2个测点。⑸软土地基水平位移监测软土、松软土地基地段，沿线路纵向每隔100～200m及地层或加固明显变化处在路基两侧坡脚外2m、10m各设观测桩一排，间距20m，进行水平位移监测，根据水平位移速率在大小控制软土地段的填土速率。每监测断面设4个测点。⑹加筋（土工格栅）应力应变监测高填方或陡坡填土地段边坡土工格栅加筋补强，在代表性路堤，分别于路堤两侧边坡（边坡中部、地面以上2～3m处）的土工格栅设置智能数码柔性沉降计，对土工格栅的拉伸或压缩变形进行监测。每个监测断面4个点。路堤基底铺土工格栅加筋（特别是低路堤，地基采用桩网结构加固）时，在代表性路堤基底，分别于路堤基底地面的线路中心，左右线中心至坡脚中间点附近的桩间土或桩顶处分别设置智能数码柔性沉降计，对土工格栅的拉力进行监测。每个监测断面3个点。测量频度变形监测分四阶段进行：第一阶段：路基填筑施工期间的监测，主要监测路基填土施工期间地基沉降以及路堤坡脚边桩位移；第二阶段：路基填土施工完成后，自然沉降期及放置期的变形监测，该阶段对路基面沉降、路基填筑部分沉降以及路基基底沉降进行系统的监测，知道工后沉降评估可满足要求铺设轨道止；第三阶段：铺设轨道施工期的监测。第四阶段：铺设轨道后及试运营期的监测。在填筑期期间，每天监测一次，在沉降量突变的情况下，每天应观测2～3次，当填筑间隔时间较长时应保证不少于3天观测一次。填土结束后1个月内至少每周观测一次，第2、3个月后每2周监测一次，雨后加密监测，3个月后每月观测一次，一直观测到铺轨验交结束。轨道铺设后至试运营期间每月监测一次。同时根据监测数据的变化情况，调整监测频度。工后沉降的分析与评估路基施工至设计标高后，根据设计及相关规定持续监测一段时间，根据监测数据，绘制“填土高-时间-沉降”关系曲线图，按实测沉降推算法或沉降的反演分析法，分析并推算总沉降量、工后沉降值及后期沉降速率，并初步推测最终沉降完成时间，确定铺轨时间。根据分析结果，结合工期要求，验证、调整设计措施使地基处理达到预定的变形控制要求。当评估结果表明沉降还不能满足轨道的要求时，则研究确定是延长路基放置时间继续监测，还是采取（或调整）地基加固措施，即进行“监测-评估-调整”循环，直至工期要求的时间止、并满足轨道铺设要求。过渡段差异沉降及低矮路堤不均匀沉降的监测与监控⑴过渡段工后沉降控制措施由于过渡段采用了特殊的填料，如桥路过渡段工后沉降的主要来源是地基的工后沉降。在桥路过渡段工后沉降控制方面，可通过采用从桥台逐渐过渡到一般路堤段的地基处理方式变化来调节，这种变化包括，强夯处理的夯点间距从小至大、夯击能从高至低，以及碾压遍数从大到小等，这些措施的详细方案要在施工中经过工后沉降和不均匀沉降分析来确定。在全部过渡段施工准备阶段，要做好所有过渡段差异沉降的估算工作，为过渡段后期的沉降观测提供可靠的依据。涵路过渡段工后沉降与桥路过渡段工后沉降控制措施相同。⑵低矮路堤不均匀沉降对高度小于3.0m的低矮路堤，由于其地基土承受较大的动荷载，自身条件的复杂性和不均匀性，当产生沉降特别是产生不均匀沉降时，对路基面、轨道的影响程度将远大于高路堤对地基的影响，必须引起高度重视，相应部位确保满足地基强度K30或压实系数K的要求。施工中，需要对低矮路堤地段进行沉降观测，根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，及时修改设计，变更地基补强或施工工艺路堑边坡的变形监测⑴监测内容边坡监测的内容有边坡地表位移监测、深部位移监测、桩（墙）背土压力监测等。⑵测试方案①边坡地表位移监测观测桩：建立射线网法观测网。边坡或滑坡沿线路纵向每隔30～50m设置监测断面，每个断面分别于路堑边坡的路肩、桩（墙）顶平台、边坡平台及堑顶外5.0m、10m设置观测桩。各工点分别于边坡可能破坏的范围外30m设基准点和置镜点。采用经纬仪测量，监测边坡状态，指导施工。位移计：选择代表性工点、特别是存在安全隐患的高边坡或不良地质边坡进行；该边坡或滑坡沿线路纵向每隔30～50m设置监测断面，分别于路堑边坡的桩（墙）顶平台（第一级边坡平台）、最高级边坡平台设置多点位移计，边坡成形后，钻孔成孔埋置。每个工点不少于2个监测断面，每个断面2个监测点。路堑边坡变形监测布置见图2-2.1-39。图2-2.1-39