哈大铁路客运专线路基沉降监测工法.docx
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哈大铁路客运专线路基沉降监测工法
哈大铁路客运专线路基沉降监测工法
1前言
随着铁路工程建设事业的发展,高速铁路的兴建,改变了地面原有的状态,并且对于地基施加了一定的压力,这就必然会引起地基及周围地层的变形。
为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。
现行规范也规定,对路基的垂直变形和水平位移变形等均要进行沉降观测。
特别在高速铁路路基施工过程中,应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息,为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成路基主体结构的破坏,造成巨大的经济损失。
在哈大铁路客运专线路基工程的施工实践中,通过合理的施工组织,合适测量技术和完善的监测方案,工程施工质量、进度以及其他方面都取得了较好的成绩。
本工法就是在哈大铁路客运专线软土、松软路堤施工实践中总结开发出来的,将对软土、松软路堤施工具有指导意义。
2工法特点
本工法注重精密测量,跟踪路基填筑时及完工后沉降量对工程质量的影响。
3适用范围
本工法适用于高速铁路软土、松软路堤以及类似线状工程沉降监测工作。
4工艺原理
高速铁路软土、松软路堤施工,关键是减少施工过程及工程结束后发生沉降对工程质量的影响。
因此,各项监测都要求精确完成,以及时发现沉降减少填筑过快发生的不稳定性对工程质量的影响。
本工法始终贯彻“精密监测”的原则,通过各项措施来监测沉降对工程质量的影响。
5工艺流程及观测要求
5.1沉降变形监测网主要技术要求及建网方式
在路基施工前,要进行沉降变形监测网的建立。
线下工程路基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:
(1)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。
(2)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。
加密后的水准基点含工作基点)间距基本保证太子河特大桥与新灯塔站路基工程沉降变形观测监测需要。
(3)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。
5.2沉降变形监测测量工作基本要求
(1)水准基点使用时应作稳定性检验,并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点,并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。
(2)每次观测前,对所使用的仪器和设备应进行检验校正,并保留检验记录。
(3)每次沉降变形观测时应符合:
1)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。
2)参与观测的人员必须经过培训才能上岗,并固定观测人员。
3)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。
4)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。
5)成像清晰、稳定时再读数。
6)随时观测,随时检核计算,观测时要一次完成,中途不中断。
7)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。
8)数据计算方法和计算用工作基点一致。
5.3沉降变形监测观测具体要求
(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。
(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)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/T12897-2006)有关要求执行。
观测时,视线长度≤50m,前后视距差≤1.0m(光学),≤1.5m(电子);前后视距累积差≤3.0m(光学),≤6.0m(电子);视线高度≥0.3m(光学),≥0.5m(电子);测站限差:
两次读数差≤0.4mm,两次所测高差之差≤0.6mm,检测间歇点高差之差≤1.0mm;观测读数和记录的数字取位:
使用DS05或DS1级仪器,读记至0.05mm或0.1mm;使用数字水准仪读记至0.01mm。
(4)观测时,一般按后-前-前-后的顺序进行,对于有变换奇偶站功能的电子水准仪,按以下顺序进行:
1)往测:
奇数站为后—前—前—后
偶数站为前—后—后—前
2)返测:
奇数站为前—后—后—前
偶数站为后—前—前—后
(5)每一测段均为偶数测站。
晴天观测时给仪器打伞,避免阳光直射;扶尺时借助尺撑,使标尺上的气泡居中,标尺垂直。
(6)观测前30min,将仪器置于露天阴影处,使仪器与外界气温趋于一致;对于数字式水准仪,进行不少于20次单次测量,达到仪器预热的目的。
测量中避免望远镜直接对着太阳;避免视线被遮挡,遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。
观测时用测伞遮蔽阳光,对于电子水准仪,施测时均装遮光罩。
(7)自动安平水准仪的圆水准器,严格置平。
在连续各测站上安置水准仪时,使其中两脚螺旋与水准路线方向平行,第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。
除路线拐弯处外,每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置,一般为接近一条直线。
(8)观测过程中为保证水准尺的稳定性,选用2.5kg以上的尺垫,水准观测路线必须路面硬实,观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。
同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方,如果临时有震动,确认震动源造成的震动消失后,再激发测量键。
水准尺均借助尺撑整平扶直,确保水准尺垂直。
(9)对于阳澄湖中墩台的沉降测量,按照《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006)跨河水准测量要求进行观测。
(10)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。
5.4专业要求
(一)一般规定
(1)路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。
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。
(2)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,更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。
(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IO0m;地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。
(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。
同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。
(5)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。
(二)路基的控制标准
(1)观测断面及点的设置、元件布设
观测断面的设置及观测断面的观测内容、元件的布设应根据地形、地质条件、地基压缩层厚度、路堤高度、地基处理方法、堆载预压等具体情况,结合沉降预测方法和工期要求具体确定。
代表性观测断面示意图如下:
1)路堤填高<3m,地基压缩层厚<5m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
50m
地势平坦、地基条件良好地段可100m
沉降监测剖面元件布置示意图(A—1型)
2)路堤下地基压缩层厚≥5m地段及路堤填高≥3.0、地基压缩层厚<5m地段
序号
观测内容
观测
元件
观测点
数量
断面间距
附注
l
路基面
沉降观测
观测桩
3个/断面
50m
地势平坦、地基条件良好地段或高度小于5m路堤地段可100m
2
路堤基底
沉降观测
沉降板
1~2个/断面
50~100m
地基面横坡大于1:
5时,每个断面埋设2个。
3
路堤基底全断面沉降观测
剖面沉降管
1个/断面
一般地段25%的观测剖面,各类过渡段路基50%的剖面埋设剖面沉降管作校核剖面,校核剖面基底同时布置沉降板与剖面沉降管。
4
改良土填土沉降观测
单点沉降计
1个/断面
200m
改良土路堤填高大于5m时设,每个工点不少于1处。
沉降监测剖面元件布置示意图(B—3型)
沉降监测剖面元件布置示意图(D—1型)
3)路堤加载预压地段
路堤加堆载预压地段按上述2.2.2项布设断面及点,其中路基面沉降观测在路堤填筑到基床底层表面后,在基床底层表面两侧设观测桩,在路基面中间设沉降板后,加载预压进行沉降观测。
待预压卸除基床表层填筑后,在路基面两侧及线路中心设置沉降观测桩。
沉降监测剖面元件布置示意图(F一3型)
4)土质路堑地段
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2~3个/断面,断面间距50m,地势平坦、地基条件良好地段间距100m;当地基地层为红粘土、膨胀土时,同时在换填底面埋设单点沉降计观测地基沉降或隆起情况。
(2)观测元件的选取、埋设
1)观测元件的选取:
应满足工后沉降的评估需要以及精度要求。
路基面采用观测桩观测,地基面采用沉降板、剖面沉降管和电测元件相结合进行观测。
对于剖面沉降管、单点沉降计等电测元件及检测仪器的选配,应选用高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好的仪器;仪器企业厂家应具有相应的生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件,并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。
由公司统一招标采购。
2)观测元件的埋设:
观测元件除沉降观测桩外,均应在地基加固完成后路堤填筑施工前埋设。
3)沉降观测桩(点):
在一般路基填筑至基床表层顶面,加载预压路堤填筑到基床底层顶面后,埋设沉降观测桩(点),路基面两侧观测桩应设在距左右线路中心3.2m处。
埋设规格见附图1。
附图1路基面沉降观测点设置参考图
4)沉降板:
由钢底板、金属测杆(φ40mm厚壁镀锌铁管)及保护套管(直径不小于小φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管)组成,钢底板尺寸为50cm×50cm,厚1cm;具体按设计图样焊接组装。
采用水平仪按国家一等精密水准测量方法测量沉降板标高变化。
沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm,采用中粗砂回填密实,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
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- 关 键 词:
- 铁路 客运 专线 路基 沉降 监测