高填方路堤路堑高边坡及软基路基监测方案Word文件下载.docx
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高填方路堤路堑高边坡及软基路基监测方案Word文件下载.docx
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1XX外环高速公路XX段工程施工招、投标文件、补遗书、施工承包合同、
施工合同谈判会议纪要;
2XX外环高速公路XX段一期工程第六合同段〔K26+460~K35+670〕全长
公里两阶段施工图设计文件;
3招标文件、两阶段施工图设计、实施性施工组织设计;
4施工调查及现场勘察资料;
〔JTGB01-2021〕;
〔JTGF80/1-2021〕;
〔JTG/TB05-2004〕;
〔JTJ076—95〕;
〔YS5229-96〕;
二、主要监控目的
主要监控目的:
1〕、通过监控量测,跟踪边填方路堤、挖方路堑边坡变形情况,为设计变更
提供依据;
2〕、有效开展预测预警工作,防止灾害事故发生;
3〕、通过监控量测,保证路堤变形稳定的前提下,提出最正确的填土速率和相
应的工程措施,到达加快施工的目的,根据监测报告知道路基基层施工。
4〕、高风险边坡工程完成后,可根据监控结构检验评价边坡加固效果;
5〕、局部重要边坡工点运营期间可继续利用测点进行观测,为高速公路的安
全运营提供保障。
高边坡监控量测的目的如下:
通过施工和环境监测进行信息反应及预测预报,优化施工组织设计,
指导现场施工,确保高边坡施工的平安、质量及工程工程的社会、经济、环境效
益。
掌握边坡围岩动态,利用量测结果指导施工,增加施工的平安可靠性。
—3—
及时预测和反应,预见事故和险情,以便及时采取措施,防患于未然,
保证指导施工顺利进行;
验证防护结构型式、防护参数的合理性,评价防护结构、施工方法的
合理性及其平安性,确定合理的防护时间;
为修改优化设计提拱数据,为调整施工方法提供依据;
积累量测数据,总结经验,为未施工边坡的设计和施工提供工程类比
的依据。
为节省工程投资,提高公路高边坡的设计和施工水平提供科学依据和技
术保证。
软地基和高填方监控量测的目的如下:
2.1对沿线各个软地基和高填方监控断面的换填〔填土〕过程进行平安监控,通过观测施工过程中的水平位移,指导工程施工。
根据实际观测结果,分析和计算工后沉降开展趋势,并为未施工段落提
供依据;
根据测定数据观测沉降趋势,预测稳定时间和工后沉降量;
为换填〔土
方〕沉降量计算提供依据。
地表水平位移量——用于稳定管理。
监测地表水平位移情况,以确保换
填〔路堤〕施工的平安和稳定。
分段反求总沉降系数。
三、监测工作的工程及作用
根据设计要求,高边坡〔软地基、高填方〕的监控量测主要工程包括:
地面位移监测、深层位移〔测斜〕监测、沉降观测、人工巡视监测。
量测工程及作用
序
量测主要项
量测仪器
主要作用
号
目
1
地面位移监
DS1,DS3
监视地面下沉值,了解边坡围岩变形情
测
况,判断边坡稳定性
2
深层位移
测斜仪PVC塑料导
监测岩土体在边坡倾向的水平位移值;
—4—
〔测斜〕监
管
观测软地基〔高填方〕各层位土体侧向
位移量,用于稳定检测和了解土体各层
侧向变形以及附加应力增加过程中的
变形开展情况;
1.
开挖面围岩自稳性;
2.
岩质破碎带、褶皱节理等情况;
3
人工巡视监
3.
核对围岩级别及风化变质情况;
4.
地下水情况;
5.
边坡防护变形开裂情况;
4
沉降观测
电子水准仪,
监控软地基〔高填路堤〕沉降,预测稳
定时间和工后沉降量
软地基、高
5
填方水平位
全站仪
监控路堤附近地表水平位移
移观测
1监控量测仪器
监测主要设备表
机械设备名称
规格、型号
单位
数量
精密水准仪
台套
水准仪
测斜仪PVC塑料导管
汽车
东风
辆
—5—
四、监测方案
4.1总体监测方案
本工程部成立以工区经理会同其他测量技术员为成员的专门监测小组,对高
边坡、软地基、高填方路基变形进行监测。
沉降观测点采用沉降板埋设,观测仪器采用DS05精密水准仪建立三等水准
测量控制网,DS3水准仪进行沉降观测。
地表水平位移量监测采用地表水平位移边桩,观测仪器采用Trible全站仪
进行观测。
深层水平位移采用测斜管,测斜管采用塑料导管。
高程采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。
全线三等水准测量
贯穿后,在其根底上建立独立的四等高程控制网。
4.2监测布置
7.2.1量测点及断面布置
1高边坡监测点布置
高边坡的深孔位移监测钻孔位置,布置在
k28+841~k29+912.2的第二节和第四节平台,k29+148.2~k30+268.89布置在的
第二节平台上。
K28+841~K30+268.89高边坡地表位移监测,共设6处。
2高边坡测斜管和位移桩埋设⑴观测桩的埋设,利用全站仪放出测点,参照标准水准点埋设,所有基点
应和附近水准点联测取得原始高程,在测点位置挖长、宽均为深度为
的坑,然后放入观测桩(C25混凝土预制,尺寸,中间埋置钢
钉测头),并且桩顶露出地面的高度不应大于10cm。
离地表下50cm范围,用混凝
土浇筑固定观测桩,保证桩埋置固定。
待固结后即可量测,采用精密水准仪对下
沉量进行观测,测量精度±
1mm。
—6—
⑵测斜管埋设
管是一种可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测
量仪器,拟采用目前广泛应用的CXG70型高精度测斜管〔规格70,外径:
Φ70,
内径:
Φ59,管长:
2m或4m,壁厚偏差:
≤14%,导管扭角:
≤0.2°
/m〕。
①钻孔:
钻孔要求:
定位准确;
倾斜度小于1度;
钻孔直径与测斜管匹配(土层中孔径≥Φ108mm,岩层中孔径≥Φ90mm)。
②检查测斜管:
下管前必须对测斜管进行检查。
对外观质量较差、受力后弯曲变形、老化、受损的不合格管子,予以报废,底部测斜管用闷头封好,以防泥浆进入。
③下管准备:
下管前计算好长度、节数。
接头处打好自攻螺丝导孔(导孔直径比螺丝直径略小)。
并准备好下管时固定用的麻绳或卡口。
④下管:
用全站仪确定导向槽的方向〔与公路橫断面平行〕,逐节连接下管。
将测斜管逐节组装井放入钻孔内。
测斜管底部装有底盖,可将侧斜管内灌入适量平衡水,扶正管身,铅直缓慢压入钻孔内,当上浮力太大或钻孔缩孔时,应适当施加压力,但不可将测斜管压弯。
当钻孔深度为15~40m时,测斜管进入稳定层
不小于2~5m。
下入钻孔内预定深度后,即向测斜管与孔壁之间的间隙由下而上
逐段灌入水泥浆或用砂填实,固定测斜管。
安装或埋设时,应及时检查测斜管内
的一对导槽,其指向是否与欲测量的位移方向一致,并应及时修正。
⑤测斜管检查:
测斜管固定完毕后,用清水将测斜管内冲洗干净,如果条件
允许,可用测头模型放入测斜管内,沿导槽上下滑行一遍,以检查导槽是否畅通
无阻,滚轮是否有滑出导槽的现象。
如果没有测头模型,可用缓慢速度将测头放
入,如遇阻碍,立即拔出测头,对该测管进行必要处理或废弃重新安装,由于测
斜仪的测头是贵重的仪器,在未确认测斜管导槽畅通时,应谨慎放入真实的测头。
⑥孔壁回填:
a、当测斜孔较浅(一般小于20m),且埋管与观测时间间隔较
长(大于两个月)时,采用细砂回填和自然塌落消除孔壁空隙。
细砂回填时用长钢筋捣动,且间隔一定时间加砂,到达真正密实。
b、当测斜孔较深,或埋管与观测时间间隔较短,此时应采用孔壁注浆的方法。
孔壁注浆有管外注浆和管内注浆两种方法。
管外注浆是在管壁外下注浆管,然后用水泥浆泵注入水泥浆。
管内注浆那么是采用特殊的注浆闷头,将其安装在测斜管底部,然后在管中接上注浆管,
由下向上注入水泥浆,直至水泥浆溢出地面。
—7—
⑦孔口设置:
测量测斜管顶端坐标及高程,安装保护盖,并做好标志。
⑧埋设记录:
量测测斜管埋设记录包括:
工程名称、测斜孔编号、孔深、孔
口坐标、高程、测斜管导槽方位、导槽方向、管径、主要埋设人员、日期等,并
及时做好孔口保护装置,作好记录。
⑨测量时,将活动式测头放入测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁
的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变
化。
—8—
—9—
3高填方和软地基断面设置原那么
⑴原那么上路基地段每100~200m设置1个观测断面,桥头路段及过渡段均设
置1~2个观测断面,每个构造物路段设置1个观测断面。
同一路段不同监测工程的测点布置在同一断面上,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工程数据的综合分析。
具体布置位置见附图
⑵测点位置应符合设计要求,且埋设准确、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。
4高填方和软地基测点布置及埋设
⑴沉降板埋设
沉降板底槽应平整,其下铺设60cmX60cmX20cm的砂垫层。
沉降板的金属测杆、
套管和接驳的垂直偏差率应不大于1.5%。
沉降板采用钢板,底板尺寸为
50cmX50cmX10mm;
金属测杆直径为4cm,测杆应与底板焊接为一体;
套管采用塑
料管,直径为10cm,它应具有一定的强度和刚度。
随着沉降板下沉和填土的高
度,测杆与套管相应接高,每节长度不宜超过50cm。
接高后的测杆顶面应略高
于套管上口,套管上口应加盖封住管口,盖顶高出碾压面高度50cm。
⑵地表水平位移边桩埋设
位移边桩埋设在路堤两侧趾部,其中一根位于坡脚处,另一根位于排水沟外侧。
边
桩采用12cmX12cm混凝土预制方桩采用C25混凝土,埋深为。
在边桩顶部
应预埋不易损坏的金属测头。
边桩采用打入法埋设。
此外,位移边桩应做好标记
—10—
并编号。
监测横断面示意图
—11—
4.2.2量测考前须知
1施工前应作好监测准备工作,引入高程控制点,配置必要的人员与仪
器。
2在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。
3地面量测与深层位移〔测斜〕各项监测同步进行,以利于资料的相关分
析。
4量测数据及分析结果全部纳入竣工资料,备查。
4.2.3量测数据的整理
1绘制每一横断面沉降随时间的变化关系图,如下
衬砌中线
原地面线
μ〔〕
每一横断面沉降槽随时间的变化关系图
—12—
2绘制每一断面最大沉降量随时间的关系如下
〔天〕
〔〕
每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图
3绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系如下
每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图
4对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析。
5对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析。
6根据边坡地面沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。
7根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值。
8根据回归分析数据分析出土体内摩擦角及内聚力。
在整理资料时,假设发现地面位移量过大或下沉速度无稳定趋势时,对边坡
—13—
结构应采取加设或加长加密锚杆,增加锚索或者加深锚索等补强措施。
4.3高边坡深层位移〔测斜〕量测、地表水平位移、
人工巡回监测
4.3.1深层位移〔测斜〕量测
在边坡代表性剖面上,预先打垂直钻孔。
打钻孔时,要取岩芯,进行素描
后绘制柱状图。
在孔中埋设测斜仪PVC塑料导管,用测斜仪从孔底到孔口,每隔
0.5m监测岩土体在边坡倾向的水平位移值,绘制孔深与水平位移关系曲线。
建
立监测系统后,隔三天测读一次初读数,然后在边坡开挖过程中,定期进行巡回
监测,同时结合地面位移监测和人工巡视监测及时预报出边坡岩土体位移动态。
43.2地表水平位移和人工巡回监测
人工巡视检测是一项经常性工作,应做到每天有人巡视检查。
建立监测系统后,隔三天测读一次初读数,然后在边坡开挖过程中,定期
进行巡回监测,同时结合地面位移监测和人工巡视监测及时预报出边坡岩土体位
移动态。
人工巡视监测是一项经常性工作,应做到每天有人巡视检查。
地表位移
的监测周期与降雨量相应,施工期间,旱季和少雨季节每月观测1-2次,雨季每
周观测1次,暴雨期及雨后数天内每天观测一次,直至无明显变化为止。
监测工
作可在边坡加固工程完成后六个月内或当年雨季结束后三个月如无明显位移可
结束。
否那么需视具体情况定。
4.3.3量测数据记录整理、分析与反应
1、数据的记录、整理、分析
⑴量测过程中应收集以下资料:
①现场监控量测方案。
②实际测点布置图。
③边坡围岩—时间曲线图、位移速度-时间曲线、找出位移-时间回归曲线,
—14—
求出最终位移量。
④经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反应记录。
⑵量测后应及时进行数据整理,并绘制量测数据时态曲线和边坡关系图,
对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化速度,数据异
常时,应根据具体情况及时采取加设、加密或加长锚杆、加长锚索等加固措施。
由于现场量测的数据,对所有数据具有一定的离散性,它包含着偶然误差的影响,要经过数学处理方可应用数据进行回归计算,即用曲线u=f(t)对时间-位移散点图进行拟合,同时对变形加速率du/dt及变形速率的变化率d2u/dt2进行
探讨,根据数据处理后围岩变形-时间曲线,找出不同时刻边坡围岩的变形量以及
边坡围岩变形的开展趋势,进而预估边坡围岩的最大变形量,用以同变形临界值
相比拟,以便判断边坡围岩变形是否在允许范围内,据此来判断边坡围岩的稳定
性和防护结构的可靠性。
⑶绘制变形曲线:
①位移与时间的变化曲线(见以下图例样);
②位移速度与时间的变化曲线。
③位移与开挖工作面距离的关系曲线。
④位移加速度与时间的变化曲线。
位移-时间曲线
6
)
mm4
(
/
U2
位移-时间散点回归曲线
多项式(位移-时间散点
回归曲线)
0102030405060708090100
y=-3E-10x
6+9E-08x
5-1E-05x4+0.0007x3
T/d
R2
2、数据的反应
⑴边坡变化速度持续大于时,边坡围岩处于急剧变形状态,应加
强防护系统。
—15—
⑵当边坡水平位移速度为,边坡下沉位移速度为时,
可认为边坡围岩到达根本稳定。
⑶根据位移时态曲线的形态来判别
当边坡围岩位移速率不断下降时〔du2/d2t<0〕,边坡围岩趋于稳定状态;
当边坡围岩位移速率保持不变时〔du2/d2t=0〕,边坡围岩不稳定,应加强
防护;
当边坡围岩位移速率不断上升时〔du2/d2t>0〕,边坡围岩进入危险状态,
必须立即停止开挖,加强防护。
4.4高填方、软地基沉降监测及地表水平位移监测
4.4.1建立沉降位移监测基准网
工程开工初期全线加密测量控制点时,注意纵观全局,在需要变形监测的路基区域预先布设水准基准点和工作基点,建立相应的四等高程控制网。
选点时选择适宜观测位置,并严格按标准要求埋设基准点和工作基点,确保施工和观测期间点位牢固。
且在一个测区至少有3个高程控制点,以防万一该测区内个别控制点被破坏时可以马上加密引测,保证监测工作的连续性。
在需要监测的区域预先布设水准基点和工作基点,建立相应的一级水平位移导线控制测点。
选点时选择适宜观测位置,并严格按标准要求埋设基准点和工作基点,确保施工和观测期间点位牢固。
且在一个测区内,在满足标准要求的前提下至少有3个互相通视的导线点,以防万一该测区内个别导线点被破坏时可以马上加密引测,保证监测的连续性。
水平位移监测方法有极坐标法、交会法、测小角法等,因为本监测工程精度要求不是很高,且利用全站仪进行测量可以直接测得坐标,简单快速。
所以本监测工程拟采用全站仪极坐标法进行监测,以提高监测效率。
—16—
4.4.2水准测量和导线测量的观测方法、技术要求
水准观测的观测方法
等级水准仪的型号水准尺观测方法观测顺序
三等DS1因瓦光学观测法往后-前-前-后
四等
DS3
双面
中丝读数法
往返、往
后-后-前-前
水准观测的主要技术要求
等级
水准
视线
前后视
视线离
基辅分划
基辅分划或
仪的
长度
较差
累积差
地面最
或黑、红面
黑、红面所测
型号
(m)
低高度
读数较差
高差较差
(mm)
三等
DS1
100
10
导线测量主要技术要求
导线
平均
测角中
水平角
等
测距中误
方位角
导线全长
边长
误差
测距相对
测回数
级
差
闭合差
相对闭合
(km)
〔km〕
(″)
中误差
〔2″级
〔″〕
仪器〕
四
18
1/80000
5√n
≤1/35000
9
一
15
1/30000
10√n
≤1/15000
—17—
4.4.3监测周期
路段
监测工程
监测周期
备注
沉降量
旱月一月一次,雨季一月两次,
施工期一月三次
高路堤
软地基
水平位移
4.5监控量测数据的处理
数据分析:
绘制时间~位移、距离~位移、位移速度~时间关系曲线,曲线正常那么说明位移随施工的进行渐趋稳定。
如果出现反常,出现反弯点,说明位移出现点骤增加现象,说明边坡围岩和防护已呈不稳状况,应立即采取措施。
对外业量测的数据进行整理,主要是检查外业记录,包括观测断面及观测点编号、观测时间、观测断面等。
计算断面两测点绝对位移值。
由于量测的偶然误差所造成的离散性,绘制的曲线总是上下波动和不规那么
的,必须经过处里才能获得合理的典型曲线,通常采用回归分析的方法,得出相应的函数式。
用这个函数式作出的曲线能代表测试数据的分布,并可推出因变量的极限值。
采用回归分析确定测试数据分布规律,可从以以下函数式中选用一个进行计算:
对数函数,如Y
a
b/lg1
t;
指数函数,如
Y
a1
e
bt
;
双曲函数,如
。
式中a、b为回归常数;
t为初读数后的时间;
Y为位移值。
根据量测获得的位移与时间的关系曲线,即能看出各时刻的总位移量、位
移速度、位移加速度,按照标准所给出的边坡周边允许相对位移值判断边坡围岩
稳定性。
对无位移急剧变化的正常情况,可据回归关系式预测总的位移量。
如遇
位移急剧变化的情况应及时向上反映,并结合地质条件、施工方法、防护设计汇
—18—
同施工、设计分析原因,制定处理方案。
4.6位移管理标准
4.6.1控制标准
监控量测管理标准按边坡周边允许相对位移值和位移等级管理,并配合位
移速率作为监控量测管理基准。
边坡周边最大允许相对位移〔指实测位移值于两测点间距离之比〕为
0.20%~0.80%,具体数值应结合现场实际情况,会同业主、设计、监理确定。
当
位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近表中所列的数值。
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