沉降观测方案全解

1、二十工区项目部沉降观测方案 一、工程概况 我工程管段起屹里程为 DK912+434.33 DK924+801.78 ， 该段主要的施工任务有特大桥两座，大桥六座，共计 3967.23 米，涵洞 22 座，框架小桥 1 座、公跨铁立交桥 2 座， 路基 AB 料填方 475689m3 ，夯填土 5683m3 。主要存在的施工内容有桥 梁墩台身、承台（扩大基础） 、钻孔桩、 CFG 桩地基处理、路基 AB 料填方、路基级配填筑、路基挖方等。 二、执行的主要技术规范和标准 1、客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建 2006158 号）； 2、客运专线铁路无碴轨道测量技术暂行规定（铁建 2006

2、189 号）； 3、国家一、二等水准测量规范（ GB12897 2006 ）； 4、京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案 5、京沪高速铁路工程设计文件； 三、人员及仪器 测量表仪器 序 号 名称 型号 制造厂商 编号 台数 333821 1 电子水准仪 DNA03 徕 卡 338252 3 338867 测量人员表 序 号 名称 负责人 组员 1 沉降观测一组 段成龙 叶磊、梁敏 张胜昌、安泽 2 沉降观测二组 胡斌 第 3 沉降观测三组 陆国磊 路斌、袁高鹏 四、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

3、数量稳固可靠的点以较核。 2、每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，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

4、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。 五、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、水准仪使用徕卡 DNA03 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， 需经常 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

5、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1.5m ；前后视距累积差 6.0m ；视线高度0.5m ；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： （

6、1）往测：偶数站为后 -前 -前 -后 奇数站为前 -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、观测过程为保证水准尺的稳定性，选用 2.5kg 以上的尺垫， 水准观

7、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。 8、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。 六、桥梁工程 1、桥梁沉降变形控制标准 1、梁部 梁部沉降变形以预应力混凝土梁的徐变沉降变形为主， 轨道铺设 后，无碴桥面梁的徐变上拱值不宜大于 10mm 。 2、桥梁墩台 对于高速铁路桥梁基础的沉降控制， 墩台基础的沉降量应按恒载 计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

8、墩台均匀沉降量，对于无碴桥面桥梁 20mm 。 静定结构相邻墩台沉降量之差，对于无碴桥面桥梁 5mm 。 2、一般规定 1、无碴轨道铺设前，应对桥梁沉降、沉降变形作系统的评估， 确认桥墩基础沉降、梁体沉降变形等符合设计要求。 2、通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、 设计计算方法， 并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量， 进 而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无碴轨道要求 3、根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提 出改进措施， 以保证桥梁工程的安全； 同时积累实体桥梁工程的沉降 观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。 4、观测期内，基础沉降实测值超过设

9、计值 20% 及以上时，及时 查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对 设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。 3、桥梁沉降观测技术要求 （1）、沉降观测内容 1）桥梁墩台沉降变形观测 2）桥梁梁体上拱和徐变观测 （2）、观测点布置 为了满足沉降变形观测的需要， 需要在梁部、 桥墩及承台上设置 观测标。简支梁的一孔梁上设置观测标 6 个；承台观测标为临时观测 标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。 观测标具体埋设原则如下： 1）现浇梁逐孔设置观测标。 移动模架施工的梁， 对前三孔进行重 点观测，以验证支架预设拱度的精度。 每孔梁设置观测标 6 个，分

10、别 设置在支点、跨中。 2）每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。 3）承台观测标分为观测标 -1、观测标-2 ，承台标-1 设置于承台左 侧小里程角上；观测标 -2 设置于承台右侧大里程角上。 4）桥墩观测标的埋设 1）桥墩观测标的埋设：观测点应设在墩身上，数量每墩不少于 2 处。 5）桥墩标设置在墩底高出地面或水位 1.0m 左右；当墩身较矮梁 底距离地面净空较低不足 4.0m 时，桥墩观测标设置在对应墩身埋标 位置的顶帽上埋设。特殊情况按照确保观测精度、观测方便、利于测 点保护的原则， 确定相应的位置。 桥墩上观测标的具体设置位置见下 图： 基础平面 6）桥台观测标的埋设 观测点原则上设

11、置在台顶（台帽及背墙顶） ，数量不少于 4 处， 分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向） 。 3、观测元件埋设说明 （1）梁体沉降变形观测标 观测标采用20mm 的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处 理。见下图所示： 20mm钢筋 锚固砂浆 m01 桥涵变形观测点设置参考图 梁体观测标 梁体观测标 线路中线 梁长/2 0.20m 0.20m 0.20m 0.20m 梁体观测标埋设示意图 2）墩身沉降变形观测标 采用14mm 不锈钢螺栓。见下图所示： 钢 板 4040 带螺纹的套管 注：墩身模板立模后先将带螺纹的套管预埋，套管口用胶纸密封，防止混凝土流入。墩 身砼施工完毕拆模后，再将螺栓拧入套管

12、。 4、观测方法、精度与要求 1）观测方法 下部结构的沉降变形观测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。 对于梁体的沉降变形观测， 每孔梁支点之间的梁 体沉降变形以两支点的连线为基准线进行观测计算， 由于下部结构沉 降变形的影响， 该基准线的位置会发生变化， 梁体观测点至该基准线 的垂直距离利用几何方法计算取得， 垂直距离差值就是梁体沉降变形 量。 2）观测测量精度及频次 观测精度 桥梁沉降观测水准测量的精度为 1.0mm ，读数取位至 0.01mm 观测频次 3）桥梁沉降观测频次表 1. 梁体徐变沉降变形观测 自

13、梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前， 应系统观测梁体的竖 向沉降变形。 预应力张拉前为沉降变形起始点， 沉降变形观测的阶段 及频次要满足下表要求。 梁体徐变观测频次 梁体测量间隔表 观测阶段 观测周期 预应力终张拉 张拉前、后各一次 预应力张拉完成无砟轨道铺设前 张拉完成后第 1 天 张拉完成后第 3 天 张拉完成后第 5 天 张拉完成后 1 3 月，每 7 天为一测量周期 桥梁附属设施安装 1 次周，要求安装前、后必须各有 1 次 无砟轨道铺设期间 1 次周 无砟轨道铺设完成后 第 03 个月，每 1 个月为一测量周期 第 424 个月,每 3个月为一测量周期 2. 墩台沉降观测 每个墩台从

14、承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据 表中要求的时间间隔进行观测。 墩台沉降观测频次 观测阶段 观测频次 备注 观测期限 观测周期 墩台基础施工完成 / / 设置观测点，进行首次观测 墩台混凝土施工 全程 荷载变化前后各 1 次 或 1 次 /周 承台回填时，临时观测点取 消 预 制 梁 桥 架梁前 全程 1 次 /周 预制梁架设 全程 前后各 1 次 附属设施施工 全程 荷载变化前后各 1 次 或 1 次 /周 桥 位 施 工 桥 梁 制梁前 全程 前后各 1 次 上部结构施工 中 全程 荷载变化前后各 1 次 或 1 次 /周 附属设施施工 全程 荷载变化前后各 1 次 或 1

15、次 /周 架桥机（运梁车）通 过 全程 前后各 1 次 桥梁主体工程完 工无碴轨道铺设 前 6 个月 1 次 /周 岩石地基的桥梁，一般不宜 少于 2 个月 无砟轨道铺设期间 全程 1 次 /周 无砟轨道铺设完成 后 24 个 月 0 3 个 月 1 次 /月 工后沉降长期观测 4 12 个 月 1 次 /3 个月 13 24 个月 1 次 /6 个月 3、元件保护要求 I由各工区沉降组长负责元器件的埋设、测量和保护工作。 II元件埋设时根据现场情况进行编号。 七、路基工程 1、路基沉降控制标准 路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降， 应满足扣件调整和线路 竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过

16、扣件允许的沉降调高量 15mm ；沉降比较均匀、长度大于 20m 的路基，允许最大工后沉降 量为 30mm ，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求： R SH 0.4V 2SJ RSH -轨面圆顺的竖曲线半径（ m） ; VSJ -设计最高速度 （km/h） 。 2、一般规定 （1）观测的目的是通过沉降观测， 利用沉降观测资料分析、 预测 工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施， 确定无碴轨道的铺设时间， 评估路基工后沉降控制效果， 确保无碴轨 道结构的安全。 （2）路基上无碴轨道铺设前，应对路基沉降变形作系统的评估， 确认路基的工后沉降和沉降变形满足无碴轨道的铺

17、设要求。 （3）路基填筑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。观测数据不足以评估或沉降评估不能满足设计要求时， 应延 长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。 3、路基地段沉降观测技术要求 （1）沉降观测内容 1）路基面的沉降变形观测 2）路基基底沉降观测 （2）观测点的设置 路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应根据地形地质 条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、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， 同时还应根据施 工核对的地质、地形等情况调整或增设。 1）观测断面布置原则 沿线路方向的间距一般不大于 50m ；地势平坦、地基条

18、件均 匀良好的路堑、高度小于 5m 的路堤、对于 CFG 桩加固至岩石的地 段可放宽到 100m 。地形、地质条件变化较大地段应适当加密。 对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的地段应布设不少于 1 个横向观测断面 一个沉降观测单元 （连续路基沉降观测区段为一单元） 应不少 于 2 个观测断面。 路堤与不同结构物的连接处应设置沉降观测断面， 每个路桥过 渡过段设置距离桥头 5-10m 、20-30m 、50m 处分别设置一个沉降观 测断面，每个横向结构物每侧各设置一个观测断面。 2）观测点的布置原则 一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板， 沉降观测桩 每断面设置 3 个，布置于双线路基中心

19、及左右线中心两侧 2m 处；沉 降板每断面设置 1 个，布置于双线路基中心。 预压地段， 预压期因基床表层尚未施工， 路基顶面沉降观测应 在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行，即在基床底层 顶面临时布置沉降板， 基底沉降观测布置与无预压段完全一致， 预压 土方卸除时临时沉降板随之拆除， 基床表层施工后， 于路基面上设置 正式沉降观测桩。 路堑地段观测断面分别于路基中心， 左右中心线以外 2m 的路 基面处各设 1 根沉降观测桩，观测路基面的沉降。 （3）观测元件埋设说明 1）沉降观测桩：选择 16mm 钢筋，顶部 5cm 采用不锈钢材料 磨圆并刻画十字线，不锈钢桩头与 16mm 钢筋

20、焊接，桩总长 0.6m ， 待基床表层级配碎石施工完成后， 在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋入基床表层以下 0.55m ，桩周 0.15m 用C15 混凝土浇筑固定， 完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。 2）沉降板：由底板、金属测杆（ 20 镀锌铁管）及保护套管 （ 49PVC 管）组成。钢底板尺寸为 30cm 30cm ，厚 0.8cm 。 沉降板埋设位置应按设计测量确定， 埋设位置处垫 10cm 砂垫 层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。 放好沉降板后， 回填一定厚度的垫层，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 料稳定套管，完成沉降板的

21、埋设工作台。 观测时在测量埋设就位的沉降板测杆顶安放不锈钢测帽测量 标高读数作为初始读数， （每次观测采用同一个测帽收集数据）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 0.5m_1m ，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。 金属测杆用内 接头连接，保护套管用 PVC 管外接头连接 4、埋设示意图 5、观测方法、精度与要求 1）观测方法 沉降板观测方法 采用水准测量方法， 按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆 顶面测点高程。在沉降板测杆接高时同时测量接高前后的测杆高程。 路肩沉降观测桩观测方法 采用水准测量方法， 按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩 顶面测点高程。 2

22、）观测测量精度及频次 观测精度 路基沉降观测水准测量的精度为 1.0mm ，读数取位至 0.01mm 。 观测频次 沉降观测分为四阶段进行， 每个阶段的沉降观测的频次应根据沉 降的发生与发展规律及沉降大小确定，一般应按照如下观测频度进 行。 第一阶段： 路基填筑施工期间的观测。 本阶段沉降观测应与施工 配合，每填筑一层应观测一次； 每天填筑量超过 3层时每填筑 3 层观 测一次。沉降量发生突变时，每天观测 23 次。各种原因暂时停工 期间，前 2 天每天观测一次，以后每 3 天测试一次。 第二阶段： 路基填筑施工完成且预压土方施加后， 自然沉落期的 沉降观测，该阶段应对路基基床表层顶面沉降及路

23、基基底沉降进行系 统的观测， 直到工后沉降评估可满足铺设无碴轨道的要求为止。 本阶 段的沉降观测频度为：前 15 天内每 3 天观测一次，第 1530 天每 星期观测一次，第 3090 天每 15 天观测一次，以后每个月观测一 次。 第三阶段： 预压土方卸载、铺设基床表层（级配碎石层） 、无碴 轨道铺设期间的观测。 本阶段的沉降观测频度与路堤填筑期间观测频 次相同。 第四阶段： 无碴轨道铺设完成后，试运营期间的观测（对于运营 期需进行沉降观测的路基） 。第 1 个月每 15 天 1 次，第 23 月每月 观测一次，以后每 3 个月观测一次。必要时可适当增加频度。 观测应持续到工程验收交由运营管

24、理部门继续观测。 实际工作进行时， 观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速 率。当出现沉降突变、 地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观 测频次。 路基沉降观测的频次不低于下表的规定。 观测时间的间隔还要看 地基的沉降值和沉降速率，两次连续观测的沉降差值大于 4mm 时应 加密观测频次。 当出现沉降突变、 地下水变化及降雨等外部环境变化 时应增加观测频次。 路基施工各节点时间 （包括路基堆载预压土前后、 卸载预压土前后、运梁车架桥机通过前后、基床表层施工、轨道板底 座施工、铺板、轨道板精调以及铺轨时间）应具有沉降观测数据。观 测过程中及时整理绘制“填土 -时间-沉降”曲线图，观测持续到工程

25、验 收交由运营管理部门继续观测。 路基沉降观测频次表 观测阶段 观测频次 填筑或堆载 一般 1次/天 每天填筑量超过 3层时 1次/ 每填筑3层 沉降量突变 2-3次/天 两次填筑间隔时间较长 1次/3天 堆载预压或路基施工完毕 第1个月 1次/周 1个月以后 1次/2周 无碴轨道铺设后 第1个月 1次/2周 第2-3个月 1次/月 3个月以后 1次/3月 3）沉降观测要求 为了观测到各部位的沉降， 从路基填土开始， 沉降观测也随即 进行。预压地段按照相关要求在基床底层顶面设置临时沉降观测桩， 待预压土卸载时， 临时沉降观测桩随之拆除或废弃沉降板测杆随之降 低，待基床表层的级配碎石铺设完成后，

26、 按照相关要求埋设正式的沉 降观测桩，开始观测路基沉降。 沉降板随着预压土的填筑而接高， 随预压土的卸载而降低， 观 测连续进行。 沉降设备的埋设是在施工过程中进行的， 填筑施工时与设备的 埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工 作按要求进行，不能影响路基填筑质量。 观测过程中发现异常及时查明原因，尽快妥善处理。 路基填筑过程中及时整理观测点的沉降量， 当路堤中心地基处 沉降观测点沉降量大于 10mm/ 天时，及时通知项目部，并要求停止 填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。 元件保护要求 I由各工区沉降组长负责元器件的埋设、测量和保护工作。 II元件埋设

27、时根据现场情况进行编号。 III凡沉降板附近 1 米范围内土方采用人工摊平及小型机具碾压， 不得采用大型机械推土及碾压。 IV沉降板埋设完后，填筑时采用 0.6m 0.6m0.6m 钢筋保护 架进行保护，制作相应的标识旗，填筑过程中，专人负责观测断面的 填筑，严禁机械碰撞破坏沉降观测点。 个别出现的破坏观测点要及时 恢复，观测累积沉降量从上次累积沉降量往上加。 八、涵洞工程 1. 沉降观测点的布设 1 、净高大于 3.5 米的涵洞 当涵洞的净高大于 3.5 米时，观测点原则上应设在涵洞两侧边墙 上，数量每涵不少于 6 处，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置。 沉降变形观测点埋设要求： 此类涵洞观测

28、标采用预埋带丝套筒方式， 套筒外径 20mm ，内径 16mm ，长度 100mm ，套筒外端较涵洞混凝土表面低 20mm 。见如 下示意图： 钢 板 4040 2 带螺纹的套管 2 、净高小于 3.5 米的涵洞 此类涵洞的观测标采用 20mm 的不锈钢棒， 钢棒露出外面部分需要磨圆处 理。见下图所示： 20mm钢筋 每座涵洞均进行沉降观测， 每座涵洞均设置帽石观测标 4 个（每 侧各 2 个）。埋设要求同梁体观测标。 2. 涵洞沉降观测频次（见下表） 观测阶段 观测频次 备注 观测期限 观测周期 涵洞主体施工期间 设置观测点 涵洞主体施工完成 全程 荷载变化前后各一次 或 1 次 /周 测试点移至边墙 洞顶填土施工 全程 荷载变化前后各一次 或 1 次 /周 架桥机（运梁车）通过期 间 全程 前