2沉降变形观测方案、元件埋保护

1、湖北城际铁路湖北城际铁路沉降变形观测方案、元件埋设及保护沉降变形观测方案、元件埋设及保护中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所二二一一年十月年十月 一、沉降变形观测内容一、沉降变形观测内容 二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测 三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护 四、沉降变形测量技术要求四、沉降变形测量技术要求提提 纲纲1 1 路基路基1.1 1.1 路基面的沉降变形观测路基面的沉降变形观测 1.2 1.2 路基基底沉降观测路基基底沉降观测2 2 桥梁桥梁 2.1 2.1 桥各墩、台基础沉降桥各墩、台基础沉降2.2 2.2 预应力混凝土梁的徐变上拱变

2、形预应力混凝土梁的徐变上拱变形一、沉降变形观测内容一、沉降变形观测内容3 3 涵洞涵洞1.1 1.1 涵洞基础沉降涵洞基础沉降 1.2 1.2 洞顶路基沉降洞顶路基沉降4 4 隧道隧道 隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降5 5 过渡段过渡段路桥、路隧、路涵、堤堑过渡段沉降路桥、路隧、路涵、堤堑过渡段沉降一、沉降变形观测内容一、沉降变形观测内容二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测1 1 路基路基 1.1 1.1 观测断面及观测点的设置原则观测断面及观测点的设置原则 （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

3、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）路基面和地基沉降观测点应设在同一横断面上,便于测点看护，集中观测。 （3）路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m, 地形、地质条件变化较大地段应适当加密 观测断面。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（4）一般路基填筑至路基基床表层顶面后，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。（5）监测断面的布设应先定好路基两端过渡段的监测断面，再根据相应原则布设非过渡段路基的监测断面。 (6）测点及元器件的埋设位置应符合设

4、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及人为因素的破坏。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测1.2 1.2 观测断面及观测点的设置及元件布设观测断面及观测点的设置及元件布设 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。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测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50m2路堤基底沉降观测沉降板13个/断面50100m地基面横坡大于1：5时，每

5、个断面埋设2个。4改良土填土沉降观测单点沉降计1个/断面100m根据改良土工点、土质等具体情况，且改良土路堤填高大于5m时适当增设。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（1 1） 路堤代表性监测断面路堤代表性监测断面适用于涵洞中心处适用于涵洞中心处二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测适用于一般路堤地段适用于一般路堤地段（1 1） 路堤代表性监测断面路堤代表性监测断面二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（1 1）路堤代表性监测断面路堤代表性监测断面校核断面（每校核断面（每4处处b-1型选择一处）型选择一处）二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测适用于

6、填高超过适用于填高超过8m高路堤沉降观测高路堤沉降观测（1 1）路堤代表性监测断面路堤代表性监测断面二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（2 2）土质路堑代表性监测断面土质路堑代表性监测断面 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。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（2 2）土质路堑代表性监测断面土质路堑代表性监测断面 当地基地层为红黏土、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。 二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测1.3 1.3 观测频次观测频次观

7、测阶段观测频次填筑或堆载一般1次/天沉降量突变23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/周第2、3个月1次/10天3个月以后1次/2周6个月以后1次/月无砟轨道铺设后第1个月1次/2周第2、3个月1次/月312个月1次/3月二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测2 2 桥涵桥涵2.1 2.1 观测数量观测数量（1）桥梁变形观测应以墩台基础的沉降和梁体徐变上拱变形为主，涵洞除应进行自身的沉降观测外，尚应进行洞顶填土的沉降观测。（2）为了满足变形观测的需要，需要在梁部、桥墩及承台上设置观测标。简支梁的一孔梁设置观测标6个；连续梁的一联根据联长的大小设置1

8、828个观测标；特殊结构桥梁根据施工图纸规定设置观测标；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。（3）桥涵主体工程完工后，沉降观测期一般不应少于6个月；岩石地基良好地质区段的桥梁，沉降观测期不应少于60天，观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。 二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测2.1 2.1 测点布置测点布置（1）承台观测 设置两个观测标，观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。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 。（2）墩台观测

9、 观测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧；桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右；当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测墩身与承台观测标埋设位置示意图墩身与承台观测标埋设位置示意图二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（3 3）桥台观测）桥台观测 观测点原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）桥台观测标埋设位置示意图桥台观测标埋设位置示意图二、线下结构沉降变形观测二、

10、线下结构沉降变形观测（4）梁体观测 对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择1孔设置观测标；当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；现浇梁逐孔设置观测标；移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。每10孔选择1孔设置观测标；当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。 每孔梁设置观测标6个，分别设置在两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，三孔一联设置1828个观测标，四孔一联设置32个观测标，分别在支点、跨中及1/4跨中附近设置；特殊结构桥梁根据施工图纸规定设置观

11、测标 。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（3 3）涵洞）涵洞 每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。涵洞填土后观测点可从边墙位置移动到帽石上各设置两个测点，位于帽石两侧位置 涵洞测点布置涵洞测点布置二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测2.3 2.3 观测频次观测频次（1）墩台沉降观测 每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测，开始一般每周观测一次，以后视两次观测沉降量的变化情况，适当调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm，具体要求

12、见下表 。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测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，测点应移至墩身或墩顶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1次/周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次/周架桥机(运梁车)通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完工无砟轨道铺设前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/天无砟轨道铺设完成后

13、24个月03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324个月1次/6个月墩台沉降频次墩台沉降频次二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（2 2）预应力混凝土及连续梁或大跨度梁的徐变上拱观测频次见下表）预应力混凝土及连续梁或大跨度梁的徐变上拱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梁体施工完成/设置观测点预应力张拉期间全程张拉前后各一次测试梁体弹性变形桥梁附属设施安装全程安装前后各一次测试梁体弹性变形预应力张拉完成无砟轨道铺设前60天1次/1、3、5天后期1次/周无砟轨道铺设期间全 程1次/天无砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月残余徐变变形长期观测412

14、个月1次/3个月1324个月1次/6个月预应力混凝土梁体竖向变形观测频次预应力混凝土梁体竖向变形观测频次二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（2）预应力混凝土及连续梁或大跨度梁的徐变上拱观测频次见下表）预应力混凝土及连续梁或大跨度梁的徐变上拱观测频次见下表连续梁或大跨度梁体竖向变形观测频次连续梁或大跨度梁体竖向变形观测频次观测阶段观测频次备 注观测期限观测周期合龙前后全程张拉前后各一次测试梁体弹性变形合龙后架桥机前30天1次/1、3、5天，后期1次/周架桥机(运梁车)通过全程前后各一次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完成无砟轨道铺设前6个月1次/周无砟轨道铺设期间全 程1次/

15、天无砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月残余徐变变形长期观测412个月1次/3个月1324个月1次/6个月二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测（3 3）涵洞观测频次）涵洞观测频次观测阶段观测频次备 注观测期限观测周期涵洞基础施工完成/设置观测点涵洞主体施工完成全程荷载变化前后或1次/周观测点移至边墙两侧洞顶填土施工全程荷载变化前后或1次/周架桥机(运梁车)通过全程前后至少进行2次通过前后的观测涵洞完工无砟轨道铺设前6个月1次/周岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月无砟轨道铺设期间全程1次/天无砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324个

16、月1次/6个月二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测2.4 2.4 铺轨后沉降观测点的移设铺轨后沉降观测点的移设（1）桥墩台、涵洞帽石上沉降观测点一般不移设，原点继续观测。（2）桥的徐变观测点设置 由于无砟轨道铺设和桥梁防水层、保护层施做，原观测点被覆盖需移设的，移设分两步：第一步，将原设在腹板顶的徐变观测点临时转移到同一断面的防撞墙顶，防水层、保护层施工前后各测一次；第二步，桥面保护层施做后，在距防撞墙内侧500mm处保护层上设徐变观测点。观测点采用1520、l=70mm且上端为圆头的不锈钢件埋(植)入保护层内，上端露出保护层3mm，并在设点处相应防撞墙内侧下端标注红色“”标记。二

17、、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测3 3 隧道隧道3.1 3.1 观测断面的布设观测断面的布设（1）隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面 （2）一般情况下，级围岩每400m、级围岩每300m、级围岩每200m布设一个观测断面。（3）长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。（4）不良地质和复杂地质区段，观测断面的间距为一般地段的一半。 （5）隧底工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点(两侧水沟电缆槽未施工前，宜设置在距隧底填充层顶面70-80cm位置，施做后，最后移设到距盖板顶面以上50cm)。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉

18、降变形观测隧道断面测点布置示意图隧道断面测点布置示意图二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测3.2 3.2 观测频次观测频次观测阶段观测频次观测期限观测周期隧底工程完成后3个月1次/周无砟轨道铺设后3个月01个月1次/周13个月1次/2周隧道基础沉降观测频次隧道基础沉降观测频次二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测3.3 3.3 铺轨后沉降观测点的移设及观测频次铺轨后沉降观测点的移设及观测频次（1）沉降观测点设置 隧道内原设在两侧边墙处的沉降观测点，如在电缆沟槽顶面以上，则观测点不变；如在电缆沟槽顶面以下，观测点应移设在隧道边墙电缆沟槽顶面以上。（2）沉降观测频次 轨道铺设

19、前后各测一次；无砟轨道铺设后3个月内，1次/2周。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测4 4 过渡段过渡段 (1) 过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，观测期与路基相同，不少于6个月。 (2)桥路过渡段距桥台尾1m处、10m处、30m处各设一个观测断面。 (3)涵路过渡段，在横向构筑物中心、边墙外1m，级配碎石外5m各设一个观测断面 (4) 路堤和路堑过渡段在分界处设路基面观测断面，每个观测断面设3个观测桩。 (5)隧路过渡段沉降观测，隧道洞口至隧线分界里程范围内应至少布设一个观测断面。距隧线分界起点15m处，510m处，30m处各设一个观测断面，每个观测断面设3个观

20、测桩 。 (5) 沉降观测水准的测量精度不低于1mm，读数取位至0.1mm。 (6) 沉降观测的频次按路基沉降观测频次进行。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。 (7) 铺设后沉降观测点的移设及观测频次参考路基移点方案。二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测二、线下结构沉降变形观测三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护1 1、元件埋设、元件埋设u路基（1 1）沉降观测桩）沉降观测桩 采用20mm底端带弯头的钢筋，钢筋原长不小于40cm，底部做成带弯钩状。一般路基填筑至基床表层顶面，加载预压路堤填筑

21、到基床底层顶面后，挖坑埋置于设计位置，坑深30cm，边长15cm，采用砂浆浇筑固定。路基面观测桩一般设在距左右线路中心3.2m处。埋设形式见下图，观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面作好防锈处理。采用水准仪按国家一等精密水准测量方法测量沉降监测桩标高变化。 三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护（2 2） 沉降板沉降板 由底钢板(50cm50cm，厚1cm)、金属测杆(40mm厚壁镀锌铁管)及保护套管(直径不小于75mm、壁厚不小于4mm的硬pvc管)组成。 沉降板埋设位置应按试验设计测量确定，沉降板埋在褥垫层顶部并嵌入其内1

22、0cm，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。 采用水准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。金属测杆用内接头连接，保护套管用pvc管外接头连接。 沉降板埋设后，制作相应的标示旗或保护架插在上方，凡沉降板附近一米范围内土方应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，并配备专人负责指导，以确保沉降板不受损坏。 三、观测元件的埋设与保护三、观测

23、元件的埋设与保护沉降板及埋设沉降板及埋设三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护沉降板及埋设沉降板及埋设三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护（3 3） 单点沉降计单点沉降计 单点沉降计是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器，由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。采用钻孔引孔埋设，孔深应达到硬质稳定层（最好为基岩），孔口应平整密实。观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填基底面，表面应平整密实；观测路基本体变形按设计断面图埋设。1-沉 降 板 ； 2-单 点 沉 降 计 ； 3-波 纹 管 ； 4-测 杆 ；5-波 纹 管 卡 箍 ； 6-锚 头 ；

24、 7-导 线 ； 8-回 填 土 ； 9-浆346529871 电 感 式 单 点 沉 降 仪 安 装 示 意 图三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护单点沉降计现场布设图单点沉降计现场布设图三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护u 桥涵（1 1） 桥梁墩台沉降桥梁墩台沉降l为进行桥梁墩、台的沉降观测，在桥梁施工时必须事先用圆头锚钉埋设 沉降观测点，在常年有水的河流中的桥梁，沉降观测点必须埋设在台帽上，如果是枯水河流可将沉降观测点埋设在承台上，一般在混凝土浇筑结束后，初凝前埋设。当每个墩、台上的沉降观测点埋设稳定后，用不低于二

25、等水准测量的精度对各埋设的沉降观测点进行精密水准测量，确定各沉降观测点的起始高程。l桥涵变形观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护墩台沉降现场布设图墩台沉降现场布设图三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护（2 2） 桥梁徐变桥梁徐变 在梁体混凝土浇注完成后，及时在梁顶按规范要求埋设沉降观测桩，并安排专人对梁体进行徐变观测。三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护（3 3） 涵洞涵洞 对于涵洞结构的沉降监测，不但要监测其洞身基础沉降，而且要监测其上土体沉降，一般

26、情况，客运专线涵洞结构的沉降变形监测元件都是观测桩，其埋设及注意事项可参看桥梁墩台及路基面的相关要求。 涵洞帽石上观测点埋设图涵洞帽石上观测点埋设图三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护u 隧道隧道观测点埋设图隧道观测点埋设图三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护2 2、元件保护、元件保护 测试元件是否完好直接关系测量成果的可靠性与准确性，应加强保护。测试元件是否完好直接关系测量成果的可靠性与准确性，应加强保护。(1) 各工程项目部应成立专门监测测试小组，进行元器件的埋设、观测和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。(2) 元件埋设前应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将

27、导线引出至路基坡脚观测箱内，并做好观测箱的保护。(3) 所有监测元件埋设时或监测过程中损坏应及时补埋或经设计、监理确认采取其它替代措施。(4) 各监测单位可根据具体情况制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏。下图为几种简单实用的元器件保护措施。三、观测元件的埋设与保护三、观测元件的埋设与保护现场沉降板保护示意图现场沉降板保护示意图四、沉降变形测量技术要求四、沉降变形测量技术要求1 1、建立垂直位移监测网、建立垂直位移监测网（1）沉降变形观测根据客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南、客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定的要求，应建立沉降变形观测网，布设水准基点（基

28、准点）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，并统一到二等水准测量。（2）变形观测网按三等变形测量等级技术要求建立（即国家二等水准测量），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（即国家一等精密测量）四、沉降变形测量技术要求四、沉降变形测量技术要求（3 3）观测水准基点（基准点）、工作基点的布设）观测水准基点（基准点）、工作基点的布设l 水准基点（基准点）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（基准点），水准基点应设在变形区以外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。每个独立的观测网应设置不少于3个稳固可靠

29、的水准基点（基准点）。l 工作基点的布设 为满足观测点沉降变形观测精度要求，在两水准基点（基准点）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20mm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编号。 l 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。四、沉降变形测量技术要求四、沉降变形测量技术要求2 2、沉降变形观测主要技术指标要求、沉降变形观测主要技术指标要求（1 1）沉降变形观测网主要技术要求）沉降变形观测网主要技术要求2.0 n等级相邻基准点高差中误差(mm)每站高差中