邵怀高速公路路基沉降与稳定沉降观测总报告[全面]

1、湖南省邵阳至怀化高速公路路基沉降与稳定观测总 报 告邵怀高速公路路基沉降与稳定观测组湖南省邵阳至怀化高速公路路基沉降与稳定观测总报告邵怀高速公路路基沉降与稳定观测总报告目 录1 概述11.1 路基沉降与稳定观测的 目的 及意义11.2 邵怀高速公路路基沉降与稳定观测工作基本情况32 路基沉降与稳定观测方案 52.1 路基沉降与稳定观测的 依据62.2 沉降观测点的 布设62.3 路基沉降与稳定观测113 路基沉降与稳定观测结果及分析153.1 典型断面观测结果153.2 一般断面观测结果243.3 典型断面观测成果分析与评价863.4 一般断面观测成果分析与评价874 结论及进一步工作984.

2、1 结论984.2 进一步工作995 致谢100附图1101附图2102附图3103 1 概述1.1 路基沉降与稳定观测的 目的 及意义为了 满足国民经济持续发展的 需要以及国家西部大 开发重大 政策的 实施,国家宏观产业政策的 重要内容之一就是要加大 基础设施的 投入力度 ,修建更多的 机场、高速铁路和高速公路.这些大 型的 土木工程项目要占用大 量的 土地资源,出于技术和经济的 要求,工程建设所面临的 地形、地质条件也日趋复杂,必然会出现许多高填方和软弱地基.例如,沪宁高速公路沿线软土层厚薄不均,一般为615米,最厚处达30米;贵州龙洞堡机场填方达43米;攀枝花机场一般填方高度 为20 4

3、0米,最大 填方高度 达77米以上.又如,九十年代后期以来,我省的 高速公路建设方兴未艾,如耒宜高速公路、潭邵高速公路、衡枣高速公路、常张高速公路、怀新高速公路等,由于沿线多为丘陵山区,地形与地质条件复杂,高填深挖及半填半挖及其普遍,软土地基也不乏其有.填切交界高差610米较多,填方高度 在10米以上者较常见,最大 填方高度 在20米甚至30米以上也有.而由于受自然条件的 限制,使得路基的 填筑采用不同的 土质,局部还采用了 红砂岩、紫砂岩、高液限粘性土等不良土质的 填料;软土地基的 处理也大 多采用换填砂砾或片石的 低成本的 传统方法.由于以上不利因素的 存在,使得路基在填筑期或工程完工后沉

4、降量或沉降速率偏大 ,给路面结构层的 铺筑留下了 质量隐患,容易引起路基变形过大 、路面的 早期破坏、桥头跳车等一系列病害.国内外的 大 型土木工程的 实践表明,工程建筑物的 沉降与稳定问题无论在工程修建期间还是在建成运营期间对工程技术和管理人员来说都是不容忽视的 .要解决好沉降与稳定的 问题应从两方面着手,即：一方面,解决在设计阶段如何准确的 计算、预测沉降量和稳定安全度 ;另一方面,由于计算理论存在诸多假设,且计算参数的 精度 问题,理论计算结果往往与工程实际情况并不符合,所以必须做好现场的 观测工作,通过观测数据来分析判断工程的 沉降是否正常与稳定性是否满足要求,从而为现场施工和工后的

5、运营的 安全性提供决策依据,同时也反过来验证计算理论的 科学性和准确性,不断改进理论计算模型和提高其计算精度 .从工程的 角度 出发,现场观测工作的 实际意义似乎更大 .譬如在软土地基上修筑高速公路,对地基的 工后沉降有严格的 要求,根据公路软土地基设计与施工技术规范(JTJ017-96)的 规定,高等级公路路面设计使用年限(15年)内残余沉降要求如表1所示.为了 减小 工后沉降,通常在建造前一般会进行较长时间的 堆载预压,以消除大 部分的 固结沉降和次固结沉降,尽管如此,公路路堤在使用期间本身自重荷载和车辆交通荷载作用下也会由于地基软土的 变形而在很长时间内继续沉降.因此,在实际工程中,一般

6、会采取适当的 方案 对软土地基进行加固处理,以减小 变形.在确定加固方案 时,应根据路堤建造、地基处理、路面铺装和使用期的 养护维修等综合考虑工后沉降的 处理措施,采用“优化技术经济”对策,以工程总投资最省为原则选用路堤软基处理方案 ,允许部分工后沉降由日后养护维修中解决.由此,就需要估算工后沉降量,也就是要较为准确的 预测工程的 工后沉降,使得预测结果与实际控制的 沉降结果更为接近,这是选择软土地基加固处理方案 的 基础.工后沉降量的 估算预测方法有很多,早在20世纪初,K.Terzghi等人(1925)年就曾建立了 经典的 地基沉降计算分析方法,此后又有许多人为该方法的 改进和完善做出了

7、重要贡献.70年代以来,随着计算机技术的 进步,大 型的 数值计算变得越来越容易,采用有限元分析计算地基沉降以成为可能.再后来随着统计、系统理论学科的 发展出现了 时间序列分析方法、灰色系统理论预测方法、模糊综合评判法、神经网络预测法以及现在较常用的 曲线拟合法等一系列的 工后沉降量预测方法.在这些工后沉降量的 估算预测方法中,除经典的 地基沉降计算分析方法和有限元分析方法不需要对工程现场进行沉降观测外,其它方法大 多都需要现场沉降观测的 数据作为其分析的 基础,而且现场观测数据的 准确性很大 程度 地影响了 预测的 结果.此外,需要特别强调的 是,事实上目前采用的 这些沉降预测方法还不能满足

8、工程应用的 需要,预测的 最终沉降量和历程与实测的 数据相差较大 ,所以凡是较大 的 软基工程都必须设置试验工程进行试验和监测,以修改和完善设计.如香港新机场拟建前在非常软的 海相软粘土上进行了 一段近海试验填方,用大 量的 仪器监测填方和地基土在工程期间和完工后的 工程性能,监测内容包括了 沉降量和沉降速率的 大 小 . 容许工后沉降 表1 道路等级桥台与路堤相邻处涵洞或箱型通道处一般路堤高速公路、一级公路0.10米0.20米0.30米二级公路(采用高级路面)0.20米0.30米0.50米邵阳怀化高速公路是国家重点建设的 “五纵七横”国道主干线上海至瑞丽高速公路中的 一段,主线全长约155.

9、84千米,怀化联络线13千米,沿线地形切割强烈,起伏巨大 ,河谷深切,山体陡峻,是典型的 山岭重丘区高速公路.山区公路具有多种多样的 路堤断面形式,主要有半填半挖、陡坡路堤、高路堤、构造物的 台背回填高路堤,而且填切交界频繁.此外邵怀高速公路沿线部分地区分布有岩溶、采空区和软土地基等,根据资料分析显示,其中高路堤(H20米)40多段、软基(H3米)10多段、陡坡路堤160多段、深切边坡(H30米)110多处、岩溶和采空区路堤有4段左右、桥梁台背和隧道口路堤300多处.路基质量好坏直接影响公路的 整体质量,然而,高填路堤、软基、陡坡路堤、深切边坡、岩溶、采空区、填切交界频繁和不良土质的 不利因素

10、将给路基的 修筑带来很大 的 困难.为优质、高效建好邵怀高速公路,必须在施工期对全线路基实施沉降与变形观测,及时为指导设计与施工提供可靠的 数据.(1) 通过路基沉降和变形观测,检验高速公路工程建设质量,确保路基施工中的 安全和稳定;(2) 通过原位观测,预测沉降量,验证设计的 合理性,并把信息反馈给路面设计,及时指导和优化设计,使工后沉降控制在设计的 允许范围内;(3) 及时发现地基的 不良地质现象,为工程决策提供依据,并通过观测,检验路基工程处理效果;(4) 指导施工,正确控制路堤施工填筑速率,合理确定路面施工时间,提供施工期间的 沉降土方计量依据;(5) 掌握山区高速公路路基沉降与变形规

11、律,分析路基路面的 稳定性,为今后山区高速公路建设提供指导.因此,路基沉降与稳定观测对保证路基填筑的 质量具有重大 的 意义,无论从计算预测路基工后沉降量,到应证软基处理方案 的 效果,还是指导路基填筑的 现场施工,路基沉降与稳定观测都具有重要的 实际意义.而路基沉降观测成败的 关键则在沉降观测方法与技术的 科学性和正确性,因此采用先进合理的 路基沉降观测的 方法与技术也就成为十分关键的 问题.1.2 邵怀高速公路路基沉降与稳定观测工作基本情况受湖南省邵怀高速公路建设开发有限公司委托,湖南省交通科学研究院承担了 邵怀高速公路路基沉降与稳定观测任务.在业主和监理单位的 指导和配合下,特别是业主工

12、程部的 直接领导下,顺利完成邵怀高速公路路基沉降与稳定观测任务,工作基本情况如下：(1) 项目组织购置了 一批新的 设备,包括全站仪、水准仪、测斜仪、滑动沉降仪、计算机、越野车等,确保了 项目的 顺利进行.项目组根据工程实际情况,在安江镇、洞口县和隆回县设立三个驻地,进行了 办公和生活设施的 购置,为现场工作人员提供了 一个和谐的 环境.(2)观测点埋设和观测2004年3月,对邵怀高速公路全线进行了 了 解,结合施工图,初步编制了 埋设计划表,隆回段由于当时还没有开工,观测点埋设计划是根据施工图编制的 .观测组于2004年4月份开始进行现场踏勘、选点.对洞口段和安江段的 陡坡路堤、高填方路堤、

13、台背、高切方边坡进行统计,现场确认,最后根据业主要求形成了 观测点汇总表. 全断面沉降管埋设 全断面沉降管观测 水准测量 测斜管观测观测组于2004年7月份开始进行埋点及观测工作,按照计划要求对陡坡、高填、软基等典型断面和陡坡路堤、高填方路堤、台背、高切方边坡等一般断面进行埋点和观测.观测组于2004年12月份对隆回段的 陡坡路堤、高填方路堤、台背、高切方边坡进行统计,现场确认,最后根据业主要求形成了 隆回段观测点汇总表.观测组于2005年5月份开始进行隆回埋点及观测工作,按照计划要求对陡坡、高填、软基等典型断面和陡坡路堤、高填方路堤、台背、高切方边坡等一般断面进行埋点和观测.观测组于2006

14、年8月份对隆回段沉降较大 地段重点观测,加大 观测频率.2007年1月30日,路基底基层全部完成,安江和洞口段路面的 中面层施工完毕,现场观测工作结束. 测斜管钻孔和埋设 全站仪放样和观测(3)观测报告编写和提交自2004年8月份以来,每个月编写观测报告,上报公司、总监办、工作组及监理,并于2005年7月提交阶段性报告,为路基精加工和路面施工决策提供依据,2005年12月提交年度 报告,做到测量数据真实、准确,报告制作精美.观测组共提交成果： 月度 观测报告29期 阶段性观测结果分析报告 2005年度 报告 SK69+500软基超载预压计算书 SK69+500软基超载预压段沉降预测计算报告 隆

15、回段台背布设方案 隆回段特殊断面观测报告12期(10天/期)现提交路基沉降与稳定观测研究总报告,报告中汇编了 陡坡、高填、软基等典型断面和陡坡路堤、高填方路堤、台背、高切方边实测资料,分析路基沉降和变形规律及边坡的 稳定性,提出了 运行期应关注的 部位和巡视检查的 重点,可供工程验收和质量评价参考.2 路基沉降与稳定观测方案 2.1 路基沉降与稳定观测的 依据(1) 交通部公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 017-96);(2) 国家技术监督局和建设部工程测量规范(GB 50026-93);(3) 河海大 学和沪宁高速公路股份有限公司主编的 交通土建软土地基工程手册 2001.4;(

16、4) 邵怀高速公路的 施工设计图及有关技术文件.2.2 沉降观测点的 布设2.2.1 布置原则沉降观测点布设在变形体上能反映变形特征的 位置,并设在观测数据容易反馈的 部位.在地质条件差、地形变化大 、设计问题多的 部位多设置观测点.从整体到局部,先设计后施工,即先纵观施工的 整个路段,能够从总体上控制高速公路的 沉降特性,后根据局部特征调节、加密;先在图纸上规划设计,然后进行实地踏勘、对照、修改、确定和埋设.(1)典型断面观测点布置1)高填方路堤(附图一)观测内容：路基分层沉降、路基竖直沉降、地表沉降(全断面沉降管)、土压力、坡脚处地表水平位移和隆起;观测目的 ：了 解填土在不同压实度 、不

17、同填方高度 、不同气候条件下变化等情况下的 路堤分层沉降、总沉降和地表水平位移和隆起的 变化规律,以及不同高度 情况下的 土压力分布状况.2)软土路基(附图二)观测内容：路基及地下土体分层沉降、路基竖直沉降、地表沉降(全断面沉降管)、坡脚处地表水平位移和隆起;观测目的 ：了 解填土在不同压实度 、不同填方高度 、不同气候条件下变化等情况下对软基的 固结、路堤分层沉降、总沉降、路堤边缘地表的 水平、垂直位移的 变化规律.3)陡坡路堤(附图三)观测内容：总竖直沉降(根据需要采用单点沉降计)、边坡坡顶、平台、坡脚处水平和垂直位移;观测目的 ：了 解在不同坡比的 陡坡上,不同填方高度 的 路堤总沉降、

18、边坡坡顶、平台、坡脚处水平和垂直位移的 变化规律.(2)一般断面沉降观测1)地表沉降量采用地表型沉降计(沉降板),用于沉降管理.观测目的 是根据观测数据调整填土速率;预测沉降趋势,确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间;提供施工期间沉降土方量的 计算依据.根据现场实际需要,分别在不良地基(软基、岩溶、采空区)地段和高路堤.在地质情况相似地段上,参考地形因素进行埋设;地形因素也相似的 情况下,以适当距离布设,这主要到现场踏勘进行.2)总沉降量采用地表型沉降计(沉降板),用于沉降管理.其观测目的 同地表沉降量.对于地基条件较好的 路段,路堤填筑后自身压缩量受压实标准和施工质量控制,这种路段沉降观测

19、从路床底面开始埋板.在全线填方高度 大 于10米的 一般路段的 按点距500米布置,或填方高度 大 于8米构造物台背、隧道口路段50米范围内按点距25米布置观测点.3)地表水平位移量和隆起量地表水平位移量和隆起量观测仪器是地表水平位移桩(边桩),用于稳定管理.其目的 是监测地表位移及隆起情况,以确保路堤施工的 安全和稳定.在路堤高度 大 于10米的 路堤、软土路基路堤、陡坡路堤、岩溶和采空区路堤、构造物台背边坡的 边沟以外l0米的 地方设置边桩观测地表水平位移量和隆起量,构造物台背纵向坡脚、填切交界的 填方段、沿河等特殊路段增设观测点.4)边坡变形量边坡变形观测包括边坡外部变形观测和深部变形观

20、测.边坡外部变形观测类似于大 地测量,在边坡上布置一定数量的 观测网点(水平、垂直),并根据边坡的 稳定情况及其发展的 趋势,通过三角测量及精密水准测量,定期观测各测点上的 位移变化.深部变形观测主要通过钻孔倾斜仪等对边坡内部的 水平位移和垂直位移进行观测(必要时观测).一般断面沉降与变形观测原则 表2 检测项目地表沉降量总沉降量地表位移量和隆起量边坡变形量高路堤基底承载力较差h10米基底承载力较差或填土h20米/软基(非清淤方案 )必须观测必须观测必须观测/陡坡路堤基底承载力较差h10米h10米h10米构造物台背基底承载力较差h8米基底承载力较差、填土h20米和锥坡附近地表/隧道口基底承载力

21、较差h8米基底承载力较差或填土h20米/深切方/h30米H30米2.2.2 沉降观测点的 布设步骤布设步骤为：(1)选取观测基准点(水准点和位置控制点).水准路线是沿公路路线布设,水准点宜设于公路中心线两侧50300米范围之内;大 桥、隧道口及其他大 型构造物两端,增设水准点.由于一些施工单位难以提供稳定可靠的 观测基准点,可以在施工之初,从施工控制点上转测到牢固点,作基准点,为日后检查或引测工作基准点之用;(2)确定工作基准点(作业场地);(3)布设整体网观测点;(4)布设局部特征点.布设前综合考虑地质、地基处理及路堤设计方式、荷载、结构物特征、施工作业方式和经济等因素.根据不同要求,观测点

22、的 布设分为全断面沉降管、沉降板、单点变位计、测斜管、边桩、土压力盒的 布设等内容.目的 是能够准确而完整地反映出路堤的 沉降和变形规律.2.2.3 沉降观测点的 布设和观测方法1)沉降板沉降板埋设分为地表和路床底埋设两种,前者观测地表沉降,后者观测路堤总沉降.沉降板由钢板或钢筋混凝土底板、金属测杆和保护套管组成.地表沉降板的 底座一般埋设在砂垫层中.管顶低于原压实面58厘米,随即测量管顶至底板高差,填土夯实至管顶,并测量管顶标高(初读数),当第二层土施工完毕后,在管顶位置接上地二节钢管.观测时,每节管的 顶面有上、下管定标高,下节管顶面标高用于计算第一次沉降量,上节管顶标高作为下次计算沉降量

23、的 数据.随着填土的 增高,测杆和套管也相应接高,接高后的 测杆顶面略高于套管上口,套管上口应加盖封住管口,避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度 ,循序逐节升高,重复上述工作.路堤总沉降观测是在路床底当路堤填土至路床底时及时埋设观测总沉降的 沉降板.面埋设沉降板,其形式与地表沉降相同,只是观测接管较少.一般路堤的 沉降板设置在路中心,高路堤、构造物台背、隧道口、根据实际情况增设路肩及坡趾测点.(见图1、2)图1 地表沉降观测点设置图2 路堤总沉降观测点设置2)全断面沉降管测试地基沉降时,在地基处理完之后,在地基表面挖一水平槽,槽的 尺寸比与沉降管尺寸直径略大 ,将沉降管埋入,用土覆盖并压实.为

24、了 防止沉降管被压扁而影响使用,沉降管应选择具有较大 的 径向刚度 的 高压水管,一般选择使用刚丝绕的 高压管.测试路堤沉降时,在预计埋设沉降管的 位置上,经压实后再挖槽,槽的 尺寸比沉降管尺寸略大 ,埋设方法与测试地基相同.沉降管埋设之后,为了 防止土粒进入,应及时在沉降管两端设计保护设置,保护设置为有盖板的 砼池,池的 尺寸根据实际情况确定,其原则是：一是能够让水管、导线、探头顺利通过,二是能够防盗.(见图3)图3 路堤填筑分层沉降全断面观测设置3)单点变位计单点位移计采用J米DL46XX智能数码变位计,它是一种埋入式电感调频类智能型位移计,由变位计、锚钉、波纹管等组成.埋设时将变位计的

25、两端固定在要量测的 土体区域内,套上波纹管以便其自由伸缩,并将导线引出路堤.4) 分层沉降管分层沉降观测点沿铅垂线方向上和各层土内布设.点数与深度 ,根据分层分布情况确定,原则上每一土层设一点,最浅的 点位在基础底面下50厘米处,最深的 点位在超过压缩层理论厚度 处,或设在压缩性低的 砾石或岩石层上.分层沉降仪由分层沉降管、磁环、波纹管或PVC管组成,采用钻孔导孔埋设,在路基中间钻机打孔至持力层,根据地质情况在相应深度 处安装磁环,送入磁环后分层填土压实,下好沉降管后用膨胀土封孔,以便磁环和地层同步沉降,用分层沉降管测量各磁环的 位置,分别计算各地层的 沉降量.分层沉降观测采用CT1型沉降仪和

26、水准仪联合测量.邵怀高速公路的 分层沉降仪主要埋设在典型断面上.5)边桩在路基的 填筑过程中,由于路堤荷载的 作用下,使路堤附近的 地表可能产生水平位移和垂直位移,所以需要观测路堤附近的 地表的 水平位移和垂直位移.地表水平位移和垂直位移采用边桩观测,边桩的 布设根据地基及路堤场地条件确定,一般从路堤坡脚起至边沟外缘10米的 地方,在垂直于路中心线方向每隔23米布设5个边桩,并用经纬仪定线方法使5个桩在一条直线上,最后用小 钉在木桩上标定桩位.边桩设置个数以控制路基稳定为目的 确定,一般沿纵向每隔100200米设置一个观测断面,构造物台背路段设置23个观测断面.一般路堤趾部以外设置34个位移边

27、桩,同一观测断面的 边桩在同一横轴线上.边桩采用打入或开挖埋设,桩周上部用现浇混凝土固定.水平位移采用铟钢尺位移计量测或单三角前方交会法观测,地表垂直位移采用高程观测法.2.2.4 邵怀高速公路沉降观测点埋设情况根据上述方法,结合具体情况,邵怀路路基沉降与变形观测点布置将包括典型观测断面的 布置(三种断面形式)和一般路堤断面的 布置(地表沉降量、总沉降量、地表水平位移量及隆起量、地下土体分层水平位移量).以上这些观测点主要埋设在高路堤、软基、陡坡路堤、构造物台背、隧道口路堤、采空区、岩溶区,基本控制了 重点变形部位.通过一般断面的 观测可以掌握特殊地段地表的 沉降规律和路堤本身的 压缩变形规律

28、,而且可以通过边桩的 观测等可以判断路堤的 稳定性,特别是重点观测超高路堤、地表沉降较大 的 部位.典型观测断面的 设置是为了 全面掌握路基土体应力和变形的 动态变化过程,综合分析路基稳定性.路基沉降与变形观测点位将通过业主提供的 设计文件和现场详细调查在埋设时最终确定,测点的 数量也需要根据现场实际路基条件和施工中出现的 问题进行增减.具体检测点数量如下表所示,具体布置见附表3.检测点数量统计表 表3 序号项目名称观测数量备 注1典型断面(8)高填方路段3因破坏增1处2软基路段2因需要增1处3陡坡路堤3因需要增1处4一般断面(440)高填(H20)515高填(H20)1076高填原地面观测3

29、57软基68陡坡路堤1209桥背6310隧道口811深切边坡5012合 计4482.3 路基沉降与稳定观测2.3.1 沉降观测基准的 确定沉降观测的 测量点分为水准基点、工作基点和沉降观测点,水准基点和工作基点构成沉降观测控制网,用于对沉降观测点的 长期观测.沉降观测点沉降量的 计算和比较与选择的 基准有关,不同的 基准对应完全不同的 位移场.沉降观测可以选择固定基准、拟稳基准和自由重心基准,而仅当基准点稳定时,即采用固定基准时,变形体上测点的 位移才是真实的 位移,因此从实用出发,施工期沉降观测基准首选固定基准.工作基点采用预制混凝土标石作为标志,根据观测断面的 布设情况,埋设在道路一侧坚固

30、的 地基上,或设立在永久建筑物上,工作基点也需要定期复测检查并进行稳定性分析,当工作基点的 变化对沉降点的 观测影响甚微时,可以认为是稳定的 .2.3.2 沉降观测周期由于观测对象及其各种条件不同,关于观测周期的 确定,目前还不能得出确切的 计算公式,一般根据现有的 公路软土地基路堤设计与施工技术规范和以往经验而定.对于公路施工阶段的 沉降观测,通常按加载阶段和变形是否稳定确定观测周期.公路施工一般分为填筑期、预压期和路面施工期三个阶段.第一阶段,荷载逐渐加大 ,沉降速度 较快,正常情况下每填筑1层或3天左右观测一次;第二阶段预压初期是根据地基稳定情况而定,一般半月或每月观测一次,直至预压期结

31、束;第三阶段,路面每填筑一层观测一次,若两层施工间隔超过30天,增加一次观测.但既定周期并不是一成不变的 ,当有特殊要求或发现有异常情况时,适当缩短观测周期.2.3.3 沉降观测控制指标和精度 高速公路软土地基沉降量的 变化相当复杂,它与设计总沉降量的 大 小 、观测频率、地质条件(软基厚度 )、地基处理方式、填土速率、填土高度 、沉降控制方法以及沉降趋于稳定状态等因素有关.因此,需要对施工全过程(路堤填筑、预压期及路面施工期)分阶段确定水准测量等级.在路堤堆筑期,填土速率控制在日沉降速率不大 于1.0厘米/d;在预压期(堆载或等、超载),连续2个月实测沉降速率小 于5米米/月为路基稳定;在底

32、基层、基层和面层施工时,连续2个月实测沉降速率小 于3米米/月为路面层稳定.根据施工全过程的 沉降观测的 不同要求,路堤施工全过程沉降观测水准测量等级、精度 指标和对仪器的 要求如表4所示,水准测量的 主要技术指标如表5所示.表4 路堤施工全过程沉降观测水准测量等级、精度 指标和对仪器的 要求施工阶段水准测量等级精度 指标使用仪器备 注路段修筑期四等3-2米米DS3 / DS2预压期三等 / 二等3-2 / 2-1米米DS2 / DS1路面施工期二等2-1米米DS1表5 水准测量主要技术指标等 级水准仪型号视线长度 /米前后视距差/米前后视累积差/米红、黑面(基、辅面)读数较差/米米红、黑面(

33、基、辅面)高程较差/米米往返测较差,附和允许闭合差/米米二DS150130.50.70.6 N三DS1100361.01.51.4 NDS2752.03.0四DS31005103.05.02.0 N注：N为测站数,路线允许闭合差取自工程测量规范(GB50026-93).为了 提高沉降观测精度 ,消除观测中的 系统误差,每次观测做到5个固定(即观测条件相同)：(1) 后视尺固定(例如用4.687尺专门放在水准点上);(2) 测站位置固定;(3) 仪器固定;(4) 观测人员(司仪器及持尺人员)固定;(5) 转点固定.2.3.4 公路修筑不同阶段观测方案 的 实施(1) 路堤填筑期的 沉降观测1)沉

34、降观测方法及技术要求水准测量的 测站视距长,前、后视距差和黑、红(基、辅面)面读数较差以及高差较差等要求符合相关水准测量的 技术指标.转点必须使用尺垫.水准点至沉降测点间转点次数一般为1次,最多不大 于2次.路堤填筑期按四等水准测量要求进行观测.2)初始数据读数观测及接管操作沉降板埋设时,随即用四等水准观测首节管顶和底板的 标高,作为初始观测数据,绘制好一张水准点与沉降点观测位置图,作为每次观测固定仪器位置的 依据.接管观测时,观测接管上、下2个管顶的 标高,下节管顶标高用于计算第一次沉降量,上节接管顶面标高作为下一次计算沉降量的 初值,循序渐进,逐节升高,重复上述工作.3)观测频率及填土速率

35、控制施工单位每填筑1层观测1次,若相邻2层的 填筑间隔时间超过7d,中间加测,以便于观测时间的 间隔不大 于35d,如果发现有异常沉降,则每2d观测1次或每天1次,以密切注意沉降异常的 动态.在日沉降速率不大 于1.0厘米/d时,方可填筑上一层土方.“沉降速率”的 计算,精确到0.1米米.具体计算公式：日沉降速率=时段沉降量(米米)/时段天数(d)月沉降速率=30d(本期累计沉降量上期累计沉降量)/时段天数(25d以上)4)构筑物的 沉降观测观测点布置表中规定的 构筑物观测点,在其建成后设置观测点.若为明通道、明涵,沉降点可设在中央分隔带的 采光孔顶面或涵顶上,路侧点可设在端墙顶部.(2) 路

36、堤预压期的 沉降观测1)预压期观测频率及沉降控制标准预压期一般为36个月,其观测频率视沉降量变化情况而定,一般预压期内在第1个月的 沉降量较大 ,之后逐渐衰减为几个米米的 沉降量,故在预压期间第1个月每510d观测1次,第2个月每半个月观测1次,以后每月观测1次.直到连续2个月的 月沉降速率小 于5米米/月时,方可进行底基层和护坡施工,等、超载段可考虑卸载.2)沉降观测要求预压期沉降速率逐渐减小 ,当减小 至月沉降量小 于10米米时,按三等水准测量进行.预压到中、后期,观测用的 水准点大 部分转移到桥背墙角上,水准点向两侧各控制500米范围内的 沉降观测点,组成支水准路线(一般为1个转点组成2

37、个测站),若超过2个测站,进行往返观测.当无桥背墙角水准点时,则与路堤填筑期一样,用原地表水准点观测.预压期结束时,桥梁工程也渐近尾声,适时地将地表水准点转换到桥上.3)等、超载卸载前、后沉降观测等、超载填土路段,当确认沉降达到稳定标准后,方可考虑卸载.在卸载前观测1次沉降量,观测后挖出沉降板的 管杆,按卸载厚度 拆除相应的 杆长.卸载完成后,对保留的 管顶再观测1次标高.4)沉降观测工作的 交接在整个施工过程中,可能有部分施工单位会撤走.因此,施工单位在撤走前,必须履行交接手续,同时明确接收单位及负责人员,进行现场交接,绘好点位图,所有观测资料逐一交清,这项工作在监理组协助监督、组织下完成.

38、(3) 底基层及基层施工期的 沉降观测1)沉降点的 转换底基层施工开始后,根据通讯电缆布设形式,适时地将沉降观测点进行转换,方式有2种.(1) 建立人孔观测点：在底基层和基层施工期间,通讯人孔井开始施工,当通讯电缆沟中布有足够数量人孔井时,可及时将原沉降点转换到人孔井面上.(2) 建立独立水泥观测墩：当通讯电缆沟中布设的 人孔井较少时,可在原观测点处埋设或现浇独立水泥观测墩.2)观测频率、精度 及方法底基层和基层厚度 大 于或等于30厘米时,一般分2次碾压,每碾压半层或1层观测1次.若1个层次2次碾压时间相距较短,则可合并1次进行观测.底基层和基层施工期间沉降观测按二等水准测量要求进行.(4)

39、 面层施工期的 沉降观测1)沉降观测频率、精度 及方法面层一般由表面层、中间层、底面层结构组成.每填筑1层观测1次.路面施工期的 沉降量一般为几个米米,观测精度 要求很高,采用二等水准测量进行.2)绘制测线观测段面层施工期间,路桥基本贯通,桥背墙角水准点及人孔观测点基本建立,沉降观测前,绘制观测点与水准点测线观测段注记图,在图上设计测站固定点位置及到观测点的 前、后视距.一般1个桥背水准点向两侧控制500米内的 人孔观测点.3 路基沉降与稳定观测结果及分析3.1 典型断面观测结果3.1.1 软基典型断面观测结果软基典型断面计划埋设一处,后来因为实需要增设了 一处,实际埋设2处.1)SK6951

40、0SK69500为软基路段,软基深度 46米,采用碎石桩进行了 地基处理,桩径50厘米,间距为1.5米,并铺设了 50厘米的 砂砾.在2004年8月就埋设了 全断面观测管(典型断面)、位移桩,并做了 跟踪观测,但由于路线左侧改设为弃土场,导致覆盖,无法继续观测,虽然经过多方商讨,也提出了 一些解决方案 ,但均不理想,最后不得不放弃.后来,观测组又在此断面的 中线和路基左右边线埋设了 沉降板,但施工中有破坏,虽然观测组进行了 恢复,但导致观测不是很连续.其全断面观测管的 长度 沉降变化曲线如下图所示：总体沉降板观测结果见下表和曲线图所示：桩号观测时段累计沉降(米米)累计填土厚(米)备注SK69+

41、510左05.7.206.7.105712.6总体沉降板SK69+510中05.7.206.7.1011812.6总体沉降板SK69+510右05.7.206.7.108912.6总体沉降板 2)K28820K28820为软基路段,淤泥层约4米,采用清於方式处理.由于路基填筑到上路堤时才要求加强观测,埋设了 位移桩和测斜管,观测其位移情况,并在路床埋设了 总体沉降板.其测斜管观测结果如下图所示：其位移桩观测结果如下图所示：其总体沉降板观测结果如下图所示：3.1.2 高填典型断面观测结果高填路段计划埋设2处,但k65900处因为增加一道涵洞,开挖是观测管被挖断,导致破坏,重新增设一处,实际埋设了

42、 3个典型断面,分别为K50+570,K65+530,K65+900. 1） K50570其全断面沉降管观测结果如下：2） K65530该路段埋设了 全断面沉降管,在坡脚处埋设了 测斜管和位移桩,并在路基中线埋设了 分层沉降管,跟踪观测18个月.其全断面沉降管观测结果如下涂所示：其坡脚测斜管观测结果如下：其分层沉降管观测结果如下：3.1.3 陡陡坡路段陡坡路堤按照计划埋设了 两处典型断面：k73+480和zk88+000,后来因为需要在K29+100路段增设了 1处,实际埋设3处.1)ZK88+000ZK88+000处为试验路段,边坡坡比为1：0.75.这相处埋设了 测斜管和位移桩,其测斜位移

43、如下图所示.其位移桩沉降量和位移量观测结果如下图所示：2)K73+480此路段为一般陡坡路段,原地面坡度 较大 ,但填高不高(10米),进行了 台阶处理.采用测斜管和位移桩联合观测.其测斜管观测结果如下：其位移桩观测结果如下：3)K29+100此路段原地面坡度 较大 ,且地质情况不太好,而且填高局部达到22米,进行了 台阶处理.采用测斜管和位移桩联合观测.其测斜管观测结果如下：其位移桩观测结果如下：3.2 一般断面观测结果3.2.1 高填路堤观测结果高填路堤共埋设199处,其中地表35处,总体164处,因为施工等原因,有10处观测没有连续,故没有汇总统计.高填路堤沉降与稳定观测成果汇总表(1)

44、序号合同段桩号观测时段累计沉降(米米)累计填土厚(米)备注11K0+400边05.7.606.12.149214.2地表沉降板2K0+400中05.7.606.12.1411514.2地表沉降板3K0+400 总05.12.806.12.144214.2总体沉降板4K1+730中06.9.406.12.142110.0总体沉降板5K1+780中06.9.706.12.141410.0总体沉降板6K4+960总体05.12.806.6.202322.0总体沉降板7K5+020总体05.12.806.6.203121.0总体沉降板8K5+610总体05.12.1706.6.209332.0总体沉降

45、板9K5+650总边06.7.2306.12.1412.832.0总体沉降板10K5+670总边06.8.806.12.144532.0总体沉降板11K6+690总体06.9.2007.1.202032.0总体沉降板12K6+980总体06.9.2007.1.201718.0总体沉降板13K7500总体06.7.2307.1.203020.0总体沉降板14K7550总体06.7.2307.1.203520.0总体沉降板15K8800总边06.7.2306.12.143422.0总体沉降板16K8840总边06.7.2306.12.145622.0总体沉降板17K8840总中06.5.1506.

46、12.145916.0总体沉降板18K9+680总体06.9.2007.1.20212.0总体沉降板19K9+940中05.7.606.12.2015425.5地表沉降板20K9+940边05.7.606.12.2015025.5地表沉降板高填路堤沉降与稳定观测成果汇总表(2)序号合同段桩号观测时段累计沉降(米米)累计填土厚(米)备注211K9+900总中06.5.1506.12.146025.5总体沉降板22K9+950总体06.3.306.12.149125.8总体沉降板23K11+400总中06.3.306.12.148417.5总体沉降板24K11+400中05.7.605.12.20

47、12217.5地表沉降板25K11+400边05.7.605.11.208517.5地表沉降板262K14+600总06.10.1307.1.201815.0总体沉降板27K14+660总06.10.1307.1.201015.0总体沉降板28K16+100总体06.4.1606.12.143414.0总体沉降板29K16+140总体06.7.2407.1.244814.3总体沉降板30K17+460总体06.4.1606.12.144116.0总体沉降板31K18+500总体06.4.1606.12.144616.5总体沉降板32K19+360总体06.5.1606.12.143415.0总

48、体沉降板33K19+420总左06.8.906.12.141513.2总体沉降板34K19+420右06.8.906.12.142213.2总体沉降板35K21000总体06.7.2406.12.151716.0总体沉降板36K21+600总体06.4.1606.12.142417.0总体沉降板37K21+660总体06.4.1606.12.144017.0总体沉降板38K22+000总06.9.806.12.141910.0总体沉降板39K22+360总体06.10.2207.1.201612.0总体沉降板40K22+950总体06.7.2306.12.141118.0总体沉降板41K22+

49、95005.8.806.12.1910418.0地表沉降板423K24+100总体05.12.1806.12.156914.0总体沉降板43K24+160边05.8.806.12.209014.0地表沉降板44K24+160中05.8.806.12.159814.0地表沉降板高填路堤沉降与稳定观测成果汇总表(3)序号合同段桩号观测时段累计沉降(米米)累计填土厚(米)备注453K24+160中总05.12.1806.12.158014.0总体沉降板46K26+050总体05.12.1806.12.203613.0总体沉降板47K26+800总体05.12.1806.12.183116.0总体沉降

50、板48K28+780总体06.4.707.1.2014620.0总体沉降板49K28+810总体06.4.707.1.2017420.0总体沉降板50K28+820总左06.7.2706.12.145120.0总体沉降板51K28+820总中06.7.2707.1.205520.0总体沉降板52K28+820总右06.7.2407.1.206020.0总体沉降板53K29+180总体06.9.2007.1.202422.0总体沉降板54K29+200总体06.4.707.1.203522.0总体沉降板55K29+240总06.9.507.1.203022.0总体沉降板56K32+800总06.

51、9.507.1.202212.0总体沉降板57K32+840总06.9.507.1.201812.0总体沉降板58K34+700总体05.12.1807.12.141716.5总体沉降板59K34+800总体05.12.1807.12.141016.5总体沉降板60K35+400总体05.12.1806.12.193713.0总体沉降板61K35+450总体05.12.1806.12.192113.0总体沉降板624K36+180边05.8.706.12.15499.3地表沉降板63K36+180中05.8.706.12.15769.3地表沉降板64K38+020总体06.9.1207.1.202112.0总体沉降板65K38+100总体06.9.1206.12.161312.0总体沉降板66K38+820总体06.7.2106.12.143612.3总体沉降板67K38+860总体06.7.2106.12.143012.0总体沉降板68K46+000总体06.4.806.12.141811.0总体沉降板69