京滬高速鐵路線下工程 沉降變形觀測及評估 中 鐵 二院工程集 團 有限 責(zé) 任公司 匯報 人 : 王珣 沉降變形觀測技術(shù)要求與 線下工程沉降評估 2 沉降變形觀測技術(shù)要求（ 重點 ） 1 線下工程沉降評估 2 今天我們將為大家主要介紹 京滬高速鐵路線下工程沉降變形觀測評估實施細則 （以下簡稱 細則 ）中的如下兩個方面： 3 目 錄 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 1 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 2 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 3 過渡段工程沉降變形觀測技術(shù)要求 4 4 目 錄 沉降變形觀測技術(shù)要求包涵以下 五點 的技術(shù)要求： 1、觀測斷面及觀測點的設(shè)置原則。 2、觀測元件與埋設(shè)技術(shù)要求。 3、觀測水準路線。 4、觀測頻次。 5、內(nèi)業(yè)資料整理。 5 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 基面沉降觀測 和地基沉降觀測 為主。 根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位、填方高度、地基條件、堆載預(yù)壓等具體情況來設(shè)置沉降變形觀測斷面。同時應(yīng)根據(jù)施工過程中掌握的地形、地質(zhì)變化情況調(diào)整或增設(shè)觀測斷面。 1 、沿線路方向的間距一般不大于 50m；對地勢平坦且地基條件均勻良好的路塹、填方高度小于500m。 6 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 2、 對地形、地質(zhì)條件變化較大地段應(yīng)加密斷面，一般間距不大于 25m，在變化點附近應(yīng)設(shè)觀測斷面，以確保能夠反映真實 差異沉降 。 3 、一個沉降觀測單元（連續(xù)路基沉降觀測區(qū)段為一單元）應(yīng)不少于 2個觀測斷面。 4 、對地形橫向坡度大于 1： 5或地層橫向厚度變化的地段應(yīng)布設(shè)不少于 1個橫向觀測斷面。 1 、為有利于測點看護，集中觀測，統(tǒng)一觀測頻率，各觀測項目數(shù)據(jù)的綜合分析，各部位觀測點須設(shè)在同一橫斷面上。 7 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 2、一般路堤地段觀測斷面包括沉降觀測樁和沉降板，沉降觀測樁每斷面設(shè)置 3個，布置于雙線路基中心及左右線中心兩側(cè)各 2降板每斷面設(shè)置 1個，布置于雙線路基中心。 3、軟土、松軟土路堤地段觀測斷面一般包括剖面沉降管、沉降觀測樁、沉降板和位移觀測樁。沉降觀測樁每斷面設(shè)置 3個，布置于雙線路基中心及左右線中心兩側(cè)各 2降板位于雙線路基中心，位移觀測邊樁分別位于兩側(cè)坡角外 2m、10與沉降觀測樁及沉降板位于同一斷面上，剖面沉降管位于基底。 8 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 沉降觀測樁 沉降磁環(huán) 位移邊樁 剖面沉降管 路基觀測點布置示意圖 9 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 4、沉降板設(shè)置應(yīng)嚴格按設(shè)計文件要求執(zhí)行，一般按以下原則設(shè)置： （ 1）對路堤填高小于 3置斷面間距為 200m； （ 2）對壓縮層厚度大于 20置斷面間距為50m； （ 3）其余情況根據(jù)具體情況，設(shè)置斷面間距為50 100m； （ 4）地面橫坡或壓縮層底橫坡大于 1： 5時，橫斷面布置兩處沉降板，一處位于路基中心，另外一處根據(jù)具體地形地質(zhì)情況布置。 10 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 5、預(yù)壓地段，預(yù)壓期因基床表層尚未施工，路基頂面沉降觀測應(yīng)在預(yù)壓土方底部（基床底層頂面）布置沉降元件進行，即在基床底層頂面臨時布置沉降板，位移觀測以及基底沉降觀測布置與無預(yù)壓段完全一致，預(yù)壓土方卸除時臨時沉降板隨之拆除，基床表層施工后，于路基面上設(shè)置正式沉降觀測樁。 6、路塹地段觀測斷面分別于路基中心，左右中心線以外 2根沉降觀測樁，觀測路基面的沉降。 11 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 7 徐滬段深厚層地基分層沉降監(jiān)測：深厚層第四系土層地段 、 軟土地段的橋路過渡段及不同地層結(jié)構(gòu)附近設(shè)置 。 采用機動鉆孔 （ 108引孔埋設(shè) 49和沉降磁環(huán) ， 利用電磁式深層沉降儀進行觀測 。 分層設(shè)置 ， 厚度大于 3每 3 地層界面和加固底面設(shè)置磁環(huán) 。具體布置斷面和布置位置按設(shè)計文件要求執(zhí)行 。 對于剖面沉降管以及沉降磁環(huán)并未納入本次的水準觀測網(wǎng) ， 需要 嚴格按照設(shè)計文件要求進行埋設(shè)和觀測 。 12 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 基水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成 附合 水準路線 ， 沉降觀測點位布設(shè)及水準路線觀測示意圖如圖 13 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 沉降觀測樁： 選擇 20部磨圓，底部焊接彎鉤，待基床表層級配碎石施工完成后，在觀測斷面通過測量埋置在設(shè)計位置，埋置深度不小于 周 15混凝土澆筑固定，完成埋設(shè)后測量樁頂標高作為初始讀數(shù)。 14 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 沉降板： 應(yīng)嚴格按設(shè)計要求進行埋設(shè) ， 一般情況如下：由底板 、 金屬測桿 （ 20鍍鋅鐵管 ） 及保護套管 （ 49 組成 。 鋼筋混凝土底板尺寸為 5050厚 3 鋼 底 板 尺 寸 為3030厚 15 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 1 沉降板埋設(shè)位置處可墊 10設(shè)時確保底板的 水平 與 垂直度 ，確保測桿與地面垂直。 2 放好沉降板后，回填一定厚度的墊層，再套上保護套管，保護套管略低于沉降板測桿，上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應(yīng)填料穩(wěn)定套管，完成沉降板的埋設(shè)工作。 3 測量埋設(shè)就位的沉降板測桿桿頂標高讀數(shù)作為初始讀數(shù)，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護套管，每次接長高度以 長前后測量桿頂標高變化量確定接高量。金屬測桿用內(nèi)接頭連接，保護套管用 16 沉降板埋設(shè) 17 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 剖面沉降管： 采用專用塑料硬管 ， 其抗彎剛度應(yīng)適應(yīng)被測土體的豎向位移要求 ， 導(dǎo)管內(nèi)十字導(dǎo)槽應(yīng)順直 ， 管端接口密合 。 剖面沉降測量是將剖面沉降儀探頭預(yù)埋在剖面沉降管十字導(dǎo)槽內(nèi) ， 從一端按一定間距依次讀數(shù) 。 18 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 路基基底剖面沉降管在地基加固施工完畢后 ，填土至 開槽寬度20 30開槽深度至地基加固表層頂面 ， 槽底回填 在槽內(nèi)敷設(shè)沉降管 （ 沉降管內(nèi)穿入用于拉動測頭的鍍鋅鋼絲繩 ） ， 其上夯填中粗砂至與碾壓面平齊 。 沉降管埋設(shè)位置擋土墻處應(yīng)預(yù)留孔洞 。 沉降管敷設(shè)完成后 ， 兩頭應(yīng)砌筑觀測坑 ， 并加設(shè)蓋板 ， 以方便觀測及對孔口進行長期保護 ， 并做好坑內(nèi)及其周圍的排水 。 并于一側(cè)管口處設(shè)置觀測樁 ， 觀測樁采用 斷面采用 0.5 m 待上部一層填料壓實穩(wěn)定后 ， 連續(xù)觀測數(shù)日 ， 取穩(wěn)定讀數(shù)作為初始讀數(shù) 。 19 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 采用橫剖儀和水準儀進行橫剖面沉降觀測 。每次觀測時 ， 首先用水準儀測出橫剖面管一側(cè)的觀測樁頂高程 ， 再把橫剖儀放置于觀測樁頂測量初值 ， 然后用橫剖儀測量各測點 。 區(qū)間每 車站內(nèi)測點間距可為 堤地段從路基填土開始進行沉降觀測；路塹地段從級配碎石頂面施工完成開始觀測 。 路基填筑完成或施加預(yù)壓荷載后應(yīng)有不少于 6個月的觀測和調(diào)整期 。 觀測數(shù)據(jù)不足以評估或工后沉降評估不能滿足設(shè)計要求時 ， 應(yīng)延長觀測時間或采取必要的加速或控制沉降的措施 。 20 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 降觀測設(shè)備的埋設(shè)是在施工過程中進行的 ，施工單位的填筑施工要與設(shè)備的埋設(shè)做好協(xié)調(diào) ，做到 互不干擾 、 影響 。 觀測設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測工作應(yīng)按要求進行 ， 不能影響路基填筑質(zhì)量 。 基填筑過程中應(yīng)及時整理路堤中心沉降觀測點的沉降與邊樁的位移量 ， 當(dāng)中心地基處沉降觀測點沉降量大于 10或邊樁水平位移大于5 、 豎向位移大于 10時 ， 應(yīng)及時通知項目部 ， 并要求停止填筑施工 ， 待沉降穩(wěn)定后再恢復(fù)填土 ， 必要時采用卸載措施 。 21 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 測精度要求：路基沉降觀測水準測量的精度為 讀數(shù)取位至 面沉降觀測的精度應(yīng)不低于 40m；位移觀測測距誤差 3向觀測水平角誤差為 。 基沉降觀測的頻次不低于下表的規(guī)定 。 22 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 23 實際工作進行時 ， 觀測時間的間隔還要看地基的 沉降值和沉降速率 。 當(dāng)兩次連續(xù)觀測的沉降差值大于 4出現(xiàn)沉降突變 、 地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時應(yīng)增加觀測頻次 。 觀測應(yīng)持續(xù)到工程驗收交由運營管理部門繼續(xù)觀測 。 5 路基工程沉降變形觀測技術(shù)要求 24 京至濟南黃河南引橋每個橋墩均設(shè)置承臺觀測標、墩身觀測標； 濟南至徐州段 橋梁隔墩設(shè)置承臺、墩身觀測標； 徐州至上海段 每個橋墩均設(shè)置承臺觀測標、墩身觀測標。 承臺觀測標： 設(shè)置兩個觀測標，觀測標 測標 臺觀測標作為臨時觀測標，當(dāng)墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 25 墩身觀測標： 1 觀測點數(shù)量每墩不少于 2處，位于墩身兩側(cè)； 2 橋墩標一般設(shè)置在墩底高出地面或水位 墩身較矮立尺困難時，橋墩觀測標位置可降低或設(shè)置在對應(yīng)墩身埋標位置的頂帽上。特殊情況可按照確保觀測精度、觀測方便、利于測點保護的原則，確定相應(yīng)的位置。橋墩上觀測標的具體設(shè)置位置見右圖： 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 26 橋臺觀測標： 原則上應(yīng)設(shè)置在臺頂（臺帽及背墻頂），測點數(shù)量不少于 4處，分別設(shè)在臺帽兩側(cè)及背墻兩側(cè)（橫橋向）。 梁體觀測標： 1 對原材料變化不大、預(yù)制工藝穩(wěn)定、批量生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁，每 30孔選擇 1孔設(shè)置觀測標，當(dāng)實測彈性上拱度大于設(shè)計值的梁，前后未觀測的梁應(yīng)補充觀測標，逐孔進行觀測；其余現(xiàn)澆梁逐孔設(shè)置觀測標。移動模架施工的梁，對前 6孔進行重點觀測，以驗證支架預(yù)設(shè)拱度的精度。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 27 驗證達到設(shè)計要求后，可每 10孔選擇 1孔設(shè)置觀測標，當(dāng)實測彈性上拱度大于設(shè)計值的梁，前后未觀測的梁應(yīng)補充觀測標，逐孔進行觀測。 2 觀測點布置 簡支梁的一孔梁設(shè)置觀測標 6個，分別位于兩側(cè)支點及跨中；連續(xù)梁上的觀測標，根據(jù)不同跨度，分別在支點、中跨跨中及邊跨 1/4跨中附近設(shè)置，3跨以上連續(xù)梁中跨布置點相同，詳見附圖。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 28 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 腹板 29 梁體觀測標（跨中處） 未埋設(shè)于箱梁腹板處 長度過長，頂部未見磨圓 梁體觀測標（支痤處） 30 3 鋼結(jié)構(gòu)橋梁梁部不存在徐變，為了觀測變形，每孔設(shè)置 6個觀測標，分別在支點及跨中設(shè)置。 4 對大跨度橋梁等特殊結(jié)構(gòu)應(yīng)由設(shè)計單位單獨制定變形觀測方案，施工單位按照設(shè)計方案進行觀測。 涵洞觀測標： 每座涵洞均要進行沉降觀測，觀測標原則上應(yīng)設(shè)在涵洞兩側(cè)的邊墻上，在涵洞進出口及涵洞中心分別設(shè)置，每座涵洞測點數(shù)量為 6個。涵洞填土后觀測點可從邊墻位置移動到帽石上，涵洞進出口的帽石上各設(shè)置兩個測點，位于帽石兩側(cè)位置； 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 31 合 水準路線 ， 沉降觀測點位布設(shè)及水準路線觀測示意圖如圖 其中測點 1，2， 3， 4構(gòu)成第一個閉合環(huán) ， 測點 3， 4， 5， 6構(gòu)成第二個閉合環(huán) 。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 32 如何進行徐變觀測？ 首先我們需要明確以下 2個方面。 什么是彈性上拱？ 彈性上拱是由于預(yù)應(yīng)力混凝土梁在張拉過程由于張拉力而引起的上拱變形，梁的預(yù)應(yīng)力張拉包括了 3個階段（預(yù)張拉，初張拉、終張拉），我們認為他們引起的彈性上拱是一瞬間完成的。 什么是徐變上拱？ 徐變上拱：預(yù)應(yīng)力混凝土梁在應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)變增加而引起的梁體上拱現(xiàn)象。 33 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 梁體徐變觀測示意圖 存梁臺座的沉降觀測不在我們的沉降觀測范圍之內(nèi)，但是必須嚴格按照制梁場的規(guī)定進行操作。 34 梁墩臺水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成 閉合 水準路線 ， 沉降觀測點位布設(shè)于墩臺兩側(cè) ， 水準路線觀測示意圖如圖 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 35 承臺觀測標 沉降觀測樁：選擇 20部磨圓并刻畫十字線，埋置深度不小于 出埋設(shè)表面3面做好防銹處理。完成埋設(shè)后測量樁頂標高作為初始讀數(shù)。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 36 墩身觀測標： 采用 14下圖所示： 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 37 承臺觀測標 墩身觀測標 38 臺觀測標、梁體觀測標、涵洞觀測標設(shè)置可參考圖 要開始進行沉降首次觀測，承臺觀測標為臨時觀測標，當(dāng)墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。隨施工的逐步進行依次進行墩身、橋臺、梁體的變形觀測。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 39 工單位的橋梁施工要與設(shè)備的埋設(shè)做好協(xié)調(diào)，做到互不干擾、影響。觀測設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測工作應(yīng)按要求進行，不能影響橋梁施工質(zhì)量。 測精度要求： 橋涵基礎(chǔ)沉降和梁體徐變沉降變形的觀測精度為 1數(shù)取位至 測頻次要求： 1 墩臺基礎(chǔ)沉降觀測一般根據(jù)下表中要求的時間間隔進行。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 40 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 注： 1、架橋機（運梁車）通過時觀測要求：每 1次 /1天，連續(xù) 2次；其后每 1次 /3天，連續(xù) 3次，以后 1次 /1周。 41 梁體徐變觀測據(jù)下表中要求的時間間隔進行。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 42 3 涵洞沉降觀測據(jù)下表中要求的時間間隔進行，涵洞頂填土沉降的觀測應(yīng)與路基沉降觀測同步進行。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 43 體徐變量計算：對于梁體的徐變變形觀測，每孔梁支點之間的梁體徐變變形應(yīng)以兩支點的連線為基準線進行觀測計算，由于下部結(jié)構(gòu)沉降變形的影響，該基準線的位置會發(fā)生變化，梁體觀測點至該基準線的垂直距離利用幾何方法計算取得，垂直距離差值就是梁體徐變變形量。 6 橋涵工程沉降變形觀測技術(shù)要求 44 道工程沉降觀測是指隧道內(nèi)線路基礎(chǔ)的沉降觀測，即隧道的仰拱部分。其它如洞頂?shù)乇沓两?、拱頂下沉、斷面收斂沉降變形等不列入本沉降觀測的內(nèi)容。 道的進出口進行地基處理的地段，從洞口起每 25 道內(nèi)一般地段沉降觀測斷面的布設(shè)根據(jù)地質(zhì)圍巖級別確定，一般情況下 級圍巖每 400m、 級圍巖每 300m、 級圍巖每 200 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 45 暗交界處、圍巖級別、襯砌類型變化段及沉降變形縫位置應(yīng)至少布設(shè)兩個斷面； 應(yīng)力較大、斷層或隧底溶蝕破碎帶、膨脹土等不良和復(fù)雜地質(zhì)區(qū)段，特殊基礎(chǔ)類型的隧道段落、隧底由于承載力不足進行過換填、注漿或其它措施處理的復(fù)合地基段落適當(dāng)加密布設(shè)。 道洞口至分界里程范圍內(nèi)應(yīng)至少布設(shè)一個觀測斷面。 、隧兩側(cè)分別設(shè)置至少一個觀測斷面。 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 46 度大于 20 20 道工程完成后，每個觀測斷面在相應(yīng)于兩側(cè)邊墻處設(shè)一對沉降觀測點，原則上設(shè)于高于水溝蓋板 合 水準路線，沉降觀測點位布設(shè)于觀測斷面隧道內(nèi)壁兩側(cè)， 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 47 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 48 測點埋設(shè)參考圖 道沉降觀測從仰拱施工結(jié)束后立即進行，觀測時間不得少于 3個月。當(dāng)觀測數(shù)據(jù)不足或工后沉降評估不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)適當(dāng)延長觀測期。 道沉降觀測水準的測量精度為 1數(shù)取位至 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 49 測的頻度，但兩次的觀測沉降量不宜大于 1 7 隧道工程沉降變形觀測技術(shù)要求 50 渡段應(yīng)考慮線路縱向平順性和不同結(jié)構(gòu)物差異沉降的觀測和評估，橋涵兩端的過渡段、路隧過渡段及塹堤過渡段均需進行沉降觀測。 同結(jié)構(gòu)物起點處、距起點 5 10m、 2030個橫向結(jié)構(gòu)物每側(cè)各設(shè)置一個觀測斷面，沿涵洞軸線設(shè)路基觀測斷面。每個觀測斷面觀測點設(shè)置參照路堤。 堤和路塹分界處設(shè)置觀測斷面，觀測點設(shè)置參照路堤。 體要求詳見設(shè)計文件。 8 過渡段工程沉降變形觀測技術(shù)要求 51 8 過渡段工程沉降變形觀測技術(shù)要求 52 降觀測點與剖面沉降管埋設(shè)參考路堤設(shè)置。 降精度與頻次等技術(shù)要求同路基要求。 8 過渡段工程沉降變形觀測技術(shù)要求 53 碴軌道鋪設(shè)前，應(yīng)對線下工程沉降作系統(tǒng)評估，確認工后沉降和變形符合設(shè)計要求。 估除采用曲線擬合法進行線下工程的單個測點評估外，同時應(yīng)進行區(qū)段線下工程綜合評估。 前，國內(nèi)外采用的沉降預(yù)測評估方法較多，而每種預(yù)測方法均有其一定的適用范圍，需要結(jié)合線下工程不同結(jié)構(gòu)物和不同地質(zhì)條件下的沉降觀測情況，總結(jié)沉降變形特點，選擇合適的預(yù)測方法。 估時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象或?qū)υ假Y料存在疑問，應(yīng)進行必要的檢查。 9 線下工程沉降評估 54 估沉降無法達到設(shè)計標準時，應(yīng)及時通知建設(shè)方、設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方，由業(yè)主組織各方分析原因，并采取相應(yīng)措施。 用曲線回