湖南省洞新高速公路桥桩基监测总结报告.docx
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湖南省洞新高速公路桥桩基监测总结报告
学院:
市政与测绘工程学院
专业:
测绘工程
姓名:
翟彬彬
班级:
1002601
学号:
1002601-04
方案名称:
湖南省洞新高速第五合同段桥桩基监测总结报告
指导老师:
黄长军
第一章工作概况
1.1工程概述
湖南洞口至新宁高速公路洞口至武冈段位于湖南邵阳市洞口县及武冈市境内,起点起于洞口县大水村,与既有邵怀高速公路设置枢纽互通衔接;终点位于武冈市东侧头堂乡,跨过县道059后,于赧水河大桥前岩塘冲处于武冈至新宁段起点对接,路线全长31.828公里。
项目主线采用设计速度100公里/小时的双向四车道高速公路标准,辅道采用设计速度40公里/小时的双向四车道城市次干道标准,该工程沉降监测时态曲线图及分析已纳入到省重点项目。
沿线沟、渠、塘密布,软土地基分布范围较广泛。
本合同段为武冈市洞口至新宁高速公路工程第5合同段,设计起点K26+300位于武冈市头堂乡月半村向家处,与第3标段对接。
路线南经高笋塘、蒋家冲(设置与城步支线连接的两塘互通),到达地母庵村,路线转向东南,与高船岭山麓越岭后,经小山村、双峰村跨越基本农田保护区,至曹旗村上跨X059,与曹旗村蓼水河北侧到达本标段设计终点K31+828.142。
主线路线全长5.528Km;城步支线起点K0+000,终点K1+349.543,长1.35Km。
该路段软土较厚,一般15~25m之间,最大厚度达35m深。
填土高度一般在2.5~3.5m之间。
路面过渡性沥青路面,因通车时间提前,软基段未按原设计要求进行超载预压,仅预留30~50cm沉降量。
通车后沉降较大,路面状况差,沥青面层纵向裂缝发育,龟裂非常明显,局部沉陷,大部分路段呈明显的不均匀沉降。
软土是本路段的特殊性岩土,包括淤泥、淤泥质粉质粘土及中、粗砂混淤泥质粉质粘土。
软土沿线分布较广泛,厚度不一,局部缺失,从取得的地质资料分析,沿线软土厚度变化范围0~35m,软土顶部的覆盖层主要为耕植土,人工填土、素填土等,厚度一般0.2~4.87m。
在软土地基上进行公路改扩建工程时,最突出的问题是填土施工期稳定性和减少工后沉降。
为掌握新老路堤在施工中的变形动态,施工期间必须进行动态观测,由此,业主委托我司对沿线部分重点桥墩桩基进行沉降位移监测。
1.2项目概述
此A5标段的软基由于其强度低、压缩型大的特点,在软土地基上扩建公路修建高架桥时,由于桥墩桩基的工后沉降影响桩身稳定、施工方法的不同、局部路面需维持通车、辅道堆载预压时间不一致等方面的因素,会导致桥墩桩基偏移、沉陷、裂缝发育,受A5标项目部委托我司对沿线部分重点桥墩桩基进行沉降位移监测。
依据《邵阳市洞口至新宁高速公路工程第5合同段工程软土地基路堤施工监测实施方案》,根据沿线软基分布范围、厚度及周围环境等情况,对本合同段(主线K26+300~K31+828.142,城步支线K0+000~K1+349.543),路线全长6.878km。
主要工程为:
路基工程(含边坡防护和排水工程)、桥涵工程和绿化植草等。
其中桥涵工程:
两塘大桥120米/1座,蒋家冲大桥200米/1座,潘家冲大桥420米/1座,武冈高架桥1050米/1座,两塘互通桥390/2座,朱家高架桥840米/2幅,天桥125米/3座,盖板涵(通道)12道,圆管涵16道,拱涵5道(具体数量见附表)进行监测。
第二章监测的目的与意义
针对本段公路的特点,桥桩基变形监测目的与意义如下:
(1)稳定性监控
通过沉降、侧向位移、地表位移监测的综合分析,评价墩柱的稳定性,合理控制跨线桥辅道的填土速率,达到安全、快速施工目的。
(2)为信息化施工服务
通过对沉降位移的资料的综合分析,分析地基固结状况,预测工后沉降量,为辅道填土速率、卸载时间提供依据,保证填筑过程中,路堤整体稳定,达到全过程的信息化施工。
(3)评价处理结果,为交工、竣工验收提供依据
第三方可靠的监测资料所计算的剩余沉降量(工后沉降)可用于交工验收、竣工验收时路基处理质量的评价。
(4)技术服务
详细可靠的施工监测资料可为工程中遇到的与填方路基有关的技术问题提供咨询意见的几个技术服务。
第三章监测的依据、技术设计
3.1监测依据
1、《邵阳市洞口至新宁高速公路工程第5合同段工程两阶段施工图设计》,湖南省公路勘察规划设计院有限公司
3、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTG-B01-2003)
4、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)
5、中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)
6、中华人民共和国国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)
3.2监测项目
《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)7.6.7条对软土地及的高填方路堤和桥边路基提出了沉降和稳定观测设计原则。
设计图纸也提出了详细的监测设计,对观测项目﹑测点位置﹑观测频率﹑控制标准等均作要求。
桥桩基监测项目包括地表沉降、位移及深层水平位移等。
综合考虑设计文件﹑设计与施工相关规范,结合本项目实际情况,应业主要求,我方主要负责桥桩沉降、桩位处地表水平位移、桥桩深层水平位移监测。
1监测项目:
桥桩基沉降
观测仪器:
水准仪沉降点
监测作用:
监测桥桩基承台上的沉降点可以监测出桩体工后沉降,还可以了解辅道施工对桥桩的影响,通过与数据分析比较来分析新旧老路的差异沉降,从而控制填土速率,增加施工的安全性,保证工程的质量和进度。
监测除尘鉴于时间的发展过程来评价加载速率的合理性,确定其辅道合理的卸载时间。
2监测项目:
桩位处地表水平位移
观测仪器:
全站仪位移点
监测作用:
根据监测桩基地表水平位移情况,提供施工过程中合理的加载速率,分析辅道路基的整体稳定性,判断桩基整体位移情况,判断软基施工对桩基位移影响。
3监测项目:
桥桩深层水平位移
观测仪器:
测斜仪测斜管
监测作用:
根据沿地基深度方向的水平位移速率提供合理的加载速率,还可以分析桥桩基整体稳定性。
3.3监测断面设置
3.3.1.设置原则
根据路线经过的工程地质条件、路基填方高度、周边环境等情况,结合图纸检测要求,第三方监测断面主要设置一些部分:
(1)软基路段大的路段
(2)部分软基深厚路段
(1)桥桩基施工有困难桩基边
(1)辅道典型路段
3.3.2.桥桩基监测断面类型
桥桩基位移监测监测点横断面示意图如下:
图3-1桥桩基监测横断面示意图(单侧)
3.3.3.桥桩基监测断面的布置
现场按监测断面布置图布设监测仪器,根据业主委托要求和设计原则选取了以下断面作为监测断面表3-1:
序号
跨线桥
监测点位
1
蒋家冲大桥
1号桥墩
12号桥墩
16号桥墩
24号桥墩
2
潘家冲大桥
1号桥墩
6号桥墩
14号桥墩
19号桥墩
27号桥墩
3
两塘大桥
1号桥墩
7号桥墩
12号桥墩
15号桥墩
19号桥墩
27号桥墩
4
武冈高架桥
1号桥墩
7号桥墩
15号桥墩
21号桥墩
24号桥墩
5
朱家高架桥
0号桥墩
5号桥墩
8号桥墩
14号桥墩
18号桥墩
23号桥墩
表3-1各跨线桥点位布设
3.4监测内容和数量
3.4.1工作内容:
为了配合业主要求和施工方案规定,确保桥桩基的稳定性,选着了如下断面进行了检测:
蒋家冲大桥(1号桥墩,12号桥墩,16号桥墩,24号桥墩)、
潘家冲大桥(1号桥墩,6号桥墩,14号桥墩,19号桥墩,27号桥墩)、
两塘大桥(1号桥墩,7号桥墩,12号桥墩,15号桥墩,19号桥墩,27号桥墩)、
武冈高架桥(1号桥墩,7号桥墩,15号桥墩,21号桥墩,24号桥墩)、
朱家高架桥(0号桥墩,5号桥墩,8号桥墩,14号桥墩,18号桥墩,23号桥墩)
(以下均为数字简写)
总计5座桥墩26个断面,其中测斜管2000米,沉降点60个,位移点80个
3.4.2工作数量:
从进场到工程结束为确保能真实有效地反映桥桩基的彪形变化,和业主的要求,我们总计工作量达到:
桥桩沉降监测:
左侧桥墩489次右侧桥墩1055次总计1544次
桩位处地表水平位移:
左侧桥墩451次右侧桥墩975次总计1426次
桥桩深层水平位移监测:
左侧桥墩12159.0米,右侧桥墩28526.0米,总计40685.0米。
3.5监测工期和频率
3.5.1监测的工期
第三方监测工期随工程施工进度与合同规定来完成
具体工期进度如下表4-1,表4-2:
位置
右侧
工期
左侧
工期
蒋家冲大桥
1
2011/8-2012/3
1
2011/12-2012/4
12
2011/8-2012/3
12
无
16
无
16
无
24
2011/8-2012/3
24
2011/12-2012/4
潘家冲大桥
1
2011/8-2012/3
1
2011/12-2012/4
6
2011/8-2011/9
6
2011/12-2012/4
14
2011/8-2012/3
14
2011/12-2012/4
19
2011/8-2012/3
19
无
27
2011/8-2012/3
27
无
两塘大桥
1
2011/8-2012/3
1
无
7
2011/8-2012/3
7
无
12
2011/8-2011/9
12
无
15
2011/8-2011/9
15
无
19
2011/8-2011/9
19
2011/12-2012/4
27
2011/8-2012/3
27
2011/12-2012/4
武冈高架桥
1
2011/8-2012/3
1
2011/12-2012/4
7
2011/8-2012/3
7
2011/12-2012/4
15
2011/8-2012/3
15
无
21
2011/8-2012/3
21
2011/12-2012/4
24
2011/8-2012/3
24
2011/12-2012/4
朱家高架桥
0
2011/9-2012/3
0
2011/12-2012/4
5
2011/9-2011/12
5
2011/12-2012/4
8
2011/9-2011/12
8
2011/12-2012/4
14
2011/9-2011/12
14
无
18
2011/9-2012/3
18
2011/12-2012/4
23
2011/9-2012/3
23
2011/12-2012/4
表4.1深层水平位移施工进度
位置
右侧
左侧
蒋家冲大桥
2011/8-2012/4
2011/12-2012/4
潘家冲大桥
2011/8-2012/4
2011/8-2012/4
两塘大桥
2011/8-2012/4
2011/8-2012/4
武冈高架桥
2011/8-2012/4
2011/8-2012/4
朱家高架桥
2011/8-2012/4
2011/8-2012/4
表4.2沉降位移施工进度
3.5.2监测的频率
填方路基监控时间从路基处理施工完成时开始到预压期结束、路面结构开始施工为止。
我方在此期间的监测频率按表4-3控制。
表4-3桥桩基监测频率表
位移桩
桩位复测
监测次数(估算)
加载(4层)期间
1次/2天
1次/2天
4
加载后7天
1次/3天
1次/3天
6
加载一个月内
1次/7天
1次/7天
3
加载六个月内
1次/15天
1次/15天
6
加载六个月后
4次/年
4次/年
1
侧向位移
监测次数(估算)
加载(4层)期间
1次/天
4
加载后7天
1次/3天
6
加载一个月内
1次/7天
3
加载六个月内
1次/10天
6
加载六个月后
4次/年
1
当变形超过有关标准或场地条件变化较大时,应加密观测。
当有危险事故征兆时,则需进行连续监测。
相对较安全的情况可适当减少不必要的观测次数。
每次监测工作结束后,及时整理监测成果并定期提交简报及处理意见。
按照监测频率位移桩及桩位复测共需观测20次;每孔测斜监测自加载至加载结束共需观测20次;共计40000m。
3.6动态监控标准
施工控制包括两部分:
施工期的稳定控制、预压期控制。
(1)填筑控制标准
填筑速率应由施工观测来控制。
填筑速率根据以下标准进行双控:
路基中心的表面沉降速率宜控制在5mm/d(复合地基处治区)、15mm/d(堆载预压处治区)以内,坡脚处的侧向位移宜控制在3mm/d(复合地基处治区)、5mm/d(堆载预压处治区)以内。
另外还可根据沉降~时间曲线图及位移~时间曲线图等数据图曲线的变形趋势来判断,若曲线突然出现拐点改变原有变形趋势且在短期内没收敛,则应提高警惕,采取相应处理措施。
根据上述标准及变形趋势分析综合判断路基是否处于危险状态,出现异常应立即通知各有关单位采取相应处理措施。
(2)卸载标准
卸载标准暂定为:
用沉降观测资料推算剩余沉降,如果剩余沉降小于规定的允许工后沉降值且满足连续2个月沉降小于3mm/月(新建路堤为5mm/月)时,方可进行卸载。
路面施工时沉降速率不超过2mm/月。
最终可根据现场工程实际情况,联合各方单位协商最佳卸载时机。
(3)跨线桥桩基监测控制标准
根据试验段研究成果,综合分析确定。
第四章监测点的观测
4.1沉降观测
沉降观测采用的是徕卡NA2水准仪配上测微器,高精度测量,以水准要求的集合水准测量高程,观测精度达到1um,测量严格按照了测量规范及设计要求进行的。
为了提高沉降的观测精度必须做到“三同一固定”:
即采用相同的观测路线和监测方法,使用同一仪器(高精度水准NA2),在基本相同的环境和条件下工作,固定测站、转点和监测人员。
4.2桩面位移观测
几乎所有的的断面都在地势平坦、通视条件好的平坦地区,水平位移观测可采用的视准线法和坐标定向法;有些地势起伏较大的或水网地区以采用单三角前方交会法观测。
地面水平观测仪器与精度:
采用视准线和坐标定向法观测时,观测仪器是光电测距仪和全站仪,其精度达到了0.01mm。
4.3桥桩深层水平位移观测
位移采用的是测斜仪观测,由倾斜测量结果计算得到土体水平位移沿深度的分布。
我们采用的是美国进口测斜仪,其能一次初测后,进行定期的测取变形位移数据,能准确算出深层倾斜量,并且额外因素对其影响不大,很好地反映了地基软土变形、位移,最直观的,最有效的了解施工过程及竣工后桩基所处的状态
第五章监测的成果及分析
5.1监测结果及总分析
①各断面的沉降量比较:
(由于施工进度和方法不同分为左线和右线)
注:
图中1H代表蒋家冲大桥
2H代表潘家冲大桥
3H代表两塘大桥
4H代表珠武冈高架桥
5H代表朱家高架桥
分析:
由于左线右线的加载时间和监测时间各不相同,在其沉降量上有所差异,但总体上所有监测断面沉降较小,沉降速率都在控制标准内。
左线右线的沉降量在监测时间上沉降速率都未超过有效范围,均趋于稳定状态。
左线2H的6号桥墩沉降量稍大,但未超出设计值。
②各断面的位移大小比较:
(由于施工进度和方法不同分为左线和右线)
分析:
见图结合监测时间分析,可看出所有断面位移量上有小差异,但总体上所有监测断面的位移量都较小,位移的速率都在控制标准内
其中左侧最大位移量未超过6mm,右侧最大位移量未超过9mm,均在监控指标范围内。
4各断面的测斜偏移量比较:
(由于施工进度和方法不同分为左线和右线)
测斜管的偏移方向是不一定的,其中图左侧是向辅道方向偏移,图中右侧是向桩身方向偏移。
此图中取的是该断面深层位移量最大点的值。
分析:
见图可看出所有监测断面深层位移值较小,偏移的速率都在控制标准内。
左线右线的偏移量在10mm范围内,其值为超过标准设计值,所有断面均趋于稳定状态,均未超过控制指标。
5.2各监测断面数据分析
5.2.1沉降监测时态及分析
桥墩承台沉降监测成果见下表:
桥墩承台沉降表
序号
跨线桥
监测点位
第一次监测日期
累计沉降量(mm)
备注
1
蒋家冲大桥
1号左线桥墩
2011/12/9
-4.14
1号右线桥墩
2011/8/7
-13.35
12号左线桥墩
2011/12/9
-3.85
12号右线桥墩
2011/8/7
-13.49
16号左线桥墩
2011/12/9
-3.15
16号右线桥墩
2011/8/7
-13.05
24号左线桥墩
2011/12/9
-4.05
24号右线桥墩
2011/8/7
-13.06
2
潘家冲大桥
1号左线桥墩
2011/12/9
-4.07
1号右线桥墩
2011/8/7
-14.99
6号左线桥墩
2011/12/9
-4.43
6号右线桥墩
2011/8/7
-12.38
14号左线桥墩
2011/12/9
-4.17
14号右线桥墩
2011/8/7
-13.49
19号左线桥墩
2011/12/9
-3.53
19号右线桥墩
2011/8/7
-16.23
27号右线桥墩
2011/8/7
-14.42
3
两塘大桥
1号左线桥墩
2011/12/9
-3.40
1号右线桥墩
2011/8/7
-11.12
7号右线桥墩
2011/8/7
-11.24
12号左线桥墩
2011/12/9
-3.80
12号右线桥墩
2011/8/7
-12.71
15号左线桥墩
2011/12/9
-3.77
15号右线桥墩
2011/8/7
-13.72
19号左线桥墩
2011/12/9
-3.35
19号右线桥墩
2011/8/7
-11.38
27号左线桥墩
2011/12/9
-3.87
27号右线桥墩
2011/8/7
-12.84
4
武冈高架桥
1号左线桥墩
2011/12/10
-2.57
1号右线桥墩
2011/8/7
-15.68
7号左线桥墩
2011/12/10
-2.58
7号右线桥墩
2011/8/7
-15.09
15号左线桥墩
2011/12/10
-2.88
15号右线桥墩
2011/8/7
-16.98
21号左线桥墩
2011/12/10
-2.98
21号右线桥墩
2011/8/7
-15.14
24号左线桥墩
2011/12/10
-2.51
24号右线桥墩
2011/8/7
-14.24
5
朱家高架桥
0号左线桥墩
2011/12/10
-3.12
0号右线桥墩
2011/9/6
-12.93
5号左线桥墩
2011/12/10
-3.33
5号右线桥墩
2011/9/6
-13.86
8号左线桥墩
2011/12/10
-3.65
8号右线桥墩
2011/9/6
-14.28
14号左线桥墩
2011/12/10
-3.80
14号右线桥墩
2011/9/6
-13.10
18号左线桥墩
2011/12/10
-3.79
18号右线桥墩
2011/9/6
-13.22
23号左线桥墩
2011/12/10
-2.44
23号右线桥墩
2011/9/6
-15.12
另注
负值为下沉,正值为隆起。
每座跨线桥沉降分析:
A:
蒋家冲大桥
观测位置
监测点位
第一次监测日期
2011年8月~2012年4月沉降数据(mm)
累计沉降
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
蒋家冲大桥
1号左线桥墩
2011/12/9
-1.45
-1.20
-0.83
-0.46
-0.20
-4.14
1号右线桥墩
2011/8/7
-1.01
-1.13
-7.04
-2.26
-0.79
-0.53
-0.36
-0.16
-0.07
-13.35
12号左线桥墩
2011/12/9
-1.30
-1.09
-0.82
-0.42
-0.22
-3.85
12号右线桥墩
2011/8/7
-0.95
-3.28
-5.80
-1.76
-0.70
-0.40
-0.29
-0.18
-0.13
-13.49
16号左线桥墩
2011/12/9
-1.59
-0.64
-0.61
-0.16
-0.15
-3.15
16号右线桥墩
2011/8/7
-1.11
-1.40
-7.61
-1.82
-0.72
-0.10
-0.11
-0.09
-0.07
-13.05
24号左线桥墩
2011/12/9
-1.41
-1.47
-0.70
-0.30
-0.17
-4.05
24号右线桥墩
2011/8/7
-1.37
-1.28
-7.10
-1.90
-0.62
-0.36
-0.19
-0.12
-0.10
-13.06
数据结论与分析:
根据我方监测2011年8月~2012年4月沉降数据分析,可得到出一下结果:
(1)由于监测时间(右侧从上年8月份开始,左侧从12月份开始)不同,辅道堆载预压不是同时进行,桥梁在辅道填土时是一边受力,且还要考虑安装梁片时对桩基的承载力,左右线的累计沉降会存在差异,但见上表最大沉降量才为13.49mm,均在监控指标的范围内。
(2)看上表左侧每个月的最大沉降量未超过2mm,右侧每个月的最大沉降量未超过8mm,其值未超过标准设计值,所有断面均趋于稳定状态,均未超过控制指标。
根据沉降指标及变形趋势分析综合判断桥桩基是处于稳定状态的。
(3)从上面每月沉降统计表和下面沉降监测时态曲线图分析可得出,前期的沉降量是慢慢增大的,尤其是10月份时由于梁片的安装加上辅道同时填土,导致桩基还不稳定,对桩基有一个很大的承载力,故而沉降量较大,但未超出监控指标。
随后的沉降变化曲线渐渐变得平缓,趋于了稳定状态。
B:
潘家冲大桥
观测位置
监测点位
第一次监测日期
2011年8月~2012年4月沉降数据(mm)
累计沉降
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
潘家冲大桥
1号左线桥墩
2011/12/9
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- 湖南省 高速 公路桥 桩基 监测 总结报告