1、高速公路路基沉降变形观测实施方案高速公路路基沉降变形观测实施方案1、 适用围 32、 编制依据 33、 工程概况 34、 沉降变形观测的目的 44.1施工期沉降观测 44.2运营期沉降观测 55、 路基工程沉降变形观测技术要求 55.1变形观测斷面及观测点的设置原则 55. 2变形观测容与斯面类型 65.3观测元件与埋设技术要求 65.4观测点布置 95.5观测技术要求 106、 过渡段工程沉降变形观测技术要求 126.1观测斷面和观测点的设置原则 126.2观测元件与埋设技术要求 136.3观测技术要求 137、 沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 137.1沉降变形观测点 137.2沉降
2、变形观测主要技术要求 137.3 观测水准基点、工作基点的布设 148、 水平位移监测网主要技术要求及建网方式 159、 变形监测测董工作基本要求 169.1水准基点的引测 169.2沉降观测各项限差规定及精度要求 169.3仪器设备要求 169.4沉降观测水准測量方法 169.5观测测董揀作要求 1710、 测量观测资料整理及提交资料 1710.1 一般要求 1810.2资料整理 1811、 资源配置 1911.1人员配置 1911.2设备机具配置 19仁适用围为评估预测XX新区西外环高速公路路基工程最终沉降量和工E沉降，合理 指导施工，确保施工质量，制定本沉降观测技术方案。2、 编制依据1
3、. 1XX新区西外环高速公路施工图设计；1.2工程测量规,GB50026-2004：1.3国家一、二等水准测量规，GB/T12894-200614精密工程测量规，GB/T 15314-95：1.5建筑变形测量规程，JGJ/T 8-94;1.6城市测量规,CJJ8-99;1.4公路路基路面现场测试规程，JTJ059-95。3、 工程概况西外环高速公路是XX新区综合交通体系重要组成部分和环线高速的骨干道 路。作为新区高速环线西侧重要通道，西外环高速公路北起永定新河，止于海景 大道，连接塘沽、汉沽、大港，全长37.7公里。工程将跨越海河、永定新河， 穿越北环铁路、京山铁路、蓟港铁路、港铁路、津滨高速
4、、京津塘高速、津滨轻 轨等。项目建设采用全封闭、全立交、全部控制出入的高速公路标准，设计行车 速度为每小时100公里，主线采用双向6-8车道。全线设特大桥、大桥9座，互 通及分离式立交桥门座，涵洞19道。该高速路工程的建设将进一步提升XX新 区基础设施建设水平，对于加快构筑对外交通、双城间交通和区交通“三大体 系”，落实全市“双城双港”城市空间战略，优化新区路网布局，构建南北快速 通道，实现客货分离，进一步提升区域发展环境等，都具有重要意义.本项目路线位于XX市东部XX新区行政围西侧，为XX新区的快速交通干道。 该工程场地微地貌主要以人工开挖的鱼塘、耕地、水库、灌溉水渠、公路、沟垄 为主，地表
5、主要为人工填土及耕植土；工程沿线地处永定新河下游，场地围河流 渠道纵横，坑塘洼淀广布；根据沿线钻孔揭示的地层情况，路基浅层（第I海相 层及以上土层）软土的分布在起点（K0+000）至海景大道附近（K34+629）,本段 路基浅层普遍存在厚度1.54.0米厚软土层，力学性质差，对路基的承载力及 稳定性影响较大。且该道路预计将来车流量大、重载车多，工程技术难度大。为 了保证施工期路基的安全，及时了解路基沉降情况及指导施工，迅速建立该道路 的变形监测系统是十分必要的。4、 沉降变形观测的目的为掌握路堤在施工期中的变形动态，道路的变形监测工作是评价道路路基处 理方式适宜性的重要手段之一，由于该工程项目
6、所处的区域位置和地质情况，需 要客观、科学地了解和掌握路基沉降的原因、搞清路基填筑材料、填筑高度与路 基沉降的关系，路基的沉降规律，为减少或消除路基沉降引起的质量病害和指导 路基、路面施工提供依据，保证道路的正常施工与运营。4.1施工期沉降观测施工过程中观测是实现动态路基设计的基础，其目的主要有：（1）根据观测 数据控制、调整填土速率；（2）根据实测沉降曲线预测地基固结情况，根据推定 的残余下沉量确定填方预留沉降量和断面余量，同时确定构造物和路面结构的施 工期；（3）实测路堤沉降为施工计量提供依据：（4）预测工后沉降，使工后沉降 控制在设计允许围之；（5）通过实测沉降量，验证设计合理性，进行设
7、计的再优 化，控制和保证工程的建设质量。4.2运营期沉降观测在运营期，定期对道路进行沉降变形监测可以为道路的养护管理提供监测数 据及分析报告，总结该地区道路路基的沉降规律，便于养管部门了解道路的运行 状态，为养护措施提供数据支持。同时，进一步为后期的该地区道路的设计和施 工提供有力的数据支持。5、 路基工程沉降变形观測技术要求5.1变形观测断面及观测点的设置原则5. 1. 1路基工程沉降变形观测以路基而沉降观测和地基沉降观测为主，应根 据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形 观测断面。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测斷 面。5. 1.2
8、观测点设在同一个横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测, 统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。5. 1.3观测斷面一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求。(1)沿线路方向的间距一般不大于200m：对地势平坦、填方高度小于5m 且地基条件均匀良好的路堤可放宽到300m。(2)对地形、地质条件变化较段应如密断面，一般间距不大于50m,在变 化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。(3)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。(4)对地形横向坡度大于1: 5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。5. 1.4测点及观
9、测元器件的埋设位置符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。 观测期间对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏， 务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。5.2变形观测容与斷面类型5. 2. 1沉降变形观测容本次监控主要容为：一般路段及高填土路堤的地表沉降观测、地表水平位移 监测、土体部水平位移监测。施工期沉降观测采用沉降板、地表通过位移观测边 桩、土体部水平位移通过测斜管来观测，运营期沉降观测采用沉降钉。5. 2. 2沉降观测斷面类型路堤均采用堆载预压，采用的监测断而如下图所示：图3沉降监测元件平面布置示意图5.3观测元件与埋设技术要求5. 3. 1 观测元件5. 3.1.1
10、沉降板：由底板、金属测杆和保护套管组成。底板尺寸不小于50 X50X3cm,采用3cm钢板制做；金属测杆使用直径42mm的热轧无缝钢管制做， 每节50cm,以螺扣相接；保护套管以直径60mm的聚氯乙烯硬套管制做，长度与 测杆相同，如图4所示。(1)沉降板埋设位置应按设计测量确定，埋设位置处可垫10cm砂垫层找平, 埋设时确保测杆与地面垂直。(2)放好沉降板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 沉降板的埋设工作。(3)按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路恳填筑施工逐渐接高沉降板测杆
11、和保护套管，每次接长高度以0. 5m 为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用螺丝套扣连接，保 护套管用PVC管外接头连接。5. 3.1.2位移观测边桩：桩体釆用C30钢筋混凝土预制，斷而釆用正方形， 边长15cm,边桩桩顶预埋半圆型不锈钢耐磨测头，如图5所示。边桩埋在路基两侧下坡脚及距下坡脚6. 5m的位置处，设置挡土墙的引路边 桩置于挡土墙外侧2m埋设。新建路段每个斷面设置边桩4个，同一观测斷面的 边桩应埋在同一横轴线上，边桩埋置深度在地表以下1.5m,露出地而的高度 10cm,埋设方法采用开挖埋设，桩周以C10混凝土浇筑固定，确保边桩埋设稳定， 完成埋设后采用全站仪测量边桩
12、标高及距基桩的距离作为初始读数。0.1.brO.Jrr 3Jrn 戶 T iT 賑5-X S乡/IC1C獭滋躺矣10x10cm C30钢筋湛凝土方繼f06rn2Ocrr图5路基位移观测桩埋设布置图5.3.1.5测斜管观测：地基深层位移观测采用测斜仪进行。测斜管埋设于地 基土体水平位移最大的平而位置，一般埋设于路堤坡脚致边沟上口外缘1.0m左 右的位置。采用BCI型测斜仪测量不同深度的侧向位移量，测斜管采用PVC 高精度测斜管如图6所示。以0.5m为测点标距，水平位移观测精度0. 1mm0测斜管采用钻孔埋设法，管底应置于深度方向水平位移为零的硬土层中至少 50cm或基岩上。导管要求垂直，成孔偏差
13、不大于1.5%,然将分段接长的测 斜管逐段接长沉人钻孔中，下沉过程中应注意导向槽的对正，使管导槽对准路基 的纵横方向，用标准砂沿管周边均衡回填捣实，等管外填砂密实、紧贴测斜管后， 可读测初读数。I切始垂线图6测斜仪布置图5.3. 1.6沉降钉运营期观测点布设：施工完成后，按照施工期观测点布设断而，在路面埋设 沉降观测钉，继续进行沉降观测。5.4观测点布置(一)一般路段位移和沉降观测(1)沿线路方向的间距一般为200m设置一个观测断面。(2)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。(3)一般路堤地段观测断面设置沉降板、位移观测桩和斜测管三种监测元 件。位移观测桩每
14、断而设置4个，分别设置在两侧坡脚和坡脚外6. 5m处。沉降 板每断而设置3个，布置于双线路基中心和两侧土路肩上，底板埋设于原始地面 处，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。斜测管每斷而设置4个，分别设置 于两侧路堤坡脚处和坡脚外10m处。(二)高路堤位移和沉降观测(1)填方边坡高度大于20m的高路堤、地面斜坡陡于1:2.5的软土地基路 堤及滑坡、岩堆等不良地质体上填筑的可能产生较大变形的路堤，每50 m应布 置一个观测断面(不足50 m地段，应设一个观测断面)。(2)观测断面应根据填方高度、地而坡度、覆盖层厚度和土的物理力学指标 以及地表水和地下水情况综合确定，一般布置在易发生填方基底变形处。
15、(3)每个观测断面应于两侧坡脚或坡脚外5m、10 m以及土路肩上设置一个 位移观测桩，对填方地基进行位移监测。(4)在土路肩、线路中心位置及软土最厚处埋设沉降观测板。(5)在观测断面路基两侧坡脚处以及坡脚外10m处分别埋设测斜管，对填方 地基的深层水平位移进行位移监测。5.5观测技术要求5.5. 1路堤地段从路基填土开始进行沉降观测。路基填筑完成致施加预压荷 载E应有不少于6个月的观测期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足 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。5. 5. 2沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要 与设备的埋设做好协调，做到互不
16、干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作 应按要求进行，不能影响路基填筑质量；路基施工不能影响到观测设备。5. 5.3观测方法(1)路基水准路线观测按国家二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图7所示:图7沉降观测点位布设及水准路线观测示意图(2)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。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测 杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量 接高前E的测杆高程。(3)位移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
17、测位移观测桩顶面测点高 程。(4)测斜管观测方法采用BCI型测斜仪测量不同深度的侧向位移量，测斜管采用PVC高精度测 斜管。以0.5m为测点标距，水平位移观测精度0.1mm。5.5.4观测精度要求：路基沉降观测水准测量的精度为土 1.0mm,读数取位 至0. 1mm;路基水平位移观测精度为0. 1mmo深层水平位移以0. 5m为测点标距， 观测精度也为0. 1mm。5.5.5观测频次要求：(1)边桩及沉降板在施工期间一般每填筑一层，应进行一次观测，如果两 次填筑间隔较长时，每3d至少观测一次。路堤经过分层填筑达到预压高程后， 在预压期的前23月，每5d观测一次，三个月后715d观测一次，半年后
18、一 个月观测一次，一直观测到竣工验收时为止，每次应绘制填土高一时间一沉降量 关系曲线图。(2)斜测管观测频率：对真空预压路段，在填土、抽气期间每两、三天观测 一次，在路堤填到设计高后每15d观测一次。需要指出的是，监测频率也不是一 成不变的，需要根据实际施工的情况和前期观测数据分析灵活调整。(3)沉降钉观测频率：竣工通车后，第一个月为1次/2周，第23个月为 1次/月，3个月以后为1次/3月。5. 5.6控制标准：路堤中心沉降每昼夜不得大于510 mm,坡脚水平位移 每昼夜不得大于5mmo如果超出此限应立即停止填筑，待观测值恢复到限界值以 下再进行填筑。当观测出现异常情况(沉降不收敛或加剧时)
19、应及时通知相关单 位进行处理。5. 5.7元件保护要求：(1)各工区以工区长、技术主管为第一责任人，组织领工员、技术员进行 元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。(2)元件埋设时应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将导线引出至 路基坡脚监测箱。(3)凡沉降板附近一米围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，以确保元器件不受损坏。(4)各施工队应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，元器件埋设后，制作相应的标示旗或保护架插在上方。路堤 填筑过程中，派专人负责监督监测断面的填筑。5. 5.8资料整理要
20、求(1)应采用统一的路基沉降监测记录表格，做好监测数据的记录与整理。 监测资料应齐全、详细、规，符合设计要求。所有测试数据必须真实准确，不得 造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名。(2)所测数据必须当天及时输入电脑，分析，整理，核对无误后在计算机 保存。(3 )按照提交资料要求及时对测试数据进行整理、分析、汇总，及时绘制 路基面、填料及路恳各项监测的荷载-时间-沉降过程曲线。并按有关规定整理成 册，报送有关单位进行沉降分析、评估。(4)路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降监测点的沉降量，当路堤中 心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天吋，应及时通知项目部，并要求停止填 筑施工
21、，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。6、 过渡段工程沉降变形观测技术要求6.1观測斷面和观测点的设置原则6.1. 1过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估， 桥涵两端的过渡段需进行沉降观测。6.1.2不同结构物起点处、距起点510m、2030m处分别设置观测断面。 每个横向结构物每侧各设置一个观测断面，沿涵洞轴线设路慕观测断而。每个观 测断面观测点设置参照路堤。6.1.3横向结构物顶而埋设一根剖面沉降管，具体要求参考设计文件。6.2观测元件与埋设技术要求沉降观测点与剖面沉降管埋设参考路堤设置。6.3观測技术要求沉降精度与频次等技术要求同路基要求。7、 沉降变形监测
22、网主要技术要求及建网方式7.1沉降变形观测点沉降观测网包括加密点，按国家二等水准测量要求施测。根据沉降变形测量 精度要求高的特点，沉降观测监测网布设方法有三级：总准点：要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线二等精密 高程，控制测量布设的基岩点，深埋水准点为沉降观测基准点。工作点：要求这点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程的传递 点，工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密 水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。沉降变形点：直接埋设在要测定的沉降变形体上，点位应设立在能反映沉降 变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，且不
23、破坏。7.2沉降变形观测主要技术要求7.2.1 沉降变形观测网主要技术要求。.表1沉降变形观测网的主要技术要求等级相邻基准点高差中误差(mm)每站商差 中误差 (mm)往返较差、附合或环线闭合差(mm)监测已测高差较差(nm)使用仪器、观测方法的要求三等1.00.3W0.6 亦W0.8 丽DS05或DS1型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测7. 2. 2 沉降变形观测点的精度要求和观测方法。表2 沉降变形观测点的精度要求和观测方法等级离程中的误差(mm)相邻点高差中误差(mm)观测方法往返较差、符合或环线闭合差(mm)二等0.50.3按国家一等精密水准测量W0.37. 2.3 一.二等
24、水准测量主要技术要求。表3 、二等水准测量仪器及主要技术要求等级視线长度(m)前后视距差(m)在任一测点上祈后视距差累计(m)视线高度(下丝读数)(m)一等W30W0.5W1.5M0.5二等DS1W50, DS05W60W10W3.0W3.07.3观测水准基点.工作基点的布设沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设按下列要 求：(1)每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设 在变形影响围以外便于长期保存的稳定位置。(2)工作基点应选在比较稳定的位置。对观测条件较好或观测项目较少的项 目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。(3)变形观测点应设
25、立在变形体上能反映变形特征的位置。为满足沉降变形过程观测需要，根据现场实际情况在业主提供的水准基点间 沿测区布设基准点，基准点布设示意图见图8o (如业主不提供水准基点，本工程将采取独立控制网)基岩点或深埋水准点图8水准基点与工作基点布设示意图8水平位移监测网采用独立坐标系统按三等精度要求建立，并一次布网完成利用CPI、CP II和加密点控制 点，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网的相互转换。8.1水平位移监测网主要技术指标符合表4要求。表4水平位移监测网主要技术指标相邻基准点的点位误差(mm)平均边长(m)测角中误差C )最弱边相对中误差作业要求+6.0 350+1.8W1/70000按
26、国家三等平面控制200+2.5W1/40000要求观测8.2仪器设备按照表5或同精度执行。裘5仪器设备配备表序号设备名称设备型号数董1全站仪C402满足测试要求2全站仪TC307满足测试要求9、变形监测测量工作基本要求9.1水准基点的引测沉降观测引用的水准基点，应采用精密控制网高程水准点。沉降观测应从最 近的水准基点引测，引测前应对引用水准基点进行检核，检核采用复测方式进行, 将前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比，当检测的高差值与原 高差值的差值满足4低 mm （L为两相邻水准基点间的距离，单位km）时，可 认为拟引测水准基点处于稳固状态。否则应进一步复测，查明原因、消除问题E
27、再进行引测。9.2沉降观测各项限差规定及精度要求9.2. 1水准视线长度、视距差及视线高度要求：表6水准视线长度、视距差及视线高度要求视线长度毎站前后视距差视距累积差视线高度基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差W50mW30mM0 3mWO. 4mm0. 6mm9.2.2各项观测精度要求：A.每测站高差中误差W0.5mm;B.每测段往返较差或附合路线允许闭合差：S1侖（mm）或S4VZ （mm） （注：n为测站数；L为水准路线长度，以km计）；C .沉降观测点相对于水准基点高差中误差W 1. Omm9.3仪器设备要求应使用测量精度不低于1rnrn （每千米往返测高差中数的偶然中误差）的自 动安
28、平水准仪、气泡式水准仪或电子水准仪，直接读数精度为0.1mm,估读精度 为0.01mm。水准标尺应釆用与之配套的线条式锢瓦合金标尺（尺长根据现场情 况可选择伽、2m或3m）或条形编码尺，以满足国家一、二等水准测量规（GB 12897-2006）有关规定要求，在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对 仪器和标尺进行检定。9.4沉降观测水准测量方法沉降观测点的高程测量可采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点的支路 线法，也可采用从邻近水准恳点测至沉降观测点，再闭合至邻近另一水准基点的 附合水准路线法。附合水准路线法：附合水准路线法往返测的高差之差及附合路 线闭合差均应小于4、任mm （L为两相邻
29、水准基点间的水准路线长度，单位 km）,当高差之差或闭合差超限时，应分析原因，进行补测，直至满足要求。 9.5观測测量操作要求（1） 沉降观测每测站观测程序及具体要求参照国家一、二等水准测量规 （GB12897-2006）有关规定执行。（2） 沉降观测测量时，置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定， 在成像清晰稳定的条件下进行观测，不得在日出前、后半小时或其他不宜观测的 环境条件下进行测量作业；作业中应经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行 检查；在同一测站观测时，不得两次调焦，以确保观测成果质量。（3） 沉降观测记录沉降观测数据和有关记事项目，应在现场直接记录在观测手簿（纸质）中或
30、由仪器自动记录在自备的电子文件中。A、 手工记录观测手簿。按本方案规定统一格式（沉降观测记录手簿）执行， 要求：原始观测值和记事项目一律用铅笔直接记录于手簿中，文字、数字应清晰 工整，不得潦草模糊。手簿中的任何原始记录不得擦去或涂改；对原始记录有错 误的数字（只限于米、分米的读数）与文字，应仔细核对后以单线划去，在其上 方写出正确的数字和文字，并在备考栏注明原因。同一测站不得有两个相关原始 数字的连环更改；对作废的连续测站的记录，应以单线划去，并注明重测原因及 重测结果记于何处，重测记录加注“重测”二字。B、 电子记录应符合相关要求，观测完成后，应对电子记录成果形成硬拷贝。（4） 沉降观测数据处理和计算沉降观测数据处理和计算主要包括：沉降观测手簿的计算；沉降观测成果的 质量评定（计算每公里或每测站水准测量偶然中误差）；沉降观测点每期沉降量、 累计沉降量的计算、绘制h-t-s （填土高度、时间、沉降量）曲线；沉降趋势分 析和预测；路基的评估。10、测量观测资料整理及提交资料10.1 一般要求10.1. 1 观测资料应齐全、详细、规符合设计及细则要求。10.1.2 人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机，核对无误后在计 算机备份；自动采集测试数据应及时在计算机备份。沉降观
