高速铁路线下工程沉降观测断面及点设置原则与标准及计算修正(第二篇)

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高速铁路(客运专线)线下工程 沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设 标准和沉降计算与修正方法
西南交通大学 2011年6月
目 录 1 概述 1.1 测量点分类 2 路基工程沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设标准 2.1观测断面及观测点的设置原则 2.2观测元件与埋设技术要求 3 桥涵工程沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设标准 3.1观测点的设置原则 3.2观测元件与埋设技术要求 4 隧道工程沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设标准 4.1观测断面和观测点的设置原则 4.2观测元件与埋设技术要求 5 过渡段工程沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设标准
5 预压地段,预压期因基床表层尚未施工,路基顶面沉降观 测应在预压土方底部(基床底层顶面)布置沉降元件进行, 即在基床底层顶面临时布置沉降板,位移观测以及基底沉 降观测布置与无预压段完全一致,预压土方卸除时临时沉 降板随之拆除,基床表层施工后,于路基面上设置正式沉 降观测桩。 6 路堑地段观测断面分别于路基中心,左右中心线以外3.2m 的路基面处各设1根沉降观测桩,观测路基面的沉降。 7 路堤基底设置剖面沉降管进行全断面沉降观测时,严格按 设计文件要求执行。 2.1.4 路基水准路线观测按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2.1.4所示:
2 路基工程沉降变形观测断面及测点布置原则 与埋设标准
2.1观测断面及观测点的设置原则 2.1.1路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉 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 观测断面。 2.1.2观测断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50m;对地势平坦且地 基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀 良好的路堤可放宽到100m。 2 对地形、地质条件变化较大地段应加密断面,一般间 距不大于25m,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。
3.1.7 桥梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成 闭合水准路线,沉降观测点位布设及水准路线观测示意图 如图3.1.7所示,其中测点1,2,3,4构成第一个闭合环, 测点3,4,5,6构成第二个闭合环。所有观测线路形成闭 合线以前必须置镜两次以上,以保证不会形成相关闭合环。
图3.1.7 桥梁梁部沉降观测水准路线示意图
2.2.4 剖面沉降管:采用专用塑料硬管,其抗弯刚度应适应 被测土体的竖向位移要求,导管内十字导槽应顺直,管端接 口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降 管十字导槽内,从一端按一定间距依次读数。
图2.2.2 路基剖面沉降管埋设布置图
路基基底剖面沉降管在地基加固施工完毕后,填土至0.6m 高度碾压密实后开槽埋设,开槽宽度20~30cm,开槽深度 至地基加固表层顶面,槽底回填0.2m厚的中粗砂,在槽内 敷设沉降管(沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳), 其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。沉降管埋设位置挡土墙 处应预留孔洞。沉降管敷设完成后,两头应砌筑观测坑, 并加设盖板,以方便观测及对孔口进行长期保护,并做好 坑内及其周围的排水。并于一侧管口处设置观测桩,观测 桩采用C15素混凝土灌注,断面采用0.5 m×0.5 m×1.0m。
5.1观测断面和观测点的设置原则 5.2观测元件与埋设技术要求 6 沉降变形计算及修正方法 6.1 线下工程沉降变形计算与修正 6.2 梁体徐变上拱计算 7 注意问题
1 概述
1.1 测量点分类 沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形 观测点。 1)基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区, 同大地测量点的比较,要求具有更高的稳定性,其平 面控制点一般应设有强制归心装置。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; 2)工作基点。要求这些点在观测期间稳定不变,测定 沉降变形点时作为高程和坐标的传递点,同基准点一 样,其平面控制点应设有强制归心装置。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。加密后


图3.1.3 承台与墩身观测标设置
3.1.4 桥台观测标: 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 测标的具体设置位置见图3.1.4。
图3.1.4 桥台观测标埋设位置示意图
3.1.5 梁体观测标: 1 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;其余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。验证 达到设计要求后,可每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。 2 观测点布置 简支梁的一孔梁设置观测标6个,分别位于两侧支点及跨中; 连续梁上的观测标,根据不同跨度,分别在支点、中跨跨中 及边跨1/4跨中附近设置,3跨以上连续梁中跨布置点相同, 详见下图。
3 钢结构桥梁梁部不存在徐变,为了观测变形,每孔设置6 个观测标,分别在支点及跨中设置。 4 对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观 测方案,施工单位按照设计方案进行观测。
3.1.6涵洞观测标: 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,涵洞进出口的帽石上各设置两个测点,位于帽石两侧位 置。详见下图。
的水准基点(含工作基点)间距200m左右时,可基本保证 线下工程垂直位移监测需要。 3)沉降变形观测点。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,还要求形式美观,结构合理, 且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、 桥涵、隧道等各专业布点要求进行。 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。基准点应选设在沉降变形影响范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 接测量沉降变形观测点。 (3)沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变 形特征的位置。
1 沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平,埋设时确保底 板的水平与垂直度,确保测杆与地面垂直。 2 放好沉降板后,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 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。金属测杆用内接头连接,保护套管用PVC管外接头 连接。 4 接长套管时应确保垂直,避免机械施工等因素导致套管 倾斜。 2.2.3 位移边桩:采用C15钢筋混凝土预制,断面采用 15cm×15cm正方形,长度不小于1.5m。并在桩顶预埋 Φ20mm钢筋,顶部磨圆并刻画十字线。 1 边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m,桩顶露出地面不 应大于10cm。 2 埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设,桩周以C15混凝土浇筑 固定,确保边桩埋置稳定。完成埋设后采用全站仪测量边 桩标高及距基桩的距离作为初始读数。
待上部一层填料压实稳定后,连续观测数日,取稳定读数 作为初始读数。 采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时, 首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程,再把横 剖仪放置于观测桩顶测量初值,然后用横剖仪测量各测点。 区间每2.0m测量一点,车站内测点间距可为3.0m。 2.2.5 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,钻孔孔径 Ф108或Ф127,钻孔垂直,孔深应达到硬质稳定层(最好 为基岩),并与沉降仪总长一致。孔口应平整密实。安装 前先在孔底灌浆以便固定底端锚板,安装时锚杆朝下,法 兰沉降板朝上,注意要用拉绳保护以防止元件自行掉落, 采用合适方法将底端锚板压至设计深度。每个测试断面埋 设完成后,位移计引出导线用钢丝波纹管进行保护,并挖 槽集中从一侧引出路基,引入坡脚观测箱内。一般埋设完 成后3~5天待缩孔完成后测试零点。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。
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。 2.1.3观测点一般按以下原则设置,同时应满足设计文件 要求; 1 为有利于测点看护,集中观测,统一观测频率,各 观测项目数据的综合分析,各部位观测点须设在同一横断 面上。 2 一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板, 沉降观测桩每断面设置2个,布置左右线中心两侧各3.2m处; 沉降板每断面设置1个,布置于双线路基中心。 3 软土、松软土路堤地段观测断面一般包括剖面沉降 管(高速铁路工程一般不提倡采用)、沉降观测桩、沉降 板和位移观测桩。沉降观测桩每断面设置2个,布置于两 侧线路中心外各2m处,沉降板位于双线路基中心,位移观 测边桩分别位于两侧坡角外1~2m、10~12m处,并与沉降 观测Leabharlann Baidu及沉降板位于同一断面上,剖面沉降管位于基底。
2.2.6 无砟轨道铺设时路基测点的转移技术要求待补充规 定中详细要求。 3 桥涵工程沉降变形观测断面及测点布置原则与埋设标准 3.1观测点的设置原则 3.1.1 一般每个桥墩(台)均设置承台观测标、墩(台) 身观测标。 3.1.2 承台观测标: 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。 3.1.3墩身观测标: 1观测点数量每墩不少于2处,位于墩身两侧; 2 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。桥墩 上观测标的具体设置位置见图3.1.3。
•图2.1.3 松软土地段观测断面布置图
4 沉降板设置应严格按设计文件要求执行,一般按以下原则 设置: (1)对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m地段,设置 断面间距为200m; (2)对压缩层厚度大于20m地段,设置断面间距为50m; (3)其余情况根据具体情况,设置断面间距为50~100m; (4)地面横坡或压缩层底横坡大于1:5时,横断面布置 两处沉降板,一处位于路基中心,另外一处根据具体地形 地质情况布置。
图2.1.4 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图
2.2观测元件与埋设技术要求
2.2.1 沉降观测桩:选择Φ20mm钢筋,顶部磨圆,底部焊 接弯钩,待基床表层级配碎石施工完成后,在观测断面通 过测量埋置在设计位置,埋置深度不小于0.3m,桩周 0.15m用C15混凝土浇筑固定,完成埋设后测量桩顶标高作 为初始读数
图2.2.1 路基沉降观测桩埋设布置图
2.2.2 沉降板:应严格按设计要求进行埋设,一般情况如 下:由底板、金属测杆(φ20镀锌铁管)及保护套管 (φ49 PVC管)组成。钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm, 厚3cm或钢底板尺寸为50×50cm,厚1.0cm。
图2.2.2 路基沉降板埋设布置图
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