沉降观测培训资料

2009年沉降观测培训2009年12月10日2009年沉降观测培训一、沉降观测培训的目的为了快捷高效的开展沉降观测工作，为来年沉降评估奠定基础进行本次沉降观测培训。二、沉降观测培训依据•《无砟轨道铺设条件技术指南》•《沉降观测实施细则》哈大客运专线88#文•《哈大客运专线线下工程沉降评估基本程序》（哈大客专95号文）•监理、设计、业主及中铁一局哈大铁路客运专线等单位的来文沉降观测培训的目的三、沉降观测工作的实施及相关标准•客运专线无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降提出了严格要求，设计中对土质路基、桥梁墩台基础及预应力混凝土梁等均进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施。而影响沉降变形计算的因素较多，沉降变形计算的精度不能满足无碴轨道铺设要求。施工期间必须按设计要求进行系统的沉降变形动态观测。通过对沉降观测数据系统综合分析评估，保证设计预测沉降与实际沉降更为接近，使线下工程达到规定的变形控制要求。分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开始铺设时间，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。1.沉降变形观测范围、内容•1.1路基：根据不同的路基高度、不同的地基条件及地面横坡，•主要内容有：路基基底沉降观测、路堤本体的沉降观测、路基面的沉降变形观测、路堤本体水平位移观测。1.2桥涵：桥各墩、台；预应力混凝土梁的徐变上拱变形；涵洞沉降观测。1.3隧道：隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降观测。1.4过渡段：路桥、路隧、路涵、堤堑过渡段沉降观测。2路基沉降变形观测•2.1一般要求2.1.1路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降变形观测断面应根据不同的地形地基条件、路堤高度以及不同结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。•2.1.2沉降观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。•2.1.3一般路基观测桩设在路基基床表层顶面，堆载预压的路堤观测桩设在基床底层表面以便进行路基面沉降观测。•2.1.5测点及观测元器件的埋设位置应符合设计及评估技术指南要求，且沉降观测标埋设准确、稳定。观测期间应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。2.2观测元件的选取、埋设•2.2.1沉降板：由钢底板、金属测杆（φ40mm厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50cm×50cm，厚1cm；具体按设计图样焊接组装。沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采用中粗砂回填密实，埋设时确保测杆与地面垂直，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保护套管，完成沉降板的埋设工作。•2.2.2位移边桩：位移边桩采用开挖埋设，埋设深度0.9米，桩周上部0.3米用混凝土浇注固定，完成埋设后用全站仪测量边桩距基桩的距离（坐标）作为初始读数（基桩指导线点）。水平位移基桩应布设在路基两侧能通视水平位移边桩，且不受施工影响的稳定地基内，一般采用有强制归心装置的观测，照准标志应采用强制对中装置的觇牌或红外测距反射片。2.3路基沉降观测频次•所有元器件埋设后必须测试初始读数（一般分三种情况：以初始值为基准，即监测对象未受荷载前原始状态下的观测值；以首次值为基准值，一般要求独立测两次，取平均值为基准值；以某次测值作为基准值）；在路堤填筑前必须进行复测，作为初始读数。•路基沉降观测频次•路基沉降观测频次观测阶段观测频次填筑或堆载一般1次/天沉降量突变2～3次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天堆载预压或路基施工完毕第1个月1次/周第2、3个月1次/10天3个月以后1次/2周6个月以后1次/月冬季：冻结期与冻融期观测频次比平常期增加一倍。无碴轨道铺设后第1个月1次/2周第2、3个月1次/月3～12个月1次/3月•3桥涵沉降变形观测•3.1一般要求•一般情况下，应对每个桥梁墩台、每个涵洞进行观测，并对每孔预应力混凝土梁进行徐变变形观测。对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩(台)、涵进行观测。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，徐变变形观测可每30孔选择1孔进行。采用移动模架施工的桥梁，重点对前三孔进行观测，根据结果合理设置支架的拱度。•3.2观测点的布置•桥梁墩台沉降观测点布置：墩台沉降观测点可在墩顶、墩身或承台上布置，每个墩台的测点总数根据墩身高度确定14m时墩身设两个沉降观测标，位置在墩身两侧距原地面0.5m处，墩身高度14m时墩身设一个沉降观测标，位置在墩身小里程距原地面0.5m处，我项目部为后者。•预应力混凝土梁观测点布置：梁体变形观测点应设在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量不少于6个。•涵洞观测点的布置：涵洞边墙两侧顶板以下0.5m处，测点数量不少于8个。3.3墩台观测频次•观测阶段观测频次备注观测期限观测周期墩台基础施工完成//设置观测点墩台混凝土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周承台回填时，测点应移至墩身或墩顶预制梁桥架梁前全程1次/周预制梁架设全程前后各1次附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周桥位施工桥梁制梁前全程1次/周上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或1次/周附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机(运梁车)通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完工～无碴轨道铺设前≥6个月1次/周岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月无碴轨道铺设期间全程1次/天无碴轨道铺设完成后24个月0～3个月1次/月工后沉降长期观测4～12个月1次/3个月13～24个月1次/6个月4过渡段沉降观•4.1对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析、评估其差异沉降。•4.2过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主沉降观测期与路基相同，不少于6个月。•4.3分别在路桥、路涵、路隧过渡段的结构物起点、距结构物起点5～10m处、20～30m处、50m处各设一个观测断面，沿涵洞轴线两侧各设一个观测断面距涵轴线5m。•4.4沉降观测的频次与路基频次一致。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。5沉降变形测量•5.1一般要求5.1.1沉降观测采用一等水准测量，观测精度不低于±1mm，读数精度0.1mm，沉降观测点采用不低于DS1型仪器观测，观测方法按国家一等水准测量的技术要求施测。•5.1.2观测工作基点(观测基桩)作为控制观测点的基准桩，必须埋设在不受施工干扰的稳定地基内，并进行定期复核、校正。各种测量记录、计算成果和图表应书写清晰，不得造假、不得涂改，签署完善，并要妥善保存。•5.1.3各种原始测量记录应真实、可靠，并有可追溯性；计算成果和图表清晰、签署齐全，并妥善保存。5.1.4参与观测的人员必须经过培训才能上岗。5.1.5每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检查并作出详细记录；每次测量应采用同一仪器，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。•5.1.6我项目部使用天宝DiNi0.3型仪器观测，该仪器有内置安平补偿仪，每秒补偿上万次，故在使用时仪器的温度与当时的环境温度基本一致时开始工作，一般情况静置20~30分钟，移动水准仪时仪器应垂直且必须关机，再次整平后开机使用。5.2观测水准基点的布设•为满足沉降变形观测的精度要求，在沿线已设水准基点的基础上，两工作基点间距宜小于100m，工作基点距路基中心的距离应小于100m。观测工作基点必须布设在便于长期保存和使用且不受施工影响的稳定地基内。采用顶端圆滑的Φ28mm长60cm钢筋插入基桩中，基桩应埋入当地冻结线以下不小于0.5m，采用混凝土浇注固定，并按顺序编号。•观测网中，工作基点应定期与水准基点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时，应随时进行复测校核。6测量与观测资料的整理•6.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。•6.2人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机（指当日测量结果与上次测量结果的差值，即沉降量），核对无误后在计算机内备份并打印一份保存；自动采集测试数据应及时在计算机内备份并打印一份保存。沉降观测资料及时输入沉降管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中实时监控。•6.3按照提交资料要求及时整理、汇总、分析，按《哈大客运专线线下工程沉降评估基本程序》规定整编成册（即95号文），在路基面沉降观测第三个月末，六个月末或路基沉降达到规范要求时，以及无碴轨道铺设前，以书面和电子文件的形式报送哈大公司，由评估单位进行沉降变形分析、评估。四、沉降观测结果的分析、评估•1.2计算和实测沉降的比较1.2.1比较计算的总沉降量与实测总沉降主要目的是：（1）审核设计阶段的沉降计算模型和参数是否符合实际。（2）估算真实的路基压缩模量Es，以便确定铺设无碴轨道结构（自重）产生的附加沉降。•（3）如果施工期观察到的沉降明显大于设计计算沉降量，超过设计值20%及以上时，应查明原因，并根据实测结果调整计算参数、修改设计，保证路基的工后沉降满足要求。具体操作时，应对路基工点每一观测断面的各观测面（特别是路堤底部地基面）沉降绘制施工过程（包括观察期）沉降随时间发展的曲线。在此基础上估计各观测面的最终沉降。对每一路基工点应制作沉降计算和测量结果比较表。•1.3沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送业主及监理、设计单位，如果发现测定的沉降明显大于计算沉降，超过设计值20%及以上时，应及时通知设计方、监理方和业主，由评估方组织进行分析讨论，查明原因，采取相应措施。•1.4推导各观测断面沉降变形拟合曲线1.5为了尽可能准确的预测工后沉降，应对基床表层顶部（沉降观测桩或在超载预压时为沉降板）观测的沉降进行曲线拟合，对路堤区段可根据路堤填筑完成后沉降观测桩（或在超载预压时为沉降板）观测的结果为基准。曲线拟合一般以中心观测桩结果为主，路肩观测桩为参考。对路基横断面不对称区段（例如基底地面横坡≥1：5）应相应考虑路肩观测桩测定结果。•1.6拟合曲线的推导一般以三个月为周期反复进行以不断逼近路基的真实变形状况。具体的说，在路堤完成填筑、安装沉降观测桩后，按规定的周期测定三个月后可根据三个月测定的沉降观测结果推导第一个拟合曲线S1(t)。根据沉降拟合曲线可外推（预测）六个月后的沉降S1（t=6个月）然后继续观测三个月，并检查第一次预测结果是否合理。然后根据总共六个月观测的结果推导第二个更接近时间的沉降拟合曲线S2(t)，以这种方式不断逼近真实的路基变形发展。应当指出，在推导沉降拟合曲线时后期的沉降测定结果特别重要，应重点考虑，通常采用的沉降拟合曲线有以下两种：•指数函数•双曲函数•其中：•S：最终沉降量，以开始监测为时间零点。•a,b：沉降拟合曲线的参数。以路堤填筑完成后（沉降观测桩安装后）为时间起点（t=0）发生的最终沉降量（t=∞）。taests1)(s/tbt)t(s•1.7对路基工点每一观测断面应推导相应的沉降拟合曲线及参数，作为预测工后沉降的基础。如果三个月内没有进一步的沉降发生，可在充分考虑所在工点和观测断面路基具体情况的基础上，征得各方同意后可考虑不再进行沉降拟合曲线的推导工作。•1.8路基沉降预测应采用曲线回归法，并满足以下要求：（1）根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。•（2）沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。•（3）路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：s(t)/s(t=∞)≥75%式中：s(t)：预测时的沉降观测值；s(t=∞)：时间t时预测的最终沉降值（时间起点t=0为沉降观测桩安装后观测算起）。•1.9在观测沉降三个月后（以完成路堤填筑埋设沉降观测桩为始点），即完成第一个拟合曲线推导后可进行第一次工后沉降预测。为了进行工后沉降预测