道路软基监测监控大纲1

表六、监测监控大纲东莞市西部干道全线都分布有深厚软土，在软土地基上填筑路堤，极容易引起路基失稳，所以必须进行软基处理并进行沉降监测，以控制路堤填筑速率和路堤填筑高度，并得到该地区软土地基变形规律，指导全线路堤填筑施工。一、软土路基沉降监测监控目的1、监测地基动态变化，用于沉降管理，根据测定数据调整填土速率，保证路堤的正常施工；2、根据监测数据，判断路基的稳定性，确定地基内可能出现的破坏面，保证路堤施工的安全和稳定；3、研究东莞市西部干道软基的沉降规律。4、观测地基孔隙水压力的变化，判断软基处理的效果；5、预测沉降趋势，估算路基工后沉降并验证预测结果的正确性；6、评价地基处理方法、路基施工工艺的工程效果；验证设计理论的正确性；制订施工控制标准，指导设计与施工。二、路基沉降监测内容沉降观测、分层沉降观测、孔隙水压力观测、全断面观测、边桩观测、深层沉降观测、土压力盒和压力计的观测等。各项目的工程数量、监测点的分布及其监测频率依据设计图纸及说明。三、测试元件的埋设与相关测试技术原位测试元件的现场埋设与测试工作是现场监测工作的一个重要组成部分。现场埋设与测试技术是关系到现场监测成败的一个重要环节。试验段现场主要监测按其观测内容分：①孔隙水压力观测；②地表沉降观测；③深层沉降观测；④土体水平位移观测；⑤基底应力观测；⑥下卧层应力观测。；⑦桩土应力观测；⑧下卧层应力观测。所使用的仪器分别为孔隙水压力计、深层沉降仪、测斜仪、剖面仪、土压力盒和1孔隙水压力计选用的长沙金码公司生产的ZX540A型钢弦式土压力计。试验数据的采集由采集模块自动完成。1.1埋设技术1．埋设前的准备工作①将透水石放入纯净的清水中煮沸2小时，以排除其孔隙内气泡和油污。煮沸后透水石需浸泡在冷开水中，避免露出水面。②将每个孔压计测头进行编号，并按电缆的长度（包括接长部分）,在电缆上每隔15m做同一测头的编号。③准备封孔、回填材料，试验段采用是用现场深层软土做的泥球。2．钻孔采用钻孔导孔埋设，钻孔应设在加固孔之间的土体形心处，钻孔垂直偏差率应小于1.5%，并无塌孔、缩孔现象存在，软土层应采用泥浆护壁。钻孔位置选在观测断面路基中心附近砂桩之间的土体形心处，其范围半径不大于2个孔间距。3．测头的埋设每孔间隔埋设2～3个孔隙水力计，各孔隙水力计之间采用预先用原土层做的泥球填满，每个观测断面的孔隙水压力计一般需分4～5个钻孔埋设。埋设步骤如下：①钻孔至该孔拟埋底部孔隙水压力计埋设标高以上0.5m的深度；②用钻杆将底部孔隙水压计压入原土层，退出钻杆回填泥球至第二个孔隙水力计埋设标高以上；③用钻杆将第二个孔隙水力计压入回填土层内，退出钻杆后继续回填泥球至第三个孔隙水力计埋设标高以上；④再用钻杆将第三个孔隙水力计压入回填土层内，退出钻杆回填泥球至孔口，该钻孔内孔隙水力计埋设完毕。4．电缆埋设和保护测头埋完后应即按设计埋设电缆，以便进行正常观测。重要工作有：①沿测点开挖一条通至观测房的沟，沟深约50cm，底宽视埋设的电缆根数确定；②电缆要放松一些，预留沉降的长度；③为防止后期填土过程中损坏电缆，在电缆外加一层金属软管。5．监测孔隙水压计埋设压入过程中采用振弦检测仪全程监测，埋设深度由测绳（麻绳）准确控制，测绳牢固栓在定位木桩上。6．填写埋设考证表考证表的主要内容有：工程名称，测点编号、测头型号、量程、钢印号、接线长度、外型尺寸、生产厂家、埋设位置、埋设高程、地面高程、地下水位、电缆线深度、埋入前的出频、埋入后的频率、埋设时间、天气、气温、埋设示意图以及埋设人员等二十多项，填写时应逐项认真填写，字迹清楚。1.2测试技术试验数据的采集由采集模块自动完成，采集频率在整个填筑期间均为每四小时一次，每天6次。孔压计埋设好后用四芯加强屏蔽水工电缆线接入到多点自动综合遥测系统的无线采集单元中，数据由采集模块通过无线发射模块发射，由JMZR-2000型主机接收，主机可由计算机软件控制把数据保存到计算机中的数据库里，并可保存为文本文件再导出到EXCEL表格中进行数据整理。需要注意的是无线收发模块和无线采集模块在雷雨天气容易受雷击出现故障。由于无线传输采用的是微波通信，通信频率较低，所以其数据传输过程易受天气、对讲机（施工单位测量广泛使用）和机械施工等各种外界因素干扰，且影响较大。此外无线传输单元在传输过程中所需电流较大（2安培），所以在夏季用电高峰时，电路负荷大，容易跳闸，影响数据的接收，应引起注意。2深层沉降仪深层沉降观测采用的是电磁式沉降仪。整套仪器主要由分层沉降测量导管和沉降仪组成。分层沉降测量导管由沉降导管外套波纹管及磁环组成。沉降导管为专用塑料硬管，具有一定的刚度，两端采用斜面内接头连接；波纹管为塑料软管，套在沉降导管外面，横向能承受土体挤压不变形，纵向能自由伸缩；磁环由沉降测量专用稀土高能磁外包硬塑料组成，是测量感应元件，套在沉降导管外面，可沿沉降导管自由滑动，磁环外装有多个簧片爪，以利其伸入土体，确保磁环与土体沉降一致。2.1埋设技术①精确确定观测孔位。②采用钻孔导向埋设，要求钻孔垂直偏差不大于1.5%，并无塌孔、缩孔现象，软土层处采取泥浆护壁，钻孔深度应大于底部测量磁环埋置深度0.8m。③分层沉降测量导管埋设前，需按设计位置用螺钉进行预组装：首先用底盖封住导管底部，采用斜面内接头法连接沉降导管至大于埋设长度约1m后，在导管下部预先钻数个小孔并用无纺布包扎；再从底部起交替安装波纹管和磁环，除底段波纹管长度0.8m外，其余各段波纹管长度均为2.0m，并用螺钉将各段波纹管在其下端固定（上端为自由端），用纸绳捆扎磁环上的簧片爪；然后根据钻架高度将预装好的沉降测量导管从接头处撤卸分段备用。④分层沉降测量导管埋设时，按预装顺序从底部分段依次埋入，相邻两段沉降测量导管随埋随接，并及时向导管内灌水，直至将分层沉降测量导管插入孔底就位。⑤安装沉降导管顶盖，外加PVC硬质保护套管（套住沉降导管为宜），保护套管略低于沉降导管，上口加盖封住管口，并在孔周围回填中粗砂稳定套管，完成分层沉降测量导管的埋设工作。⑥把埋设情况计入考证表，考证表的主要内容为：工程名称、仪器型号、量程、生产厂家、沉降管编号、埋设位置、孔口高程、深度、埋设方式、埋设环数、埋设时间、人员等等。2.2测试技术待孔周土体回淤稳定后，测定初始读数，用孔口高程换算磁环标高，连续测读数日，稳定读数换算标高即为沉降磁环初始埋设标高。每次观测时，用水准仪按二等标准测出管口高程，再将电测式测头放入孔内，接通电源，当测头遇到沉降环时，分层沉降仪就会发出鸣叫，即可读出孔口至测点距离，依次自上而下逐点测定沉降环到管口的距离，换算出相应各测点之高程并换算出各测点的沉降量。每次观测均应对准管口固定位置进行读数。测完最后一个测点后，手提测绳将测头提出孔管。每次测量需重复测两次，读数差不大于2mm，取其平均值记入观测记录表。随着路基填筑施工，逐渐接高沉降测量导管和保护套管，每次接长高度以1m为宜。3测斜仪测斜仪所反应的是土体某一部位的倾斜度。测斜装置由测量系统和测斜管组成。测斜系统指通常所称的测斜仪。它由测头（其传感器型式为加速度计式）、传输信号电缆、接收仪表构成。测斜导管采用专用塑料硬管，其抗弯刚度要能适应被测土体的水平侧向位移，测斜导管内十字导槽应顺直，管端接口应密合。3.1埋设技术测斜仪的埋设主要是钻孔和管道接长技术。其关键在于：①精确放样观测孔位。②采用钻孔导向埋设，要求钻孔垂直偏差不大于1.5%，并无塌孔、缩孔现象，软土层处还应采取泥浆护壁。③埋设前，应按设计用螺钉进行预组装：导管底部用底盖封住，用外接头连接导管至大于埋设长度约0.3m；再根据钻架高度将预装好的导管从接头处撤卸分段备用。④测斜导管埋设时，按预装顺序从底部分段依次埋入，相邻两段导管随埋随接，并及向导管内灌水，直至将导管插入孔底就位。⑤调整测斜导管内十字导槽方向与观测断面方向一致后，安装导管顶盖，并在测斜管与孔壁之间回填相应土层的土，也可用粗砂灌水回填，使其与周围土体结为一体，完成测斜导管的埋设工作。⑥用水泥砂浆固定观测盒，对孔口进行长期保护。3.2测试技术待孔侧土回淤稳定后，连续测读数日，稳定读数作为初始读数。测试技术要点为：①测试前，首先必须把测头率定好，系数力求准确。②测头、电缆、仪表三者的联接要正确，红、黄、篮、白线与仪表的A、B、C、D相接，接口不能接错。③观测时将测头导轮卡置于测斜管导槽内，轻轻将测头放入测斜管中，放松电缆使测头滑至孔底，据电缆上的深度标志记下深度。测头在孔底停置5min，以便在孔底温度下稳定。将测头拉起到最近深度标志的测读起点，每隔0.5m测读一个数，测至管顶位置。每次读数时都应将电缆对准标志并卡紧，以防读数不准。④再将测头调转180°，重新放入测斜管中重复③测读。每次观测时，应同时测量孔口的管口高程，测量结束后，应立即对资料整理分析。4土压力盒采用钢弦式压力盒，通过振弦检测仪或多点自动综合遥测系统直接测量变形物理量。4.1埋设技术土压力盒的埋设是一项技术性很强的工作。埋设质量的好坏将直接关系到测试成果的可靠与否。土压力盒的埋设分为基底土压力盒的埋设和深层土压力盒的埋设。⑴基底土压力盒的埋设基底土压力盒的埋设采用人工开挖的方法埋设。原地面上填筑砂垫层30cm以上方可开挖埋设。埋设时，需在埋设位置挖去填料，整平地面，安置好压力盒，然后在其周围覆盖20cm的中粗砂并压实，将电缆线引入观测房。桩顶土压力盒在桩顶形心处挖孔埋设。⑵深层土压力盒的埋设深层土压力盒的埋设采用钻孔的方法埋设。其埋设要点如下：①钻孔垂直偏差率应小于1.5%，并无塌孔、缩孔现象存在，软土层应采用泥浆护壁。②每孔埋设1个深层应力盒，每个观测断面需3～9个钻孔埋设。③埋设方法：钻孔至该孔拟埋深层应力盒埋设标高以上1m的深度后，用钻杆将水平应力盒压入原土层，退出钻杆回填钻孔弃土至孔口完成埋设。④深层应力盒埋设压入过程中采用振弦检测仪全程监测，埋设深度由钻杆长度准确控制。⑤每个测试断面埋设完成后，钻孔外水平应力盒引线套蛇纹管进行保护，并挖槽集中从观测箱一侧引出路基，引入观测箱内，连接多点自动综合遥测系统的采集单元。⑥测取初始读数。埋设过程中要谨防钻具磨损电缆线，电缆线一旦破坏，将会前功尽弃。另外，埋设过程中，仪器的电缆线不能拉得太紧，以防土体变形将线拉断。4.2测试技术试验数据的采集与孔压计一样由采集模块自动完成。其注意事项同1.2所述。5沉降板5.1沉降板的埋设技术沉降板的布设在同一断面上至少埋设2个沉降板。在考虑以上地质、地基处理及路堤设计方式、荷载、结构物特征、施工作业方式和经济等因素的情况下，埋设在变化分界线的两侧，这主要在室外完成。在地质情况相似地段上，要参考地形因素进行埋设；地形因素也相似的情况下，以适当距离布设，这主要到现场踏勘进行。对于结构物(桥梁、箱涵、通道等)的两端要埋设2组以上的沉降板，以确保沉降观测数据的可靠性。沉降板由200mm长、直径为25.4mm的钢管和600mm×600mm×9mm的底面钢板组成。底部钢管用互成120°的撑脚三角板焊接在沉降板中心处，节管用管箍连接。节管顶部用护管帽盖住。施工人员按设计的桩号断面将沉降板埋入铺好的砂垫层上。实际操作时，在第一层压实面上挖土坑（深20～30cm），管顶应低于原压实面5~8cm，随即测量管顶至底板高差，填土夯实至管顶，并测量管顶标高(初读数)，当第二层土施工完毕后，在管顶位置接上第二节钢管，如此往上接长测量管直至路基顶面。5.2测试技术采用高精度水准仪，进行管顶标高水准高程测量。6全断面观测仪6.1埋设技术全断面观测仪有不同的类型：水压式、振弦式和水平测斜仪等。测试地基沉降时，在地基处理完之后，按以下步骤进行：①测线定位，要求准确、平直；②开沟，沟宽40～60cm，深度50～70cm，若上部有大型机械施工时深度应更大。沟底部平整、夯实，铺一层5～10cm的细砂；③预先在沉降管中放好一根拉弦（测绳或细钢丝），连接铺设沉降管。使用水平测斜仪时，铺设的沉降管上应在每个管两头槽口上作好标志，不得扭曲；④沉降管放好后回填砂土并压实，埋设好