新建铁路路基沉降变形观测及评估方案

新建铁路路基沉降变形观测及评估方案内容摘要：

Ⅲ型监测断面。 （ 2）Ⅰ型监测断面包括沉降监测桩和沉降板。 沉降监测桩每断面设置 5 个，施工完基床底层后，预压土填筑前，距左、右线中心 处于基床底层顶面埋设 2个沉降监测桩 ,其余 3个于基床表层施工完成后布置于双线路基中心及距两侧路肩 1m处的基床表层顶面上。 沉降板位于路堤中心，基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面，基底设混凝土板地段置于板顶面，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。 （ 3）Ⅱ型监测断面包括沉降监测桩和定点式剖面沉降测试压力 计。 沉降监测桩每断面设置 5个，埋设方法同Ⅰ型监测断面；定点式剖面沉降测试压力计位于路堤中心 ,基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面，基底设混凝土板地段置于板顶面。 （ 4）Ⅲ型监测断面包括沉降监测桩、沉降板和剖面管。 沉降监测桩每断面设置 3个，布置于双线路基中心及距两侧路肩 1m 处的基床表层顶面上；沉降板位于路堤中心，底板埋设于基床底层顶面上，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管，横剖面管埋设于路堤基底碎石垫层顶面处。 路堤与横向结构物过渡段，于横向结构物顶部 沿横向结构物的对 角线方向铺设剖面沉降管。 横向结构物两侧外边缘各 2m 处设置一个 I 型观测断面，平面布置见Ⅳ型。 路堑地段均采用堆载预压，采用Ⅴ型监测断面，分别于路基中心，距两侧路肩 1m 处各设 1根沉降监测桩，路基中心设沉降板，底板至于基床底层顶面，观测路基面的沉降。 (二 )监测元件埋设说明： 沉降监测桩：桩体选择Φ 20mm 不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊 接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在监测断面设计位置，埋置深度 ，桩周 用 C20 混凝土浇筑固定，完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。 沉降板：由底板、金属测杆（φ 40mm 镀锌铁管）及保护套管（φ 75mmPVC 管）组成。 底板尺寸为 50cm 50cm,厚 5cm。 按二等水准标准测量沉降板标高变化。 （ 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）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 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。 定点式剖面沉降测试压力计：定点式剖面沉降测试压力计底板采用沉降板底板，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，埋设时确保底板水平，填土至 密实后开一小凹坑将压力计放入坑内，用细粒土将坑填平后，继续施工路基填土。 埋设完成后，将压力计监测线沿水平方向甩到坡脚后，在坡脚处设 C20素混凝土保护墩 ( m m ) ，墩内预埋剖面 管管材，监测线从管内穿出；墩旁设监测桩，监测桩采用 C20素混凝土灌注，断面采用 m m ，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头，监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。 待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。 剖面沉降管：路基基底剖面沉降管在地基加固及垫层施工完毕 后，填土至 ，开槽宽度 20～ 30cm，开槽深度至地基加固垫层顶面，槽底回填 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。 Ⅳ型断面中剖面管在涵顶填土 厚开槽施工埋设，原则同基底剖面管埋设方法。 沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。 沉降管敷设完成后，在两头设置 m m C20 素混凝土保护墩。 并于一侧管口处设置监测桩，监测桩采用 C20素混凝土灌注，断面采用 m m ，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头 ,监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。 待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。 (三 )监测方法与要求 监测方法 （ 1）横剖面沉降监测方法 采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。 每次观测时，首先用水准仪按二等水准精度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，然后将横剖仪放入横剖管内测量各测点。 （ 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后的测杆高程。 （ 3）路肩沉降观测桩观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。 （ 4）定点式剖面沉降测试压力计直接采用便携式工程测试仪读取数据。 监测测量精度及频度： （ 1）监测精度 路基沉降观测水准测量的精度为177。 ，读数取位至 ；剖面沉降观测的精度应不低于 8mm/30m，横剖面沉降测试仪最小读数不得大于。 （ 2）监测频度 路基沉降监测的频 次不低于下表中的规定。 元件保护要求： （ 1）各工程项目部应成立专门试验小组，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内。 （ 3）凡沉降板附近一米范围内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。 资料整理要求 （ 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、规范，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 监 测阶段 监 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 3 个月 1 次 /2 周 3 个月以后 1 次 /月 无碴 轨道铺设后 第 1 个月 1 次 /2 周 第 3 个月 1 次 /月 3～ 6 个月 1 次 /3 月 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内保存。 （ 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、填料及路基各项监测的荷载 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/天时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。 (四 )水位井 沿线路基段落需设置水位井，观测路基填土和堆载预压过程中，地下水位的变化情况。 水位井一般每公里设置一处（每工点至少设一处），布设在距路基坡脚 20m 外，具体设计里程见图纸。 水位压力计直接采用便携式工程测试仪读取数据。 PVC 管地下水位以下部分打孔制成花管。 水位井需设置保护盒保护。 （二）路基工程沉降评估 1．沉降评估方法及判定标准 （ 1）评估方法 地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体 固结原理进行数值分析来估算。 但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。 通过大量沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回归，以预测其沉降发展规律，因此曲线回归法是路基沉降评估最常用的方法。 路基沉降预测 常 采用曲线回归法 有： 双曲线 法、固结度对数配合法（三点法）、抛物线法、指数曲线法、修正指数曲线法、修正双曲线法、沉降速率法、星野法等。 前期采用修正双曲线法，后期采用 双曲线 法、指数曲线法。 （ 2） 评估判定标准 根据铁建设 [2020]158号《客运专线铁路 无碴 轨道铺设条件评估技术指南》，路基沉降预测应采用曲线回归法， 无碴 轨道铺设条件的 评估判定标准应满足以下要求： 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。 2） 沉降预测的可靠性应验证，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=∞ ) —— 预测的最终沉降值。 4）路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥涵的沉降预测情况进行， 预测的 无碴 路基工后沉降值不应大于 15mm。 2． 路基 沉降评估 无碴 轨道铺设条件的评估结果基于真实、可靠的观测数据，线下工程施工前，对观测人员进行技术指导和培训，统一全线沉降变形观测数据的统计整理形式，观测资料经监理单位确认后提交给建设单位和沉降评估单位。 建设单位及时组织进行评估，并将阶段评估成果提交相关勘察设计、施工、监理等单位。 评估工作完成后，提交《 无碴轨道铺设评估报告》，并负责判 定线下基础的沉降变形能否满足 无碴轨道铺设条件。 （ 1）路基沉降评估所需资料要求 1）路基沉降观测资料。 测量单位要按照观测时间要求，及时进 行沉降观测。 观测数据按照统一格式填写，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，及时将采集的数据进行整理，其格式详见附件四（附表），以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。 2）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料，路基施工各节点工期，包括路基填筑进度、堆载预压土、卸载预压土、基床表层施工、轨道 板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。 3）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。 （ 2）沉降评估报告大纲 1）概述 2）评估分析依据及方法 3）观测数据整理 4）沉降预测分析（曲线回归相关系数、沉降预测的可靠性验证、已发生沉降大于预测总沉降的 75%验证、预测工后沉降分析、沿线路纵向沉降预测情况分析） 5）沉降预测结论 6）需要说明的其它问题 7）路基沉降预测附件 （三）过渡段沉降变形观测 1．控制标准 无碴 轨道路 桥或路隧交界处的差异沉降不应大于 5mm，沉降造成 的路基与桥梁或隧道的折角不应大于 1/1000。 2．一 般规定 （ 1）桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡。