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路基变形监测作业指导书路基变形监测作业指导书旨在规范和指导铁路、公路等基础设施建设中对路基变形的监测工作,确保工程质量和安全。本指导书主要涵盖监测的目的、内容、方法及数据分析等方面,为施工方提供科学依据和技术支持。
一、目的与意义路基变形监测是保障工程建设质量的重要手段之一。通过对路基沉降、位移等变形情况的实时监测,可以及时发现潜在问题,采取有效措施进行调整或加固,避免因路基不均匀沉降引发的安全隐患。此外,监测数据还可为后续运营维护提供参考。
二、监测内容1.沉降监测:重点监测路基在荷载作用下的垂直方向变化。2.水平位移监测:观察路基在水平方向上的移动趋势。3.倾斜度监测:评估路基整体稳定性,防止滑坡或坍塌。4.分层沉降监测:针对特殊地质条件下的深层土体变形进行分析。
三、监测方法1.仪器设备:使用全站仪、水准仪、GPS接收机以及自动化监测系统等高精度设备。2.布点方案:根据地形地貌、地质条件及设计要求合理布置监测点,确保覆盖关键区域。3.频率安排:结合施工进度确定监测周期,如初期加密监测频率,后期适当减少。4.数据记录:采用标准化表格记录每次测量结果,并建立数据库存档。
四、数据分析与预警通过专业软件对采集的数据进行处理,绘制沉降曲线图、位移变化图等图表,分析变形规律和发展趋势。当监测值接近或超过预警阈值时db37/t 2040-2012标准下载,应及时上报并启动应急预案。
五、注意事项1.确保监测点标志稳固可靠,避免人为破坏或自然因素干扰。2.定期校准监测设备,保证测量精度。3.加强现场管理,做好防护措施,保障人员安全。
总之,路基变形监测是一项技术性强、责任重大的任务,需严格按照作业指导书执行,以实现精准监测和科学决策,从而保障工程顺利实施及长期稳定运行。
路基本体沉降监测:当路基采用A、B组填料时,于基床表层底面设单点沉降计;当路基采用改良土填筑时,采用多点沉降计,一般设置2~3个监测点,即分别于基床表层底面、基床底层底面设单点沉降计;当路基填高较大(大于等于6m)时,于基床以下路基填土中增加一监测点。
低填浅挖路基地段监测采用D型变形监测。主要进行路基面沉降观测、加筋材料(土工格栅)应力变形监测。
高填方或陡坡填土地段边坡土工格栅加筋补强,在代表性路堤,分别于路堤两侧边坡(边坡中部、地面以上2~3m处)的土工格栅设置智能数码柔性沉降计,对土工格栅的拉伸或压缩变形进行监测。每个监测断面4个点。
路堤基底铺土工格栅加筋(特别是低路堤,地基采用桩网结构加固)时,在代表性路堤基底,分别于路堤基底地面的线路中心,左右线中心至坡脚中间点附近的桩间土或桩顶处分别设置智能数码柔性沉降计,对土工格栅的拉力进行监测。每个监测断面3个点。
过渡段路基采用E型变形监测。E型除按A~D型设计监测测点外,还要求沿线路纵向进行沉降差监测。沉降差采用静力水准仪进行监测,根据所需要监测的过渡段特点,在线路中心沿线路纵向按不等间距布置3~6个测点,根据各测点的沉降差计算路基沿线路纵向的不均匀沉降和过渡段差异沉降形成的折角以及沉降错台。根据设计资料,在本标段主要有以下几种过渡段的型式,现分别进行测点布置如下:
1)桥路(堤堑)(土质、软质岩)过渡段
桥路(堤堑)(土质、软质岩)过渡段布置示意图
2)桥与桥之间设置刚性过渡段
对于桥与桥间距小于60m过渡段的E型布置如图(图中红色箭头代表测点位置,以下同),在线路中心位置,分别在桥台、距离桥台测点5m处、距离桥台最近的伸缩缝处设置测点,最后在两个桥台的中间位置设计一个测点。
当对于桥与桥间距大于60m过渡段的E型,分别按照桥路过渡段型式,在两个桥台处设置两个E型过渡段。
桥与桥间距小于60m过渡段
3)桥与隧间距设置刚性过渡段
对于桥与隧间距小于60m过渡段的E型布置如图,在线路中心位置,分别在桥台、距离桥台测点5m处、距离桥台最近的伸缩缝处设置测点,边坡与路肩线相交处、隧线分界处、距离隧线分界处5m处以及最近伸缩缝设置测点。
当对于桥与桥间距大于60m过渡段的E型,分别按照桥路过渡段和路堤过渡段型式,设置两个E型过渡段。
桥与隧间距小于60m过渡段
4)路堤与横向结构物过渡段
对于路堤与横向结构物过渡段的情况,根据结构物顶部距离轨底的距离大小分两种情况。
路堤与横向结构物过渡段(结构物距轨底<1.5m)
路堤与横向结构物过渡段(结构物距轨底>1.5m)
5)路堑与横向结构物过渡段
对于路堤与横向结构物过渡段的情况,根据路堑岩质分两种情况。
土质、软岩路堑与横向结构物过渡段
硬岩路堑与横向结构物过渡段
岩溶路基地段采用F型监测断面。F型监测断面除按A~D型设计监测测点外,每个断面在线路中心沿线路纵向布置3个测点,每个测点相距5m,采用静力水准仪对沉降差进行测试。在有溶洞的情况下,F型的布置为:一个测点位于溶洞顶板最薄的地方,一个位于溶洞边缘,一个测点距离溶洞边缘1m的地方。若按上述布置测点,测点距离大于10m,增加测点数量,控制测点距离不超过10m。
厚层土质路堑、风化软岩路堑、红黏土和膨胀土路堑和花岗岩全风化层路堑采用G型变形监测,主要进行路基面沉降监测。路基面沉降监测分别一路基中主、路侧路肩各一个监测点,每个监测断面共3点,采用监测桩,路基成形后设置。
当具有下卧松软土层时,同时进行深层沉降监测,采用分层沉降计进行分层监测,监测深度一般为8m(或达松软土层底),间隔2~3m。
G型(路堑地段地基沉降监测)
四、路基变形监测传感器的安装
所有传感器在安装前均应按照设计要求进行编号,在安装时,按照对应编号进行安装。所有类型传感器的第一次安装必须在生产厂家的指导下进行安装。安装时必须全程进行监测,防止传感器在安装过程中因为外力原因造成管道、导线破损而导致传感器失效。对于安装时出现问题的传感器及时更换。
五、数据的测试与分析处理
除测位桩采用水准仪或经纬仪进行测量外,其它所有电测传感器均采用二次仪表进行数据采集。二次仪表与传感器配套,并实现自动采集与传递。数据采集与传递按照线路条件的不同,分两种形式进行。
有线网络数据传输流程框图
变形监测应分四阶段进行,第一阶段:路基填筑施工期间的监测,主要监测路基填土施工期间地基沉降以及路堤坡脚边桩位移;第二阶段:路基填土施工完成后,自然沉降期及放置期的变形监测,该阶段应对路基面沉降、路基填筑部分沉降以及路基基底沉降进行系统的监测,知道工后沉降评估可满足要求铺设无碴轨道止;第三阶段:铺设无碴轨道施工期的监测;第四阶段:铺设轨道后及试运营期的监测。
对于变形位桩和基准点,由于采用人工水准仪或经纬仪进行测量,因此,它们的测量频率按下列要求进行:在填筑期期间,应每天监测一次,各种原因暂时停工期间,前两天每天监测一次,以后每三天测试一次。填筑施工完成后至铺设无碴轨道期间,前30天内每三天监测一次,以后每星期监测一次,第100天后每15天监测一次,雨后应加密监测。无碴轨道铺设后至试运营期间每月监测一次。应根据监测数据的变化情况,调整监测频度。
对于电测变形数据,由于采用自动或半自动化的数据采集方式,它们的采集频度除特殊情况外,做到每天一次数据。
由于需要随时供业主、监理人员、本单位技术人员提供变形数据,考虑本段测试点位较多,数据量大,因此,建立变形数据库,所有测试数据及时传递到数据库进行集中处理。
变形数据库基本功能包括测点的基本数据,如地基基本状态、基本参数、里程、断面形式、测点类型等,数据输入能够通过远程网络进行录入或自动录入。数据处理后,能够以图形方式实现变形~时间曲线,同一测试断面不同测点变形~时间(日期)曲线,同一时间路基面沉降或高程沿线路里程的变化曲线。这样可以及时地将变形数据进行分析。
变形数据库还具有基本的数据分析功能,包括双曲线法、三点法、沉降速率法等基本的预测方法。
变形数据库具备基本的报告功能,主要有EXCEL电子格输出、word格式报告。
⑶工后沉降的分析与评估
路基施工至设计标高(有预压土方时至预压土方的顶面)后,先持续监测不少于6个月的监测数据,根据这6个月的监测数据,绘制“时间-填土高-沉降”曲线,按实测沉降推算法或沉降的反演分析法,分析并推算总沉降量、工后沉降值及后期沉降速率,并初步推测最终沉降完成时间,确定铺轨时间。根据分析结果,结合工期要求,验证、调整设计措施使地基处理达到预定的变形控制要求。当评估结果表明沉降还不能满足无碴轨道的要求时,则研究确定是延长路基放置 时间继续监测,还是采取(或调整)地基加固措施(如调整预压土高度、确定预压土卸荷时间、调整或增加地基加固措施等),即进行“监测-评估-调整”循环,直至工期要求的时间止、并满足无碴轨铺设要求。
利用实测数据推算最终沉降量的方法很多,常用的有双曲线法、对数曲线法、沉降速率法、星野法及修正双曲线法等。根据现有的研究成果,推算方法得到的结果与实测沉降对比银基商贸城施工组织设计1,误差较小的有:复合地基为沉降速率法、双曲线法;等载(或超载)排水固结为三点法,双曲线法。
双曲线法是假定沉降平均速度以双曲线形式减少的经验推导法。从路堤填筑到任意时刻t的沉降量St可用下式求得,即
其中S0为初期沉降量(t=0),St为t时沉降量,t为时间,、为从实测值求得的系数。当t=∞时,最终沉降量可用下式求得,即。
2)沉降的反演分析推算
利用先前实测的沉降曲线进行反演分析,修正地基土沉降计算参数,并重新进行沉降计算,并预测下一个时间的沉降,通过与实测沉降验证,再一次修正地基土设计参数。经过多次循环分析计算,得出比较符合地基实际的计算参数,并预测工后沉降量和最终总沉降。
六、路堑高边坡的变形监测
确保路堑边坡的安全稳定是设计、施工和营运的基本和关键。一般在下列四种情况下应进行边坡位移监测: (1)滑坡、堆积体等不良地质边坡; (2)白垩系、下第三系泥岩、粉砂岩、沙砾岩;元古界泥质板岩、千枚状板岩等软质岩高边坡;二迭、石炭、泥盆系的炭质页岩、砂页岩、煤系地层、泥岩等易浸水软化的软质岩及软硬互层路堑,边坡高度≥20m时; (3) 第(2)条的地层条件qgdw 10248.4-2016 输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程 第4部分:变电(换流)站电气工程设计,当存在顺层现象或受构造影响结构发育,发育不利结构面,边坡高度≥15m时;(4)土质高边坡≥15m时。