单侧)、路中沉降板、位移边桩(两侧)。
b、特殊监测断面:特殊监测断面的测点即:路肩沉降板(两侧/单侧)、路中沉降板、位移边桩(两侧)、测斜管(一侧)、分层沉降标(中心)。
测点布置示意图 4.2、沉降与稳定观测点布设方法 (1)沉降观测点的布设
路基沉降观测系统由观测地表沉降的沉降板、观测土体内不同层次沉降量的分层沉降标组成。
a、 沉降板的布设
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,埋设在路基中心或路肩范围内。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。
沉降板由钢管和底面钢板组成。测杆与沉降板焊接为一体,套管为塑料管,必须有足够的刚度和强度。埋设时,沉降板底槽应平整,其下铺设60cm *60cm*20cm的砂垫层。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),随着填土的增高,测杆与套管也相应接高,每节长度不宜超过50cm。接高后的测杆顶面应略高于套管上口,套管上口应加盖封住管口,盖顶高出碾压面高度50cm,往上接长测量管直至路基顶面。
为预防施工时损坏沉降板和测杆,在观测仪器周围应用小型夯实机夯实,套管外侧面应涂一层醒目的颜色,盖顶加插一面小红旗,以作警戒。
b、 分层沉降观测点的布设
分层沉降标一般埋设于路中心,一个观测断面埋设1根,分层沉降点沿铅垂线方向上和各层土内布设。点数与深度,应根据分层分布情况确定,原则上每一土层设一点,最深的点埋设于填土之下20m。
埋设步骤为:①在测点处钻孔,钻孔直径一般为108~125mm,最好用全断面取土器成孔,不可水冲,钻孔倾角小于1/100;②下沉降管,注意接头连接与密封;③下沉降环,按设计要求每间隔一定距离放置沉降环(土体中一般2.0m一个),从下往上,用送环器沿管壁下放,到规定深度后放开叉簧片,使其固定于土中;④每埋一个沉降环,及时进行回填,直至到下一个沉降环的位置;⑤整个钻孔沉降环埋设结束,进行第一次测量,记录下环的初始位置,并及时测量孔口高程;⑥作好埋设记录,内容包括:工程名称、观测孔编号、孔深、孔口坐标、高程、沉降环数量、初始位置、主要埋设人员、日期等。 (2)稳定性观测点的布设 a、 位移边桩的布设
在路基的填筑过程中,由于路堤荷载的作用下,使路堤坡脚处可
能产生水平位移和垂直位移,因此要在路堤两侧趾部设置若干边桩(位移边桩)。位移桩的布设根据地基及路堤场地条件确定,一般从路堤坡脚起,在垂直于路中心线方向1.5m外布设一根边桩,另一根位于排水沟外侧,最后用小钉在木桩上标定桩位及偏距。边桩采用钢筋混凝土预制,砼标号不小于C25,长度1.5m,方形断面,边长10cm,桩顶顶部应预埋不易损坏的金属测头。边桩的埋置深度以地表以下不小于1.2m为宜,桩顶露出地面的高度为10cm。埋置的方法采用打入要求桩周回填密实,确保边桩埋置稳固。
b、土体水平位移观测点的布设
测斜仪埋设于地基土体水平位移最大的平面位置,一般埋设于路堤边坡坡趾或边沟上口外缘2.0m左右的位置。测斜管埋设时采用钻机导孔,导孔要求垂直,偏差率不大于1.5% 。测斜管底部埋置于深度方向水平位移为零的硬土层中至少50cm,或基岩上,管内的十字导槽必须对准路基的纵横方向。当测斜孔较深或埋管与观测时间间隔较短时采用注浆的方法回填孔壁;而当测斜孔较浅或埋管与观测时间间隔较长时(大于两个月),可采用细砂回填和自然塌落消除孔壁空隙。
五、沉降与稳定观测精度、频率与周期
沉降和位移观测采用S1和S3水准仪,以二级中等精度要求的几何水准测量高程,观测精度为0.1mm。
施工期间,应按设计要求进行沉降和稳定的跟踪观测,观测频率应与沉降、稳定的变形速率相适应,每填筑一层应观测一次;如果两次填筑间隔时间较长,每3天至少观测一次。路堤填筑完成后,堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定,半月或每月观测一次,直至预压期结束。
高速公路软土地基沉降量的变化相当复杂,它与设计总沉降量的大小、观测频率、地质条件(软基厚度)、地基处理方式、填土速率、填土高度、沉降控制方法以及沉降趋于稳定状态等因素有关。因此,需要对施工全过程(路堤填筑、预压期及路面施工期)分阶段确定水准测量等级。
在路堤堆筑期,填土速率控制在日沉降速率不大于1.0cm/d;在预压期(堆载或等、超载),连续2个月实测沉降速率小于5mm/月为路基稳定。
六、监控量测数据分析与预测
监控量测资料均由计算机进行处理与管理,当取得各种监测资料后,及时进行处理分析,绘制相应图表,对监测数据进行回归分析,预测最终位移值,预测边坡的安全性,确定工程技术措施。每一测点的监测结果要根据其位移变化速率和管理基准等综合判断结构的安全状况,并编写周、月汇总报表,及时反馈指导施工,调整施工参数,达到安全、快速、高效施工之目的。
监测数据的整理分析及反馈的方法和内容通常包括监测资料的采集、整理、分析、反馈及评判决策等方面。
(1)数据整理
每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理,包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图,异常值的剔除、初步分析和整编等,并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。
(2)数据分析
采用比较法、作图法和数学、物理模型,分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势,以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。
绘制测点时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图,如果位移的变化随时间而渐趋稳定,说明该处地层处于稳定状态,支护系统是有效、可靠的,如图中的正常曲线。图5的反常曲线中,出现了反弯点,这说明位移出现反常的急骤增长现象,表明支护体系已呈不稳定状态,应立即采取相应的施工措施进行处理。
在取得足够的数据后,还应根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值,预测边坡的安全状况。 位移(mm) 时间(d)距离(m)位移(mm)正常曲线正常曲线反常曲线反常曲线七、监测成果资料 在工程监测过程中,实时对监测结果进行整理,按监理工程师的要求送达有关各方。工程结束时,提交完整的监测总报告。主要包括日(周、月)报、巡查报告、专题报告以及监测总报告。 1、日报 在遇到沉降或其它观测值变化速率加快(到达5%控制值/天),或者遇到自然灾害如暴雨、台风、地震等情况时,为使相关各方能及时掌握各监测对象实时状态,将以监测日报的形式报送。日报重点集中反应近日受关注程度较高的部分监测对象,主要包括边坡附近、变形异常地段的变化值及其变化速率,并根据工况提出有效控制变形发