軟土地基沉降與穩(wěn)定監(jiān)測（47頁清楚明了）

1、第15章 軟土地基沉降與穩(wěn)定監(jiān)測主要內(nèi)容概述高速公路軟基監(jiān)測堤防工程軟基監(jiān)測堤防工程施工監(jiān)測實(shí)例15.1 概述監(jiān)測目的（1）保證地基及建筑物的施工安全；（2）預(yù)測和控制沉降，幫助施工單位調(diào)節(jié)填土速率；（3）驗(yàn)證各種設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)沉降量。15.2 高速公路軟基監(jiān)測 監(jiān)測內(nèi)容和方法監(jiān)測內(nèi)容主要取決于工程的設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)條件、規(guī)模大小以及主管單位的要求等，既要滿足工程建設(shè)需要，又要經(jīng)濟(jì)合理。地面位移、沉降監(jiān)測是高速公路軟基監(jiān)測的主要內(nèi)容。 地下位移、沉降、應(yīng)力和水位等監(jiān)測內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)工程需要，本著少而精的原則有選擇地開展，一般選擇重點(diǎn)部位作為試驗(yàn)段進(jìn)行監(jiān)測試驗(yàn)。 表15.1 高速公路軟基監(jiān)測內(nèi)容和方

2、法序號監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測方法監(jiān)測儀器和設(shè)備1沉降地面沉降水準(zhǔn)法、測距三角高程法等水準(zhǔn)儀、全站儀、沉降板等地基深層沉降水準(zhǔn)法深層沉降標(biāo)、水準(zhǔn)儀等地基分層沉降沉降儀量測法沉降儀、分層沉降標(biāo)等2水平位移地面水平位移極坐標(biāo)法、前方交會法等全站儀等地下深層位移測斜法測斜儀、測斜管等3應(yīng)力地基孔隙水壓力水壓力計(jì)量測法孔隙水壓力計(jì)等地基土壓力土壓力計(jì)量測法土壓力計(jì)等地基承載力現(xiàn)場試驗(yàn)法載荷試驗(yàn)儀等4其它地下水位水位自記儀法地下水位自記儀等出水量水量計(jì)量測法單孔出水量計(jì)等表15.2 高度公路地面沉降和位移速率控制指標(biāo)規(guī)范或路段沉降速率（mm/d）位移速率（mm/d）部頒路基施工技術(shù)規(guī)范105京津塘高速公路105蘇嘉

3、杭高速公路105深汕高速公路試驗(yàn)段131556泉廈高速公路102佛開高速公路105監(jiān)測點(diǎn)的選埋高速公路軟基監(jiān)測分?jǐn)嗝嬲归_，對于斷面的位置，工程設(shè)計(jì)書一般只提出原則要求，實(shí)際操作時(shí)要顧及多方面的因素，如不同地段的地形情況、地基的地質(zhì)類型和處理方式、填筑高度以及附屬建筑物等。在確定斷面的位置時(shí)，首先應(yīng)收集有關(guān)資料，熟悉有關(guān)圖紙，并到施工現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)真的踏勘，實(shí)地了解線路上的各方面情況。對橋頭、涵洞等重要部位應(yīng)適當(dāng)增加監(jiān)測斷面，對填挖方交界的填方端、湖塘地段也要適當(dāng)增加監(jiān)測斷面。還須考慮經(jīng)濟(jì)上的因素，在布設(shè)合理的前提下講究工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。采用常規(guī)大地測量方法進(jìn)行地面變形監(jiān)測，需埋設(shè)一定量的基準(zhǔn)點(diǎn)和

4、工作基點(diǎn)。地面水平位移監(jiān)測一般采用鋼筋混凝土預(yù)制樁作為標(biāo)志，也可以采用地面沉降監(jiān)測的沉降板標(biāo)志。 地面沉降監(jiān)測通常采用沉降板作為監(jiān)測標(biāo)志。 地下水平位移通過在土體內(nèi)埋設(shè)測斜管，采用測斜儀進(jìn)行監(jiān)測。地基深層沉降是通過在土體內(nèi)埋設(shè)深層沉降標(biāo)，采用水準(zhǔn)儀測量沉降標(biāo)標(biāo)桿頂端高程的變化。 地基分層沉降通過在土體內(nèi)埋設(shè)分層沉降標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。 孔隙水壓力計(jì)一般埋設(shè)于路中心，與位移、沉降監(jiān)測點(diǎn)位于同一個(gè)斷面上，一般每種土層均應(yīng)有孔隙水壓力監(jiān)測點(diǎn) 。 圖15-1 監(jiān)測點(diǎn)平面布置示意圖 圖15-2 監(jiān)測點(diǎn)立面布置示意圖 監(jiān)測周期的確定對于軟土地區(qū)公路施工階段地面變形監(jiān)測，通常按加載階段和變形是否穩(wěn)定確定監(jiān)測周期。公

5、路施工一般分為填筑期、預(yù)壓期和路面施工期三個(gè)階段。第一階段，每填筑1層或7天左右監(jiān)測1次；第二階段，預(yù)壓初期每710天監(jiān)測1次，以后可每月監(jiān)測12次；第三階段，路面每填筑1層監(jiān)測1次，若2層施工間隔超過15天，應(yīng)增加1次。當(dāng)有特殊要求或發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短監(jiān)測周期。數(shù)據(jù)處理與分析每一周期監(jiān)測完成后，應(yīng)盡快進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，向有關(guān)單位提交監(jiān)測成果報(bào)表。提交監(jiān)測成果報(bào)表時(shí)，應(yīng)對監(jiān)測結(jié)果的有關(guān)情況作出說明，如沉降速率是否超過預(yù)警值、沉降點(diǎn)的破壞和恢復(fù)情況等。還應(yīng)對沉降監(jiān)測進(jìn)行分析，分析時(shí)首先根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明沉降是否滿足有關(guān)規(guī)范和公路不同施工階段的要求，為便于分析和充分描述沉降變化規(guī)律。 整個(gè)

6、工程監(jiān)測結(jié)束后，應(yīng)提交技術(shù)總結(jié)報(bào)告，變形分析時(shí)應(yīng)將監(jiān)測資料與有關(guān)曲線有機(jī)地結(jié)合起來。 表15.3 至高速公路標(biāo)段第期沉降監(jiān)測成果監(jiān)測樁號沉降標(biāo)埋設(shè)部位地基處理方法上期監(jiān)測時(shí)間本期監(jiān)測時(shí)間時(shí)段天數(shù)（d）累積填土標(biāo)高（m）時(shí)段沉降（mm）累積沉降（mm）沉降速率(mm/d)LK5+680左水塘路段土工格柵 +預(yù)壓LK5+680中水塘路段土工格柵 +預(yù)壓LK5+680右水塘路段土工格柵 +預(yù)壓圖15-3 樁號K17+238時(shí)間-填土高度-沉降量過程線高等級公路沉降分析系統(tǒng)高等級公路沉降分析系統(tǒng) ExpressWay EW 3.0 ，是總結(jié)現(xiàn)有高等級公路沉降分析的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)

7、處理技術(shù)，系統(tǒng)化、規(guī)范化地進(jìn)行路基沉降分析的軟件工具。在高等級公路的路堤施工中，必須要進(jìn)行穩(wěn)定和沉降的動態(tài)觀測。根據(jù)測定的沉降數(shù)據(jù)，調(diào)整填土速率，指導(dǎo)施工進(jìn)程；預(yù)測沉降趨勢，控制填方及工后沉降；確保路堤的施工安全和穩(wěn)定。應(yīng)用 ExpressWay EW 3.0，可以動態(tài)管理高等級公路在施工、運(yùn)營中的沉降變形數(shù)據(jù)，自動生成多種沉降觀測成果表，繪制復(fù)雜的曲線圖、過程線，動態(tài)查詢各種沉降變形數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反映路基沉降變形歷程，特別是系統(tǒng)的沉降過程回歸分析及預(yù)測功能，為路基沉降過程的穩(wěn)定性分析提供了科學(xué)依據(jù)。 主要功能沉降過程分析；沉降監(jiān)測過程分析；斷面平均沉降過程分析；斷面不均勻沉降分析；繪制斷面沉降過

8、程組合線；繪制沉降速率線；繪制斷面平均沉降速率線；繪制斷面沉降速率組合線；繪制斷面區(qū)域等沉降曲線圖；繪制斷面區(qū)域等沉降速率曲線圖；繪制斷面區(qū)域等固結(jié)度（完成沉降）曲線圖；繪制斷面沉降盆圖；繪制斷面分布圖/沉降點(diǎn)位略圖；各種沉降極值查詢；定制、自動生成沉降數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表；自動沉降極限報(bào)警；15.3 堤防工程軟基監(jiān)測 監(jiān)測內(nèi)容和方法堤防工程軟基監(jiān)測與高速公路軟基監(jiān)測的基本內(nèi)容和方法有很多相似之處，地面沉降和水平位移監(jiān)測仍然是堤防工程軟基監(jiān)測的主要內(nèi)容。地面沉降監(jiān)測仍以水準(zhǔn)測量方法為主，輔以精密測距三角高程和連通管方法。 地面水平位移監(jiān)測方法要視具體情況而定，特別是測區(qū)的通視情況，可采用極坐標(biāo)法、前方

9、交會法、視準(zhǔn)線法等，對于土石壩，還可以采用倒垂線法或引張線法。 監(jiān)測內(nèi)容還包括表面裂縫、地下分層沉降、地下深層和分層位移、應(yīng)力應(yīng)變、滲流、水文氣象等監(jiān)測內(nèi)容，一般根據(jù)工程需要，選擇重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)測試驗(yàn)。 監(jiān)測點(diǎn)的選埋監(jiān)測點(diǎn)可以按橫斷面或縱斷面選埋。對于長度較長的防洪大堤，一般按橫斷面選埋.對于土石壩，當(dāng)采用視準(zhǔn)線法進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，一般按縱斷面選埋，即沿著或平行于壩軸線選埋。采用常規(guī)大地測量方法進(jìn)行地面變形監(jiān)測時(shí)，需沿著大堤走向埋設(shè)一定量的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)。 地面沉降監(jiān)測采用沉降板作為監(jiān)測標(biāo)志。 地面水平位移監(jiān)測可以采用鋼筋混凝土預(yù)制樁作為標(biāo)志，也可以采用沉降板作為標(biāo)志。 地基深層位移、地基分層沉降

10、等其它監(jiān)測項(xiàng)目，一般在工程試驗(yàn)段和試驗(yàn)斷面上才進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)位置通常由設(shè)計(jì)人員提出 。 監(jiān)測周期的確定對于防洪大堤施工階段地面變形監(jiān)測，通常按加載階段和變形是否趨于穩(wěn)定確定監(jiān)測周期。第一階段，從基礎(chǔ)施工開始到滿荷載為止，這一階段是變化最快階段，一般斷面每7天左右監(jiān)測1次，試驗(yàn)斷面可34天監(jiān)測1次；第二階段，從滿荷載到變形逐漸變小，這一階段應(yīng)逐漸減少監(jiān)測頻次，可1個(gè)月監(jiān)測1次；當(dāng)變形趨向穩(wěn)定時(shí)，可半年監(jiān)測1次，直到停止監(jiān)測。 表15.4 土石壩安全監(jiān)測頻次觀測項(xiàng)目施工期初蓄期運(yùn)行期表面變形63次/月104次/月62次/年內(nèi)部變形104次/月3010次/月124次/年裂縫及接縫104次/月3

11、010次/月124次/年岸坡位移63次/月104次/月124次/年混凝土面板變形63次/月104次/月124次/年數(shù)據(jù)處理與分析每一次監(jiān)測完成后，應(yīng)盡快進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，向有關(guān)單位提交監(jiān)測成果報(bào)表。提交監(jiān)測成果報(bào)表時(shí)，應(yīng)對監(jiān)測結(jié)果的有關(guān)情況作出說明，如變形速率是否超過預(yù)警值、監(jiān)測點(diǎn)的破壞和恢復(fù)情況等。還應(yīng)對變形進(jìn)行分析，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明變形是否滿足有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，為便于分析和充分描述變形規(guī)律，可繪制變形量填土高度時(shí)間的關(guān)系曲線，描述變形與時(shí)間及荷載的關(guān)系。在獲得一定數(shù)量的監(jiān)測資料后，可以采用合理的方法進(jìn)行變形預(yù)報(bào)，給施工調(diào)節(jié)提供技術(shù)支持。 表15.5 堤防工程標(biāo)段第期沉降監(jiān)測成果監(jiān)測斷面

12、沉降部位上期監(jiān)測時(shí)間本期監(jiān)測時(shí)間時(shí)段天數(shù)（d）累積填土標(biāo)高（m）時(shí)段沉降（mm）累積沉降（mm）沉降速率（mm/d）I軸線堤腳河口15.4 堤防工程施工監(jiān)測實(shí)例工程概述淮河入海水道是國家重點(diǎn)防洪工程，防洪大堤西起洪澤湖東側(cè)二河閘，沿蘇北灌溉總渠北側(cè)與總渠成二河三堤，東至扁擔(dān)港注入黃海，全長163.5km。工程的主要內(nèi)容為泓道開挖、堤防填筑、灘面清障和青坎排水等。大堤分北堤和南堤，土質(zhì)結(jié)構(gòu)，北堤設(shè)計(jì)堤頂高程為9.65m，南堤設(shè)計(jì)堤頂高程為10.14m，堤頂寬為8m。主堤兩側(cè)平臺寬為30m，主堤和兩側(cè)平臺的坡度為1:3。北堤北側(cè)開挖一條調(diào)度河，北堤和南堤之間開挖兩條河道分稱北泓和南泓，以北隔堤和南

13、隔堤分開，北泓和南泓底寬分別為50m和68m，設(shè)計(jì)河底高程為-2.0m 。圖15-4 大堤平面與控制網(wǎng)布設(shè)略圖監(jiān)測點(diǎn)選埋與監(jiān)測北堤每個(gè)斷面上布設(shè)7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，分別布置在調(diào)度河河口、堤腳、壓載平臺、堤頂軸線和北泓河口等部位；南堤每個(gè)斷面上布設(shè)4個(gè)測點(diǎn)，分別布置在南泓河口、坡腳、平臺和堤頂軸線等部位。每個(gè)點(diǎn)均進(jìn)行水平位移和沉降監(jiān)測。水平位移和沉降監(jiān)測點(diǎn)采用兩種標(biāo)志，調(diào)度河河口1、取土坑邊緣7、南泓河口8三個(gè)點(diǎn)埋設(shè)普通混凝土標(biāo)石，其它部位采用非坑式埋設(shè)沉降板。 圖15-5 大堤橫斷面與監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)略圖 監(jiān)測方法按照設(shè)計(jì)和施工的要求，施工速率試驗(yàn)斷面每34天左右監(jiān)測1次，其它斷面每7天左右監(jiān)測1次。監(jiān)測點(diǎn)的水平位移采用T2000+DI5以極坐標(biāo)法觀測。監(jiān)測點(diǎn)的沉降采用Ni007和銦鋼標(biāo)尺進(jìn)行單程觀測。技術(shù)報(bào)告采用了三種形式，即日報(bào)表、階段性技術(shù)報(bào)告、技術(shù)總結(jié)報(bào)告。日報(bào)表中只對監(jiān)測點(diǎn)的變形量、變形速率、填土高度、監(jiān)測點(diǎn)的破壞和恢復(fù)等情況作出描述，指出變形速率是否超過允許值。階段性技術(shù)報(bào)