有關(guān)解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測研究

有關(guān)解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測研究摘要：本文闡述理解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測的詳細做法，總結(jié)了技術(shù)要點，討論沉降觀測在船閘建立過程中的作用。關(guān)鍵詞：船閘；沉降；觀測Abstrat:TheunderstandingfTaian’ssend-tiershiplknthebuildingftheainsettleentfthespeifibservatins,sueduptheajrtehnialissuesandexplresettleentbservatinintheshiplknstrutin.Keyrds:lk;settleent;bservatin１工程概況京杭運河解臺二線船閘工程是我省利用世行貸款投資建立的交通重點工程，船閘位于徐州市賈汪區(qū)大吳鎮(zhèn)，距市區(qū)約２０ｋｍ，處于京杭運河江蘇段西線航道解臺一線船閘北側(cè)。解臺二線船閘與一線船閘平行布置，兩閘中心線相距９０ｍ，船閘根本尺度２３０×２３×５ｍ，主要構(gòu)造形式：閘首為鋼筋混凝土底板、空箱邊墩、頭部環(huán)繞短廊道輸水、鋼構(gòu)造人字閘門及提升式平板閥門、電氣自動控制液壓啟閉機，閘室為鋼筋混凝土透水底板、扶壁式鋼筋混凝土閘墻，鋼筋混凝土上、下游護坦，上下游主副導(dǎo)航墻、靠船墩及護岸為混凝土底板漿砌塊石墻〔墩〕身。設(shè)計年通過才能為２５００萬噸。２沉降觀測目的和內(nèi)容沉降觀測是船閘建立不可無視的工作之一，通過沉降觀測，可以監(jiān)測建筑物的沉降變位情況，不但為今后的船閘底板內(nèi)力計算提供數(shù)據(jù)，進步了準確性，而且能便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況，采取措施，保證工程的平安運行。由于解臺二線船閘上、下閘首為整體塢式構(gòu)造，我省船閘建立有關(guān)部門經(jīng)過多年理論總結(jié)，目前普遍采用預(yù)留施工寬縫，將整塊底板分成三塊，待兩側(cè)邊墩澆筑完成、回填土到達所要求的高程、地基沉降穩(wěn)定后，再進展封鉸，可有效地減小底板的內(nèi)力或厚度；并能減少閘塘開挖后對地基的卸載及底板、閘墻邊墩澆筑過程中因加載而產(chǎn)生的地基升降變化。通過定期進展沉降觀測，可以掌握軟基的固結(jié)過程，用來確定預(yù)留施工寬縫對內(nèi)力的影響，同時為確定封鉸時機和地下水位控制、加載速率提供根據(jù)。沉降觀測的主要內(nèi)容是：通過布設(shè)控制網(wǎng)，按相關(guān)精度要求，根據(jù)施工分級加載實況，定期定點對塢室構(gòu)造底板封鉸前后每塊底板和每節(jié)閘室墻在建立過程中的沉降情況進展觀測，直至工程開工驗收，移交使用單位。３沉降觀測方案３．１精度指標與觀測儀器的選擇設(shè)計單位對主體工程上、下閘首及閘室塢式段施工寬縫封鉸提出的要求，其中有一條為邊墩的沉降速率〔連續(xù)１０天〕每晝夜小于０．１ｍｍ。假如按照限差為０．１ｍｍ來設(shè)計觀測方案，高差中誤差須滿足０．０５ｍｍ的要求，目前最先進的精細水準儀每ｋｍ高差中誤差只能滿足０．７ｍｍ的要求，無法滿足設(shè)計要求。經(jīng)與設(shè)計部門商討，變更為通過連續(xù)３個１０天的觀測，假如結(jié)果都不超過１ｍｍ，那么認為滿足設(shè)計要求。根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)行國家?工程測量標準?、?建筑物變形測量規(guī)程?及交通部?水運工程測量標準?中對沉降觀測的各項規(guī)定，結(jié)合解臺二線船閘工程詳細的特點，我們選擇變形測量的二級標準作為本項沉降觀測工作的精度指標，詳見表１。沉降觀測是船閘工程中精度較高的測量工作，儀器設(shè)備、布設(shè)道路、觀測方法及人員素質(zhì)等多方面都會影響觀測數(shù)據(jù)的精度。在該測量工作中我們選擇Ｓ１級瑞士ＬｅｉｃａＮＡ２／ＧＰＭ３精細水準儀，配合銦鋼水準尺進展作業(yè)，省測繪局鑒定部門對儀器的各項指標進展了技術(shù)鑒定，在作業(yè)期間我們屢次對儀器ｉ角差進展檢核，為觀測工作提供了技術(shù)保證。３．２觀測道路的布設(shè)３．２．１水準基點、工作基點的設(shè)置水準基點由測區(qū)原有等級水準點〔設(shè)計部門提供〕ＢＭ〔３３．２２６ｍ〕、Ｇ２〔３２．６５２ｍ〕組成，該兩點高程數(shù)據(jù)經(jīng)屢次聯(lián)測檢核，高差誤差均小于１．０ｍｍ。且兩水準基點均位于一線閘管理區(qū)較為偏僻地方，是一線閘施工期間〔１９５８～１９６１年〕設(shè)置的，點位穩(wěn)定可靠。我們以觀測條件較好的ＢＭ作為主基點，Ｇ２作為校核點。利用原一線船閘南側(cè)〔二線閘施工區(qū)外側(cè)〕閘墻一個沉降釘〔Ａ９〕作為工作基點，與ＢＭ、Ｇ２形成一個閉合環(huán)，檢測起始數(shù)據(jù)的正確性。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.３．２．２觀測點的布設(shè)上、下閘首及閘室塢式段均在邊墩底板及施工寬縫的兩端各布設(shè)８個沉降釘計２４個觀測點；閘室１４節(jié)扶壁段均在閘墻底板兩端各布設(shè)４個沉降釘計５６個觀測點；沉降釘?shù)闹谱鞑捎茫矗埃悖恣叮保嘎菁y鋼頂端焊接鍍銅半球圓帽加工而成，埋設(shè)時配以斜筋焊接在底板面層及豎向鋼筋上，頂端突出砼外表１．５～２．０ｃｍ左右，以保證點位穩(wěn)固。由工作基點Ａ９至觀測點道路根本沿閘塘外圍原狀土上設(shè)置，中間轉(zhuǎn)點全部埋設(shè)測樁，采用５０～１００ｃｍФ２０螺紋鋼打入土層，外表澆筑２０～３０ｃｍ厚砼，進入閘塘邊坡段，除轉(zhuǎn)點采用同前設(shè)置外，測站架鏡的位置也埋設(shè)３０ｃｍ厚砼，以保證觀測時儀器的穩(wěn)定。整個觀測線路由ＢＭ、Ａ９和１４－２、１２－４、１０－２等１１個觀測點形成一個整體閉合環(huán)，全長１．３２ｋｍ，３６測站，不在道路上的其他觀測點，由其鄰近觀測點固定觀測。３．３觀測方法及考前須知本次沉降觀測工作采用精細幾何水準測量方法進展，觀測過程中，各項偏向控制及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理按照國家?建筑物變形測量規(guī)程?中各項規(guī)定執(zhí)行。進展沉降觀測過程中，須注意的幾個問題：(１)每次觀測應(yīng)遵守“四固定〞原那么，即：觀測所用儀器及水準標尺固定；觀測人員固定；觀測道路固定；觀測環(huán)境和條件根本一樣。(２)水準儀ｉ角是一個變化值，每次作業(yè)前，對ｉ角進展檢查，假設(shè)發(fā)現(xiàn)ｉ角大于１０秒，應(yīng)及時進展檢驗校正。(３)布設(shè)觀測道路時，前后視距不超過４０ｍ，前后視距差不超過１．０ｍ，以控制ｉ角的誤差影響，同時進步觀測時的明晰度。(４)觀測時間及環(huán)境：不在日出前后１小時、中午時分進展觀測，更不能在大風(fēng)或有霧的情況下進展觀測。(５)為保證水準尺氣泡穩(wěn)定居中，自制一些簡單的水準尺輔助標桿，以使扶尺員快速穩(wěn)定地豎直標尺，進步觀測效率。３．４觀測周期船閘底板根底是分段施工的，為及時掌握加載后的初始觀測值，在每節(jié)底板澆筑混凝土終凝后，即開場初始觀測，因此不同底板上沉降觀測點的初始觀測日期是不一樣的。對于建筑物變形觀測周期，有關(guān)測量標準、規(guī)程都沒作統(tǒng)一規(guī)定，我們根據(jù)以往同類型船閘經(jīng)歷，結(jié)合本工程閘室墻采用龍門架支撐大模板一次到頂澆筑砼的施工方案，分析根底加載的情況，制定如下觀測周期：施工初期２０天，封鉸前期至封鉸期間１０天，封鉸后至觀測點移測到閘室墻頂部３０天。船閘主體建筑物施工期間，如遇到特殊情況〔回填土與地下水位發(fā)生較大變化，底板或墻體產(chǎn)生裂縫，沉降縫兩側(cè)出現(xiàn)較大不均勻沉降等〕，應(yīng)立即進展逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，及時提供觀測數(shù)據(jù)，確保建筑物平安。４沉降觀測成果從２０００年５月至２００２年１月，共完成４０次沉降觀測〔２００１年６月２６日以后移測到閘室墻頂部觀測〕，閉合環(huán)線的高差閉合差在－０．３～＋１．５ｍｍ之間，滿足二等水準測量精度要求。沉降觀測成果數(shù)據(jù)見表２。５結(jié)論和體會(１)觀測數(shù)據(jù)說明，本工程整個施工階段根底的下沉量及回彈量的變化與施工順序、地基上的加載大孝施工進度、地下水位情況等親密相關(guān)。(２)沉降觀測資料反映施工階段的實際沉降量，難以與設(shè)計部門提供的理論預(yù)留沉降量相符，其主要原因是理論計算假設(shè)條件與上述施工條件變化出入較大，計算無法考慮施工期各種動態(tài)的影響因素，另外地質(zhì)條件復(fù)雜。目前理論計算雖考慮土體的固結(jié)過程，把地基作為粘彈性模型進展計算，但由于計算參數(shù)隨不同土質(zhì)而不盡一樣，難以正確選取，故只有通過現(xiàn)場觀測，采用反分析法來確定計算參數(shù)，才能為設(shè)計提供有效的數(shù)據(jù)。(３)由于累計沉降量均與初始觀測值相關(guān)，因此初始觀測值的準確性極為重要，每個觀測點的初始觀測值必須采用最初連續(xù)兩次觀測結(jié)果的平均值。(４)船