CN106017409A - 一种地基沉降观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地基沉降观测方法，采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测；所述多点位移计埋设方法包括：在测点位置进行准确测量放样后进行钻孔进行埋设；将PVC管、PVC接头、单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，并穿好提绳；将穿好提绳的PVC管、PVC接头、单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固。本发明采用堆载预压方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测，根据填土高‑时间‑沉降量曲线图进行曲线拟合预测工后沉降，确定不同填土区域的沉降量，观测准确，用于指导设计及施工可确保工程措施合理，投资经济。

Description

一种地基沉降观测方法

技术领域

本发明属于工程勘探或地基处理领域，尤其涉及一种地基沉降观测方法。

背景技术

铁路整体道床施工过程中如果填方未采用分层碾压的施工工艺，填料类别混杂，填方土体物理力学性质差异较大，且填方高度大，基底覆盖土层厚，填土变形较大且不均匀，仅采用理论分析及工程经验进行设计，存在较大的安全隐患，对工程建设决策及投资影响巨大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地基沉降观测方法，旨在解决填料类别混杂，颗粒级配变化显著，填方土体物理力学性质差异较大，且填方高度大，基底覆盖土层厚的铁路道床，采用现有地基沉降观测方法观测时难以准确掌握地基变形规律及准确预测地基工后沉降。

本发明实现途径为，所述地基沉降观测方法采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测；

所述多点位移计埋设方法包括：

在测点位置进行准确测量放样后进行钻孔进行埋设；

将PVC管、PVC接头、单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，并穿好提绳；

将穿好提绳的PVC管、PVC接头、单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固。

进一步，所述多点位移计埋设方法具体包括：

步骤一、堆载完成后，在测点位置进行准确测量放样后进行钻孔，钻头在预装完成后再拔出并进行埋设；

步骤二、根据钻孔的深度和所测土层高程计算出每截PVC管的长度和提绳的长度，根据每截单点沉降单元测量高程连接不同长度的提绳，提绳上做好标示，标示包括层号编号和用途，然后将PVC管、PVC接头、单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，并穿好提绳；

步骤三、将穿好提绳的PVC管、PVC接头、单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固，安装时不能让控制胀开机构的提绳受力，由下至上提起每一个控制胀开机构的提绳，胀开机构胀紧在设计测点位置，锯掉多余的PVC管和提绳，盖上孔盖。

进一步，所述沉降观测板由钢板或C15钢筋混凝土预制底板、测杆和保护套管组成；

所述钢底板，底板置于现有场坪面上，测杆采用钢管，与底板固定在垂直位置上，保护套采用塑料套管，测杆顶面应略高于套管上口，测杆顶用顶帽封住管口，沉降板埋设位置处以砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度。

本发明采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测，沉降观测要求按《国家一、二等水准测量规范》一等水准测量的技术要求施测，根据填土高-时间-沉降量曲线图进行曲线拟合预测工后沉降，确定不同区域、不同厚度填土的沉降量，操作简便直观，观测数据准确，与现有技术相比提高了30％；观测结果用于指导工程设计及施工，可验证工程措施的合理性，能够显著节省工程投资，与现有的观测方法可以节省投资20％。

附图说明

图1是本发明实施例提供的地基沉降观测方法流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

一种地基沉降观测方法，采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测，沉降观测要求按《国家一、二等水准测量规范》一等水准测量的技术要求施测，根据填土高-时间-沉降量曲线图进行曲线拟合预测工后沉降，确定不同区域的沉降量。

实施例一

中石油云南石化铁路专用线厂区铁路位于云南省安宁市草铺镇南约1km，东距安宁市主城区约10km。该场区属滇中高原构造侵蚀溶蚀切割地貌之丘陵地带，以中低山为主。场地范围地形起伏较大，原始地面标高1884m～1937m，相对高差约53m。

目前厂区铁路整体道床区域在炼油厂场地平整中已同步填筑，场坪面高程大致在1901m左右，距设计轨顶高程2～3m。场坪填筑采用填料为场地整平开挖的挖方弃碴，以全风化基岩及残、坡积土组成，与碎石混杂，填筑时未经过分层碾压，仅在1897.4，m及1900.4m高程处采用1～2遍强夯进行处理，各区域强夯夯击能如下表：

序号	加固区	夯击能(kN·m)
			1	Ⅰ-A区	4000
2	Ⅰ-B区	6000
			3	Ⅰ-C区	8000
4	Ⅰ-D区	12000
			5	Ⅰ-E区	15000
6	Ⅱ-A区	3000
			7	Ⅱ-B区	4000
8	Ⅱ-C区	6000
			9	Ⅱ-D区	8000
10	Ⅱ-E区	12000

沉降控制标准：整体道床(含过渡段)及前后10m范围工后沉降一般地段不应大于20mm。

沉降观测的目的：由于整体道床对沉降控制要求非常严格，因此路堤地段对填料类型、压实标准、填方高度及基底土的压缩模量等指标均提出了较高的要求。目前厂区铁路整体道床区域路基填土与炼油厂场地同步实施，填方未采用分层碾压的施工工艺，填料类别混杂，填方土体物理力学性质差异较大，且填方高度大(最大填方高度约15m)，基底覆盖土层厚(最大覆盖土层厚度约20m，均为硬塑状)度不一，仅依据理论分析及工程经验进行设计，存在较大的安全隐患，对工程投资影响巨大。因此建议采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测，确定不同填土区域的沉降量(施工期及工后沉降)，指导工程设计及施工，验证工程措施的合理性，达到节省工程投资的目的。

(一)观测基准点设置：应设置不少于3个基准点(基桩)用于沉降观测，基准点必须置于不受填土荷重影响的稳定地基内，在观测期间必须采取有效措施加以保护。

(二)堆载

1、堆载范围

(1)ZCK3+960～ZCK4+000段线路左侧13.75m～线路右侧85.75m(不含放坡范围)；

(2)ZCK4+180～ZCK4+220段线路左侧51m～线路右侧85.75m(不含放坡范围)；

2、堆载高度：堆载顶面高程均为1907.9m；

3、堆载要求：

填土可利用场地平整施工开挖弃碴(有条件时可用A、B组填料，堆载及沉降观测结束后可就近用于路基基床部分填筑)，大致碾压平整即可，堆载及沉降观测结束后需挖除外运；

(三)沉降观测板

1、观测板设置：观测板设置位置详见附表一。观测板设置位置见下表：

2、沉降观测板技术要求：沉降板由钢板或C15钢筋混凝土预制底板、测杆和保护套管组成，钢底板尺寸为50cm×50cm×1cm，钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm×5cm，底板置于现有场坪面上。测杆采用钢管，与底板固定在垂直位置上，保护套采用塑料套管，套管尺寸以能套住测杆并使标尺能进入为宜，随着填土的增高，测杆和套管亦相应加高，每节长不超过50cm。接高后测杆顶面应略高于套管上口，测杆顶用顶帽封住管口，避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度，顶帽高出碾压面高度不大于50cm。沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度，确保测杆与地面垂直。

3、沉降观测要求按《国家一、二等水准测量规范》一等水准测量的技术要求施测，根据“填土高～时间～沉降量”曲线图进行曲线拟合预测工后沉降。

(四)多点位移计

1、多点位移计孔位布置、孔深及各测点埋设仪器详见下表：

2、多点位移计埋设方法包括：

S101、堆载完成后，在测点位置进行准确测量放样后即可进行钻孔，孔径为钻孔垂直度偏移容许值为±2°，为避免缩孔或塌孔等现象，钻头应在预装完成后再拔出并立即进行埋设；

S102、堆载完成后，根据钻孔的深度和所测土层高程计算出每截PVC管的长度和提绳的长度，根据每截单点沉降单元测量高程连接不同长度的提绳，提绳上要做好标示，标示包括土层编号和用途，然后将PVC管，PVC接头，单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，建议两米一截用手电钻引钻PVC管自攻螺丝孔，并穿好提绳，提绳尽量不要缠绕。

S103、将穿好提绳的PVC管，PVC接头，单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固，安装时特别注意不要让控制胀开机构的提绳受力，以免胀开机构未到测量高程就胀开，由下至上提起每一个控制胀开机构的提绳，胀开机构胀紧在所需位置，锯掉多余的PVC管和提绳，盖上孔盖，多点位移计孔底应进入基岩面以下不小于0.5m。

3、多点位移计观测与数据记录、整理：

(1)作好分层沉降计安装记录，存档。其内容包括，该段面里程、单点沉降计埋设的具体位置、埋设锚头深度、实验编号、单点沉降计编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员。

(2)制作好相应的标示牌，插在孔盖位置及传输电缆布线位置，以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管，以防分层沉降计因施工或自然因素而破坏。

(3)在分层沉降计安装好后3-5天内，孔盖上部不能碾压。待缩孔后采用读数仪对安装时的初始位移量进行测试，按照要求做好分层沉降计的埋设台帐

(五)观测技术要求：自堆载填筑完毕后，第1～2月每5天观测一次，第3月每10天观测一次，以后每15天观测一次，每次观测应及时整理绘制“填土高～时间～沉降量”关系曲线图，观测时间不得少于6个月。每次观测完成后应及时提供給业主及设计单位，以便对场坪进行沉降评估，并做好存档资料。

(六)施工顺序场地平整—测量确定沉降观测板埋设位置—埋设沉降观测板—对沉降观测板进行初次观测—堆载土体—测量确定多点位移计埋设位置—埋设多点位移计—系统调试—按要求频率进行观测。

分层沉降计和孔隙水压力计在铁路专用线厂区安放位置见下表：

分层沉降计安放位置及安装深度

分层沉降计安装深度及所在土层性质

钻孔编号	FC-1	FC-2	FC-3	FC-4	FC-5	FC-6	FC-7	FC-8	FC-9	FC-10
											安放深度	12	14	10	15	9	9	15.5	14	15	12
所在土层	①	②	①	①	①	①	①	①	①	①
											安放深度	16	18	14	19	13	13	19.5	18	19	16
所在土层	①	②	①	①	①	①	①	①	①	①
											安放深度	20	22	18	23	17	17	23.5	22	23	20
所在土层	②	②	②	①	①	①	①	①	②	②
											安放深度	24	26	22	27	21	21	27.5	26	27	24
所在土层	②	④-4	②	②	②	①	①	①	②	②
											安放深度	28	30	26	31	25	25	31.5	30	31	28
所在土层	④-4	④-4	②	②	②	①	②	②	④-4	②
											安放深度	32	34	30	35	29	29	35.5	34	35	32
所在土层	④-4	④-4	②	③	②	②	④-4	④-4	④-4	②
											安放深度	36	38	34	39	33	33	39.5	38	39	36
所在土层	④-4	④-4	④	④	②	④-4	④-4	④-4	④-4	④-4

孔隙水压力计安放位置及安装深度

二次堆载前分层沉降计数据分析对于分层沉降计，由所测数据可以看出：开始一段时间内沉降量起伏比较大，且以负值为主；随着时间的推移，大部分沉降量趋于平稳，且呈增大趋势，少部分沉降量仍为负值。

孔隙水压力计数据分析

对于孔隙水压力计，由所测数据可以看出：二次堆载前后孔隙水压力值变化较明显，一般都出现了先增大，然后趋于稳定的情况。现将其数据整理如下：

由于二次堆载时，每次堆土厚度至少为0.5m，推土机将土推平的过程中会不同程度的扰动或触碰到沉降管及其附近的土层，因此对分层沉降管影响较大。在二次堆载的过程中，FC-1未进行堆载；FC-2～FC-5堆载了2m；FC-6～FC-10堆载了3m。其中FC-6、FC-8、FC-9三处沉降管倾斜较严重，其它几处略有倾斜。而沉降管的倾斜越严重，对测量结果的准确性影响越大。

实际钻孔15个，安放分层沉降计10组(共70个)，孔隙水压力计5组(共15个)，两组仪器采用相同观测频率。安装完成后每天进行一次分层沉降计及孔隙水压力计测量工作；所测数据稳定后，观测频率为两天(特殊情况除外)。

沉降观测时间表

1、分层沉降计在二次堆载前所测数据开始一段时间内起伏比较大，且以负值为主；随着时间的推移，大部分沉降量趋于平稳，且呈增大趋势，少部分沉降量仍为负值。

2、二次堆载对分层沉降计所测数据影响较大，近一个月内沉降量大部分仍为负值；

3、二次堆载对孔隙水压力计所测数据影响较明显，一般都出现了先增大，然后趋于稳定的情况。由所测数据可看出地下水含量较少。

本发明采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测，沉降观测要求按《国家一、二等水准测量规范》一等水准测量的技术要求施测，根据填土高-时间-沉降量曲线图进行曲线拟合预测工后沉降，确定不同区域的沉降量，观测准确，用于指导设计及施工可确保工程措施合理，投资经济。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种地基沉降观测方法，其特征在于，所述地基沉降观测方法采用堆载方式结合沉降观测板和多点位移计对整体道床区域进行观测；

所述多点位移计埋设方法包括：

在测点位置进行准确测量放样后进行钻孔进行埋设；

将PVC管、PVC接头、单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，并穿好提绳；

将穿好提绳的PVC管、PVC接头、单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固。

2.如权利要求1所述的地基沉降观测方法，其特征在于，所述多点位移计埋设方法具体包括：

步骤一、堆载完成后，在测点位置进行准确测量放样后进行钻孔，钻头在预装完成后再拔出并进行埋设；

步骤二、根据钻孔的深度和所测土层高程计算出每截PVC管的长度和提绳的长度，根据每截单点沉降单元测量高程连接不同长度的提绳，提绳上做好标示，标示包括层号编号和用途，然后将PVC管、PVC接头、单点沉降单元按安装顺序依次摆放于孔口，并穿好提绳；

步骤三、将穿好提绳的PVC管、PVC接头、单点沉降单元依次装入孔内，用螺丝连接牢固，安装时不能让控制胀开机构的提绳受力，由下至上提起每一个控制胀开机构的提绳，胀开机构胀紧在设计测点位置，锯掉多余的PVC管和提绳，盖上孔盖。

3.如权利要求1所述的地基沉降观测方法，其特征在于，所述沉降观测板由钢板或C15钢筋混凝土预制底板、测杆和保护套管组成；

所述钢底板，底板置于现有场坪面上，测杆采用钢管，与底板固定在垂直位置上，保护套采用塑料套管，测杆顶面应略高于套管上口，测杆顶用顶帽封住管口，沉降板埋设位置处以砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度。