麻城竹溪高速公路麻城至红安段软基沉降监测方案(最终版)

麻城-竹溪高速公路麻城至红安段（K0+966.4K43+965.82）软基沉降监测方案编制单位：武汉工业学院土木工程与建筑学院湖北华旭工程质量检测有限公司编制日期： 二一二年十二月二十八日目 录1 工程概况32 软土路基施工监测目的33 监测的基本要求33.1 监测的内容33.2 观测点布置44 监测时间阶段44.1 路堤填筑期44.2 路面结构施工期45 观测方案45.1 观测目的45.2 观测方案的编制依据45.3 软基监测重点55.4 监测项目55.5 软基监测断面设计55.6 监测频率及监控标准75.7 监测方法及精度要求75.8 主要监测仪器设备85.9 监测点的布置、埋设及监控方法96 观测方法与实施细则156.1 沉降板垂直沉降观测156.2 边桩水平位移观测166.3 测斜管观测166.4 孔隙水压力观测176.5 观测精度的保证措施187 监测工期188 信息反馈、质量体系188.1 信息反馈体系198.2 监测质量及意义198.3 质量保证体系198.4 监测人员208.5 监测小组工作内容219 资料整理及监测成果219.1 资料整理219.2 预期提交的资料229.3 监测成果的分析及反馈229.4 观测图表2210 办公设施2411 工作程序与工作制度2411.1 监控工作程序2411.2 工作制度261 工程概况本项目属于麻城-竹溪高速公路麻城至红安段，路线起点桩号K0+966.4，终点桩号K43+965.82，全长42.99942公里。线路区地形属构造剥蚀丘陵岗地区。沿线地势起伏不大，山体边坡低缓，无滑坡、崩塌等不良地质。不良地质为软土地基，在低缓的冲沟地带软土较发育。软土发育于第四系冲沟内，成因主要为冲积或淤积，山间冲沟低洼处停滞水堆积物及河流、水库沉积作用，或自白垩纪以来连续接受沉积，地表覆盖有松软饱和的第四系全新统沉积物。项目区软土零星鸡窝状分布，多分布在冲积平原地带、旧堰塘的填埋段和沟谷汇水地带中。土质均为灰黑色淤泥质粘性土，饱和、流塑-软塑状态，软土层厚1.0-6.5米不等，软基顶部硬壳层1.5-6.2米不等，其特点是埋深较浅、厚度较小，分布不连续，多呈鸡窝状，或以夹层透镜体的形式出现。考虑软土的分布范围、厚度、路堤高度、所处位置及工程可能允许的工期等各方面因素，不同的地段采取不同的加固措施。对于软土厚度小于3米无硬壳的路段，采用浅层换填处理；对于软土中夹有砂层、或软土为固结系数较大的淤泥质亚粘土、淤泥质亚砂土，采用砂垫层+堆载预压的处理方法；对于软基路段桥头、明通道两端或暗构造物等，采用粉喷桩+土工格栅+堆载预压的方法处理；而对于硬壳层较厚且路基填土高度较小的软基路段，不予处理。2 软土路基施工监测目的软基施工监测是对软土地基路堤填筑过程中或以后的地基变形动态，对路堤施工进行动态观测，并将监测结果及时反馈，从而对施工进行调整和指导，确保工程质量达到设计要求，尽可能节约投资。监测目的是在保证路堤使用的安全和稳定的前提下，根据监测数据调整填土速率，确定最佳的填土速率和应采取的相应工程措施，达到加快施工进度的目的。根据实测沉降曲线预测地基固结情况，确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间，提供施工期间沉降土方量的计算依据。3 监测的基本要求3.1 监测的内容软土路基施工监测主要包括地表沉降量、地表水平位移及隆起量。根据施工过程的情况，必要时还需监测地下土体分层水平位移量和孔隙水压。3.2 观测点布置原则上路基地段每100-200米设置1个观测断面，所有的桥头（含明通）及过渡段均设置一个观测面，桥头纵向坡脚、沿河等特殊地段均应酌情增设观测点；软土段的观测断面的间距不大于200米；对于采用排水固结法处理的断面，如果路基高度小于3米，可不进行位移边桩观测。全线共需布置约50个观测断面，具体布置方案及数量按施工图纸确定。监测断面按施工图中类型要求布设沉降板、位移边桩，如有必要，还需布设测斜管、孔隙水压计。4 监测时间阶段4.1 路堤填筑期路堤分期逐段开始填筑起，至堆载预压及卸载完毕，监测时间约18个月。4.2 路面结构施工期路基处理工作全部结束，并达到设计要求，进行路面底基层、基层及面层施工期，观测时间约6个月。5 观测方案5.1 观测目的 对沿线各个软基监控断面的填土过程进行安全监控，通过观测施工过程中的水平位移，确定加载速率，指导工程施工； 根据实际观测结果，分析地基固结状况及工后沉降发展趋势，计算工后沉降，并为卸载施工提供依据； 及时分析观测数据，确定等载或超载预压时间，推荐路面施工的合理时间，确保路面施工时不会导致路基失稳； 分段反求总沉降系数。5.2 观测方案的编制依据 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）工程测量规范（GB50026-93）公路全球地位系统（GPS）测量规范（JTJ/T066-98）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）5.3 软基监测重点通过对于麻城-竹溪高速公路麻城至红安段沿线的工程和地质条件的研究分析，对不同条件路基，不同处理方法在施工不同时段中的监测重点有所不同。 桩网复合地基处理法该方法是一种较为新颖的地基处理方法，主要是采用桩(CFG桩或粉喷桩)加固桥头地基，技术可行、经济，但是，目前工程界对桩网复合地基的力学机理尚未完全掌握，施工过程中除了要求对有关材料或结构进行质量检测外，还必须对结构在施工过程中的变形和应力、加固效果进行跟踪监测。桩网工法施工的监测重点是桩受力状态及其变形状态，以便更清楚地把握桩的设计参数的合理性，分析桩的受力机理。 塑料排水板堆载预压法堆载预压法是比较常用的地基处理方法，本工程设计采用的排水方法分别有塑料排水板、水平排水等方法，该方法经济，已被广泛用在道路、填海等软基处理工程，积累了较为丰富的工程经验。常规的边桩位移、沉降监测是堆载预压工法在工程实施中投资、进度、工期控制的不可缺少的辅助措施。堆载预压法的监测重点是路基稳定和软土的固结情况，以便控制施工填筑进度和推算卸载后的沉降情况，掌握预压加载效果。5.4 监测项目软基沉降与稳定动态观测包括：地表沉降观测、边桩水平位移及沉降。如施工方要求观测时，还包括地下土分层水平位移量（测斜）以及孔隙水压。通过断面监控，达到控制该断面路堤稳定、指导该路段路堤施工的目的。5.5 软基监测断面设计监控断面的设置原则是在各个软土段内选择填土高、软土厚度大、性质差的薄弱位置或其它典型断面作为监控断面，分别埋设沉降板、边桩位移，必要时还需埋设测斜管、孔隙水压力计。各监测段面的监控工作量布设根据软土地基方面工作经验和相关规范要求确定。同时，由于没有提供工作量布设平面图和剖面图，其具体监控断面的位置则应在沉降监控细则中根据地质资料、设计文件等详细设计。图1 观测断面仪标典型平面布置（考虑观测地下土体水平位移、孔隙水压）图2 观测断面设计图（考虑观测地下土体水平位移、孔隙水压）监测布置说明： 沉降板：公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）要求，沉降板埋置于路中心、路肩及坡趾的基底。本次设计中沉降板布置为每一断面在道中及两侧路肩各设置一个沉降板，同一断面三个沉降板。 位移观测边桩：公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）要求，位移观测边桩应埋设在路堤两侧趾部，以及边沟外缘与外线以远10米的地方。本次设计中边桩布置为每一观测断面的路堤两侧坡趾外各设置3根边桩，每一观测断面共设6根位移观测边桩。 测斜管：公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）要求，测斜管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处，测斜管底部应置于深度方向水平位移为零的应土层中至少50cm或基岩上。本次设计中如有必要监测土体水平位移，测斜管设置在每一个观测断面的路堤两侧坡趾处，管内放置测斜仪，孔深达软土层底部，且至少15m。 孔隙水压力计：公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）要求，孔隙水压力计的平面布点宜集中于路中心，并与沉降、水平位移观测点位于同一观测断面上，孔隙水压力测点沿深度布设应根据实验分析需要而确定，一般每种土层均应有测点，土层厚时一般每隔3m5m设一个测点，埋置深度应及至压缩层底。本次设计中如有必要监测孔隙水压，设置的孔隙水压力计位于每一个观测断面道中，除图中标注说明外，沿深度每3m设置一个孔隙水压力计。实际布置根据断面勘察结果作适当调整，其布置观测仪标的设计工作量为每个断面设置3套沉降板、6个位移边桩，共设置50个观测断面，计150套沉降板、300个位移边桩。如有必要，测斜及孔隙水压计另行计算。5.6 监测频率及监控标准 监测频率在路堤施工过程中各观测项目的时间和频率均相同。在施工期间，每填一层观测一次，路堤填高超过极限高度之后，每天需观测1次，因故停止施工，每3天观测1次。预压期，第一个月每3天观测1次，第二个月至第三个月每7天观测1次，从第四个月起每半个月观测1次，直到铺筑路面前。上路面期至竣工验收期间，每季度观测1次。当路堤填筑连续进行时，每天进行观测。如出现异常情况或者观测数据出现异常时加密观测。 监控标准监控标准采用孔压、沉降、侧向位移三项指标综合控制。加载期间的稳定控制标准初步制定如下，待软基监控成果出来后，再根据前期监测结果进行调整、优化。 单级孔压系数小于0.6，综合孔压系数小于0.4； 沉降速率不大于10mm/d； 侧向位移不大于5mm/d； 测斜不大于4mm/d；每一级加载完成后继续进行观测，直至达到以下稳定标准后方可进行下一级加载。 单级孔压系数小于0.4； 沉降速率小于68mm/d；根据上述标准综合判断路基是否处于危险状态，出现异常应立即通知业主采取相应处理措施。5.7 监测方法及精度要求 监测方法表1 监测方法监测项目监测对象监测方法、仪器观测目的地表沉降量路基表面地表型沉降计（沉降板），水准仪观测地表以下土体沉降总量，用于沉降管理地表水平位移量及隆起量路堤外侧土体地表水平位移桩（边桩），全站仪测定路堤侧向地面水平位移量兼测地面沉降或隆起，用于稳定检测地下土体分层水平位移量地基内部土体地下水平位移计（测斜管），测斜仪观测地基各层位土体侧向位移量，用于稳定检测和了解土体各层侧向变形以及附加应力增加过程中的变形发展情况（要求观测时）孔隙水压地基内部土体孔隙水压力计观测地基孔隙水压力变化，分析地基土固结情况（要求观测时） 监测方法表2 观测精度要求监测项目精度要求地表沉降量1.0mm地表水平位移量及隆起量地下土体分层水平位移量5.0mm孔隙水压0.25 kPa(35kg/cm2)5.8 主要监测仪器设备 地表水平位移观测选用南方测绘NTS-372Rc全站仪，该仪器的测角精度2，测距精度2mm+2ppm。 垂直位移(沉降观测)表面沉降的观测可根据不同阶段需要，采用Leica DNA03电子水准仪，N3以及S1精密水准仪、铟钢尺读测，其测量精度可达到一等水准精度，仪器精度为0.3mm/km。 深层水平位移观测采用金坛市传感器厂生产的CX-801D型测斜仪，综合精度2mm/20m，分辨率0.01mm/500mm。 孔隙水压观测采用上海华测创时测控科技有限公司生产的HC-1206型孔隙水压计，量程为0-0.1Mpa、0-2Mpa不等，分辨率为0.0001MPa。表3 拟投入本监测工程的主要仪器、设备表序号仪器、设备、名称、型号测试参数量程精度生产厂家数量1全站仪NTS-372Rc距离2.7km2mm+2ppm南方测绘4台角度22水准仪DNA、N3高程11000m0.3mm/kmLeicaWild4台3测斜仪CX-801D位移6002mm/20m金坛传感器厂4测斜管XB-CXG-76位移河北任丘新北仪器厂5孔隙水压力计HC-120孔隙水压力00.1Mpa、02MPa等0.0001MPa上海华测创时测控科技有限公司6铟钢尺沉降50m2mm国产、leica8个5.9 监测点的布置、埋设及监控方法 监测点的布置所有的观测仪标均应在地基处理后、路基填筑前埋设完毕；路基填筑必须在所有仪标完成初读数后进行。其中埋设仪器及所需钻孔费用计入报价中。监测点的具体布置按后续将要制定的监控细则进行。 基准桩的埋设用于水平位移和沉降观测的基准桩埋设在变形区以外的原状土层上，垂直于路中心线50m外。基准桩距路堤坡趾的距离一般不小于20m。水准点按二等水准的要求，设置在土质坚硬便于长期保存和使用的地点上，并埋设混凝土标石。桥角水准点采用钻孔埋设有球状顶面的水准标点。桥角水准点用三等水准往返观测，高差闭合差为4n。布设时间应在开工之后、正式观测前的施工准备阶段。布设时应根据现场情况及观测点布置情况统一布置。基准桩采用边长为20cm的钢筋混凝土预制方桩，埋置时保证打入硬土层不小于2.0m，在软土地基中打入深度不小于10m。桩周顶部50cm采用现浇混凝土加以固定，并在地面上浇筑1.0m1.0m0.2m的观测平台，桩顶露出平台15cm，在顶部预埋小段钢筋作为固定好的基点测头。基准桩的埋设如图3所示。图3 基准桩埋设示意图基准点埋设好后，进行基准点测量，精度要求达到相关规范和设计要求。之后将资料报与业主，并通告监理及施工单位，并提请各方施工时要对其进行保护。 边桩埋设坡脚水平位移观测点采用边桩法，动态观测仪表应在软土地基处理之后埋设，在观测到稳定的初始值之后再进行路堤的填筑。边桩埋设在路堤两侧趾部以及边沟外缘以外10-40m范围内，并结合稳定性分析在预测可能的滑移面与地面的切面位置布设，同一观测断面的边桩埋设在同一横轴线上。图4 边桩布置示意图边桩采用100mm100mm 1500mm的砼桩，采用预制桩，桩顶预埋小段钢筋作为测头。边桩的埋入后露出地面高度小于10cm。桩周上部50cm用混凝土浇筑固定，边桩布置如图4所示。 沉降板埋设沉降板由底板、金属测杆和保护套管组成，底部钢管用撑脚三角板焊接在沉降板中心处，节管用管箍连接，节管顶部套管上口用护管帽盖住，封住管口。采用双管式沉降标，预制好600mm600mm9mm的钢板，在钢板中央再固定钢管，钢管长200mm、直径为25.4mm，测杆直径为4cm，外套PVC管保护，套管直径为8cm。埋设于砂垫层下，软基之上。用水平尺校正其水平度，用垂球来控制其铅垂度，埋设稳固，然后做好明显标志。随着填土的增高，测杆和套管亦相应接高，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，并高出碾压面高度不宜大于50cm。同时，套管上口加盖封住，避免填料落入管内影响测杆下沉的自由度，沉降板如图5所示。600 60010600 600 (a) (b) 图5 沉降板示意图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，当第一层土压实后，在压实面上挖土坑(深度为20-30cm)，铺上5cm左右的砂垫层，层面要水平，将沉降板放在砂垫层上，管顶应低于压实面5-8cm，随即测量管顶至底板的高差，还土夯实至管顶，并测量管顶标高(初读数)，当第二层土施工完毕后，在管顶位置接上第二节钢管。观测时，每节管的顶面有上、下管顶标高，下节管顶面标高用于计算第一次沉降量，上节管顶标高作为下次计算沉降量的数据，循序逐节升高，重复上述工作。埋设时作好施工记录。 测斜管埋设测斜管是一种可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器，拟采用XB-CXG-76型高精度测斜管。钻孔：钻孔要求:定位准确；倾斜度小于1度；钻孔直径与测斜管匹配(比测斜管略大，一般采用146)。检查测斜管：下管前必须对测斜管进行检查。对外观质量较差、受力后弯曲变形、老化、受损的不合格管子，予以报废，底部测斜管用闷头封好，以防泥浆进入。下管准备：下管前计算好长度、节数。接头处打好自攻螺丝导孔(导孔直径比螺丝直径略小)。并准备好下管时固定用的麻绳或卡口。下管：用经纬仪确定导向槽的方向（与公路橫断面平行），逐节连接下管。将测斜管逐节组装井放入钻孔内。测斜管底部装有底盖，可将侧斜管内灌入适量平衡水，扶正管身，铅直缓慢压入钻孔内，当上浮力太大或钻孔缩孔时，应适当施加压力，但不可将测斜管压弯。要求侧斜管底部埋入相对硬层或30m以上，下入钻孔内预定深度后，即向测斜管与孔壁之间的间隙由下而上逐段灌浆或用砂填实，固定测斜管。另外，根据现场实际情况，孔位可以进行适当的调控。安装或埋设时，应及时检查测斜管内的一对导槽，其指向是否与欲测量的位移方向一致，并应及时修正。测斜管检查：测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净，如果条件允许，可用测头模型放人测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否有滑出导槽的现象。如果没有测头模型，可用缓慢速度将测头放入，如遇阻碍，立即拔出测头，对该测管进行必要处理或废弃重新安装，由于测斜仪的测头是贵重的仪器，在未确认测斜管导槽畅通时，应谨慎放入真实的测头。 孔壁回填：当测斜孔较浅(一般小于20m)，且埋管与观测时间间隔较长(大于两个月)时，采用细砂回填和自然塌落消除孔壁空隙。细砂回填时用长钢筋捣动，且间隔一定时间加砂，达到真正密实；当测斜孔较深，或埋管与观测时间间隔较短，此时应采用孔壁注浆的方法。孔壁注浆有管外注浆和管内注浆两种方法。管外注浆是在管壁外下注浆管，然后用水泥浆泵注入水泥浆。管内注浆则是采用特殊的注浆闷头，将其安装在测斜管底部，然后在管中接上注浆管，由下向上注入水泥浆，直至水泥浆溢出地面。孔口设置：测量测斜管顶端坐标及高程，安装保护盖，测斜管四周砌设混凝土墩，并做好标志。埋设记录：量测测斜管埋设记录包括：工程名称、测斜孔编号、孔深、孔口坐标、高程、测斜管导槽方位、导槽方向、管径、主要埋设人员、日期等，并及时做好孔口保护装置，作好记录。测量时，将活动式测头放人测斜管，使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中，沿槽滚动，活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化，如图6所示。图6 测斜管测量原理与仪标埋设示意图 孔隙水压力计埋设孔隙水压力计采用钻孔埋设法，按照规范所规定的“一孔单只孔压计”法进行，钻孔至设计要求深度后(预留30cm)，将孔隙水压力探头压入设计深度原状土层中，再向孔内放粘土封孔，重复上述步骤，完成所有孔隙水压力计埋设。具体步骤如下：埋设前的准备：将透水石放入净水中煮沸2h，排除孔隙内气泡和油物，煮沸后泡在其中，避免露出水；在探头电缆上编号，保证牢固；准备回填材料，膨胀土泥球，止水环等。钻孔：钻孔使用干钻法，直径为108146mm；埋设测头时封孔应特别细心；禁止用水冲成孔。测头埋设：测试探头在零压力时的初始频率；用塑料袋将测头带水送到钻孔边，将其连接到钻杆上；测头送入孔内水位下后将绳子上提，测头穿过塑料袋继续下放就位；测头定位后，向钻孔中倒入干净中粗砂，将测头埋入砂中；投放泥球，封孔。埋设时孔隙水压力计应紧密贴合测点土层，采用高液限粘土泥球封孔密闭，使测点土层水与上部土层孔隙水完全隔绝。孔压计埋设好后，将测头电缆线引出地面，外引电缆应编好测点号码，而后集中穿入硬塑料管埋入电缆沟，引出路基到观测房或观测箱内，必要时在电缆沟旁作好标记，以防施工时截断电缆。填写好钻孔的详细记录表，内容包括:工程名称、测点编号、测头编号、型号、埋设位置、测头初始频率、埋设人员、日期等。测试：孔压计埋设好后，应及时采用接收仪器检查孔压计是否正常，如发现异常，应查明原因及时修正或补埋。检查测试仪器是否正常；检查各测头编号，逐一接通测试；作好记录，绘制P-U-T过程线；孔压计埋设见图7所示。图7 孔压计埋设示意图 测点的保护由于监测仪器外露路堤表面，在施工过程中极易遭受施工车辆、压路机等碰撞和人为损坏，尤其在第二阶段监控时，路面施工必然会破坏表面沉降板、测斜仪、边桩等监测仪器。因此，必须采取有效措施加以保护和及时修复。对测点标杆露出地面的部分设置保护装置。在路面施工期间采取严格的防护措施，一旦发现标杆受拉或移位，立即修复，并复测，保证观测数据的连续性。断面处竖立标示牌，尽量减少外露测杆数量，沉降板观测标杆易损坏，采取双层护管保护，并在标杆上竖有醒目的警示。除沉降观测标外，其它监控仪器均引到坡脚外进行监测；外露沉降标杆先用8cm，再用20cm套管加以保护，标杆露出路基面高度不宜大于50cm。临时水准点、沉降位移校核基点应设在路堤荷载影响范围外，用无缝钢管或预制混凝土桩打入一定深度的硬土层中，四周采用现浇混凝土加以固定。为保证监控的连续性，监控设施一旦遭受碰损，施工标段应保护好现场，并立即通知监控方，协助我方进行修复、复测，并根据合同金额赔偿因此而造成的损失。在第二阶段监控，监测断面处需进行路面施工时，必须通知监控单位到场，对监控设施进行现场保护及修复、复测。仪器埋设后请业主一起向施工单位交底，宣传软基监控的意义及保护监控仪器的重要性。建议业主联合监理、监控单位及各施工单位制订仪器保护的奖惩措施，经审核后，以业主名义形成文件，发放至每个标段及监理处，并由业主贯彻落实奖惩处罚。6 观测方法与实施细则6.1 沉降板垂直沉降观测采用几何水准测量法进行沉降观测，采用精密水准仪和铟钢尺测量。 水准仪及水准尺 二等水准测量仪器采用Sl型精密水准仪，配用铟钢水准尺。水准仪各部分转动要求灵活，望远镜制动、微动螺旋作用应可靠，调焦镜运用及目镜调节不能有明显的晃动现象。每次观测前除检验圆水准器、十字丝位置正确性、自动安平水准仪补偿器灵敏度等项目外，必须正确进行i角的检验。Sl型水准仪i角不应超过15。水准尺必须牢固无损，尺底不应有松动，尺面不能有弯曲，水准尺装圆水准器。 沉降观测的外业为了提高沉降观测精度，按下列要求进行操作： 每期观测做到四个固定：固定观测人员；固定仪器及水准尺；固定后视尺读数；固定测站及转点。由于沉降量由两期观测高程之差求得，每次观测的高程即使有误差，只要固定仪器，i角校正到很小，不等差引起的高程误差可以在两期高程相减中给予消除，所求得的沉降量是正确的； 观测时使用尺垫，严禁用砖石或不设尺垫作为转点； 一测站观测高差必须用基、辅面读数，各项限差及路线允许闭合差达到二等水准要求； 每次观测结束后，及时填写沉降观测记录（见下表）。表中本次沉降量一栏，“正”号表示下沉，“负”号表示上升； 为了便于分析，在记录手薄中填上观测时的荷载名称。 沉降观测的成果整理成果整理时，首先检查手薄中的数据是否正确，观测限差是否符合要求，文字说明是否齐全。然后将数据填入表中，计算两期的沉降量和累计沉降量。为了清楚地表示时间、填土高度和沉降量之间的关系，同时绘制沉降点的时间填土高度沉降量关系曲线。6.2 边桩水平位移观测采用全站仪进行边桩位移的观测。6.3 测斜管观测 测斜管的工作原理目前测量土体内部发生水平向位移及其方向大多使用测斜仪。测斜管的工作原理是根据摆锤受重力作用为基础测定以摆锤为基准的弧角变化，从而计算土体在不同高程的水平位移。当土体产生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。一般先在土体中埋设一竖直、互成900四个导槽的管子(PVC塑料管) 管子在土体中受力后发生变形，这时将测斜仪探头放入测斜管导槽内，放入测斜管内的活动测头，每间隔一定距离测出的量是各个不同分段点上测斜管的轴与垂直线的夹角倾角变化Xi，而该段测管相应的位移增量Si为：SiLiSinXi，式中Li为各段点之间的单位长度。测得各分段位移后，可由测斜管底部或顶部为基准开始累加，求得任一高程处的实际位移数值。当测斜管埋设的足够深时，管底可以认为是位移不动点，管口的水平位移值n就是各分段位移增量的总和： 在测斜管两端都有水平位移的情况下，就需要实测管口的水平位移值0，并向下推算各测点的水平位移值，即：测斜管可以用于测单向位移，也可以测双向位移。 测斜管测量侧向位移 为保护测斜管测头的安全，有条件可在测量前先用测头模型下入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，检查测斜孔及导槽是否畅通无阻。如果无测头模型，应缓慢将测头放入测斜管底部。联接测头和测读仪，检查密封装置、电池充电量、仪器是否工作正常。将测头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔一定距离（通常为0.51.0m）测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。整个高度测量完毕后，将测头旋转180度插入同一对导槽，按以上方法重复再测量一次，两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两次读数应是数值接近（绝对值不超过20）、符号相反。如果测量数据有疑问，应及时补测。用同样方法可测与其垂直的另一对导槽的水平位移。一般测斜仪可以同时测量相互垂直两个方向的水平位移。 观测的技术要点测斜仪探头预先率定，数据采集仪、电缆等预先检查合格。尽量采用同一人、同一仪器观测同一测斜孔，且将电缆放置在同一槽口处观测。每次观测时，先将探头放入孔中一段时间，以消除温差影响。同一轴线正反向读数偏差不得大于规定要求，偏差过大时应进行复测，复测后偏差仍过大时应停止观测，寻找原因并及时纠正。观测时及时做好记录，检查合格后方可收线。每次观测时，同时测量测斜管孔口高程。 侧向位移观测资料的整理 侧向位移观测记录及整理内容包括：工程名称、测斜孔编号、平面位置和导槽方位、水平位移实测值、最大位移值及发生的位置与方向、位移发展速率、观测时间。由观测数据绘制位移-深度曲线。绘制位移曲线以孔底为基准点。6.4 孔隙水压力观测孔隙水压力测试采用国产振弦式孔隙水压力仪，采用频率计直接测读。振弦式孔隙水压力仪由探头、电缆、频率读数仪组成。振弦式孔隙水压力探头由压力传感器、透水石构成。压力传感器由承压膜、钢弦、壳体、屏蔽电缆等组成。当土体孔隙中的有压水通过透水石作用在承压膜上，使其产生变形从而引起钢弦应力发生变化，振弦的自振频率也相应发生变化。孔隙水压力与振弦频率的关系为：u=k(f02-f12)式中：U-孔隙水压力，KPa；K-系数，由室内率定；f0-零压力下钢弦的自振频率，HZ；f1-某时刻压力下钢弦的自振频率，HZ。电缆采用护套二芯屏蔽电缆，抗拉，抗干扰，防水绝缘性好。6.5 观测精度的保证措施 采用进口高精度水准仪观测，并在路基填筑完成后增加配测微器、铟钢尺进行观测读数，以达到二级中等精度的几何水准测量要求； 为减少误差，提高观测精度，每次观测应做到四个固定。在基本相同的环境和条件下进行观测； 对于监测所需埋设的器材如沉降板、测斜管、孔隙水压力测头、电缆连线等，均选购性能稳定、质量优良、精密度高的器材，以满足长期监测对使用年限的要求； 每次观测前对水准仪、频率计等仪器进行检测，不符合精度要求的仪器不使用，以减少仪器造成的误差； 表面沉降标及水准基点埋设在通视良好的位置，上覆浮土应人工压实，连续2-3次观测，将数据对比分析，直至判断可作为观测初值为止，才开始正式观测； 使用高精度水准仪，采用两次观测，两次读数之差大于1mm时必须重新观测，直到观测数据符合精度要求； 孔隙水压力、测斜管埋设钻孔要用粘土密封，并回填密实到孔口，待埋设时引起的超孔隙水压力消散及被扰动的土体稳定后，才可测读初始数据； 孔隙水压力电缆线须引到固定位置用塑料管进行密封，防止电缆老化引起观测误差； 保持原始数据完接，当天测量数据当天整理。7 监测工期软基监测分3个阶段，总共24个月。第一阶段：开始路堤填筑到完成时，预计12个月；第二阶段：恒载预压期，预计6个月；第三阶段：路基卸载、路面施工结束，预计6个月；8 信息反馈、质量体系8.1 信息反馈体系监测中严格遵守技术人员现场监测制度，保证监测数据的可靠性。当所测结果指标接近或超过警戒值时，应及时分析其中原因，且跟踪测量，找出变形发展趋势，并协同业主、监理方及施工单位共同准备补救措施。外业收集的数据严格按照事先打印好的表格填写。每次观测结果一般在第2天以文字形式提交给业主，若有异常情况发生，则在跟踪观测的同时，及时向业主通告有关监测结果。信息反馈体系如图8所示。监测单位监理单位施工单位设计单位业主图8 信息反馈体系8.2 监测质量及意义严格按照设计及相关规范要求，按监测方案编写监控细则，并组织实施监测。保证数据的真实可靠，及时计算分析监测资料，并将监测结果及时向业主反馈，并向监理、设计及施工等有关各方作信息通报。设计、施工及监理单位之外第四方独立监测监控的意义在于： 用富有类似工程监测经验和理论水平的专业监测单位进行本工程的施工监测，可有效地掌握控制本工程施工中的各种数据，从而指导施工方改进施工方法，控制施工进度，进行信息化施工； 专业监测单位进行本工程的施工监测，能及时快捷的掌握软基处理效果、准确地推算工期； 可有效地避免主观倾向，真实客观地反映工程处理效果，起到对工程施工监督及制衡的作用，从而提高施工质量。8.3 质量保证体系为了保证该检测项目高质量完成，在今后实施中将由一名高级职称技术人员为项目主管，一名高级技术人员为项目副主管，共同负责对本项目实施全过程的指导与督促，由4-5名高级技术人员组成监测技术小组，确保现场有3名高级技术人员。采取一人牵头分项负责的办法，组织现场测试及资料整理与分析，形成意见后提交业主。其组织机构如图9所示。项目主管表层沉降板监测小组水平位移监测小组孔隙水压力监测小组测斜监测小组技术组进行资料汇总、分析审核人（技术负责、项目主管）业 主图9 监测组织机构为加强监控工作的领导和协调工作，保证监控工作顺利开展，应成立由业主、监理、监控和施工单位组成的“软基监控工作小组”，在业主直接领导下，专门负责全线软基监控相关事宜。其组长由业主派人担任，由施工、监理、监测单位分别负责现场的施工沉降监测、监理方沉降观测、监控方沉降监测。在本监测方案征得业主同意后，应及时向监理、施工单位进行交底，并征得他们的支持、理解、配合。8.4 监测人员为了能达到有效指导路基安全、快速填筑、动态地探明加载期路基的稳定性，且为后期卸载提供可靠依据，我单位将选派有丰富监控经验的技术人员担任本次监控任务。根据本工程施工进度需要，将拟先后派驻20余人参与本监控任务，主要监控技术人员见表4， 表4 参加本项目的主要技术人员一览表序号项目中任职姓 名职务/职称年参加工作时间1项目主管何晓明院长/教授8个月2技术负责何 翔院长/副教授8个月3测量负责陆海军副教授10个月4边桩位移观测程英伟工程师10个月5沉降观测刘存荣工程师10个月6资料整理分析邹汉雄工程师8个月7仪器维护徐伟琦工程师10个月8野外观测王爱国工程师10个月9野外观测魏宗琦工程师10个月10野外观测谢光见工程师10个月11野外观测赵会彦工程师10个月12野外观测王 威工程师10个月13野外观测鄢小英工程师10个月14野外观测夏发意工程师10个月15野外观测易 文工程师10个月 注：另投入技术工人6人。8.5 监测小组工作内容首先必须弄清地质情况，了解施工要求，理解设计意图后，制定详细监测工作布置方案（细则），待业主审批后，按方案细则要求进行准备工作。仪器埋设就绪后，监测小组成员严格按照制订的方案进行监测。填土后，立即进行动态跟踪观测，经监控小组判别，反馈路堤稳定信息，若监控指标超标，则报监控领导小组，采取相应的停卸载等措施。在取得强度增长规律后及时提出调整填土计划，总结本阶段监控成果，向业主汇报。监测工作是指导路基安全稳定填筑到设计高度的基础，监测设施的保护就显得尤为重要。施工单位务必做好现场指挥管理工作，发现仪器损坏及时通知监控单位，并协助其进行仪器的恢复和复测工作。监控单位将仪器实际损坏数量统计成表，每月上报业主确认，并由业主形成文件下发给各施工单位，其赔偿费用按合同金额在下个月支付给监控单位，从而确保监测数据更有效的指导路基填筑。9 资料整理及监测成果9.1 资料整理监控资料要求当天整理及时分析，形成监测报告，并将监测成果反馈给业主或监控领导小组，由监控领导小组通报给设计、监理和施工单位，以便加强对填土施工的指导和控制。每周向业主提交1份观测资料表格，通报观测情况及初步意见，供参考使用。每月向业主提交一份监控报告，并在监控工作完成后2个月内提交最终总结报告。也可根据工程施工进度情况，按业主的要求及时提供阶段分析报告。一般每周汇报一次，如发现异常，及时将结果汇报，具体要求如下： 沉降板：绘制沉降时程曲线，根据沉降速率提供合理的加载速率，推算最终沉降量固结度、残余沉降及沉降差，提出合理的卸载时间。 边桩位移和测斜：绘制位移时程曲线，根据位移速率提供合理的加载速率，分析路基整体稳定性。 孔隙水压力：绘制孔压时程曲线，根据孔压荷载比分析提出合理的加载速率、推算固结度、提出合理的卸载时间。9.2 预期提交的资料 各类监控成果表； 沉降观测：沉降速率时间、荷载变化关系曲线； 地面位移：水平位移时间、荷载变化关系曲线； 土体内部垂直、水平位移监测（要求观测时）：垂直、水平位移随深度变化曲线； 孔隙水压力观测（要求观测时）：孔隙水压力时间、荷载变化关系曲线； 监控分析报告。9.3 监测成果的分析及反馈在外业取得监测数据后，应及时用公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）规范规定的方法进行分析整理，同时利用本行业内共同认可的计算方法（如Asaoka法和指数曲线法）进行计算对比，从而得出较为科学的成果。当所测结果指标接近或超过警戒值时，应及时分析其中原因，且跟踪测量，找出变形发展趋势，并将结果及时向相关单位反馈。观测结果一般在第2天以书面形式提交，如有异常，则应在跟踪观测的同时，及时向各方通报。9.4 观测图表麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理沉降观测记录表沉降板编号 路槽底面标高 m 地基处理方法 埋设桩号 原地面标高 m 设计总沉降量 mm观测日期填土顶面标高(m)累计填土高度(m)接管顶标高(m)本次沉降量(mm)累计沉降量(mm)荷载名称备注麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理沉降板观测成果报表沉降板号：日期天数填土厚度累计沉降(m)(mm)计算：校核：麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理XX断面沉降观测结果观测日期填土高度沉降板沉降值（cm）（m）C1C2C3C4C5C6剖面沉降曲线计算：校核：麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理孔隙水压力观测成果报表孔压计编号：日期天数A孔压力B孔压力荷载(kPa)(kPa)(kPa)计算：校核：麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理测斜仪观测成果报表点号：日期编号埋深填土厚度（m）本次位移量（mm）累计位移量（mm）位移深度曲线计算：校核：麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理XX断面边桩位移监测结果观测日期时间填土高度边桩位移值（mm）（d）（m）B1B2B3B4B5B6计算：校核：麻城-竹溪高速公路麻城至红安段地基处理XX断面边桩沉降观测结果观测日期填土高度边桩沉降值（mm）（m）B1B2B3B4B5B6剖面沉降曲线计算：校核：10 办公设施根据本工程的特点和需要，我单位拟投入以下办公设备及设施。表5 拟投入的办公设施及设施序号名称规格型号数量备注1工具车2辆2计算机台式P42台3笔记本计算机P44台4激光打印机hp10102台5传真电话机2部6对讲机4km8套7复印机1台8其他设施另计11 工作程序与工作制度11.1 监控工作程序 水准点及水平位移（边桩）观测基点布设、观测； 沉降板设置、观测； 孔隙水压力计布设、观测（要求观测时）； 测斜仪布设、观测（要求观测时）。预压期监测满足卸载要求专家会议制定卸载标准采取处理措施求再处理卸载是否否否监测数据后处理系统制定监测细则地质资料、设计文件监测仪器埋设业主审核根据极限填土高设计第一阶段填土计划初测值调试短期内达稳定状态不同意修改方案短期内不能达稳定状态填第一层土进行动态跟踪测试路堤稳定停载采取处理措施不满足监测指标满足监测指标要求取得强度增长规律总结本阶段监测成果计划下一阶段填土计划填土标高设计要求稳定不稳定调整填土计划向业主汇报是图10 监测工作流程图11.2 工作制度为保证监测工作的顺利完成，监测工作人员必须遵守以下工作制度：监测人员、监测仪器、监测基点及监测方法均要相对固定；每天工作前必须对仪器设备进行校正检查；外业观测必须认真负责，每个数据必须经过三次校核，观测记录必须用铅笔书写，工整认真，不得更改；野外观测记录、数据及时整理，成果报表的整理必须符合观测实际不得更改，整理成果要及时反馈；工作人员如需外出必须向现场负责人请假；居住及工作环境卫生健康、整洁有序；遵守国家法律法规和当地的各项制度。26