客运专线路基沉降变形监测与评估.docx

参评论文
路基工程
客运专线路基沉降变形观测与评估
摘要：本文介绍了客运专线路基沉降变形观测的内容、观测断面和观测点的布设、变形观测元件的选取及埋设、变形观测的具体实施过程以及测量精度和测量频率的要求，对路基沉降评估的方法及注意事项进行了举例和详细阐述。
关键词：客运专线路基沉降变形观测评估
1前言
客运专线路基变形包括三个部分：列车动荷载作用下路基面弹性变形、列车动荷载作用下路基基床产生的累计变形、地基及路堤工后压密沉降。路基面弹性变形，是在列车动荷载作用下可恢复的变形，与基床表面支承刚度密切相关，采用强化基床，一般在1mm左右。路基基床累计变形，是基床岩土在列车荷载反复作用下出现的不可恢复的塑性变形，与基床岩土材料、动强度、动模量密切相关。采用强化基床，基床累计变形很小，其累计变形值约在1～2cm以内，累计变形率在1～2mm/年。地基及路堤工后压密沉降，受地基岩土性质及相应地基处理措施、填料性质及压实标准影响较大，不确定因素多，是工程建设管理控制的重点。
复杂和多样的环境，同样复杂和多样的岩土，以及岩土材料本身固有的不确定性和变异性，使路基工程十分复杂，路基工程的沉降变形迄今为止尚无准确的计算方法计算。因此，为有效控制客运专线路基工程的变形，必须采取措施：建立线下构筑物沉降变形观测网，采取高精度测量仪器对线下构筑物变形进行观测；采取科学有效的方法对线下构筑物工后沉降变形进行预测和评估；采取信息化施工方法，工后沉降不能满足设计要求时，应采取必要的加速或控制沉降措施。
2变形观测的内容和观测点布置
根据不同的路基高度及不同的地基条件，主要内容有：（1）路基面的沉降变形观测；（2）路基基底沉降变形观测；（3）路堤本体的沉降变形观测。
观测断面及观测点布设基本原则：
（1）路基沉降变形观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；沉降变形观测点的布设位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。
（2）沉降变形观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点保护，便于集中观测、统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。
（3）路基面变形观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m；地形，地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。
（4）一般路基填筑至基床表层顶面，而加载预压的路堤填筑至基床底层表面后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降变形观测，时间不少于6个月。根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。
（5）观测点及观测元器件的埋设位置要符合设计要求，并且埋设准确、稳定。观测期间要对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。
（6）观测断面的设置及观测内容、元件的布设应根据地形、地质条件、地基压缩层厚度、路堤高度、地基处理方法、堆载预压等具体情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定。
3变形观测元件的选取和埋设
变形观测元件的选取应满足工后沉降的评估需要以及精度要求。路基面采用沉降观测桩观测，地基面采用沉降板、剖面沉降管和电测元件相结合进行观测。
对于剖面观测管、单点沉降计等电测元件检测仪器的选配，要选用高灵敏度、高精度、高可靠性好的仪器；仪器企业厂家应具有相应的生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件，并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。
变形观测元件的埋设方法如下：
(1)沉降观测桩：
沉降观测桩的制作及埋设：采用Φ20mm底端带弯头的钢筋，钢筋原长不小于40cm，底部做成带弯钩状，观测点钢筋头为半球状，高出埋设表面5mm，表面做好防锈工作。一般路基填筑至基床表层顶面，加载预压路堤填筑到基床顶面后，挖坑埋置于设计位置，坑深30cm，边长15cm，用砂浆浇注固定，见下图1示。

(2)沉降板：
沉降板的组成：由钢底板、金属测杆（Φ40mm厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于Φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50cm*50cm，厚1cm，见下图2示。
路基沉降板的埋设：①埋设位置按设计要求的位置确定，沉降板埋在褥垫层顶部并嵌入其内10cm，采用中粗砂回填密实，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定保护套筒，完成沉降板的埋设工作。②采用水准仪按国家一等精密水准测量方法测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套筒用PVC管外接头