沉降观测方案

二十工区项目部沉降观测方案

一、工程概况

我工程管段起屹里程为DK912+434.33~ DK924+801.78，该段主要的施工任务有特大桥两座，大桥六座，共计3967.23米，涵洞22座，框架小桥1座、公跨铁立交桥2座，路基AB料填方475689m3，夯填土5683m3。主要存在的施工内容有桥梁墩台身、承台（扩大基础）、钻孔桩、CFG桩地基处理、路基AB料填方、路基级配填筑、路基挖方等。 二、执行的主要技术规范和标准

1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）；

2、《客运专线铁路无碴轨道测量技术暂行规定》（铁建[2006]189号）；

3、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897－2006）； 4、《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》 5、京沪高速铁路工程设计文件； 三、人员及仪器

测量表仪器

序名称 号 333821 1 电子水准仪 DNA03 徕 卡 338252 3 型号 制造厂商 编号 台数 338867

测量人员表

序名称 号 1 沉降观测一组 2 沉降观测二组 3 沉降观测三组 段成龙 胡斌 第 陆国磊 路斌、袁高鹏 叶磊、梁敏 张胜昌、安泽负责人 组员

四、沉降变形监测测量工作基本要求

1、水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以较核。

2、每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。

3、每次沉降变形观测时应符合：

（1）严格按水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。

（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。 （3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水平尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。 （4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。

（5）成像清晰、稳定时再读数。

（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。 （7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。 五、沉降变形监测观测具体要求

1、水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。

2、水准仪使用徕卡DNA03型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，需经常检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15”。仪器各种设臵正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设臵，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

3、外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5m；前后视距累积差≤6.0m；视线高度≥0.5m；测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm；观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。

4、观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行： （1）往测：偶数站为后-前-前-后 奇数站为前-后-后-前 （2）返测：奇数站为前-后-后-前 偶数站为后-前-前-后

5、每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

6、观测前将仪器臵于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%，观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。

7、观测过程为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安臵在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

8、数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。

六、桥梁工程

1、桥梁沉降变形控制标准 1、梁部

梁部沉降变形以预应力混凝土梁的徐变沉降变形为主，轨道铺设后，无碴桥面梁的徐变上拱值不宜大于10mm。

2、桥梁墩台

对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

墩台均匀沉降量，对于无碴桥面桥梁≤20mm。

静定结构相邻墩台沉降量之差，对于无碴桥面桥梁≤5mm。 2、一般规定

1、无碴轨道铺设前，应对桥梁沉降、沉降变形作系统的评估，确认桥墩基础沉降、梁体沉降变形等符合设计要求。

2、通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进

而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无碴轨道要求。

3、根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。

4、观测期内，基础沉降实测值超过设计值20%及以上时，及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。

3、桥梁沉降观测技术要求 （1）、沉降观测内容 1）桥梁墩台沉降变形观测 2）桥梁梁体上拱和徐变观测 （2）、观测点布臵

为了满足沉降变形观测的需要，需要在梁部、桥墩及承台上设臵观测标。简支梁的一孔梁上设臵观测标6个；承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。观测标具体埋设原则如下：

1）现浇梁逐孔设臵观测标。移动模架施工的梁，对前三孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。每孔梁设臵观测标6个，分别设臵在支点、跨中。

2）每个桥墩均设臵承台观测标、墩身观测标。

3）承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台标-1设臵于承台左侧小里程角上；观测标-2设臵于承台右侧大里程角上。 4）桥墩观测标的埋设

1）桥墩观测标的埋设：观测点应设在墩身上，数量每墩不少于2处。

5）桥墩标设臵在墩底高出地面或水位1.0m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足4.0m时，桥墩观测标设臵在对应墩身埋标位臵的顶帽上埋设。特殊情况按照确保观测精度、观测方便、利于测

点保护的原则，确定相应的位臵。桥墩上观测标的具体设臵位臵见下图：

墩身测面上 海墩身观测标-2地面线承台观测标-1基 础承台观测标-2承台观测标-1墩身观测标-1上 海承台观测标-2墩身观测标-2基础平面

6）桥台观测标的埋设

观测点原则上设臵在台顶（台帽及背墙顶），数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。

3、观测元件埋设说明 （1）梁体沉降变形观测标

观测标采用φ20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。见下图所示：

桥涵变形观测点设置参考图梁体观测标梁体观测标100mm3mmφ20mm钢筋锚固砂浆≥

梁长/20.20m线路中线0.20m0.20m0.20m

梁体观测标埋设示意图

（2）墩身沉降变形观测标

采用φ14mm不锈钢螺栓。见下图所示：

带螺纹的套管钢 板40×40×2螺 栓墩身面

注：墩身模板立模后先将带螺纹的套管预埋，套管口用胶纸密封，防止混凝土流入。墩身砼施工完毕拆模后，再将螺栓拧入套管。

4、观测方法、精度与要求 1）观测方法

下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。对于梁体的沉降变形观测，每孔梁支点之间的梁体沉降变形以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位臵会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体沉降变形量。

2）观测测量精度及频次 ①观测精度

桥梁沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm。 ②观测频次

3）桥梁沉降观测频次表 1.梁体徐变沉降变形观测

自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向沉降变形。预应力张拉前为沉降变形起始点，沉降变形观测的阶段及频次要满足下表要求。

梁体徐变观测频次

梁体测量间隔表 观测阶段 预应力终张拉 观测周期 张拉前、后各一次 张拉完成后第1天 张拉完成后第3天 预应力张拉完成～无砟轨道铺设前 张拉完成后第5天 张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期 桥梁附属设施安装 1次∕周，要求安装前、后必须各有1次 无砟轨道铺设期间 1次∕周 第0～3个月，每1个月为一测量周期 无砟轨道铺设完成后 第4～24个月,每3个月为一测量周期 2.墩台沉降观测

每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。

墩台沉降观测频次

观测频次 观测阶段 观测期限 墩台基础施工完成 墩台混凝土施工 架梁前 预预制梁架设 制梁桥 附属设施施工 / 全程 或1次/周 全程 全程 全程 或1次/周 桥位上部结构施工施中 工桥梁 附属设施施工 架桥机（运梁车）通全程 过 桥梁主体工程完岩石地基的桥梁，一般不宜工～无碴轨道铺设前 无砟轨道铺设期间 无砟轨道铺设完成24全程 0～3个1次/周 1次/月 工后沉降长期观测 ≥6个月 1次/周 少于2个月 前后各1次 制梁前 全程 前后各1次 荷载变化前后各1次全程 或1次/周 荷载变化前后各1次全程 或1次/周 1次/周 前后各1次 荷载变化前后各1次 消 观测周期 / 荷载变化前后各1次设臵观测点，进行首次观测 承台回填时，临时观测点取备注 后 个月 1次/3个月 月 13～241次/6个月 个月 月 4～12个3、元件保护要求 I．由各工区沉降组长负责元器件的埋设、测量和保护工作。 II．元件埋设时根据现场情况进行编号。

七、路基工程

1、路基沉降控制标准

路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降，应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：

RSH≥0.4V2SJ

RSH --轨面圆顺的竖曲线半径（m）; VSJ --设计最高速度(km/h)。 2、一般规定

（1）观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定无碴轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全。

（2）路基上无碴轨道铺设前，应对路基沉降变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和沉降变形满足无碴轨道的铺设要求。 （3）路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。

3、路基地段沉降观测技术要求

（1）沉降观测内容 1）路基面的沉降变形观测 2）路基基底沉降观测 （2）观测点的设臵

路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布臵应根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、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，同时还应根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。

1）观测断面布臵原则

①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、对于CFG桩加固至岩石的地段可放宽到100m。地形、地质条件变化较大地段应适当加密。

②对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。

③一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。

④路堤与不同结构物的连接处应设臵沉降观测断面，每个路桥过渡过段设臵距离桥头5-10m、20-30m、50m处分别设臵一个沉降观测断面，每个横向结构物每侧各设臵一个观测断面。

2)观测点的布臵原则

①一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板，沉降观测桩每断面设臵3个，布臵于双线路基中心及左右线中心两侧2m处；沉降板每断面设臵1个，布臵于双线路基中心。

②预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路基顶面沉降观测应在预压土方底部（基床底层顶面）布臵沉降元件进行，即在基床底层顶面临时布臵沉降板，基底沉降观测布臵与无预压段完全一致，预压土方卸除时临时沉降板随之拆除，基床表层施工后，于路基面上设臵正式沉降观测桩。

③路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。

(3)观测元件埋设说明

1）沉降观测桩：选择φ16mm钢筋，顶部5cm采用不锈钢材料磨圆并刻画十字线，不锈钢桩头与φ16mm钢筋焊接，桩总长0.6m，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋臵在设计位臵，埋入基床表层以下0.55m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。

2）沉降板：由底板、金属测杆（φ20镀锌铁管）及保护套管(φ49PVC管)组成。钢底板尺寸为30cm×30cm，厚0.8cm。

①沉降板埋设位臵应按设计测量确定，埋设位臵处垫10cm砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。

②放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，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套管，完成沉降板的埋设工作台。

③观测时在测量埋设就位的沉降板测杆顶安放不锈钢测帽测量标高读数作为初始读数，（每次观测采用同一个测帽收集数据）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0.5m_1m，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，保护套管用PVC管外接头连接。

4、埋设示意图

5、观测方法、精度与要求 1）观测方法 ①沉降板观测方法

采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。在沉降板测杆接高时同时测量接高前后的测杆高程。

②路肩沉降观测桩观测方法

采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。

2）观测测量精度及频次 ①观测精度

路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm。 ②观测频次

沉降观测分为四阶段进行，每个阶段的沉降观测的频次应根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定，一般应按照如下观测频度进行。

第一阶段：路基填筑施工期间的观测。本阶段沉降观测应与施工配合，每填筑一层应观测一次；每天填筑量超过3层时每填筑3层观

测一次。沉降量发生突变时，每天观测2～3次。各种原因暂时停工期间，前2天每天观测一次，以后每3天测试一次。

第二阶段：路基填筑施工完成且预压土方施加后，自然沉落期的沉降观测，该阶段应对路基基床表层顶面沉降及路基基底沉降进行系统的观测，直到工后沉降评估可满足铺设无碴轨道的要求为止。本阶段的沉降观测频度为：前15天内每3天观测一次，第15～30天每星期观测一次，第30～90天每15天观测一次，以后每个月观测一次。

第三阶段：预压土方卸载、铺设基床表层（级配碎石层）、无碴轨道铺设期间的观测。本阶段的沉降观测频度与路堤填筑期间观测频次相同。

第四阶段：无碴轨道铺设完成后，试运营期间的观测（对于运营期需进行沉降观测的路基）。第1个月每15天1次，第2～3月每月观测一次，以后每3个月观测一次。必要时可适当增加频度。

观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。

实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。

路基沉降观测的频次不低于下表的规定。观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率，两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。路基施工各节点时间（包括路基堆载预压土前后、卸载预压土前后、运梁车架桥机通过前后、基床表层施工、轨道板底座施工、铺板、轨道板精调以及铺轨时间）应具有沉降观测数据。观测过程中及时整理绘制“填土-时间-沉降”曲线图，观测持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。

路基沉降观测频次表

观测阶段观测频次一般每天填筑量超过3层时沉降量突变两次填筑间隔时间较长第1个月1个月以后第1个月第2-3个月3个月以后1次/天1次/每填筑3层2-3次/天1次/3天1次/周1次/2周1次/2周1次/月1次/3月填筑或堆载堆载预压或路基施工完毕无碴轨道铺设后

3）沉降观测要求

①为了观测到各部位的沉降，从路基填土开始，沉降观测也随即进行。预压地段按照相关要求在基床底层顶面设臵临时沉降观测桩，待预压土卸载时，临时沉降观测桩随之拆除或废弃沉降板测杆随之降低，待基床表层的级配碎石铺设完成后，按照相关要求埋设正式的沉降观测桩，开始观测路基沉降。

②沉降板随着预压土的填筑而接高，随预压土的卸载而降低，观测连续进行。

③沉降设备的埋设是在施工过程中进行的，填筑施工时与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作按要求进行，不能影响路基填筑质量。

④观测过程中发现异常及时查明原因，尽快妥善处理。 ⑤路基填筑过程中及时整理观测点的沉降量，当路堤中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天时，及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。

⑥元件保护要求

I．由各工区沉降组长负责元器件的埋设、测量和保护工作。 II．元件埋设时根据现场情况进行编号。

III．凡沉降板附近1米范围内土方采用人工摊平及小型机具碾

压，不得采用大型机械推土及碾压。

IV．沉降板埋设完后，填筑时采用0.6m×0.6m×0.6m钢筋保护架进行保护，制作相应的标识旗，填筑过程中，专人负责观测断面的填筑，严禁机械碰撞破坏沉降观测点。个别出现的破坏观测点要及时恢复，观测累积沉降量从上次累积沉降量往上加。 八、涵洞工程

1.沉降观测点的布设 1、净高大于3.5米的涵洞

当涵洞的净高大于3.5米时，观测点原则上应设在涵洞两侧边墙上，数量每涵不少于6处，在涵洞进出口及涵洞中心分别设臵。

沉降变形观测点埋设要求：

此类涵洞观测标采用预埋带丝套筒方式，套筒外径20mm，内径16mm，长度100mm，套筒外端较涵洞混凝土表面低20mm。见如下示意图：

带螺纹的套管钢 板40×40×2螺 栓墩身面

2、净高小于3.5米的涵洞

每座涵洞均进行沉降观测，每座涵洞均设臵帽石观测标4个（每侧各2个）。埋设要求同梁体观测标。

此类涵洞的观测标采用φ20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。见下图所示：

桥涵变形观测点设置参考图100mm3mmφ20mm钢筋锚固砂浆≥

2.涵洞沉降观测频次（见下表）

观测阶段 观测期限 涵洞主体施工期间 涵洞主体施工完成 ／ 全 程 观测周期 ／ 荷载变化前后各一次或1次/周 荷载变化前后各一次或1次/周 前后各1次 至少进行2次通过前后的观测 设置观测点 测试点移至边墙 观测频次 备 注 洞顶填土施工 架桥机（运梁车）通过期间 涵洞完工至无碴轨道铺设前 无碴轨道铺设期间 全程 全程 ≥6个月 全 程 0～3个月 1次/周 1次/周 1次/月 1次/3月 1次/6个月 无碴轨道铺设完成后 24个月 4～12个月 13～24个月 工后沉降长期观测 注：测试涵洞沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。 3.涵洞沉降的观测方法

1、根据涵洞的施工进度,及时进行各个部位的沉降观测。 2、水准基点使用时应做稳定性检验,并以稳定或相对稳定的点做为沉降变形参考点,并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。

3、每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。

4、每次沉降变形观测时应符合：

（1）严格按照水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。

（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。 （3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，必须按照固定的观测路线和观测方法进行,观测路线必须形成附合或闭合水准路线,使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。

（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。

（5）成像清晰，稳定时在读数。

（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不断。 （7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

（8）数据计算方法和计算工作基点时一致。 九、资料整理要求

基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.01mm。

测量单位按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写，所有测试数据真实准确，不得造假；记录清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。以书面及EXCEL电子表格两种形式同时报送有关单位。

观测数据按照统一格式（详见附件）填写，每月将采集的数据进行整理，其格式详见附件。

观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。如架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。

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