边坡安全防护施工与位移沉降的变形观测.doc

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1、边坡安全防护施工与位移沉降的变形观测摘 要：针对石龙水电站进厂公路标工程新增临时边坡安全防护工程中的草袋土排水沟工程和边 坡安 全防护挡墙工程，存在位移与沉降的变形情况，采用水准仪和全站仪配合专业变形观测计算软件进行变形测量，并及时对测量数据进行了变形分析，积累变形测量资料，掌握下沉和变形的规律，为竣工验收和编写竣工资料提供了可靠的变形资料。关键词：草袋土排水沟；安全防护挡墙；沉降位移观测；变形观测；数据分析1 草袋土排水沟工程和边坡安全防护挡墙工程的施工要点1.1 草袋土排水沟的简要施工工序草袋土排水沟的形式：底部宽度0.5m，下游深度0.5m，内部坡度为1:1。采用人工就地挖土或石渣装入塑

2、料袋中，人工砌筑，砌筑时要保证排水沟的工整性，并在砌体中埋设塑料布进行防渗，塑料布埋入土中大于1m，排水沟纵向坡比2%4%。1.2 边坡安全防护挡墙工程的简要施工工序1.2.1 根据设计方案计算挡墙位置，测量放线挡墙位置。按测量标定摸板的位置，组装钢质模板。调正检查无误后，固定牢固，确保砌体各部位尺寸满足设计图纸要求。将预埋的塑料排水管安装设计位置支护牢固，外露部分采用无纺布裹头。1.2.2 严格按照设计施工图纸及施工技术规范的要求进行施工，并按图纸的要求每10m采用沥青浸过的2cm木板设置一道伸缩缝。1.2.3 混凝土浇筑施工前，将基底清理干净，经监理工程师检查合格后，混凝土开始搅拌浇筑。搅

3、拌时严格按C20混凝土配合比下料，浇筑过程中采用振捣器振捣。振捣均匀，防止混凝土产生离析现象，影响混凝土强度。 图2 安全防护挡墙纵断面图 1.2.4 根据设计方案计算安装160工字钢和钢板网制作的安全防护网安装位置，测量放线工字钢位置。检查无误后，打拉线固定。工字钢网架高4.5m，埋深0.5m，横档间距1.5m，之间用同规格的工字钢连接（焊接方式），纵档间距2m，将钢板网焊接在型钢内侧。1.2.5 每段混凝土一次浇筑完成，保证安全防护网与混凝土挡墙整体稳定性好，墙顶面抹平压光。图3 安全防护挡墙横断面图 2 工程位移与沉降测量2.1 工程位移精密水准点的测设2.1.1 精密水准点的布设为了水

4、准点进行相互校核，防止本身产生变化，水准点的数目应尽量不少于3个，以组成水准网。对水准点进行高程检测，以保证沉降观测成果的准确性。在布设水准点时应考虑下列因素：a .水准点应尽量与观测点接近，其距离不应超过100m，以保证观测精度。b.水准点应布设在受振区域以外的安全地点，以防止受到振动的影响。c.水准点避免埋设在低洼易积水处及松软土地带。d.为防止水准点受到冻胀的影响，水准点的埋设深度至少要在冰冻线下0.5m。2.1.2 水准点的埋设沉降观测水准点的埋设要求，应根据现场的具体条件、沉降观测在时间上的要求等决定。根据地质条件的不同，水准点可埋在基岩内，或深埋于原状土内。石龙水电站进厂公路标工程

5、的沉降观测水准点采用的是混凝土结构标石，此种水准点标石的柱石和地盘全部用混凝土灌注，标志使用钢质镀锌以防锈蚀，在顶面上或柱上标明等级、点号。石龙水电站位于白山地区抚松县境内，所在地区内年平均气温4.3，极端最低气温-37.7，极端最高温度34.9，多年平均年降水量700mm800mm，本区最大冻结深度为1.40m。根据水准点埋设要求，水准点埋设在地下1.5m。2.1.3 水准点高程的测定沉降观测水准点高程应根据永久水准基点引测，采用等水准测量的方法测定。往返误差不应该超过1 mm（n为测站数）或4 mm（L为水准路线长度）。石龙水电站进厂公路标工程的沉降观测水准点引测自石龙水电站工程设计单位测

6、设的水准网提供的水准基点，采用等水准往返测量，多次校正后制作的混凝土结构水准标石。2.2 工程位移观测点的布置和要求观测点的位置和数量，应根据基础的构造，荷重以及工程地质和水文地质的情况而定。高层建筑物应沿其周围每隔1530m设一点，由沉降缝的结构物应在沉降缝两侧设观测点。观测点的密度视结构物质重量及地基土质情况而定。基础的对称轴线上一般应布设观测点。总之，观测点应设置在能够表示出沉降特征的地点。2.2.1 观测点布设合理，就可以全面地测量沉降情况。 对观测点的要求有以下几点：a.观测点本身应牢固稳靠，确保点位安全，能长期保存。b.观测点的上部必须为突出的半环形状或有明显的突出之处，与沉降物保

7、持一定距离。c.要保证在观测点上能垂直置放标尺和良好的通视条件。2.2.2 观测点的埋设沉降观测点的设置方法应根据工程性质和施工条件来确定或设计。在埋设基础观测点时应注意以下几点：a.铆钉或钢筋埋在混凝土中露出的部分，不宜过高或过低，高了容易被碰斜撞弯；低了不容易寻找，而且水准尺放在水准点上时会与混凝土面接触，影响观测精度。b.观测点应垂直埋设，与基础边缘间距不小于50mm，埋设后将四周混凝土压实，待混凝土凝固后进行编号。c.埋设点应在基础混凝土将要达到标高时进行。草袋土排水沟工程的沉降观测点布设在沟两侧，采用均匀布设的方式，每隔20m布设一个观测点，共布设6个观测点，型式为混凝土标石，长10

8、0mm、宽100mm，高600mm，中间嵌以角钢，角钢棱角向上，并一端露出50mm。观测其变形情况。边坡安全防护挡墙工程的沉降与位移观测点设置在外实体，利用直径20mm的钢筋，一端弯成90角，一端制成燕尾式埋入砌体中，两侧设置，每隔10m设置一个，共设置10个。两工程每5天观测一次，做好记录，并及时进行变形数据分析，将每次观测成果定期报告给建设单位和监理单位，以便设计单位是否对边坡采取永久防护提供可靠资料。2.3 位移与沉降测量方法2.3.1 位移与沉降观测的方法和一般规定2.3.1.1 位移与沉降观测的时间和次数观测的时间和次数，应根据工程性质、工程进度、地基土质情况和基础荷重增加情况等决定

9、。a.在施工期间的观测情况较大荷重增加前后（如基础浇灌、回填土）；施工中途停工时间较长，在停工时和复工前；基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水及暴雨后，或周围大量挖方等；草袋土排水沟工程存在土石方开挖和回填，安全防护挡墙工程存在土石方开挖、混凝土浇筑及工字钢和安全防护网（钢板网）的安装和焊接等，均应进行沉降和位移观测。b.工程完工后的位移与沉降观测时间工程投入使用后，应连续进行观测，观测时间的间隔，可按沉降量大小及速度而定，在开始时间间隔短一些，以后随着沉降速度的减慢，可以逐渐延长，直到沉降稳定为止。松江河梯级电站双沟水电站大坝就是存在施工中与竣工后连续变形测量，在坝体分层埋设沉降观测仪器，

10、及时采集有效的变形数据，对大坝的变形作动态的分析。2.3.1.2 位移与沉降观测工作的要求位移与沉降观测是一项长期的系统工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到：固定人员观测和整理成果；固定使用的水准仪和水准尺；使用固定的水准点；按规定的日期、方法和路线进行观测。2.3.1.3 对使用仪器的要求对于一般精度要求的位移和沉降观测，要求一起的放大镜的放大率不小于24倍，气泡灵敏度不得大于15/2mm。可以采用适合四等水准测量的水准仪。2.3.1.4 确定位移与沉降观测的路线并绘制观测路线图在进行位移与沉降观测时，因施工的影响，造成通视困难。因此对观测点较多的工程结构物进行位移与沉降观测前，应到

11、现场进行规划，确安置仪器位置，选定若干稳定的沉降观测点或其他固定点作为临时水准点（转点），并与永久水准点组成环路。最后，根据选定的临时水准点，设置仪器位置和观测线路，绘制沉降观测线路，以后每次都按固定的路线观测。采用此方法进行沉降测量，不仅避免了寻找设置仪器位置的麻烦，加快施工进度；而且由于路线固定，比任意选择线路可以提高沉降测量精度。但应注意必须在测定临时水准点高程的同一天内同时观测其他沉降点。 图4排水沟沉降观测路线 图5挡墙沉降观测路线2.3.1.5 位移与沉降观测点的首次高程测定沉降观测点的首次测定高程值是以后各次观测用以进行比较的根据，如初次精度不够或存在错误，不仅无法补测，而且会造

12、成沉降工作中的矛盾现象，最好使用高精度水准仪进行测定，而且每个沉降观测点首次高程应在同期进行两次观测后确定。2.3.1.6 作业中遵守的规定a.观测应在成像清晰、稳定时进行，不能在阴天、有雨或者温度太高时进行。b.仪器离前、后水准尺的距离一般不应超过50m，以后视距尽量相等。c.前、后视最好使用同一根水准尺。d.前视个点观测完毕后，应回视后视点，最后闭合于水准点上。2.3.2 沉降观测的精度及成果整理沉降观测的精度一般符合以下规定： a.高层钢筋混凝土框架结构及地基土质不均匀的重要工程，沉降观测点相对于后视点高差测定的容差为1mm（即仪器在每一测站观测完前视各点以后，再回视后视点，两次读数之差

13、不得超过1mm）。 b. 一般基础和工程，沉降观测点相对于后视点高差测定的容差2mm。 c. 每次观测结束后，要检查记录计算是否正确，精度是否合格，并且进行误差分配，然后将观测高程列入沉降观测成果表中，计算相邻两次观测之间的沉降量，并注明观测日期和荷重情况。为了更情况地表示沉降、时间、荷重之间的相互关系，还要画出每一观测点的时间与沉降量的关系曲线与荷重的关系曲线，如图6。 图6 沉降曲线 时间与沉降量的关系线已沉降量S为纵轴，时间T为横轴，根据每次观测日期和每次的荷载重量画出各点，然后将各点连接起来。时间与荷重的关系曲线以荷载的重量P为纵轴，时间T为横轴，根据每次观测日期和每次的荷载重量画出各

14、点，然后将各点连接起来。两种关系曲线合画在同一图上，以便能更清楚的表明每个观测点在一定时间内，所受到的荷重及沉降量。2.3.3 沉降观测中常遇到的问题及其处理方法在沉降观测工作中常遇到一些矛盾现象，并从沉降与时间关系曲线上表现出来。对于这矛盾现象，并从沉降与时间关系曲线上表现出来。对于这矛盾现象，必须分析产生的原因，予以合理的处理。常见的几种现象如下： 曲线在首次观测后即发现回升现象在第二次观测时即发现曲线上升，至第三次后，曲线又逐渐下降。发生此种现象，一般都是由于初测精度不高，而使观测成果存在较大的误差引起的。在处理此种情况时，如曲线回升超过5mm，应将第一次观测成果作废，而采取第二次观测成

15、果作为初测成果；如曲线回升在5mm之内，则可调整初测标高与第二次观测标高一致。 曲线在中间某点突然上升发生此种现象的原因，多半是因为水准点或观测点被碰动所致；而且只有当水准点被碰动后低于被碰前的标高及观测点被碰后高于被碰前标高时，此会出现回升现象。水准点被碰后，可改用其它水准点来继续观测；观测点被应重新埋设；如标高改变，必须进行合理的处理，方法是：选择结构、荷重及地质等条件都相同的邻近另一观测点，取该点在同一时期内沉降量作为被观测点的沉降量，可得到比较接近实际情况的结果。 曲线自某点起渐渐回升产生此种现象一般是由于水准点下沉所致。水准点时逐渐下沉的，而且沉降量小，但工程初期沉降量较大，即当工程

16、沉降量大于水准点沉降量时，曲线不发生回升。到工程沉降逐渐稳定，曲线就会发生回升。因此在选择或埋设水准点时，应保证其稳定性，若已知水准点下沉使曲线回升，则应测出水准点的下沉量，以便修正观测点的标高。 曲线的波浪起伏现象曲线在后期呈现波浪起伏现象，此种现象在沉降观测中最常遇到。其原因并非工程沉降所致，而是测量误差引起的。曲线在前期起伏之所以不突出，是因为沉降量大于误差量；但到后期，由于工程下沉很小已基本接近稳定，因此在曲线上就会出现测量误差比较突出的现象。 曲线中断现象由于沉降观测点开始时埋设在柱基础面上进行观测，在预制柱的基础二次灌浆时没有埋设新点并进行观测；或由于观测点被碰毁，后来设置的观测点

17、绝对标高不一致，而使曲线中断。为了将中断曲线连接起来，可按照处理曲线在中间某点突然回升现象的办法，算出作观测期间的沉降量，并将新设置的沉降点不计其绝对标高，而取其沉降量，一并加在旧沉降点的累计沉降量中去。图7 沉降曲线中断示意图3 结语通过对草袋土排水沟和挡墙的施工作简单介绍，结合工程的沉降位移情况，对位移与沉降测量的外业观测、观测布点埋设、观测精度要求、观测中遇到的问题和处理方案进行整理总结；内业处理使用沉降观测软件V1.2，进行数据计算和分析，并把分析后的处理数据画成沉降曲线，及时对草袋土排水沟和混凝土安全挡墙的变形是否符合沉降规律，是否在规范规定的范围之内，并把监测来的数据和沉降曲线汇集成册，及时上报设计单位和监理单位。通过对两个分部工程的变形监测，及时地掌握了第一手资料，为竣工投入使用后，继续进行变形观测提供了可靠的资料。 参考文献： 1.公路施工测量技术.人民交通出版社. 2.公路施工技术.人民交通出版社. 3.工程测量规范.中国测绘出版社. 4.沉降观测规范JGJ-2007.中国建筑工业出版社. 5.工程建筑物变形观测和变形分析.西南交通大学. 6.变形监测.武汉大学出版社. 作者简介： 王志斌(1983-)， 男，助理工程师，现在械化分公司从事技术管理工作，技术员。