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公路工程高挖方高填方施工中的测量监测浅述

一、工程概况 
  重庆市渝北区南北大道北延伸段起于空港物流园区,止于渝北区茨竹镇,连接四川邻水高滩工业园区,全长15公里,起止里程桩号K0+000~K15+000,项目建设标准为山岭双向4车道一级公路。该项目位于重丘地区,存在多处高填路堤、深挖路堑。 
  二、监测的主要目的和项目 
  (一)监测目的 
  1.通过监测填方路堤、挖方路堑的边坡变形情况,为设计变更提供依据。 
  2.通过监测数据对比,开展预警工作,有效避开事故发生,避免经济损失。 
  3.为山岭重丘高等级公路安全运营提供安全保障。 
  (二)监测项目 
  1.高填路堤20m。 
  2.深挖路堑土质边坡20m,岩质边坡30m。 
  三、沉降观测要求 
  (一)观测断面位置要求 
  1.当土质边坡高度大于20m、岩质边坡高度大于30m时,原则上每隔50m左右设1个观测断面(不足50m地段亦应设1个观测断面)。 
  2.观测断面位置的选择应根据堑坡高度、自然边坡坡度、岩层分界线倾斜度和不利结构面和地下水发育情况等综合因素确定,宜布置在较易发生边坡变形的地段。 
  3.在堑顶外的自然地面位移观测桩采用C15钢筋混凝土预制桩,在边坡中部、平台、以及坡脚处的观测桩可埋设钢筋混凝土预制桩或钢钎观测桩,深路堑路基观测布置见图1。 
  (二)观测断面技术要求 
  1.在堑顶外自然边坡上埋设的C15钢筋混凝土预制桩,桩截面尺寸为15cmX15cm正方形,长度不小于1.5m,并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头。 
  2.观测桩埋置深度在地表以下不小于1.40m,桩顶露出地面不大于10cm,桩周以C15混凝土浇筑固定,确保观测桩埋置稳定。 
  3.如在边坡平台、坡脚处设置钢钎观测桩,埋入深度不应小于30cm。 
  (三)观测断面位置要求 
  1.填方边坡高度大于20m的高路堤及陡坡路堤、软土、滑坡等不良地质体上填筑的可能产生较大变形的路堤,每50m应布置1个观测断面(不足50m地段,亦应设1个观测断面)。 
  2.观测断面宜根据填方高度、天然地面坡度、覆盖层厚度、覆盖层土的物理力学指标以及地表水汇集和地下水发育情况综合确定,宜布设在易发生填方基底变形的地段。 
  3.每个观测断面应于两侧坡脚外5m以及路堤成型后于土路肩上各设置1个预制的钢筋混凝土观测桩,对填方地基进行位移监测。 
  4.在土路肩、线路中心位置及软土最厚处埋设沉降观测板。 
  (四)观测断面技术要求 
  1.用于观测位移的基准点(基桩),必须置于不受填土荷重影响及外界环境影响的稳定地基内,基桩及位移观测桩在观测期间必须采取有效措施加以保护。 
  2.位移观测桩采用C15钢筋混凝土预制,桩截面尺寸为15cm×15cm正方形,长度不小于1.50m,并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头。 
  3.沉降板由底板、测杆和保护套管组成,底板采用50cm×50cm×5cm的C15混凝土预制构件,测杆采用40mm钢管(内径不小于30mm),测杆和套管亦相应接高,每节长不超过50cm。接高后测杆顶面应略高于套管上口,测杆顶用带螺丝的顶帽封住管口,避免填料落入管内而影响测杆自由下沉度,顶帽应高出碾压面30cm,不大于50cm,以避免影响碾压机械的正常行驶。 
  四、监测成果及误差分析 
  (一)监测项目警戒值 
  路基稳定评测标准为:路堤中心连续2个月下沉量小于8mm。则路堤已稳定。 
  1.填方路堤数据分析及预警值。 
  总沉降量为:A-F=X 
  式中:A为初次观测值,F为最后1次观测值,X为下沉总量。 
  下沉速率:X/d=m/d 
  式中:m为每天下沉量。该项目主线高填方路基沉降监测:共有高填方检测5段,其中进口2段,出口3段,截至目前沉降量最大是K2+290~K2+580段,施工期间路基中心最大下沉量3mm/d,施工完成后总体下沉量最大为15.3cm。 
  2.深挖路堑高边坡监测。 
  该项目主线高挖方路基位移监测:共有高挖方检测3段,其中进口1段,出口2段,截至目前沉降量最大是K13+120~K13+300段,施工期间路基中心最大下沉量1mm/d,施工完成后总体下沉量最大为1.50cm。YS5229-96《岩土工程监测规范》。 
  3.沉降监测。 
  沉降点上升为正值(+),沉降点下降为负值(-),沉降量计算公式:(本次观测值-上次观测值),(沉降量精确到±0.10mm,单位为mm)。 
  监测网点要求如下:相邻点高差中误差±0.5mm,每站高差中误差±0.13,往返较差或环线闭合差0.30√n,检测已测高差较差0.50√n。DS1型仪器视线长度≤25m。n为侧段的测站数。 
  4.位移监测。 
  监测方法采用角度监测法,按实测角度和边长计算位移量,位移公式为: 
  δ=1000(Sd×α″)/206265 
  式中:α″为本次观测角度-上次观测角度。位移量精确到0.10mm,mm;角度精确到1″,s;位移量为正值,位移点向山上位移;位移量为负值,位移点向施工区位移。 
  监测点高程中误差±1mm,往返较差符合或环形闭合差≤0.6√n,n为侧段的测站数。高边坡监测从监测点埋设开始,直到路基边坡校验完成。 
  (二)监测过程中误差分析 
  1.系统误差。 
  该项目路基施工期大多在夏天,由于温度较高,空气波动大,导致在實际测距时,气象条件变化,频率也随之变化。测距时的ng与仪器参考折射率ngr之差产生的距离差值。折射率的偏移,则是利用测定气压温度的方法进行气象改正,显得尤为重要。 
  2.粗大误差。 
  粗大误差也称人为误差,输入坐标时小数点后输入错误,在读数时出现误读、记错,棱镜没有立平,没有架设在观测标十字丝中心等,这些由于粗心引起的误差只需要细心变可以消除。 
  3.减小误差。 
  (1)在观测时将当地大气压、温度输入到仪器中。 
  (2)使用相同常数的棱镜。 
  (3)仪器、棱镜架平,将仪器的对中点对好。 
  (4)2个控制点与仪器的夹角不宜过小,仪器距控制点所在位置因尽量相同。 
  五、结语 
  通过以上研究表明了高填深挖路基的重点观测点在路堤、路肩、高边坡。因此观测结果的精度和正确性至关重要,在观测过程中减小误差可以有效提高观测精度,确保观测结果的正确。从而有效为现场施工、设计变更提供数据支持,避免因自然灾害带来的经济损失,提高经济效益。 
  参考文献: 
  [1]YS5229-96岩土工程监测规范[S]. 
  [2]张智鹏.公路深挖路堑边坡施工监测与动态设计[J].东方科技(学术版).2014(7).
浏览次数:  更新时间:2017-12-06 08:02:47
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