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1、京石铁路客运专线JS3标段（DK237+753。0-DK250+012.65）路基沉降变形观测控制二一二年二月目 录1.沉降变形相关基本概念11。1.变形的定义11.2。沉降的定义12.路基沉降的组成23.路基沉降观测的目的及相关指标34。路基沉降变形观测范围、内容44。1。路基沉降变形分类：44.2。过渡段:路桥、路涵过渡段不均匀沉降观测。55.路基沉降变形观测方案55。1。路基沉降观测规定55。2。路基沉降监测剖面布置说明55.3.观测断面类型及组成65.4。监测元件埋设说明85。5.监测方法与要求96。沉降观测结果的分析、评估116.1。路基观测资料整理117。附表14附件2 路基沉降常
2、用预测方法24随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，旅客对于乘坐车辆安全性、舒适度和速度的要求越来越高，具体到客运专线而言,即是对路桥结构变形和强度指标的要求越来越高。从德、法、日三国针对我国高速铁路设计咨询结果来看，德、法强调控制路基的不均匀沉降，其追求沉降的目标是不均匀沉降为零;工后沉降5cm或3cm的指标相对而言较为严格，如何确保路基沉降变形满足质量标准要求成为路基工程的重点课题。我国很早开始对高速铁路基础关键技术进行了一系列的研究,在借鉴国外高速铁路大量理论、试验和建设实践的基础上，相继制定了有关设计暂行规定和设计指南,初步形成了我国客运专线技术体系。为保证列车高速、平稳、舒适、
3、安全运行,我国相关规定路基工后沉降量不应大于5cm，沉降速率应小于2cm/年,桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm;无蹅轨道路基工后沉降量不大于15mm，不均匀沉降变形20mm/20m。无砟轨道铺设条件评估的重点应是线下工程的沉降变形，评估应综合考虑沿线路方向各种结构物间的沉降变形关系，以标段为单位实施.无砟轨道铺设条件的评估数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况.沉降变形观测、评估过程是确定铺设无砟轨道的关键时间节点和关键工序的主要依据之一，必需加强沉降变形观测的过程控制。下面就京石铁路客运专线路基沉降观测控制对路基沉降观测进行简要介绍：1.
4、沉降变形相关基本概念1.1. 变形的定义 线下结构由于荷载、环境等作用引的起随时间发生的位移。1.2. 沉降的定义 基础设施在竖直方向产生的变形，包括下沉和隆起，向下为“正”，向上为“负. 主要包括以下五项：1.2.1. 工后沉降：在铺轨工程完后(指有蹅轨道工程竣工或无蹅轨道道床工程完后,下同）以后，基础设施产生的沉降量。工后沉降标准与项目建设速度目标、轨道类型、施工类型、施工日期、轨道维修养护标准和维修周期、工程投资大小等因素相关，同时也与地质勘探试验、沉降计算、沉降观测、工后沉降预测等的方法和精度密切相关。1.2.2. 均匀沉降:铺轨工程完成后，一定区域范围内路基沉降量的相同性及其分布。1
5、.2.3. 不均匀沉降：铺轨工程完成后，一定区域范围内不同测点路基沉降量的差异大小及其分布。1.2.4. 台后沉降：铺轨工程完成后,桥台台尾过渡段路基工后沉降量。1.2.5. 差异沉降：铺轨工程完成后，路基与桥台、隧道等结构物间的沉降变形量差.2. 路基沉降的组成路基的变形主要由路基本体和地基基础的变形组成；路基本体的变形通常指基床表层、基床底层和基床下路堤的变形。路堤结构各部的沉降组成见表2-1。（1）、基床表层：通常由级配碎石或级配砂砾石组成.基床表层的变形在填筑完成约1周后基本自调完毕，该变形量可以忽略不计。（2）、基床底层：通常采用容易碾压密实的A、B组填料或采用改良的C组填料.（3）
6、、基床以下路堤：其变形量大小主要取决于土体的物理特性和土体自身的压密特性以及压实时的含水量;其变形调整和稳定时间取决于土体自身特性、含水量大小、压实功大小和上覆土体的压实过程，当填料为化学改良土（掺加石灰、水泥）时,由于压实功以及改良剂的作用，路基本体变形逐渐减小并趋于稳定。当填料为砂砾土或碎石土时，其变形量大小和稳定时间可认为是确定的,一般在路基施工完成后一年趋于稳定。表21 路基沉降的组成项目基床表层基床底层路基本体地基基础备注材料组成级配碎石A、B组投料A、B填料或改良土压实指标N190Mpa/mK0。95，K30150Mpa/mK0.92，K30110Mpa/mK3090Mpa/m无碴
7、轨道沉降分析不计入不计入按6月T18月计入计入分析（4）、地基下沉引起的工后沉降地基下沉引起的工后沉降主要与地基类型、处理措施、填土高度、施工周期等因素有关。对于一般地基而言，其工后沉降有限,都能满足要求，但对于软土地基来说，由于压缩性大、渗透系数小、强度低等特点，路基建成后的沉降量大且延续时间较长才能完成。路基工后沉降主要是由地基沉降而引起的。 3. 路基沉降观测的目的及相关指标通过对路基工程的沉降观测资料进行分析，指导现场路基施工填筑速率，预测工后沉降，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.铁路特殊路基设计规范要求：“在软土地基上填筑路堤时,应在边坡坡脚
8、外设置边桩，在路堤中心线地面上设置沉降观测设备，进行水平位移和沉降观测,控制填土速率，测定地基沉降值,同时作为验交时控制工后沉降量的依据。” 时速300-350公里新建客运专线铁路设计暂行规定要求：“软土及松软土地基上填筑路堤时，应在边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测，在路堤基底地面设置沉降观测设备进行沉降观测。在路堤填筑过程中，必须控制填土速率。控制标准应为：路堤中心地面沉降速率1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率0.5cm/每昼夜。应根据沉降观测情况进行综合分析,以推算地基的最终沉降量，并及时调整工艺、工法使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉降量的依据.” 客运专线无碴
9、轨道铁路设计指南要求：“软土路堤在填筑过程中,必须控制填土速率。控制标准为：路堤中心地面沉降速率每昼夜不得大于10mm,坡脚水平位移速率每昼夜不得大于5mm。”“土质地基路基均应进行工后沉降分析。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。” 京石铁路客运专线要求路基工后沉降控制标准要求：一般地段15mm,路桥过渡段5mm。4. 路基沉降变形观测范围、内容4.1. 路基沉降变形分类：根据不同的路基高度及不同的地基条件，主要内容有：4.1.1. 路基面的沉降变形观测4.1.2. 路基基底沉降观测4.1.3. 路堤本体的沉降观测4.2. 过渡段:路桥、路涵过渡段不均匀沉
10、降观测.5. 路基沉降变形观测方案路基上铺设无砟轨道前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形符合设计要求。路基填筑完成或施加预压荷载后应不少于6个月的观测和调整期，观测数据不足以评估时,应继续观测；工后沉降评估不能满足设计要求时，应采取必要的加速完成沉降或控制沉降的措施.路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主，并有针对性的对路桥涵过渡段差异沉降进行重点观测.观测期内，路基沉降实测值超过设计值20及以上时，应及时查明原因,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。5.1. 路基沉降观测规定 5.1.1. 沉降观测采用二等几何水准
11、测量，观测精度：不低于1。0mm,读数精度0。1mm。5.1.2. 位移观测测距仪误差5mm，竖向位移10mm/d,路基中心沉降板沉降量10mm/d,当大于要求时停止施工。5.1.3. 剖面沉降观测精度应不低于8mm/30m，剖面沉降仪最小读数不得大于0。1mm。5.2. 路基沉降监测剖面布置说明5.2.1. 路基沉降监测断面根据不同的地基条件,不同的结构部位等具体情况设置.沉降监测断面的间距一般不大于50m,对于地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于5m的路堤可放宽到100m;对于地形、地质条件变化较大地段应适当加密。路堤与不同结构物的连接处应设置沉降监测断面,每个路桥过渡段在距离桥头5m、1
12、5m、35m处分别设置一个沉降监测断面，每个横向结构物每侧2m处各设置一个监测断面。5.3. 观测断面类型及组成5.3.1. 路堤均采用堆载预压。路堤地段采用、型监测断面，一般每间隔3个型监测断面设置一个型监测断面. 5.3.2. 型监测断面包括沉降监测桩和沉降板。沉降监测桩每断面设置5个，施工完基床底层后,预压土填筑前,距左、右线中心4.7m处于基床底层顶面埋设2个沉降监测桩，其余3个于基床表层施工完成后布置于双线路基中心及距两侧路肩1m处的基床表层顶面上；沉降板位于路堤中心，基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面,基底设混凝土板地段置于板顶面，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。5.3.3.
13、 型监测断面包括沉降监测桩、沉降板和剖面管。沉降监测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及距两侧路肩1m处的基床表层顶面上；沉降板位于路堤中心，底板埋设于基床底层顶面上，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管，横剖面管埋设于路堤基底碎石垫层顶面处。5.3.4. 路堤与横向结构物过渡段，于横向结构物顶部沿横向结构物的对角线方向铺设剖面沉降管.横向结构物两侧外边缘各2m处设置一个I型观测断面,平面布置见型.5.4. 监测元件埋设说明5.4.1. 沉降监测桩：桩体选择20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线,底部焊接弯钩，待基床底层改良土或基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在监测断面设计位置,埋置深
14、度0.3m，桩周0。15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。5.4.2. 沉降板：由底板、金属测杆(40mm镀锌铁管）及保护套管(75mmPVC管）组成。底板尺寸为50cm50cm,厚10mm。按二等水准标准测量沉降板标高变化。（1）沉降板埋设位置应按设计测量确定,埋设位置处可垫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.（3)按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填
15、筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0。5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用螺丝套扣连接，保护套管用PVC管外接头连接。5.4.3. 剖面沉降管：路基基底剖面沉降管在地基加固及垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度2030cm，开槽深度至地基加固垫层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。型断面中剖面管在涵顶填土0.6m厚开槽施工埋设，原则同基底剖面管埋设方法。沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后,在两头设置0.5 m0。5 m0.95m C20素混凝土保护墩。并于一侧管口处设置监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注,断面采用0。5 m0.5 m1。6m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头，监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日,取稳定读数作为初始读数。5.5. 监测方法与要求5.5.1.
