京滬高鐵青滄特大橋特殊段橋墩沉降觀測(cè)

方滔滔

（中鐵十八局集團(tuán)二公司 河北唐山）

一、工程概況

京滬高速鐵路是目前世界上標(biāo)準(zhǔn)最高、規(guī)模最大、一次建成線路最長(zhǎng)的高速鐵路，是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最大基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目。采用無(wú)碴軌道技術(shù)，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值350 km/h。中鐵十八局項(xiàng)目經(jīng)理部十五工區(qū)起訖里程DK207+367.39～DK218+256.07，全長(zhǎng)10.88 km，主體工程為青滄特大橋B117～橋尾段。沉降觀測(cè)任務(wù)主要包括承臺(tái)、墩身、梁體以及區(qū)域沉降觀測(cè)，具有觀測(cè)數(shù)據(jù)量大，觀測(cè)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，其中青滄特大橋C147#～C161#墩臺(tái)的沉降觀測(cè)由于位于水塘中，墩身沉降觀測(cè)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況研究具體觀測(cè)方案進(jìn)行觀測(cè)。

該段線路位于河北省滄州市滄縣境內(nèi)，穿行于冀中近海沖積平原，地形平坦開闊、地勢(shì)由西南向東北緩傾，屬暖溫帶亞濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，年平均降雨量在560～800 mm，70%的降雨量主要集中在7、8月，地表水、地下水較豐富，淺層地下水具有硫酸鹽弱侵蝕性；地震烈度為7度，土壤最大凍結(jié)深度0.6 m。表層3～5 m地質(zhì)以黏土為主，地基屬軟土、松軟土地區(qū)。人工湖經(jīng)我方現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量平均水深為8.5 m，最深處達(dá)12 m。

跨力通聯(lián)鋼管廠內(nèi)人工湖墩位墩柱類型為C147～C161墩雙線流線型圓端實(shí)體墩，墩柱施工方法采用支撐模板法，模板采用定型鋼模板?；A(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁，采用回旋鉆施工。

二、施工方案及施工工藝

（1）承臺(tái)施工。由于地基承載力差，承臺(tái)放坡開挖不能滿足施工要求，采用止水鋼板樁施工，鋼板樁采用拉森III型鋼板樁（B=400 mm，H=125 mm，t=13 mm）。鋼板樁插打范圍尺寸較設(shè)計(jì)大2 m，長(zhǎng)度12 m，內(nèi)設(shè)兩層支撐，底部采用1 m厚封底混凝土。

（2）墩柱施工。采用整體組裝定型模板支立模板，墩柱豎向主筋采用幫條焊連接；混凝土采用罐車運(yùn)輸，輸送泵泵送混凝土一次澆筑到位。

（3）人工湖恢復(fù)工程。主體工程完畢后，從環(huán)保、水保及產(chǎn)權(quán)單位要求恢復(fù)原貌。湖內(nèi)便道建筑垃圾清除出場(chǎng)，另外位于水湖南岸與圍墻之間，施工時(shí)破壞生產(chǎn)區(qū)與別墅區(qū)的連接道路，并且施工完畢后恢復(fù)路面。

三、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量鑫源泰鋼管廠人工湖順主線方向全長(zhǎng)485.22 m，水面寬度最寬處210 m，水面高程4.5 m，水塘兩側(cè)地面平均高程7.2 m，岸邊距墩中心最大距離122 m，京滬高鐵青滄特大橋C147#～C161#墩位于人工湖中心，承臺(tái)頂面設(shè)計(jì)高程均位于水面以下4～7.5m，人工湖現(xiàn)場(chǎng)施工期間用圍堰填筑。C147#～C161#墩位幾何尺寸見表1。

表1 C147#～C161#墩位幾何尺寸 m

四、具體觀測(cè)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量情況分析，該段墩身高度11.5～16.5 m，沉降觀測(cè)標(biāo)設(shè)置在墩身高出湖中便道0.5 m處，在恢復(fù)人工湖原貌之前 C147#～C152#墩身按照京滬公司下發(fā)的沉降觀測(cè)實(shí)施細(xì)則中要求進(jìn)行。

墩身觀測(cè)時(shí)按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求形成閉合水準(zhǔn)路線，C147#～C155#墩采用 JD21 和 JD22 點(diǎn)控制，C156#～C161#墩采用JD22和JD23控制。墩身沉降觀測(cè)線路示意圖見圖1。

一旦人工湖原貌恢復(fù)，將湖中各墩身和防撞墻作為同一變形體，同時(shí)將C147#～C161#墩身沉降觀測(cè)標(biāo)轉(zhuǎn)移該墩對(duì)應(yīng)的防撞墻兩側(cè)，以進(jìn)行沉降觀測(cè)。

圖1 墩身沉降觀測(cè)線路示意圖

圖2 埋設(shè)墩身沉降觀測(cè)標(biāo)

圖3 防撞墻沉降觀測(cè)標(biāo)示意圖

1.埋設(shè)方法

在 C146#～C162#墩身沉降觀測(cè)標(biāo)對(duì)應(yīng)的防撞墻兩測(cè)埋設(shè)觀測(cè)標(biāo)，位置要安在防撞墻內(nèi)側(cè)且高出梁頂面50 cm處，觀測(cè)標(biāo)采用直徑14 mm不銹鋼螺栓，埋設(shè)方法和墩身一樣（圖2）。

2.原理

在C146#和C162#墩身對(duì)應(yīng)的防撞墻兩側(cè)埋設(shè)觀測(cè)標(biāo)，且以此4個(gè)點(diǎn)作為沉降變形觀測(cè)傳遞點(diǎn)去測(cè)C147#～C161#防撞墻上的觀測(cè)標(biāo)。每次觀測(cè)時(shí)將C146#和C162#墩身沉降量傳遞到對(duì)應(yīng)的防撞墻的觀測(cè)標(biāo)上，再通過C146#和C162#墩防撞墻上的觀測(cè)標(biāo)往返觀測(cè)C147#和C161#墩防撞墻兩側(cè)觀測(cè)標(biāo)，以此來(lái)確定C147#和C161#墩每次觀測(cè)沉降量。

3.具體觀測(cè)方法

圖4 墩臺(tái)沉降觀測(cè)頻次

在測(cè)C147#～C161#之前，用JD20和JD21將所控制的監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)一遍，此時(shí)C146#和C162#墩的4個(gè)觀測(cè)標(biāo)有個(gè)新高程，再用C146#和C163#墩防撞墻上左邊的觀測(cè)標(biāo)作為傳遞點(diǎn)去測(cè)C147#～C161#防撞墻上左邊的觀測(cè)標(biāo)；用C146#和C163#墩防撞墻上右邊的觀測(cè)標(biāo)作為工作基點(diǎn)去測(cè)C147#～C161#防撞墻上右邊的觀測(cè)標(biāo)。每次觀測(cè)時(shí)水準(zhǔn)路線要連測(cè)JD21和JD23的2個(gè)工作基點(diǎn)，并參與數(shù)據(jù)處理。

4.數(shù)據(jù)處理

用C146#和C162#墩身觀測(cè)標(biāo)沉降量作為對(duì)應(yīng)的防撞墻觀測(cè)標(biāo)的沉降量傳遞給C146#和C162#墩防撞墻上的觀測(cè)標(biāo)，以此每次來(lái)確定C146#和C162#墩防撞墻上觀測(cè)標(biāo)的高程，再用西南交大給的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

C146#與C162#擋墻沉降觀測(cè)標(biāo)高程按如公式H擋=H擋′-△H墩計(jì)算。H擋是C146#與C162#墩擋墻沉降觀測(cè)標(biāo)高程，H擋′為C146#與C162#墩上次測(cè)量擋墻沉降觀測(cè)標(biāo)高程，△H墩為本次測(cè)量C146#與C162#墩身沉降觀測(cè)標(biāo)沉降變化量。C147#～C161#墩擋墻沉降觀測(cè)標(biāo)根據(jù)C146#與C162#擋墻沉降觀測(cè)標(biāo)作為工作基點(diǎn)按二等水準(zhǔn)進(jìn)行往返觀測(cè)。防撞墻沉降觀測(cè)標(biāo)示意圖見圖3。觀測(cè)頻次執(zhí)行表見圖4，觀測(cè)時(shí)各項(xiàng)技術(shù)要求根據(jù)沉降變形等級(jí)三等執(zhí)行。

垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要技術(shù)要求見表2。沉降變形測(cè)量等級(jí)及精度要求見表3。

表2 垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要技術(shù)要求 mm

表3 沉降變形測(cè)量等級(jí)及精度要求 m