城際鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)施工過程沉降觀測與分析

宋劍　樊建文

摘要：在城際鐵路建設中，作為合理跨越障礙、有效控制沉降、避免線路平交的構(gòu)筑方法，橋梁結(jié)構(gòu)占據(jù)了全國線路的很大一部分，并且使用范圍越來越大。在橋梁施工過程中，有效的測量工作能保證橋梁的平面位置和結(jié)構(gòu)尺寸滿足設計要求，合理的監(jiān)測觀測能夠使橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量得到動態(tài)的數(shù)據(jù)反映，并通過科學的分析，對后續(xù)的施工作業(yè)提供有效的指導。

Abstract： In the construction of inter-city railways， as a construction method that reasonably overcomes obstacles， effectively controls settlement， and avoids line crossing， the bridge structure occupies a large part of the national route and is used more and more. During the bridge construction process， the effective measurement work can ensure that the plane position and structural size of the bridge meet the design requirements. Reasonable monitoring observations can make the construction quality of the bridge structure reflect the dynamic data， and through scientific analysis， it can provide effective guidance for the subsequent construction.

關(guān)鍵詞：城際鐵路;橋梁施工;沉降觀測;合理分析;改進措施

Key words： intercity railway;bridge construction;settlement observation;reasonable analysis;improvement measures

中圖分類號：U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0202-04

0? 引言

為了控制橋梁施工完成后的橋面高差，在進行橋梁作業(yè)施工時必須進行動態(tài)控制，控制措施依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果得出，這就要求在施工過程中進行科學、合理、密切的沉降觀測，為后續(xù)的科學分析提供有效的數(shù)據(jù)支持。

本文通過對施工中的某高速鐵路特大橋下部結(jié)構(gòu)進行小范圍沉降觀測，根據(jù)觀測結(jié)果、結(jié)合工程實際并針對反映的問題作出分析，提出改進措施，優(yōu)化施工作業(yè)過程，提高工程質(zhì)量，希望對后續(xù)工程有所借鑒。

1? 工程概況

本項目線路橫跨河流兩岸，總體地勢中間低兩端高。場區(qū)內(nèi)主要為河流沖積平原地貌，地勢開闊，地形平坦;地表主要種植農(nóng)作物，局部穿越村莊，地勢空曠，通視條件好。本工程包含1座特大橋工程，橋梁全長2258.94m，孔跨布置形式為29×32m簡支梁+19×64m簡支梁+1×32m簡支梁。橋墩采用圓端形空心橋墩及圓端形實體橋墩，橋臺采用矩形空心橋臺。

2? 工程地質(zhì)

特大橋橋址處主要地層為第四系全新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土、粉土、黏質(zhì)黃土、砂質(zhì)黃土、粉砂、細砂、中砂、粗砂、細圓礫土、粗圓礫土;上更新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、細砂，風積黏質(zhì)黃土，中更新統(tǒng)風積黏質(zhì)黃土。

不良地質(zhì)主要為黃土塬邊緣發(fā)育滑坡、黃土陷穴。

特殊巖土為全新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土，基本承載力σ0<180kPa，判定其為松軟土。橋址區(qū)河流沖積平原區(qū)為非自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅰ級（輕微），濕陷土層厚度1～6m，局部為自重濕陷場地，等級為Ⅲ級，濕陷土層厚度26m。

3? 水文地質(zhì)

特大橋橋址范圍內(nèi)地表水主要為河水，常年有水，水量隨季節(jié)變動較大。河谷寬約200m，河水深1～3m，流速一般，表觀呈土黃色。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及鉆孔揭示，地下水主要為賦存于黏性土、砂類土和碎石類土層中的第四系孔隙潛水，其中平原區(qū)及河谷地下水位埋深0～10m，塬上地下水位埋深約28m。

大氣降雨是本區(qū)地下水的主要的補給來源，局部水渠水下滲亦是地下水的補給來源之一，本區(qū)黃土塬面完整平坦，有利于入滲補給。地下水的流向總體與地形一致，徑流方向由北向南或西北向東南。

4? 觀測點布置

4.1 基準點布置

根據(jù)沉降變形測量精度要求較高的特點，及標志的作用和要求不同，垂直位移監(jiān)測網(wǎng)布設分為三級：①基準點要求建立在沉降變形區(qū)之外的穩(wěn)定地區(qū)，基準點使用全線CPII二等水準點，增設時按國家二等水準測量的相關(guān)要求執(zhí)行。②工作基點埋設在穩(wěn)定區(qū)域，在觀測期間穩(wěn)定不變化，測定沉降變形點時作為高程的傳遞點位。工作基點除使用普通水準點外，按國家二等水準測量的技術(shù)要求進一步加密水準基點或設置工作基點直至滿足工點垂直位移監(jiān)測的需要，加密后的水準基點（包含工作基點）間距250m左右時，可以基本保證線下工程垂直位移監(jiān)測的需要。

4.2 沉降觀測點布置

沉降變形點直接埋設在要測定的沉降變形體上。沉降變形點按橋涵各專業(yè)布點要求進行。點位設立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，要求設置牢固、便于觀測、結(jié)構(gòu)合理、形式美觀，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。

①承臺布點位置。承臺設置2個觀測標，觀測標-1設置在承臺頂左側(cè)小里程角上，觀測標-2設置在承臺頂右側(cè)大里程角上。承臺觀測標為臨時觀測標，當墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。

②墩柱布點位置。每個橋墩臺設2個，墩身觀測標一般設置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置;左側(cè)觀測標-3，右側(cè)觀測標-4;當墩身較矮，梁底距離地面凈空較低不便于立尺觀測時，墩身觀測標可設置在對應墩身埋標位置的頂帽上。

5? 觀測級別、方法、精度及周期

項目部組建由監(jiān)測主管任組長，項目部成立監(jiān)測小組，配3個測量人員，同時配備車輛接送人員。

橋梁墩臺水準路線觀測按照二等水準測量精度要求形成閉合水準路線，沉降觀測點位布設于墩臺兩側(cè)，水準路線觀測示意圖如圖2所示。

6? 沉降觀測數(shù)據(jù)整理

6.1 本次沉降觀測數(shù)據(jù)整理（表4）

6.2 各部位沉降觀測對比統(tǒng)計（表5）

7? 觀測質(zhì)量和精度評述

①觀測沉降量、相鄰墩臺沉降差、累計沉降量符合規(guī)范要求。觀測數(shù)據(jù)中誤差均小于規(guī)范值±1mm，觀測數(shù)據(jù)滿足精度要求。觀測過程中干擾較小，觀測質(zhì)量好。

②1號墩柱1-2點3月度沉降最大，沉降量為1.75mm;7號墩柱7-1點至3月底累計沉降最大，沉降量為-2.3mm。

③沉降觀測結(jié)果分析：

1）1號墩承臺1-2觀測點至3月底累計沉降量為-0.13mm，對比2月底累計沉降量-1.88mm減小狀態(tài)，雖符合規(guī)范要求，但顯示異?，F(xiàn)象?？赡苡捎?號墩南側(cè)為施工便道，夜間大量拉土車來回過往導致。

2）3號墩承臺3-1、3-2觀測點至3月底累計沉降量分別為-1.76mm、-1.72mm，對比2月底累計沉降量-0.33mm、-0.71mm為增大狀態(tài);4號墩承臺4-1、4-2觀測點至3月底累計沉降量分別為-1.89mm、-1.34mm，對比2月底累計沉降量-0.48mm、-0.26mm為增大狀態(tài);5號墩承臺5-1、5-2觀測點至3月底累計沉降量分別為-1.08mm、-1mm，對比2月底累計沉降量0.16mm、0.12mm為增大狀態(tài)，雖符合規(guī)范要求，但顯示下降值過大，可能由于3號、4號、5號墩承臺以上結(jié)構(gòu)連續(xù)施工導致。

3）6號墩承臺6-1、6-2觀測點至3月底累計沉降量分別為-1.95mm、-1.67mm，對比2月底累計沉降量-0.82mm、-0.08mm為增大狀態(tài)，雖符合規(guī)范要求，但顯示下降量過大，可能由于6號墩墩柱以下結(jié)構(gòu)連續(xù)施工導致。

8? 改進措施

①確定沉降觀測路線并繪制路線圖，設置儀器位置及觀測路線，以后每次按固定路線觀測，前后等距，視距不超過50米。②針對3號墩承臺異常現(xiàn)象為夜間拉土車路過導致，建議南側(cè)施工便道設立減速標示牌，并排專人值班對路段進行控制。③3號、4號、5號、6號墩累計沉降量增大，因相應結(jié)構(gòu)連續(xù)施工導致。測量組加大觀測頻率，如沉降量繼續(xù)持增大趨勢，建議對結(jié)構(gòu)施工合理安排。

在沉降觀測過程中，遇到人為因素或環(huán)境因素引起的觀測數(shù)據(jù)超限，進行重新觀測，且在以后沉降觀測中盡力避開不利因素，確保觀測精度和質(zhì)量。

9? 結(jié)論及說明

本階段沉降觀測合格有效。

①本段沉降觀測時段為承臺施工至墩柱施工的部分時段，由于墩柱部位觀測點位當時未達到布設條件，因此本次觀測點位主要為已布設的承臺位置觀測點位。②在承臺施工至墩柱施工的轉(zhuǎn)換期，沉降變化較為明顯，因此針對此處位置進行重點觀測。③采取改進措施后，通過半年左右持續(xù)觀測，至今該段結(jié)構(gòu)沉降觀測數(shù)值已逐步減小至穩(wěn)定，累計沉降值基本不變，且遠小于規(guī)范要求的最大值。

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