高填方路堤变 形 监 测 方 案高填方路堤变形监测方案一、工程概况K29+895K30+070长175.0m右侧高填边坡，从路肩往下第一级边坡高8m，坡率1：1.5；第二级边坡高10m，坡率1：1.75；第三级及以下边坡高均为10m，坡率均为1：2.0,在第二、四级分级平台上设15米加宽平台，第六级分级平台上设20米加宽平台，加宽平台设10%向外的排水坡，其余分级平台宽均为2米宽并设4%向外的排水坡。路堤施工过程中每填筑2米进行一次冲击碾压补强处理。路堤右侧顶面预留1.2米宽的工后沉降加宽值，边坡均设置拱形骨架护坡防护，加宽平台及路堤左侧与新农村边坡接平处采用喷播植草灌防护。本段填方较高，神沟沟底应将表层松散土体清除至基岩面，沟两侧纵向填挖过渡段应开挖台阶，结合路堤填筑采用冲击碾压或重锤夯实。二、监测项目及目的1、监测项目（1）地基沉降；（2）路堤分层沉降；（3）路堤顶面总沉降；（4）堤身内土压力；（5）深孔位移监测。2、监测目的（1）控制路堤填筑速度；（2）加强边坡稳定性监测，确保路堤稳定；（3）开展路堤顶面沉降监测，确定路面施工时机；（4）动态掌握堤身内的应力变化情况；（5）观测路基工后沉降量。三、测点布设方案1、沉降观测点沉降观测点按以下方式进行布设，具体位置详见平面图。（1）在K29+850K30+100每隔20m在路基中心线设置沉降观测点，采用沉降观测桩进行测试。（2）在K29+960、K29+980、K30+000、K30+020、K30+040五个断面进行横断面沉降观测，每个断面3个观测点，分布在两侧设施带内侧和线路中心线，其中两侧的沉降观测点采用沉降观测桩，线路中心处的沉降测点采用CDI-100型多点组合式沉降观测仪，对地基沉降、路堤分层沉降和路堤总沉降进行观测，组合式沉降观测仪的测点沿深度方向由路基顶面往下间隔距离为10m，最后一个测点位于基底，观测断面布设详见图1。组合式沉降观测仪随路堤填筑进行埋设，与路基检测同步进行，从而不影响路基施工。图1 路基沉降监测断面布置示意图（单位：m）（3）在K29+960、K29+980、K30+000、K30+020、K30+040五个断面路堤右侧填方边坡三处宽平台上各设置5个沉降观测点，采用沉降观测桩进行测试。2、堤身土压力测试为监测路堤堤身内的土压力变化情况，采用土压力盒对路堤堤身的土压力进行动态监测。土压力盒沿深部方向共布设四组，分别位于路基顶面以下20m、30m、40m和50m的位置，土压力盒在平面上均布设于线路中心位置，由K30+000分别向大、小里程方向每间隔10m进行布设。土压力盒在路段填筑过程中进行埋设。图2 土压力盒布设示意图（单位：m）3、深孔位移监测深孔位移监测在K29+960、K30+000、K30+040三个断面路堤右侧填方边坡两个15m平台上各设置3个沉降观测点，采用测斜管进行测试，具体位置详见平面图。测斜管于路堤填筑完成后进行钻孔布设，钻孔孔径108mm，钻孔孔深应大于设计孔深不小于20cm。钻孔成孔清孔后，立即逐根放入专用PVC测斜管，锁定接管螺丝。至设计孔深后，测斜管外须用干净的中粗砂充填密实。监测孔布设后，应注意孔口加盖保护，并防止坡面水渗入。PVC测斜管应符合GB/T8802-1998、GB/T8803-1998、GB/T8806-1998、GB/T14152-1998等相关规范要求。四、CDI-100型多点组合式沉降观测仪简介为提高路基观测的精度，减少对路基施工的干扰，结合郑西高速铁路的路基特点及技术要求，中铁西北科学研究院专门研发了“多点沉降观测方法和装置”（即CDI组合式沉降仪），并在郑西高速铁路建设期的沉降变形观测中进行了推广应用，该仪器具有测试精度高、对施工干扰少、性价比高等特点，是适用于湿陷性黄土区路基沉降观测的一种有效手段。该方法和装置已获得国家发明专利（专利号为：ZL4.5），2009年多点分层沉降观测方法和装置纳入了铁道部工管中心编制的客运专线铁路变形观测评估技术手册（工管技【2009】7号）。下面对CDI-100型组合式沉降观测仪的结构组成、技术特点和观测方法简介如下。1、结构组成图3 CDI-100型多点组合式沉降观测仪示意图CDI-100型多点组合式沉降观测仪通过巧妙设计，利用简单的构件组成功能完善的测量系统，可方便地测量路基体内任意深度处或地基某一深度处的沉降量，即能够测量出路基的总沉降和分层沉降。当着眼于测量分层沉降时，该仪器随路基填筑过程埋设；当重点测量工后沉降时，可在路基成型后埋设。该仪器有较为广泛的适用性，可在非软土或非冻土地区的地基、路基、堤防等工程中使用。CDI-100组合式沉降仪主要由沉降板和连接管组成，沉降板用以捕捉变形，连接管保证测量空间，这两者互相套接而相互不接触。如图3所示，CDI-100型组合式沉降仪的主要构件有深部沉降板、底管、浅层沉降板、连接管、顶管、管帽及其相应附件等。2、技术特点CDI-100型多点组合式沉降观测仪具有如下技术特点。（1）路基填筑过程中组合式沉降仪一直处于填筑面以下，仪器安装和观测选择在填料碾压完成后的检测时间段内进行，因此，该仪器的安装与观测不影响碾压机械的施工，能避免仪器埋设位置压实度不够的情况。（2）组合式沉降观测仪采用分层组合式结构，安装一套设备就能观测到路基不同深度处的沉降量。（3）设备安装与数据采集主要靠人工来完成，观测方法简单、可靠，数据测量精度可达1mm，能满足路基沉降控制要求。（4）仪器造价低廉，性价比高，适合路基建设期沉降监测的大范围推广使用。3、观测方法CDI-100型组合式沉降观测仪该仪器的测量原理是：采用水准测量测得管口的绝对高程后求出上管口的沉降，并量测各沉降板相对于上管口的沉降量，从而反算出各沉降板的沉降量，即各测点的沉降值。其观测过程大致如下。（1）打开管帽，将测尺的测头下入组合式沉降仪的管内，从上往下丈量出各沉降块下管管口至地面管口的距离。（2）往上提取钢尺时，再由下往上复测各沉降块下管管口至地面管口的距离，两次观测结果满足精度要求，取平均值。（3）对沉降板管口进行抄平，将管口高程减去测尺量测的距离便可计算出观测时的每个沉降块的标高，根据沉降板标高的变化便可得到其所在位置的沉降量。五、基准网布设沉降观测基准网按二等垂直位移监测网进行布设，现场共设基准点3个以上，图的形式进行埋设。图4 基准点标石（单位:mm）通过抄平校核各基准桩间的相对高程来验证基准桩的稳定情况，采用几何水准测量，使用同一仪器及设备，固定专人观测，观测按二等水准测量标准进行。路基沉降观测初期，试验人员每半个月或一个月对基准桩进行1次抄平，后期对基准网的观测频率与路基沉降观测频率相一致。六、测试精度与频次1、测试精度路基沉降测点、基准网的沉降观测精度均按国家二等水准测量的精度施测，其测试精度及要求详见表1的规定。表1 沉降观测精度表类 别点 位等 级观测点测站高差中误差（mm）往返较差及附合或环线闭合差（mm）检测已测测段高差之差（mm）基 准 点二 级1.01.5沉 降 点二 级0.501.0水平位移监测按三等规定执行，水平位移监测的相关测量等级及精度要求见表2。表2 水平位移监测网技术要求等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（）最弱边相对中误差作业要求一等1.53000.71/按国家一等平面控制测量要求观测1501.01/按国家二等平面控制测量要求观测二等3.03001.01/按国家二等平面控制测量要求观测1501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测三等6.03501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测2002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等12.04002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测2、测试频次（1）路堤填筑期间 基底和堤身分层沉降观测：每填筑3-4层观测一次； 土压力测试：每填筑1层测试一次； 深孔位移监测：间隔5天观测一次。（2）路堤填筑完成后 沉降观测：包含基底沉降、堤身分层沉降以及路堤顶面总沉降的观测，路堤填筑完成后3个月内每7天观测一次，填筑完成后3-6个月每15天观测一次，6个月之后每个月观测一次。 土压力测试：路堤填筑完成后3个月内每7天观测一次，填筑完成后3-6个月每15天观测一次，6个月之后每个月观测一次。 深孔位移监测：路堤填筑完成后1个月内每7天观测一次，填筑完成后2-3个月每15天观测一次，3个月之后每个月观测一次。七、工程数量表3 工程数量及费用计算表序 号项 目单 位数 量价格（元）1沉降观测桩个35105002CDI-100型多点组合式沉降观测仪组（个）6（38）570003土压力盒个30270004PVC测斜管m4005钻 孔m3606水泥砂浆m33.0施工单位配7中粗砂m36.0施工单位配822螺纹钢m16施工单位配9车辆（1辆）月折成6个月6000010民工费（4人）月折成6个月7200011正式职工（2人）月折成6月8000012会议费2000014出版/文献/信息传播/500015专家咨询费（1人）1000016税金（5.5）18780总计备注：本次费用计算暂未计算测斜费用，视其必要性再作调整。