路基沉降观测

5.1.18.路基沉降观测

路基沉降观测的主要目的是确定轨道工程的施工时间。对所有路堤的地基沉降采用在地基表面埋设沉降板测试，路基面沉降采用在路基表面埋设观测桩测试，路堤和地基分层沉降采用钻孔埋设沉降磁环测试。松软土地基段路基观测断面按设计要求设置，施工中保护好埋设的观测器件。选择代表性断面采用测斜管进行地基水平位移观测、坡脚边桩水平位移观测，采用孔压计进行孔隙水压力观测。

路堤填筑后，应对路基沉降进行系统的监测与分析评估，监测断面沿线路方向的间距一般不大于50m，过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。在路基完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足设计要求后方可铺设轨道。

路基工程施工期间成立沉降监测小组，配备符合精度要求的监测仪器及设施，沿线路连续系统地进行地基沉降的动态监测，并根据填筑速率和监测情况及时进行沉降分析，以便控制路堤填筑速度，保证填筑路堤的稳定性。并根据监测情况分析确定路基面填筑标高，预测工后沉降量，为确定何时开始轨道工程施工提供依据。

5.1.18.1.沉降监测项目

为达到满足动态设计需要、满足施工组织需要，以及满足作为控制工后沉降量的依据，路基沉降监测的主要项目有：

5.1.18.1.1.地基面沉降监测

在地基处理结束或原地面处理后路基填筑前，按照设计要求，在规定的观测断面上设置沉降板、定点式剖面沉降测试压力计、剖面沉降管等，通过测量确定地基面的沉降量。并根据监测结果绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图，分析地基变形发展趋势，判定地基的稳定，指导设计与施工。

5.1.18.1.2.路基面沉降监测

在路基填筑至设计高程后，在设计规定的监测断面上，按设计要求打入钢钎桩，通过测量监测桩顶的高程变化，确定路基面的沉降量。

5.1.18.1.3.地下水位监测

沿线路基段落设置水位井，以监测路基填土和堆载预压过程中，地下水位的变化情况。

5.1.18.2.监测方案与方法

5.1.18.2.1.路基沉降监测面布置方案

⑴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，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处设置Ⅱ型监测断面，在距离桥头15m处设置Ⅲ型监测断面，在距离桥头35m处设置Ⅰ型监测断面，每个横向结构物每侧各设置一个监测断面。

⑵路堤均采用堆载预压

①路堤地段采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型监测断面，Ⅱ型断面仅在桥头布置，区间地段一般每间

隔3个Ⅰ型断面设置一个Ⅲ型监测断面。

②Ⅰ型观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。

Ⅰ型监测断面见图5-1-22。

4.703.305.004.703.30沉降监测桩沉降监测桩基床表层基床底层沉降监测桩沉降监测桩沉降板路基本体压缩变形层无压缩层

图5-1-22Ⅰ型监测断面示意图

③Ⅱ型监测断面包括沉降监测桩和定点式剖面沉降测试压力计。沉降监测桩每断面设置5个，埋设方法同I型监测断面；定点式剖面沉降测试压力计位于路堤中心，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。

Ⅱ型监测断面见图5-1-23。

4.703.305.004.703.30沉降监测桩沉降监测桩基床表层基床底层沉降监测桩沉降监测桩路基本体定点式剖面沉降测试压力计C20混凝土沉降管保护墩 0.5×0.5×0.95观测桩C20混凝土压缩变形层无压缩层

图5-1-23 Ⅱ型监测断面示意图

④Ⅲ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，布于线路中心及距两侧路肩1m处的基床表层顶面；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。

Ⅲ型监测断面见图5-1-24。

⑶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，以观测过渡段及涵洞本身的总沉降及差异沉降。横向结构物两侧外边缘各2m处设置一个I型监测断面，该沉

降断面设计中是按照涵洞与线路正交考虑的，施工过程中应按照图示要求调整。

3.305.00沉降板3.30沉降监测桩沉降监测桩基床表层基床底层路基本体剖面沉降测管C20混凝土沉降管保护墩 0.5×0.5×0.95观测桩C20混凝土压缩变形层无压缩层

图5-1-24 Ⅲ型监测断面示意图

Ⅳ型监测断面见图5-1-25。

⑷路堑地段采用堆载预压，采用Ⅴ型监测断面，分别于路基中心，距两侧路肩1m处各设1根沉降监测桩，路基中心设沉降板，底板至于基床底层顶面，观测路基面的沉降。

4.305.004.30C20混凝土沉降管保护墩 0.5×0.5×0.95基床表层基床底层横向结构物顶板剖面沉降管C20混凝土沉降管保护墩 0.5×0.5×0.95观测桩C20混凝土压缩变形层无压缩层Ⅰ型监测断面2.00Ⅰ型监测断面路基过渡段长度范围2.00横向结构物αα剖面沉降管Ⅱ2.002.00Ⅰ

图5-1-25 Ⅳ型监测断面示意图

Ⅴ型监测断面见图5-1-26。

3.305.00沉降板3.301:m1:沉降监测桩m沉降监测桩沉降监测桩2.002.00基床表层挖除换填层 图5-1-26 Ⅴ型监测断面示意图

⑸沿线路基段落需设置水位井，观测路基填土和堆载预压过程中，地下水位的变化情况。水位井一般每公里设置一处（每工点至少设一处），布设在距路基坡脚20m外。水位压力计直接采用便携式工程测试仪读取数据。PVC管地下水位以下部分打孔制成花管。水

位井需设置保护盒保护。

水位井布置见图5-1-27。

4.305.004.30基床表层基床底层C20混凝土保护盒20.0路基本体PVC管地下水位10.0图5-1-27

水位井布置示意图

5.1.18.2.2.监测元件埋设

⑴沉降监测桩

桩体选择Φ20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋设在监测断面设计位置，埋设深度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。

⑵沉降板

由金属测杆（Ф40mm镀锌铁管）、保护套管（Ф75mmPVC管）及底板组成。底板尺寸为50cm×50cm，厚5cm。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砂浆层找平，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。金属测杆用螺丝套口连接，保护套管用PVC管外接头连接。

⑶定点式剖面沉降测试压力计

定点式剖面沉降测试压力计底板采用沉降板底板，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，埋设时确保底板水平，填土至0.6m高度碾压密实后开一小凹坑将压力计放入坑内，用细粒土将坑填平后，继续施工路基填土。埋设完成后，将压力计监测线沿水平方向甩到坡脚后，在坡脚处设C20素混凝土保护墩（0.5m×0.5m×0.95m）,墩内预埋剖面管管材，监测线从管内穿出；墩旁设监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注，断面采用0.5m×0.5m×1.6m，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。

⑷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20～30cm，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），其上夯填中粗砂与碾

压面平齐。IV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0.5m×0.5m×0.95mC20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0.5m×0.5m×1.6m，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。

5.1.18.3.测量频度

变形监测分四阶段进行，第一阶段：路基填筑施工期间的监测，主要监测路基填土施工期间地基沉降以及路堤坡脚边桩位移；第二阶段：路基填土施工完成后，自然沉降期及放置期的变形监测，该阶段对路基面沉降、路基填筑部分沉降以及路基基底沉降进行系统的监测，直到工后沉降评估可满足要求铺设轨道为止；第三阶段：铺设轨道施工期的监测。第四阶段：铺设轨道后及试运营期的监测。

在路基填筑期间，每天监测一次，在沉降量突变的情况下，每天应观测2～3次，当填筑间隔时间较长时应保证不少于3天观测一次。填土结束后1个月内至少每周观测一次，第2、3个月后每2周监测一次，雨后加密监测，3个月后每月观测一次，一直观测到铺轨验交结束。轨道铺设后至试运营期间每月监测一次。同时根据监测数据的变化情况，调整监测频度。

5.1.18.4.工后沉降的分析与评估

路基施工至设计标高后，根据设计及相关规定持续监测一段时间，根据监测数据，绘制“填土高-时间-沉降”关系曲线图，按实测沉降推算法或沉降的反演分析法，分析并推

算总沉降量、工后沉降值及后期沉降速率，并初步推测最终沉降完成时间，确定铺轨时间。根据分析结果，结合工期要求，验证、调整设计措施使地基处理达到预定的变形控制要求。当评估结果表明沉降还不能满足轨道的要求时，则研究确定是延长路基放置时间继续监测，还是采取（或调整）地基加固措施，即进行“监测-评估-调整”循环，直至工期要求的时间止、并满足轨道铺设要求。

5.1.18.5.过渡段差异沉降及低矮路堤不均匀沉降的监测与监控

5.1.18.5.1.过渡段工后沉降控制措施

由于过渡段采用了特殊的填料，如路桥过渡段工后沉降的主要来源是地基的工后沉降。在路桥过渡段工后沉降控制方面，可通过采用从桥台逐渐过渡到路堤段的地基处理方式变化来调节，这种变化包括， CFG桩加固处理、桩板结构加固处理，以及过渡段填筑碾压遍数从大到小等，这些措施的详细方案要在施工中经过工后沉降和不均匀沉降分析来确定。在全部过渡段施工准备阶段，要做好所有过渡段差异沉降的估算工作，为过渡段后期的沉降观测提供可靠的依据。

涵路过渡段工后沉降与桥路过渡段工后沉降控制措施相同。

5.1.18.5.2.低矮路堤不均匀沉降

对高度小于3．0m的低矮路堤，由于其地基土承受较大的动荷载，自身条件的复杂性和不均匀性，当产生沉降特别是产生不均匀沉降时，对路基面、轨道的影响程度将远大于高路堤对地基的影响，必须引起高度重视，相应部位确保满足地基强度K30或压实系数K的要求。施工中，需要对低矮路堤地段进行沉降观测，根据沉降观测资料及沉降发展趋势、

工期要求等，及时修改设计，变更地基补强或施工工艺。

5.1.19.确保路基填料标准、压实标准、工后沉降标准措施

5.1.19.1.确保路基填料标准措施

⑴填料的挖、装、运、铺及压实连续进行。对填料的各项指标进行土工试验，确保填料符合设计和规范要求，保证施工质量。

⑵按设计要求选择路堤本体填料。使用不同填料填筑路基时，各种填料不得混杂填筑，每一水平层的全宽采用同一种填料。渗水土填在非渗水土上时，非渗水土层顶面做成向两侧4％的横向排水坡。

⑶为了使A、B、C组填料级配尽可能良好，在填料装运过程中要控制粗料及细料的搭配。

⑷级配碎石采取“厂拌法”，同时配备足够的级配碎石运输、摊铺、整型、碾压和检测设备，保证级配碎石施工质量。

5.1.19.2.确保压实标准措施

5.1.19.2.1.试验段

路基在正式填筑前，先进行试验段压实工艺试验。根据选定的土源、摊铺和碾压机械，选择一段有代表性路基（长度不小于200m）做摊铺压实工艺性试验。通过试验确定填层的摊铺厚度、压实遍数和机械走行速度等经济合理的工艺参数。每种碾压方案、每种主要

填料均进行填筑工艺试验。同时根据填料的性质、要求的压实度及强度、机械压实能力综合测定填料的含水量控制范围。

5.1.19.2.2.施工过程

路堤填筑采取横断面全宽、纵向分层填筑方法。当原地面高低不平时，先从低处分层填筑，两边向中心填筑。

压路机压实顺序遵循从两边往中间，先静压后弱振再强振的操作程序进行碾压，压路机行使速度控制在每小时4km以内，强振时控制在每小时2.5km左右。横向轮迹重叠控制在40cm以上，各区段交接处搭接长度大于2m，上下层接头处要错开3m。当遇到有开挖的台阶时，顺台阶进行碾压，确保结合部位的密实。压实完毕后，根据恢复的桩位检查该层土的压实厚度和填筑高程，检查填土边线，人工清理边上多出的松土。

5.1.19.2.3.检测试验

按有关规定的检测标准及检测频率进行压实度的检测。

5.1.19.3.确保工后沉降标准措施

5.1.19.3.1.加强地质勘测，全面系统了解地基条件

在开工前对线路的地质情况进行详细的补勘，确保不因地质情况而造成路基大的变形。

5.1.19.3.2.开展全方位研究，优化和细化设计

在施工前期，联合设计单位和大专院校及有关科研单位，对所施工的路基工后沉降展开研究，全面系统地进行评估，并根据研究成果，对施工方案进行优化。

⑴地基沉降控制技术措施

除最基本的地基重型碾压外，根据地基加固的设计及现场地质补勘情况，采用桩板结构、挖除换填、堆载预压等方式来减少地基总沉降、加快地基的沉降速度，以满足路基工后沉降的要求。

①地基加固处理

本标段中，软土和松软土地基是工后沉降最难控制的地段，设计的地基加固处理方法为挖除换填、桩板结构、CFG桩、钢筋（预应力）混凝土管桩、堆载预压等处理方法。

②试桩和现场荷载试验

在全面施工开始前，选择合适的场地进行试桩，主要研究不同设计方案(如桩强度、桩径、间距、垫层厚度等)和施工工艺对地基效果的影响，通过现场荷载试验及沉降观测，验证地基处理方案的可靠性，评价处理后地基工后沉降，并总结出系统的施工工艺指南。

③沉降分析

松软土地基按设计要求及地层或加固明显变化处设置观测断面，对每一个断面进行沉降分析。根据相邻两断面沉降差判定工后沉降的均匀性是否满足要求。

④选择典型断面和特殊断面进行数值分析和离心模型试验

在总沉降分析中，不能得出地基沉降随时间的变化规律，较难推导出工后沉降量。因此，运用数值分析和离心模型试验对典型的断面和特殊断面作进一步研究，得出沉降与时间关系曲线，不同设计方案对工后沉降的影响规律，评价工后沉降是否满足设计要求，以指导下一步施工。

⑵路基工后沉降控制技术措施

根据有关研究成果，采用A、B、C类填料或改良土填筑的路堤，其本体沉降主要发生在施工阶段，工后沉降在竣工后半年时间基本完成。因此，路堤本体的沉降根据具体填料情况，采用离心模型试验等方法进行研究，以指导下一步施工。

⑶过渡段工后沉降控制技术措施

在过渡段工后沉降控制方面，通过采用逐渐过渡到一般路堤段的地基处理方法来调节，对于工后沉降可能较大的工点（如软土地基较深地段），优先安排施工进行处理，以达到减少工后沉降量的目的。

5.1.19.3.3.加强施工管理，确保工程质量

为确保路基工后沉降达到设计规范要求，加强施工管理，做到所有施工在大规模施工前，均进行施工工艺试验，并在施工过程中遵循相关施工规范和工艺标准，进行动态管理，确保施工质量。

5.1.19.3.4.完善现场观测，运用信息技术，准确预测工后沉降

综合考虑路基填高的差异，地基土成因类型、地层结构的复杂性，地基沉降估算精度

的复杂性，工后沉降控制标准以及有效控制工后沉降的艰巨性，对本标段路堤沉降进行系统的观测与分析评估，提出更为详细的路基沉降观测方案。

5.1.19.3.5.动态分析与沉降观测

路堤施工期间，对沉降观测资料及时整理分析，根据沉降速率指导路堤填筑施工，若沉降速率过大，则调整路堤填土速率。利用工后观测资料对路基的最终沉降进行预测。一旦预测工后沉降不能满足要求时，及时采取相应的工程措施。