浅谈重栽铁路路基沉降监测设置与观测方法

浅谈重栽铁路路基沉降监测设置与观测方法

张椅磊孙涛

中铁七局集团第一工程有限公司河南.洛阳

摘要：本文结合山西中南部铁路通道ZNTJ-14标，在增建二线路基试验段施工中，按照设计要求时速120km/h路基工后沉降控制20cm，沉降速率5（cm/年）；针对这一问题结合工程实践，总结了路基沉降观测施工中的经验；及路基面沉降监测工程施工技术，并从设置方法及施工过程方面去探讨路基沉降监测控制在重栽铁路中的应用。提出了确保重载铁路路基工后沉降满足设计及规范要求的设置方法和控制措施。

关键词：重载铁路路基工后沉降沉降观测设置方法

0前言

随着铁路建设的日益发展，在高标准，高质量，建设一流重载铁路的要求下对中南铁路通道路基设计按照I及干线、重型轨道、路基宽度及基床按时速120km/h设计；路基工后沉降按要求设置沉降、位移观测设备和进行沉降观测、沉降观测6个月，并进行铺轨前沉降评估，满足沉降要求后方可铺轨。本文对基底、路基面的沉降观测设置及施工过程进行了论述，提出了沉降观测设置方法和施工技术，确保路基达到了预定的变形控制要求，指导铺轨施工，同时也作为竣工验交时控制工后沉降量的依据。

1工程概况

山西中南部铁路通道ZNTJ-14标增建二线区间地处安阳内黄路基范围长16.4km，与既有线并行段，为低矮路基多属于C组细粒土填料，路基基床底层必须改良，基床底层采用8%石灰改良土经行地基处理，基床底层以上采用A、B组填料。路基试验段里程K45+050～K45+550试验段路基长500m。试验段地基为软土松软地段路堤，根据设计要求填筑过程中进行沉降监测，填筑时间对路基沉降变形进行连续监测，并保证荷载稳定条件下观测6个月后根据监测结果，分析评价基底最终沉降量完成时间，以确定轨道、结构施工和铺轨时间。同时也作为竣工后沉降控制依据。

2沉降观测点的埋设

2.1基地沉降监测设置及组成

⑴.路基填筑前于路基中心基底预埋沉降板进行监测。清除地表0.3m内杂填土后整平铺设0.1m厚中粗砂，安装沉降板及元件，沿线路前进方向每50m安装一个试验段共安装10个。安装时保持底板水平及垂直度。

⑵.沉降板由沉降板、底座、测杆及保护测杆PVC塑料管组成。沉降板采用（30cm*30cm*8cm）钢板制作，测杆和钢板采用双面电弧焊接测杆用φ=20mm钢管制作成1m一节，外套保护测杆φ=500mmPVC塑料管。随着填土增高，测杆与套管相应增高，每节长度100cm，接高后的测杆面应高于套管上口，填土施工时绕行，保护测沉设施。

2.2路面沉降监测设置

在路基面设置1个沉降观测点进行沉降观测，沿线路前进方向50米一个，设置在新建路肩上，埋入基床表层以下0.55m，路基成型后设置。监测桩采用C15混凝土方桩边长0.1m，桩长0.6m桩，中心埋设长0.3m长直径φ16mm钢筋一根。钢筋露出桩顶5cm。松软路基在填筑中应在两侧坡脚外2.0m和8m处设位移观测桩，沿线路走向50m间距，观测桩采用直径0.1m，长度1.0m不易开裂圆木制作，桩顶露出地面0.1m用洛阳铲陶土打入1.2m深，灌注c15混凝土后，将边桩插入孔内现浇固定，确保边桩埋置稳定。

3路基沉降观测内容与设置

3.1路基沉降观测目的和内容。

根据现场测定沉降量分析预测总沉降和工后沉降量，确定是否满足设计要求，评估确定工后沉降量和是否满足铺设轨道的条件，指导确定轨道铺设时间。

3.2观测仪器设备

北京博飞DZS3-1型精密水准仪2台。因瓦水准2对。尺垫2对。拓普康GTS-722全站仪1台。对讲机6部计算机3部。

3.3观测精度与控制要求

测量精度达到二级水准测量标准，基准点采用设计院水准网进行加密联测。变形观测的控制标准为边桩水平位移小于5mm/天，竖向位移小于10mm/天，路基中心沉降板沉降量小于10mm/天。其工后沉降量不能大于200毫米。在基准网建成且工程施工后1个月时进行第一次复测，完工以后每隔3个月复测一次。实施过程中根据控制点的稳定性和实际需要进行调整加密。

3.4沉降观测频度

路基填筑期间应每天观测一次，地方阻碍或其他暂时停工期间前2天每天观测一次以后每三天测试一次，施工完后前15天内每3天观测一次，第15～30天每星期观测一次第30～90天每15天观测一次，以后每个月观测一次。

降3.5沉降观测方法

工作基满足沉降变形观测精度要求，两水准基点之间沿线路方向间距不大于200m、距路基中心距离小于50m布设工作基点。工作基点采用设计院提供在其基础上在进行加密。观测网工作基点应定期与设计院水准基点进行联测校核。随时进行复测。

采用水准测量方法，观测路线采用水准基点直接测至沉降观测点的在闭合至该点的直线线路方法，也可用从临近水准基点测至沉降观测点，再闭合至另一水准基点的附合水准路线法。路基顶面沉降观测在路基施工完成后采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降观测桩顶面测点高程。在路基填筑前后采用全站仪测量方法，按测量精度要求和频次每天测量位移观测桩水平位移及竖向位移。

3.6内业资料整理

应采用规范的路基沉降观测记录表格，做好数据的记录与整理，资料应齐全、详细、规范，符合设计要求。所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录须清晰，不得涂改；人员必须签名。所测数据必须当天及时按照沉降记录表格式输入电脑，并进行分析整理汇总，核对无误后在计算机内保存。根据观测结果整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图，分析土体的侧向位移值及其发展趋势，判断地基的稳定性；路基填筑至设计高程后，按规定整理成册，报送有关单位进行沉降分析、评估。

4沉降观测技术要求及注意事项

⑴.沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定采用红油漆标识、统一编号记录备案。

⑵.严格按水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。

⑶.参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。

⑷.观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。成像清晰、稳定时再读数。随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。

⑸.沉降板附近1m范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土及碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。

⑹.制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏，元器件埋设后，制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中，派专人负责监督观测断面的填筑。

5工后沉降评估

由于荷载作用下路基沉降需要一段时间才能完成，所以通过前期的沉降观测资料可以推算路基的最终沉降量。铺轨之前，整理观测成果交给评估单位进行工后沉降评估，当满足设计要求时方可铺轨。

5.1双曲线配合法计算

⑴．变形预测采用曲线回归法，该法认为时间沉降量为一双曲线，可由此确定路基的沉降量。根据实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。

结束语

中南铁路通道路基试验段施工中，根据地形、地质条件，施工方法，按照设计要求设置沉降观测，经过路基沉降观测计算评估后满足工后沉降小于20cm要求；分析出后期沉降速率以及最后沉降完成时间。并且指导铺轨时间。

参考文献：

[1]新建山西中南部铁路通道路基工程设计与施工参考图集

[2]杨林浩郑西客运专线路基工程沉降方案[J]铁道工程学报

[3]铁路测量规范