1、高淳湖滨路改造工程施工监测方案南京林业大学二OO九年六月高淳湖滨路改造工程施工监测方案1 工程概况概述湖滨路位于高淳县淳溪镇，道路沿官溪河北岸及固城湖西岸，西端始自 官溪路，东端止于固城湖南路。湖滨路原先是固城湖的一道坏堤，即城区防洪 堤，2000-2001年由高淳县政府组织对该坏堤进行了加宽加高加固，新砌了护坡 并建成了现在的湖滨路。现状湖滨路大部分路段总宽为1315m,并在临河（湖） 侧设有46m宽的人行道，道路线形平曲线较多，整体呈U型展布。因湖滨路 是在老号堤上进行加宽的，未对老堤修整，导致新老结构拼接处岀现明显的纵 向贯穿裂缝，两侧最大高差达到10cm,藉以此，并结合“高淳老街民俗文2、化旅 游区”的整体规划，实现与湖滨大道的对接，高淳建设局决定对现状湖滨路进 行拓宽改造。本次拓宽，对道路平面线形进行了优化，局部偏离原有道路，在临湖侧道路 至少退让2m以用作临湖景观带。拓宽改造后的湖滨路全长2219. 026m,宽20m, 道路平面线形在现状道路线形的基础上进行优化设计，并实现与在建的西陡门桥 接线工程的平面相接;道路纵断面在现有道路的基础上加高至最小高程为12. 60m （黄海高程系，下同），在此基础上对道路纵坡进行最优化设计，尽量减少道路 的填方工程，并与西陡门桥接坡相衔接。1.2工程地质条件和地基处理方法1）地形、地貌拟建道路四侧从C1孔至C4孔约350m范围内展岗地地3、貌单元，其余地段 展冲积平原地貌单元。地形较平缓，施工钻孔孔口地面高程7.4012.98m, 最大高差5. 58m。2）岩土层分布在勘察深度内，场地岩土层可分为五大工程地质层，自上而下分述如下: 填筑土（Q4ml）：表层30cm主要为现状湖滨大的碗碎石路面。其下为可 塑状硬塑状（局部软塑）粘土、亚粘土，灰褐、灰黄、褐黄、灰等杂色，湿 饱和，中-高压缩性，结构较松散，土质不均匀，局部夹少量小碎石。据了解, 填龄大于10年。层厚3. 209. 50mo 淤泥质亚粘土（Q4al）：灰色，饱和，流塑，高压缩性。土质不均匀， 局部夹少量薄层亚砂土，为新近沉积土。层顶标高2.997. 12m,层顶埋深 34、. 209. 30m,层厚 1. 7016.90m。 粘土一亚粘土（Q3al）：褐黄色，饱和，硬塑，中偏低压缩性。含较多 灰黑色铁镭质小结核。该层土质不均匀，以粘土为主，局部为亚粘土。分布 不稳定,层顶标高1. 009. OOin,层顶埋深-6. 81462m,层厚1. 706. 50m0 强风化泥质粉砂岩（K2c）：暗红色，岩石风化强烈，结构大部分被破坏, 矿物成分明显变化，岩芯呈硬塑土状，局部夹风化残块，下部残块稍多，水 冲易散，干钻较难钻进。层顶标高-13.02-1. 05m,层顶埋深7. 5025. 50m, 最大揭露厚度2. 95nio3）水文地质特征（-）含水层及地下水埋藏条件勘察5、期间实测钻孔内地下水初见水位标高为5. 605. 80 m,稳定水位标 高为5. 806. 00m,主要赋存于填筑土下部及淤泥质亚粘土中，为统一 含水层，为孔隙潜水，地下水化学类型为HC03Cl-Na （K） Ca。水位变化主 要受大气降水及地表水补给影响，年升降变化幅度约1.50mo粘土一亚粘 土呈硬塑状，强风化泥质粉砂岩呈硬塑土状，含水微弱，基本不透水，为 相对隔水层。（二）浅部土层渗透性经室内渗透试验，浅部土层渗透系数（水平及垂直方向）结果如下： 填筑土： Kh = 3. 88X10-5cm/s, Kv = 2. 24X 10 ：cm/s； 淤泥质亚粘土: Kh=1.22X10-5cm/6、s, Kv=6. 43X10-6cm/s； 粘土-亚粘土： Kh=4 50X 10-7cm/s, Kv = 3. 00X 10 7cm/s （经验值）；4）路基处理起始段：K0+000K0+120段基本上在现有湖滨路范围内填筑，此段道路仅需将现有道路路面结构层挖除并挖至设计路床顶即可。一般路段：现状湖滨路非临河（湖）侧为植草护坡，护坡分为两级，拓宽 改造后的湖滨路横向有部分位于现状护坡上。一般路段采取将现状护坡1. 6m内 采用台阶挖除法进行逐级开挖，开挖采用高08n）宽l6m的台阶，护坡平台处 下挖0.5m用1： 1的沙砾垫层进行换填压实，其余由下至上分别采用4%、6%、 8%的石灰改良土进7、行分层压实回填；车行道下的现状湖滨路路面至少下挖0. 8m, 人行道下的现状湖滨路路面至少下挖0. 5m,挖除部分用8%石灰改良土分层压实 回填。采用此一般路基处理方式的路段桩号为：K0+120K1+290及K1+785 K2+219.026,共约1604. 026m；另终点处与本道路顺接的固城湖南路有约180m 亦采用本方式进行路基处理。特殊路段：为实现与西陡门桥交叉口的顺接，方便右转车辆上桥，K1+290 K1+780路段大幅度向北偏离现状道路，改造后的此段湖滨路大部分甚至整体位 于现状护坡上，且此段道路下卧软弱层较厚，道路填土较高，对此段道路采用 水泥搅拌桩结合土工格栅的处理方式进行路基8、处理。水泥搅拌桩桩径为0.5ni, 分A、B型两种桩：A型桩位于现状道路护坡平台处，桩顶标高为7. 0m,桩间距 为1.5m （过渡段桩间距调整为2.0m）,梅花形布置，桩长为L； B型桩位于现状 道路二级护坡坡脚线处，桩顶标高为4. 0m,桩间距为2.0m （过渡段桩间距调整 为2. 5m）,梅花形布置,桩长为L-3； L根据不同地质情况分15m、12 10m三种 情况。施工吋先施工B型桩，回填土至7. 0标高后在施工A型桩。本路段开挖 及回填要求与一般路段路基处理方式相同。纵向搭接处理：在采用不同地基处理方式交接处，路基回填时应时应在沿 道路方向形成台阶，台阶宽度不小于2m,并设置土工格栅9、，土工格栅单侧搭接 不小于2mo填土要求：路基回填吋采用4%、6%、8%的灰土进行分层压实回填。2 现场监测方案31监测目的及方案设计依据(1)监测的目的在软土地基上新建和改扩建公路，最突出的问题是稳定和沉降问题，为了确 保路堤填土的安全施工，防止软土地基失稳，除严格控制施工填土速率外，施工 期间还必须加强动态观测，以避免由于施工过快而造成地基的失稳破坏。为优质、 高效地完成高淳湖滨路改造工程，需要对全线路堤施工实施沉降与稳定监测，以 期达到如下目的： 控制和保证工程质量，确保路堤填筑施工中的安全和稳定，杜绝路基滑塌 事故的发生； 指导施工，正确控制路堤施工填筑速率，合理确定路面施工时间，为科10、学 组织施工提供科学依据； 通过对观测数据的分析计算，适时向业主提出优化设计方案，以利于业主 和施工单位科学合理地安排各施工工序，在确保施工质量的前提下尽可能地缩短 工期； 通过观测，验证设计的合理性，使工后差异沉降控制在设计的允许范围Z 内，为工程竣工验收提供依据；总结新老路堤拼接条件下临水路基的变形规律，为今后类似条件下的工程 建设积累经验。设计文件要求：填筑过程应进行沉降和路堤稳定观测。填筑速率控制标准为：路堤屮心线沉 降速率每昼夜10mm,坡脚水平位移速率每昼夜5mm,路堤填筑速率以水平位 移控制为主。路面铺筑时间要求：路面铺筑应在沉降稳定后进行，要求连续2个月观测的 沉降量每月不超过11、5価，方可开始路面结构的铺筑。对于一般路段的观测，主要是路基沉降和路堤坡脚处的水平位移的变化。而 对于深厚软土地基而言，从我国已有公路的软土地基试验工程观测资料证实，地 基在路堤荷载作用下土体的最大水平位移发生在位于地面以下5餉范围内，土 体的破坏是从地下最大位移点逐渐向上发展，而地表的水平位移要比最大点的位 移小的多。因而，监测地基稳定性最好是采用深层测斜。埋设测斜管可以观测地基各层土体侧向位移量，从而对路堤的稳定性进行监 测。同时还可以了解土体各层侧向位移以及附加应力增加过程中的变形发展情 况，掌握分层变形量，推断土体剪切破坏的位置，便于路基施工管理。但由于测斜管埋设难度大，观测工作量也较12、大，对整个路段大量埋设不现实。 因而，综合各种条件，选择部分断面进行重点观测。(2)监测方案设计依据 高淳湖滨路改造工程工程地质勘察报告； 高淳湖滨路改造工程设计文件； 公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017-96)。2.2主要观测的内容及方法(1) 垂直位移观测及方法沉降观测采用埋入式沉降标，由200mm长、直径为25. 4mm的钢管和500mm X 500mmX 10mm沉降板组成。底部钢管用互成120的撑脚三角板焊接在沉降板中 心处，节管用管篩连接。节管顶部用护管帽盖住。施工人员按设计的桩号断面将 沉降板埋入铺好的砂垫层上。管顶应低于原压实面58cm,随即测量管顶至底 板高差，13、填土夯实至管顶，并测量管顶标高(初读数)，当第二层土施工完毕后， 在管顶位置接上第二节钢管。观测时，每节管的顶面有上、下管顶标高，下节管 顶而标高用于计算第一次沉降量，上节管顶标高作为下次计算沉降量的数据。循 序逐节升高，重复上述工作。观测用水准点应选在路中心线50m外且土质坚硬便于长期保存和使用的地 点，并埋设混凝土水准标石。路堤升至一定高度时，为了减少传递高差影响，可 将水准点传设至其它高程相近的固定点。水准仪采用DS3型水准仪，配用3ni长 的红、黑木质水准尺，i角不应超过20 -,按三等水准测量进行观测。沉降观测, 在施工填筑期按三等水准测量。(2) 侧向位移观测及方法侧向位移采用边桩14、观测，在路堤两侧的坡脚处设立位移边桩，同时相应布设 基桩。同一观测断面的边桩应在同一横轴线上。边桩采用钢筋混凝土预制，长度 1.5m,方形断而，边长15cm,桩顶预埋特制测头。边桩采用打入或开挖埋设， 桩周上部用现浇混凝土固定。基桩也采用钢筋混凝土预制，长度1.0m,方形断 面，边长25cm,桩顶预埋特制测头。水平位移采用红外线测距仪量测位移桩与 基桩之间的距离。（3）深层水平位移观测及方法（测斜）：深层水平位移观测是先预埋测斜管，然后采用伺服加速度计式测斜仪，量程 （/（）： 053,位移方向:水平一向：灵敏度（分辨力）：0. 02mm / 500mm：精度: 4mm-15mm；温度：-1015、50 Co观测时，将测头的感应方向对准水平位移方向的导槽，放线至导管的最底部。 将电缆线与接收指示器连接，打开开关。指示器读数稳定后，提升电缆线到预测 位置。每次应保证在同一位置处进行测读。将测头提升至管口处，旋转180度， 再按上述步骤进行测量，这样可以消除侧斜仪本身的固有误差。根据指示器反映的倾斜角进行计算，得岀每个区段的位移量，以底部固定端 或管口校正值为基点，将各区段的位移量累计起来，得出水平位移曲线。2.3监测点的布置原则及位置（1）布置原则在确定观测点时，综合考虑多种因素，主要有： 软土的厚度； 路堤填筑的高度； 拼接路段地基处理的方法； 科学研究的需要。根据上述原则，本次沉降观测16、的垂直位移监测点、侧向位移边桩和测斜管布 设参照下列标准进行： 非软土层路段200米布设一个观测断面I （详见表1,测点布设见图1）, 只布设沉降标和水平位移边桩，便于与软土路段比较； 软土厚度在5米以上路段，100米左右布设一个观测断而I ,只布设沉 降标和水平位移边桩； 软土厚度在10米以上路段，100米左右布设一个观测断面II （详见表1,测点布设见图2),除布设沉降标和水平位移边桩外加设测斜管;表1 监测断面的分类监测断面的类型监测项冃I路中沉降板+堤外侧路肩沉降板+侧向位移桩11路中沉降板+堤外侧路肩沉降板+侧向位移桩+测斜管除此Z外，为充分保证路堤填筑安全，根据地基处理方法和软土厚17、度差异,选取2个典型断面，布设3个沉降标和3个测斜管。各断面监测设施数量见表2。 测点布设见图3图4。图1 I型断面测斜管图2 II型断面图3典型断面K0+7300测斜管5.5管长27m3.5-12.5：汎降标I水平位移桩K1+500a软土厚I69m管长28mJK16钻管长怡01图4典型断面K1+500（2）位置及数量监测断面的里程桩号和监测断面的个数见表2O其屮任意一个监测断面测点布设示意图见图一。表2监测点的数量和位置表桩号软土 厚度/m拼接及地基处理方法监测断面 类型监测点备注沉降标（个）水平位移桩 （个）测斜孔（个）孔深（m）1K0+2000土工格栅I212K0+3900土工格栅I2118、3K0+50010.4土工格栅II211144K0+60010.0土工格栅+搅拌桩I215K0+73010. 5土工格栅+搅拌桩典型断面31320+21+166K0+80010. 5土工格栅+搅拌桩I217K0+900& 9土工格栅+搅拌桩II211148K1+0006.7土工格栅+搅拌桩I219K1+1007.0土工格栅+搅拌桩II2111210K1+2006.6土工格栅+搅拌桩I2111K1+3106.9土工格栅+长短搅拌桩II2111012K1+40010.2土工格栅+长短搅拌桩I2113K1+50016.9土工格栅+长短搅拌桩典型断面31327+28+1814K1+6007.3土工格栅19、+长短搅拌桩I2115K1+7005. 3土工格栅+长短搅拌桩II2111216K1+8004.8土工格栅+搅拌桩I2117K1+9002.2土工格栅+搅拌桩II2111018K2+0001. 7土工格栅+搅拌桩I2119K2+1004.8土工格栅+搅拌桩II21110合计4019132122.4观测标志的制作和埋设（1）沉降板的制作降观测采用埋入式沉降标，由200mm长、肓径为25. 4mm的钢管和600mmX600mmX lOmni沉降板组成。底部钢管用互成120o的撑脚三角板焊接在沉降板中 心处，节管用管篩连接。节管顶部用护管帽盖住。如（图5）图5沉降标示意图（单位mni）（2）沉降板的20、埋设测点标杆安装时应严格按规定进行（如图6）,安装必须稳固，步骤为：1）施工两层实土后，即可开始埋设沉降标；2）开挖压实土两层至原地面，或至水泥搅拌桩桩顶；3）铺设5cm砂垫层;4）沉降板就位、整平；5）冋填细颗粒土，夯实至管顶以下2cm；6）建立管顶高程的初读数；7）加设保护帽；施工单位应注意对沉降观测点的保护和沉降标的修复工作，一旦发现被破坏应立即进行修复，以便保证沉降观测数据的连续性，提高观测数据的可靠性。第二压实面第一层填土压实面管 顶2C/浪地而压实或紛 岐桩顶面压实I 砂 5cm图6沉降标埋设示意图(3) 沉降标接管工作1) 接管前沉降表管顶应确保在实土面以下两层；2) 摊铺虚土整21、平开挖至杆顶以下；3) 观测管顶高程后，接管，接管后管顶要高于实土面5cm；4) 回填细颗粒土，夯实至管顶以下2cm；5) 观测管顶高程后家保护帽。整个接管工作如(图7)。L T 2cmbinT1 丄刖一次o II压实面压实后顶面(1)上次压实后约 30cm虚铺土(3)接管压实后顶EI510cjn(2)填土(4)压实 后进入下 一循环图7沉降标接管示意图(4) 侧向位移桩、基桩的制作和埋设在路堤两侧的坡脚处设立位移边桩，同时相应布设基桩。同一观测断面的 边桩应在同一横轴线上，边桩采用打入或开挖埋设，桩周围及上部用现浇混凝土 間定。边桩和基桩的形状如图8。图8 边桩和基桩制作示意图（5）测斜管的22、制作和埋设测斜管应埋设于地基土体水平位移最大的平面位置，一般埋设于路堤边坡 坡趾或边沟上口外缘lOm左右。测斜管采用专用侧斜塑料管（PVC管），测斜管 内纵向的十字导槽应润滑顺直，管端接口密合。测斜管埋设时，采用轻型地质钻 机钻孔，导孔要求垂直，偏差率不大于1.5%。测斜管底部应置于深度方向水平 位移为零的硬土层中至少50cm,管内的十字导槽必须对准路基的纵断面和横断 面方向。测斜管与钻孔壁之间用砂填充。测斜管埋好后，需停留一段，使钻孔中 的填土密实，贴紧导管。（6）其他测点埋设典型断面的其他测点，如孔隙水压力计、土压力盒、分层沉降磁环的埋设较 为复杂，应由专业人员指导埋设，此不赘述。2.5现23、场监测频率各测点布设并初测后，正常施工每填1层土监测1次，但每次间隔不大于1 周，填筑全部完成后按每15天1次进行，路面竣工后第1年按2月1次进行，1 年后根据情况确定后续工作。2.6观测成果提交方式及时间填筑施工过程中各项监测同步进行，及时整理监测数据，编制各种图表及绘 制时程曲线，反应填筑过程各项指标的变化，及时反馈信息，提出施工控制指标 建议值，确保填筑施工安全高效进行。整个监测过程中的观测成果以如下四种形式表现： 监测数据速报尽可能做到当天观测的资料当FI整理，以便及时发现问题，指导施工。当观测数据表明路堤屮心沉降速率210 mm/d,侧向位移速率5mm/d或有 其他迹象表明路堤可能失24、稳时，立即报告给承包人、监理单位，并上报业主。 监测月报监测时间满一个月，应对该月所有监测数据进行整理汇总，并附以必要的图 表，同时对监测数据进行初步分析，提出下一个月的监测注意事项。当月的监测 简报在下刀10日前送交有关单位。 最终监测成果总报告全部观测工作结束后，提交最终观测成果总报告，本报告分析观测全过程的 数据。2.7监测质量保证措施 实行项目总负责人制。项目总负责人不仅仅是负责对外联系、协调以及 现场组织工作，还必须对整个项目的监测质量承担全部责任。 监测工作应做到“五个固定”，即仪器固定、人员固定、测站固定、水准 尺固定、转点固定，以确保监测数据的准确可靠。 根据现场工作量大小，设25、立若干监测小组，每一小组设小组长并配备具有 相应的工程技术知识和观测技术的专职人员，由项目总负责人与各小组长分别 订立目标责任状。 上岗人员分工明确，要熟悉自已的业务范围，实行岗位责任制。 所有数据记录采用规范的统一格式的记录纸，各类监测仪器采用正规厂 家生产的合格产品口应经常校准调试，以保证监测的数据达到精度要求。 从资料采集、记录、数据登录、分析计算到成果提交，必须层层有人把关, 严格遵守技术责任制。 要有明确的观测计划，不少观测或漏观测。遇特殊情况时，增加观测次数。 如发现观测数据有疑，必须及时进行复测，查明原因。 及吋与业主、设计、施工及监理单位沟通，保证监测按时有序进行。及吋 反馈信26、息和提交观测成果，充分发挥现场监测的指导作用。3仪器设备及人员拟投入该项目的设备见表3。表3拟投入该项冃的设备表仪器名称型号主要性能指标数量（套）产地精密水准仪索佳B1使用钢钢RAB码水准尺每 公里往返测标准差为0.4mmo 使用玻璃钢RAB码水准尺每公 里往返测标准差为1.0mmo1日本全站仪探卡TC2003测距精度：1 mm+1 ppm 测角精度：0.5”1德国测斜仪Rocktech50m,单点精度0.08mm,1加拿大钢钢尺1钢尺1项目组人员见表4。表4项目组人员姓名单位性别年龄专业职称项目屮 承担工作杨平南京林业大学男45岩土工程教授项日总负责邵光辉南乐林业大学男36岩土工程副教授技术负责赵志峰南京林业大学男30岩土工程讲师现场负责、岩土监 测魏浩瀚南京林业大学男30测绘工程讲师现场监测陈健南京林业大学男28测绘工程讲师现场监测袁云辉南京林业大学男24岩土工程研究生现场监测