某高速公路扩建工程软基监控实施方案.docx
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某高速公路扩建工程软基监控实施方案
软基监控实施方案
一、工程概况
XX高速公路XX标起止桩号为：
K9+000~K14+000，全长5.0公里。
现有公路的标准横断面为双向4车道，中间带3.0m，硬路肩2.0m，土路肩0.75m，公路标准断面共宽24.5m，本次扩建以原路基为主体进行两侧拼接加宽，扩建后路基标准宽度为41.0m，即由四车道改为八车道。
其中行车道为8*3.75m，中间带为3.5m（含2*0.75m路缘带），硬路肩为2*3.0m（含0.5m的路缘带），土路肩宽度为2*0.75m。
路线区属南亚热带海洋性季风气候，温暖潮湿，雨量充沛，年均气温21.5℃，1月平均温度13℃，7月平均温度28.50℃。
多年平均相对湿度83％，年均降水量1619～1800mm，多集中在4～9月，年蒸发量1432～1738mm。
年无霜期多于345天。
夏季多为温湿的南、东，冬季多为北、西风。
本区属于华南沿海台风区，影响我省的热带气旋年平均13.5次，在我省登陆年平均6.3次，是我省最主要的灾害性气候，其中以7～9月最为频繁。
热带气旋中心在沿海登陆时风速可达34m／s，受其影响常伴随暴雨。
本标段属冲积平原、侵蚀丘陵工程地质区，其中冲湖积平原区浅表层断续分布3-1、3-2、3-3层软土，局部分布2-7松散粗砂层和4-6松散状态中砂，砂性土为液化土，出露近地表的坡积层及残积层经确定无膨胀土，下伏基岩为软质强、中、微风化粉砂岩、砂砾岩、粉细砂岩，强度普遍很低。
软土由于其强度低、压缩性大的特点，在软土地基上扩建公路时，由于路面需要维持通车，主要工程难点是填土施工期的稳定性和减少新老路堤的工后差异沉降。
设计图纸中对软土路基填土施工过程提出了详细的检测设计，根据施工图中软基检测、第三方软土地基路堤施工监测实施方案及业主召开的相关软基检测会议，确定施工单位对普通监控断面的地表沉降、地面水平位移内容进行监测。
二、监测的目的和意义
针对本标段公路的特点，软土路基施工监测目的与意义主要如下：
1、稳定性监控
通过地表沉降、地面水平位移监测的综合分析，评价路堤的稳定性，合理控制全线的填土速率，达到安全、快速填筑的目的。
2、为信息化施工服务
通过地表沉降、地面水平位移监测的综合分析，分析地基固结状况，预测工后沉降量，为路堤填土速率、卸载时间提供依据，保证填筑过程中路堤整体稳定，达到全过程的信息化施工。
三、方案编制依据
1、《XX高速公路扩建工程第Ⅰ合同段第XX标段施工图纸设计》江苏省交通规划设计院有限公司
2、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTG-B01-2003）
3、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTG-D30-2004）
4、中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》（JTG-F10-2006）
5、中华人民共和国行业标准《公路勘测规范》（JTG-C10-2007）
6、中华人民共和国归家标准《工程测量规范》（GB50026-2007）
7、中华人民共和国行业标准《见证变形测量规程》（JGJ/T8-2007）
四、监测方案技术设计
1、监测项目
《公路路基设计规范》（JTG-D30-2004）7.6.7条对软土地基上的高填土路堤和桥头路堤提出了沉降与稳定观测设计原则。
综合设计文件、设计、施工相关规范、业主召开的相关监测会议，确定我标段软基检测分重点监测断面和基本监测断面，其中由第三方监测单位选择部分重点监测断面全过程监控，其余监测断面由施工单位全过程监控，其中由施工单位监控的项目如下：
监测项目
观测仪器
监测作用
位移
地表沉降
沉降板、水准仪
监测沉降板以下土层的沉降量及其随时间的发展过程。
一方面可用来评价填土加载速率的安全合理性，确定合理的卸载时间；另一方面可通过对监测结果的分析，推算出路基工后沉降值等。
地面水平位移
位移桩、全站仪、水准仪
根据监测的地表水平位移速率，提供施工过程中合理的加载速率，分析路基整体稳定性。
2、监测断面设置
根据路线经过的工程地质条件、路基填方高度、周边环境、设计监测要求，我标段的监测断面如下：
（1）重点监测断面
重点软基处理监控断面
序号
监测断面桩号
断面类型
备注
1
K9+050左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
2
K9+100左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
3
K9+149左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
4
K9+170左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
5
K9+220左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
6
K9+330两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
7
K9+380两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
8
K10+320两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
9
K10+720两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
10
K12+039两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
11
K13+160两侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
12
K13+660左侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
13
K13+710右侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
14
K13+760右侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
15
K13+803右侧
重点断面Ⅱ
第三方监测
16
K13+822右侧
重点断面Ⅱ
施工单位监测
（2）普通监测断面普通软基处理监控断面
普通软基处理监控断面
序号
监测断面桩号
断面类型
备注
1
K9+050右侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
2
K9+220右侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
3
K9+270两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
4
K9+540两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
5
K9+730两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
6
K9+870两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
7
K10+050两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
8
K10+228两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
9
K10+460两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
10
K10+620两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
11
K10+806两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
12
K11+340两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
13
K11+550两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
14
K11+730两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
15
K11+830两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
16
K12+100两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
17
K12+620两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
18
K12+780两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
19
K12+980两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
20
K13+256两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
21
K13+330两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
22
K13+530左侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
23
K13+710左侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
24
K13+920两侧
基本断面Ⅰ
施工单位监测
（3）监测断面类型
不同路基类型拟采用监测项目组合如下：
重点断面
监测断面类型
监测项目组合
基本断面Ⅰ
旧路基路中及路肩位移边桩+新路基路肩沉降板+新路基坡脚位移边桩+测斜管（单侧）
重点断面Ⅱ
旧路基路中及路肩位移边桩+新路基路肩沉降板+新路基坡脚位移边桩+测斜管（单侧）+空隙水压力计
基本断面Ⅰ
重点断面Ⅱ
3、监测工期与频率
填方路基监控时间从路基处理施工完成时开始到预压期结束、路面结构开始施工为止，监测工期暂定24个月。
在此期间的监测频率按下表控制。
监测期
表面沉降
位移桩
分层沉降
孔压
侧向位移
加载期间
1次/天
1次/2天
1次/2天
1~3次/天
1次/天
加载后第1个月
1次/3天
1次/3天
1次/3天
1次/3天
1次/3天
加载后第2~3月
1次/7天
1次/7天
1次/7天
1次/7天
1次/7天
加载3个月后
1次/15天
1次/15天
1次/15天
1次/15天
1次/15天
当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。
当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。
相对较安全的情况可适当减少不必要的观测次数。
每次监测工作结束后，及时整理监测成果并定期提交简报及处理意见。
4、动态监控标准
施工控制包括两部分：
施工期的稳定控制、预压期控制。
（1）施工控制标准
a、填筑控制标准
填筑速率应由施工观测来控制。
填筑速率根据以下标准进行双控：
路基中心的表面沉降宜控制在5mm/d（复合地基处治区）以内，坡脚处的侧向位移宜控制在3mm/d（复合地基处治区）以内。
b、卸载标准
用沉降观测资料推算剩余沉降，如果剩余沉降小于规定的允许工后沉降值且在满足连续2个月小于3mm/月（新建路堤为5mm/月）时，方可进行卸载。
（2）工后沉降标准
原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%。
老路拓宽新旧路基的工后差异沉降不大于5cm。
5、监测点埋设及观测方法
监测点埋设按《软土地基路堤施工监测实施方案》执行，监测点埋设受监理、业主代表监督，并上报业主确认。
（1）沉降板埋设及观测方法
沉降板底面设置于砂垫层面层，埋设时间为软基处理完成、砂垫层完成之后，第一层路基土填筑之前。
采用全站仪测量放样，埋设位置偏差控制在20cm以内，整平压实砂垫层面层，安放沉降板，用水平尺校正保证底板处于水平状态，测杆倾斜度不大于1.5%。
沉降板埋设示意图
将塑料套管套住测杆，并尽量保证测杆位于套管中央，开始填土施工，为避免填土过程对沉降板造成不利影响，大面积分层填筑前，需先对沉降板周边3m范围内采用人工或小型机械填筑，填筑期间严禁施工车辆、机械碰撞沉降板。
测杆顶应高差填土面不小于1m，填土施工及观测期间，测杆周边设置护筒，护筒外表面选用反光膜，防止夜间施工破坏沉降板。
初始读数：
安装好后，立即测量原始标高，24小时后复核，并确定初始标高。
测杆的接长：
随填土的紧张，沉降板测杆及数量套管及时接长。
（2）沉降观测
沉降观测采用S1、S3型水准仪，以二等中等精度要求的几何水准测量高程，观测精度小于1mm，测量严格按测量规范及设计要求进行。
为提高沉降观测精度，必须做到“三同一固定”：
相同的观测线路和监测方法，使用同一水准仪，在基本相同的环境条件下观测，固定测点、转点、监测人员，观测完毕应计算闭合差，如闭合差超出要求，必须立即重测。
（3）位移边桩制作
路基外侧边桩采用现浇砼桩或打设钢管，其中砼桩砼强度大于C20，长度不小于1.5m，采用埋设φ100mmPVC管，在管内浇注砼。
钢管采用长不小于1.5m，φ60mm钢管，露出路面10~20cm。
旧路中央分隔带及硬路肩处的位移桩，打设钢钉。
（4）水平位移观测
水平位移观测采用视准线法。
为提高沉降观测精度，必须做到“三同一固定”：
相同的观测线路和监测方法，使用同一全站仪，在基本相同的环境条件下观测，固定测点、转点、监测人员。
五、监测项目组织与管理
1、监测工作程序
2、监测人员与职责
序号
姓名
职位
职责
备注
1
王X
项目经理
软基监控总体负责
2
刘X
项目总工
数据分析
3
黄X
路基工程师
现场指导施工
4
黄X
质检
数据监测，结果监控
5
赵XX
测量
数据采集、整理编制，周报、月报
6
郑XX
试验室主任
结果监控
3、投入仪器设备
序号
仪器名称
规格型号
数量
用途
1
全站仪
GTS-102N
1
水平位移观测
2
水准仪
DSZ-2
2
沉降观测
3
铟瓦尺
2
沉降观测
4
数码相机
柯达
1
现场拍照
4、测量质量控制
（1）人员保证
本项目测量人员已上报总监办批复，具备测量相关工作能力，并有一定经验，按照规范、图纸、监测方案要求，现场负责组织实施全部监测仪器设备的安装埋设、监测工作及数据分析。
在整个工程施工期间，保证成员相对稳定，保证工作的连续性。
（2）仪器设备保证
本标段测绘所用的仪器均经过有资质的测绘器具鉴定单位鉴定，并出具了鉴定合格证书，在使用过程中，严格进行相关检查、规范要求程序操作。
（3）质量保证
a、施工准备期，组织工程技术人员学习相关规范、图纸、会议精神，熟悉测量的目的和要求。
b、进行岗位分工，建立岗位责任制，使工作计划有条不紊的进行。
c、严格按规范要求进行永久控制点及变形观测点的安装和观测工作。
d、测量使用的仪器必须经过检校合格，仪器的精度满足测量精度要求。
（4）安全、文明施工
a、上高速公路测量时，必须穿反光衣。
b、施工所用的电器、电缆必须有良好的绝缘效果，电动工具要有漏电保护设施，严格按照安全用电规程作业。
c、施工作业范围按交通部门要求，设置明显标志。
夜间施工，配备足够的设备和照明，并设置红灯确保安全。
d、控制点和观测点埋设前，必须勘测现场，避免影响和破坏沿线管线。
六、监测成果与应用
1、监测报告编制
监控资料要求当天整理及时分析，为加强对施工的指导和控制，实测的路基变形信息经过整理分析，以报告的形式向业主、监理汇报，以对施工过程起到指导作用。
所有报告均采用表格或关系曲线的形式表示，并作以说明。
2、监测周报
每周向业主及监理单位提交1份观测资料表格，通报观测情况及初步意见，供参考使用，报告的主要内容包括：
（1）报告说明
（2）沉降板观测成果表（主要包括：
测杆高程、日沉降量速率、累计沉降量、填土面高程等）
3、监测月报
每月提交一份监控报告，报告主要内容包括：
（1）监测工作概述
（2）地表位移观测图表
（3）监测分析与结论
（4）施工建议
4、监测警报
在软基处理、路堤填土及预压等施工期间，只要监测指标超标或发现有危险裂痕等情况，在1~2天以内对业主、监理进行报警。
监测警报内容：
（1）监测到的异常情况
（2）地表位移观测图表（位移速率、累计位移量）
（3）场地出现的裂缝等异常情况
（4）原因分析
（5）施工建议
5、总结报告
监测工作完成后2个月内提交总结报告，分析路堤的最终变形量、稳定情况，并根据各项监测成果，针对软土的各项指标，比较其施工前后的变化，综合评价软土的加固效果，并对工后监测提出建议。
6、监测成果的应用
（1）路基整体稳定性分析
路基拼接施工期实测沉降速率应小于5mm/d，新建路基坡脚处侧向位移应小于3mm/d，若超过警戒值则路基处于失稳状态，需及时采取补救措施。
（2）工后沉降量推算
软基路堤显著特点是沉降大，耳墙需要稳定的时间相当长，其沉降曲线规律明显为：
在施工初期，沉降速率由小变大，随着时间的增加，沉降速率由大变小，沉降过程逐渐趋于稳定；其中有一个速率明显增加的阶段，表现为S-T-H曲线（沉降-时间-荷载高度曲线）上斜明显变化；速率越大，稳定需要时间越长。
通过系统、连续、完整的观测分析，得到观测成果，绘制S-T-H曲线，若沉降量>5mm（路基拼接施工期），应停止加载，加大观测频率，直至日平均沉降量不大于5mm才能填土加载。
另一方面，根据已经得到的观测数据，推算总沉降量，预测沉降趋势，确定超载预压及卸载时间。
确保工后沉降量控制在标准以内。
根据大量实测数据分析，软基路堤在荷载稳定的条件下，沉降曲线均具有一定的变化规律，工后沉降推算采用双曲线拟合曲线法，即假设下沉速度以双曲线行驶减少的经验推导。
在恒载后的任何时间t相应的沉降量St得出的方程为：
St=S0+（t-t0）/［A+B（t-t0）］，当t→∞时，S∞=S0+1/B。
其中：
S0为初期沉降量，St为t时刻沉降量，t为时间，A、B为从广场数据求得的系数（采用统计分析方法得），S∞为总沉降量。
计算工后沉降量前，采用统计方法或△t/△s-△t曲线图求取A、B系数，用S残余=S∞+S工时式计算剩余沉降量，在超载预压期间任何时刻，均可随计算当时条件的总沉降量及残余沉降量。
（3）确定路基施工关键工序时机
当加宽路堤中心的表面沉降速率连续观测值衰减至5mm/d以内时，可以进行下一层路堤填筑，施工过程必须严格控制填筑速率。
填筑土方至预压高程后应保证有6个月以上的预压期，加宽路堤在推算的工后沉降小于设计允许值和满足连续两个月沉降不超过3mm/月（新建路堤5mm/月）时，方可卸载。
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