DB13∕T 2951-2019 高速公路路基加宽变形剖面沉降管、沉降杯观测技术规程(河北省).pdf

ICS 93.080.30 P 66 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 29512019 高速公路路基加宽变形剖面沉降管、 沉降杯观测技术规程 2019 - 03 - 25 发布 2019 - 04 - 25 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB13/T 29512019 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出。 本标准起草单位：河北省高速公路石安改扩建筹建处、石家庄铁道大学。 本标准主要起草人：张国彬、杨广庆、董辉、王伟、贾钢、李占锋、康博、赵瑞卿、王国伟、于盛彬、王志杰、王贺、张宏、林向楠、孙毅、张欢、王希。DB13/T 29512019 1 高速公路路基加宽变形剖面沉降管、沉降杯观测技术规程 1 范围 本规程规定了高速公路改扩建路基加宽沉降与水平位移观测的术语和定义、一般规定、适用条件及观测范围、观测断面布置与类型、观测元件埋设要求、观测频次与方法以及观测资料整理。 本规程适用于采用剖面沉降管、沉降杯等进行高速公路改扩建路基加宽沉降与水平位移观测。其他等级公路改扩建可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包含所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12897 国家一、二等水准测量规范 GB 50026 工程测量规范 JTG C10 公路勘测规范 JTG D30 公路路基设计规范 JTG F10 公路路基施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 JTG/T D31-02 公路软土地基路堤设计与施工技术细则 JTG/T L11 高速公路改扩建设计细则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 沉降 settlement 高速公路路基在荷载作用下随时间产生的竖向变形，包括下沉和上升，其下沉值（正值）或上升值（负值）称为沉降量。 3.2 观测点 observation point 布设在路基上能够反映其沉降与水平位移特征的测量点。 3.3 基准点 reference point 为进行沉降与水平位移观测而布设的、稳定的、需要长期保存的观测控制点。 3.4 工作基点 working reference point 为直接观测沉降与水平位移而在现场布设的相对稳定的测量控制点。 DB13/T 29512019 2 4 一般规定 4.1 一般技术要求 高速公路改扩建路基加宽沉降观测应以路基面沉降和路基基底沉降为主，路基水平位移观测根据具体要求确定。 4.2 沉降观测网 4.2.1 沉降观测网建网方式 沉降观测网一般用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。布设方法为：在全线二等精度高程控制测量布设的基岩点和基准点的基础上，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密基准点或设置工作基点至满足沉降观测需要。加密后的基准点（含工作基点）间距一般不大于200 m。 4.2.2 沉降观测网主要技术要求 沉降观测网主要技术要求如表1所示。 表 1 沉降观测网主要技术要求 等级 相邻基准点高差中误差（mm） 每站高差中误差 （mm） 往返较差或环线闭合差（mm） 检测已测高差较差 （mm） 三等 1.0 0.3 0.6n 0.8n 注：表中n为测站数。 4.3 水平位移观测网 4.3.1 水平位移观测网建网方式 水平位移观测网一般按独立建网考虑，与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移观测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。 4.3.2 水平位移观测网主要技术要求 水平位移观测一般按国家二等平面控制测量的要求施测，水平位移观测网主要技术要求如表2所示。 表 2 水平位移观测网主要技术要求 等级 相邻基准点的点位中误差 （mm） 平均边长 （m） 测角中误差 （） 测边相对中误差 二等 3.0 400 1.0 1/200000 200 1.8 1/100000 三等 6.0 450 1.8 1/100000 350 2.5 1/80000 4.4 测量点的布置要求 4.4.1 基准点 DB13/T 29512019 3 应建立在沉降与水平位移区以外的稳定区域，基准点应使用全线的基岩点、深埋基准点或一般基准点，增设时按照国家二等水准测量的相关要求执行。 4.4.2 工作基点 应埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降与水平位移时作为高程和坐标的传递点，增设时按照国家二等水准测量的相关要求执行。 4.4.3 观测点 直接埋设在要测定的沉降与水平位移体上。点位应设立在能反映其沉降与水平位移的特征部位，不但要求设置牢固、便于观测，还要求形式美观、结构合理，且不破坏沉降与水平位移体的外观和使用。 5 适用条件及观测范围 加宽路基沉降与水平位移观测应根据工程的重要性、地基的特殊性以及观测对施工的影响程度等确定。本规程适用条件及观测范围如表3所示。 表 3 适用条件及观测范围 地基条件 路堤高度 观测要求 软土地基路段 - 按 JTG/T D31-02 相关要求执行 软弱土、湿陷性黄土等 特殊土地基路段 3 m 可不进行沉降与水平位移观测 3 m 应按本规程进行沉降与水平位移观测 其他地基路段 5 m 可不进行沉降与水平位移观测 5 m 应按本规程进行沉降与水平位移观测 6 观测断面布置与类型 6.1 布置原则 加宽路基沉降与水平位移观测断面在考虑工程地质条件、地基处理方法、路堤结构形式及高度、荷载大小、结构物特征、周边环境及经济条件等因素的情况下，应按照以下要求进行布置： a) 地基条件均匀良好地段且路堤高度大于 5 m、软弱土等特殊土地基路段且路堤高度大于 3 m，沉降与水平位移观测断面宜每 100 m 布设一处； b) 路桥过渡段范围内沉降与水平位移观测断面可适当加密； c) 其他路段沉降与水平位移观测断面可适当放宽。 6.2 观测断面类型 6.2.1 路基加宽沉降与水平位移观测断面包括、型三种类型。 6.2.2 型观测断面主要用于一般地段加宽路基（地基条件均匀良好地段且路堤高度大于 5 m、软弱土等特殊土地基路段且路堤高度大于 3 m）沉降观测，如图 1 所示。型观测断面观测元件包括沉降观测标和沉降杯。 DB13/T 29512019 4 沉降杯观测标沉降杯观测标 a) 横断面图 观测标沉降杯观测标沉降杯 b) 平面图 图 1 加宽路基沉降观测断面元件布置示意图（型） 6.2.3 型观测断面仅在观测范围内的桥头路堤段布置， 如图 2 所示。 型观测断面观测元件只包括剖面沉降管。 剖面沉降管剖面沉降管 a) 横断面图 剖面沉降管剖面沉降管 b) 平面图 图 2 加宽路基沉降观测断面元件布置示意图（型） 6.2.4 型观测断面用于地基条件均匀良好地段且路堤高度大于 8 m、软弱土等特殊土地基路段且路堤高度大于 5 m 的地段，如图 3 所示。型观测断面观测元件包括沉降观测标、沉降杯、剖面沉降管以及水平位移观测桩。 沉降杯观测标剖面沉降管水平位移观测桩沉降杯观测标剖面沉降管水平位移观测桩 a) 横断面图 DB13/T 29512019 5 沉降杯观测标剖面沉降管水平位移观测桩沉降杯观测标剖面沉降管水平位移观测桩 b) 平面图 图 3 加宽路基沉降变形观测断面元件布置示意图（型） 7 观测元件埋设要求 7.1 沉降观测标 沉降观测标选用20 mm钢筋或不锈钢棒，测点端头应磨圆、防锈，埋设在距离既有高速公路护栏内侧1 m范围内， 埋置深度0.3 m， 周围0.15 m范围内用水泥砂浆浇筑， 完成埋设后按二等水准测量施测。沉降观测标埋设示意图如图4所示。 1020mm钢筋或不锈钢棒现浇水泥砂浆路基面级配碎石250300150 图 4 沉降观测标埋设示意图（单位：mm） 7.2 沉降杯 沉降杯测量系统包括沉降水杯、连接管以及测量系统；沉降水杯底部设有进水管、出水管以及排气管；进水管与测量管连接，出水管与抽真空装置连接，排气管与外界空气连通。 沉降杯测量系统埋设要求为：在路基被测点位置沿横断面开挖沟槽，沟槽开挖应设置沿坡脚方向向下3 %5 %的坡率，先将沉降水杯和连接管放入沟槽内，而后将测量系统固定设置于路基坡脚外侧的观测墩上；接着将连接管的一端均分别与进水管、出水管以及排气管密封连接，连接管的另一端伸出沟槽外侧，分别通过阀门与测量管、抽真空装置以及外界空气连通，最后回填并压实沟槽。沉降杯测量系统埋设方法如图5所示。 DB13/T 29512019 6 填土面管路测量管测量室观测墩沉降杯伸缩管保护管2保护管1 图 5 沉降杯测量系统埋设示意图 7.3 剖面沉降管 首先在原地面上形成压实30 cm以上的路基， 然后开挖30 cm深的槽， 槽的宽度根据测管和回线管的直径确定，并在挖好的槽内铺设5 cm10 cm厚的细砂，以防止测管发生剪切破坏。其次，在U形管两端分别密封连接回线管和测管，并在回线管、U形管和测管内穿设通长的测绳，回线管和测管平行设置、且两者轴线与线路延伸方向垂直。最后将连接为一体、且内部穿设测绳的测管、U形管和回线管放入开挖好的槽内。 7.4 水平位移观测桩 水平位移观测桩一般采用钢筋混凝土预制，断面可采用15 cm15 cm正方形，长度不小于1.5 m，并在桩顶预埋不易磨损的测头。水平位移观测桩的埋置深度在地表以下不小于1.4 m，桩顶露出地面高度不应大于10 cm。在埋设观测桩时可以采用打入或开挖的方法，桩周用混凝土浇筑固定，以确保观测桩埋置稳固。水平位移观测桩埋设示意图如图6所示。 不锈钢测头钢筋混凝土柱151515015 图 6 水平位移观测桩埋设示意图（单位：cm） 8 观测频次与方法 8.1 观测精度及频次 8.1.1 观测精度 路基沉降与水平位移观测水准测量的精度为1.0 mm， 读数应取位至0.1 mm； 剖面沉降观测的精度应不低于8 mm / 30 m，横剖面沉降仪最小读数不得大于0.1 mm。 DB13/T 29512019 7 8.1.2 观测频次 路基沉降与水平位移观测的频次不应低于表4的规定。 表 4 加宽路基沉降与水平位移观测频次 观测阶段 观测频次 路基施工 一般 1 次/1 层或 1 次/3 天 沉降量突变 1 次/天 路基搁置期 1 次/15 天 路面施工 6 个月 1 次/（1015）天 通车运行期 12 个月 03 个月 1 次/月 412 个月 1 次/2 月 8.2 观测方法 8.2.1 沉降观测标观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测观测标顶面测点高程。 8.2.2 沉降杯观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降杯观测墩顶面基准点高程和测量管水位读数，具体观测方法见附录A。 8.2.3 剖面沉降观测方法 采用在加宽路基中设置U形管和测管以及回线管相结合的方法， 将现有的沉降仪应用到加宽路基全断面测量中，具体观测方法见附录B。 8.2.4 水平位移观测桩观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测观测桩顶面测点水平位移。 9 观测资料整理 9.1 应采用统一的路基沉降与水平位移观测记录表格，沉降杯与剖面沉降观测记录表分别见附录 C与附录 D，做好观测数据的记录与整理。观测资料应齐全、详细、规范，符合设计要求。 9.2 根据观测资料，应及时完成每个观测标志点的荷载-时间-沉降/水平位移曲线的绘制，并按有关规定整理成册，报送有关单位进行沉降与水平位移分析、评估。 9.3 路基填筑过程中应及时整理观测点的沉降量与水平位移， 当观测点沉降量每天大于 10 mm 或水平位移大于 5 mm 时，应停止填筑，待沉降与水平位移稳定后恢复填筑，必要时采用卸载措施。 DB13/T 29512019 8 附 录 A （规范性附录） 沉降杯测量系统观测方法 A.1 安装布设系统 A.1.1 在路基被测点位置沿横断面开挖沟槽， 将沉降水杯和连接管放入沟槽内， 将测量系统固定设置于路基坡脚外侧的观测墩上。沉降杯测量系统结构示意图如图 A.1 所示。 1101011898722245131236 1沉降水杯；2连接管；3测量系统；4抽真空装置；5三向阀门结构；6蓄水桶； 7保护管；8进水管；9出水管；10排气管；11喇叭口；12测量标尺；13测量管。 图 A.1 沉降杯测量系统结构示意图 A.1.2 将连接管的一端均分别与进水管、 出水管以及排气管密封连接， 连接管的另一端伸出沟槽外侧，分别通过阀门与测量管、抽真空装置以及外界空气连通，回填并压实沟槽。 A.2 对沉降水杯和连接管抽真空 A.2.1 打开进水管阀门、测量管阀门以及蓄水桶连接管阀门，向测量管中缓慢注水，当进水管的连接管开始充水后关闭进水管阀门，继续向测量管缓慢注水；当水充满蓄水桶连接管后将蓄水桶连接管另一端置于蓄水桶中，保证三向阀门结构的密闭性。 A.2.2 关闭测量管阀门，继续向测量管中注水使其水位升高。 A.2.3 封闭排气管， 并使用抽真空装置连续不间断地从出水管抽气， 直至杯体及连接管内形成真空后，打开进水管阀门。 A.2.4 待出水管开始出水后减缓抽气速度直至停止，关闭蓄水桶连接管阀门。 A.3 测量液面高程 DB13/T 29512019 9 A.3.1 打开与排气管连接的连接管上的阀门以及测量管阀门， 向测量管中缓慢加水， 当出水管稳定出水后继续加水，之后停止加水，待测量管液面稳定后，读取测量管中水位高度。 A.3.2 再次向测量管中缓慢加水，待液面稳定后再次读数，直至相邻两次读数差不大于 1 mm，读取最后一次数值为该次测量读数，测量管读数与观测墩上观测标的高程相加即为该次测量测点高程。 A.4 路基沉降量计算 测量完成后，停止向测量管注水，直至出水管不再出水，断开进水管与测量系统的连接，移除测量系统以及三向阀门结构，并保护好排气管、进水管、出水管的尼龙管头；再次进行沉降观测时，重复步骤A.2.1A.3.2，两次测量的测点高程之差即为沉降水杯位置的路基沉降量。 DB13/T 29512019 10 附 录 B （规范性附录） 剖面沉降管观测原理及方法 B.1 观测原理 采用在加宽路基中设置U形管和测管以及回线管相结合的方法， 将现有的沉降仪应用到加宽路基全断面测量中，测管的长度与加宽路基的宽度相同，U形管的作用在于改变测绳的方向，在加宽路基同侧拖拉测绳即可实现在加宽路基同侧实现全断面沉降观测。 B.2 观测方法 B.2.1 埋设观测管 B.2.1.1 首先在原地面上形成压实 30 cm 以上的路基，然后开挖 30 cm 深的槽，槽的宽度根据测管和回线管的直径确定，并在挖好的槽内铺设 5 cm10 cm 厚的细砂，以防止测管发生剪切破坏。 B.2.1.2 在 U 形管两端分别密封连接回线管和测管，连接示意图如图 B.1 所示，并在回线管、U 形管和测管内穿设通长的测绳；回线管和测管平行设置、且两者轴线与线路延伸方向垂直。将连接为一体、且内部穿设测绳的测管、U 形管和回线管放入开挖好的槽内。 1234765 1U 形管；2测绳；3回线管；4电缆；5显示仪；6测管；7沉降仪。 图 B.1 剖面沉降管连接示意图 B.2.2 观测加宽路基沉降 B.2.2.1 将沉降仪首端与测绳位于测管内的一端连接。 B.2.2.2 将沉降仪放入测管内之前，先在测管管端处调零，而后将沉降仪放入测管内，并将沉降仪上下导轮与测管上下导槽配合安装后静置 3 min5 min 后开始测量，静置的作用在于使沉降仪与地基内部温度形成平衡。 B.2.2.3 从回线管一端拉动测绳，使沉降仪从测管外端向内移动，且每 30 cm70 cm 停顿一次，一般选择 50 cm 停顿一次，并记录每次停顿时显示仪上显示的数据。 B.2.2.4 回测，并记录数据。回测时，拖动沉降仪向相反的方向运动，测量间隔同样选择 50 cm，而且要确保测点相同，以消除测量误差，还可以采用重复测量 23 次的方法来确保测量数据的准确性。 DB13/T 29512019 11 B.2.3 数据整理 分析对比加宽路基全断面沉降状况。 DB13/T 29512019 12 附 录 C （资料性附录） 沉降杯观测记录表 观测断面里程 沉降杯编号 原始底座标高（m） 观测时间 填土 高度 上次 底座 标高 本次 底座 标高 上次 测量管 读数 本次 测量管 读数 本次 沉降 总沉降 沉降 速率 备注 yyyy/mm/dd m m m mm mm mm mm mm/d 测量： 记录： 复核： 年 月 日 DB13/T 29512019 13 附 录 D （资料性附录） 剖面沉降观测记录表 观测断面里程 剖面管编号 观测点高程（m） 观测时间 填土 高度 正向 读数 反向 读数 上次 标高 本次 标高 本次 沉降 总沉降 沉降 速率 备注 yyyy/mm/dd m mm mm m m mm mm mm/d 测量： 记录： 复核： 年 月 日