張愛(ài)民

中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司，河南 鄭州 450000

1 目前形勢(shì)及趨勢(shì)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，物質(zhì)文明的極大提高及建筑設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平的成熟完善，為了保證建筑物的正常使用壽命和建筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計(jì)施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建筑物沉降觀測(cè)的必要性和重要性愈加明顯。

現(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定，高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡觀測(cè)等均要進(jìn)行沉降觀測(cè)。特別在高層建筑物施工過(guò)程中應(yīng)用沉降觀測(cè)加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)控，指導(dǎo)合理的施工工序，預(yù)防在施工過(guò)程中出現(xiàn)不均勻沉降，及時(shí)反饋信息為勘察設(shè)計(jì)施工部門(mén)提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn)，沉降觀測(cè)將成為工程建設(shè)領(lǐng)域中，非常重要的工序。

筆者根據(jù)自己在石武客運(yùn)專(zhuān)線沉降觀測(cè)的工作經(jīng)驗(yàn)，在此談?wù)剬?duì)沉降觀測(cè)工作的幾點(diǎn)遵循事項(xiàng)，請(qǐng)給以批評(píng)指證。

2 石武客運(yùn)專(zhuān)線實(shí)例

2.1 工程概況

石武客專(zhuān)河南段SWZQ-3標(biāo)段包括石武線21.692km和鄭西貫通線37.873km，本段主要工程項(xiàng)目有：路基1.744km，橋梁57.789km，無(wú)砟軌道61.628雙線公里。石武跨賈魯河特大橋、跨連霍高速公路特大橋及兩橋間路基，鄭武跨隴海鐵路特大橋、跨機(jī)場(chǎng)高速公路特大橋及兩橋間路基，鄭西貫通線跨隴海鐵路特大橋、跨南水北調(diào)特大橋及兩橋間路基，以及相應(yīng)的無(wú)碴軌道工程（不含鋪軌、不含岔區(qū)）。

按設(shè)計(jì)要求將對(duì)其石武客專(zhuān)正線部分進(jìn)行沉降平行觀測(cè)，作為施工單位是沉降變形觀測(cè)的實(shí)施責(zé)任主體，必須嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件及總指要求做好各項(xiàng)工程施工過(guò)程的沉降變形觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性負(fù)責(zé)。

2.2 沉降變形測(cè)量

1）石武鐵路客運(yùn)專(zhuān)線線下工程沉降變形觀測(cè)工作以橋梁、隧道、路基等結(jié)構(gòu)物的垂直位移觀測(cè)為主，水平位移監(jiān)測(cè)根據(jù)路基（含過(guò)渡段）、橋涵、隧道工點(diǎn)具體要求確定。

2）石武鐵路客運(yùn)專(zhuān)線工程測(cè)量的高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

結(jié)構(gòu)物的變形監(jiān)測(cè)應(yīng)建立獨(dú)立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，覆蓋范圍一般不宜小于4km，基準(zhǔn)點(diǎn)選擇應(yīng)優(yōu)先考慮利用CPI、CPII和水準(zhǔn)基點(diǎn)。

3）結(jié)構(gòu)物的變形監(jiān)測(cè)應(yīng)充分利用CPI、CPII和水準(zhǔn)基點(diǎn)作為水平和垂直位移監(jiān)測(cè)的工作基點(diǎn)。

4）用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量時(shí)，應(yīng)符合鐵道部現(xiàn)行全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)鐵路工程測(cè)量技術(shù)的有關(guān)規(guī)定。

2.3 測(cè)量等級(jí)及精度要求

本線沉降變形測(cè)量按三等規(guī)定執(zhí)行，對(duì)于技術(shù)特別復(fù)雜工點(diǎn)，可根據(jù)需要按二等的規(guī)定執(zhí)行。

表1 測(cè)量等級(jí)及精度要求

2.4 沉降變形測(cè)量點(diǎn)的布置要求

沉降變形測(cè)量點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)3類(lèi)，其布設(shè)按下列要求：

圖1 基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)圖

2.5 測(cè)量工作基本要求

水準(zhǔn)基點(diǎn)使用時(shí)應(yīng)作穩(wěn)定性檢驗(yàn)，并以穩(wěn)定或相對(duì)穩(wěn)定的點(diǎn)作為沉降變形的參考點(diǎn)，并應(yīng)有一定數(shù)量穩(wěn)固可靠的點(diǎn)以資校核。

每次觀測(cè)前，對(duì)所使用的儀器和設(shè)備應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)校正，并保留檢驗(yàn)記錄。

每次沉降變形觀測(cè)時(shí)應(yīng)符合：

1）嚴(yán)格按水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的要求施測(cè)。首次（即零周期）觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)，并取觀測(cè)結(jié)果的中數(shù)，經(jīng)嚴(yán)密平差處理后的高程值，作為變形測(cè)量初始值。

2）參與觀測(cè)的人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)才能上崗，并固定觀測(cè)人員。

3）為了將觀測(cè)中的系統(tǒng)誤差減到最小，達(dá)到提高精度的目的，各次觀測(cè)應(yīng)使用同一臺(tái)儀器和設(shè)備，前后視觀測(cè)最好用同一水準(zhǔn)尺，必須按照固定的觀測(cè)路線和觀測(cè)方法進(jìn)行，觀測(cè)路線必須形成附合或閉合路線，使用固定的工作基點(diǎn)對(duì)應(yīng)沉降變形觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。實(shí)行“五固定”即“固定水準(zhǔn)基點(diǎn)、工作基點(diǎn)、固定人、固定測(cè)量?jī)x器、固定監(jiān)測(cè)環(huán)境條件、固定測(cè)量路線和方法”，以提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4）觀測(cè)時(shí)要避免陽(yáng)光直射，且在基本相同的環(huán)境和觀測(cè)條件下工作。

5）成像清晰、穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)。

6）隨時(shí)觀測(cè)，隨時(shí)檢核計(jì)算，觀測(cè)時(shí)要一次完成，中途不中斷。

2.6 觀測(cè)技術(shù)要求

1） 路堤地段從路基填土開(kāi)始進(jìn)行沉降觀測(cè)；路塹地段從級(jí)配碎石頂面施工完成開(kāi)始觀測(cè)。路基填筑完成或施加預(yù)壓荷載后應(yīng)有不少于6個(gè)月的觀測(cè)期。觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估或工后沉降評(píng)估不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間或采取必要的加速或控制沉降的措施。

2）沉降觀測(cè)設(shè)備的埋設(shè)是在施工過(guò)程中進(jìn)行的，施工單位的填筑施工要與設(shè)備的埋設(shè)做好協(xié)調(diào)，做到互不干擾、影響。觀測(cè)設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測(cè)工作應(yīng)按要求進(jìn)行，不能影響路基填筑質(zhì)量；路基施工不能影響到觀測(cè)設(shè)備。

3）路基填筑過(guò)程中應(yīng)及時(shí)整理路堤中心沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降與邊樁的位移量，當(dāng)中心地基處沉降觀測(cè)點(diǎn)沉降量大于10mm/d或邊樁水平位移大于5mm/d、豎向位移大于10mm/d時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知項(xiàng)目部，并要求停止填筑施工，待沉降穩(wěn)定后再恢復(fù)填土，必要時(shí)采用卸載措施。

4）觀測(cè)精度要求：路基沉降觀測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量的精度為±1.0mm，讀數(shù)取位至0.1mm；剖面沉降觀測(cè)的精度應(yīng)不低于8mm/30m；位移觀測(cè)測(cè)距誤差±3mm；方向觀測(cè)水平角誤差為±2.5″。

5 )觀測(cè)頻次要求：路基沉降觀測(cè)的頻次不低于表3.3.5的規(guī)定。

表2 路基沉降觀測(cè)頻次表

實(shí)際工作進(jìn)行時(shí)，觀測(cè)時(shí)間的間隔還要看地基的沉降值和沉降速率。當(dāng)兩次連續(xù)觀測(cè)的沉降差值大于4mm時(shí)應(yīng)加密觀測(cè)頻次；當(dāng)出現(xiàn)沉降突變、地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時(shí)應(yīng)增加觀測(cè)頻次。觀測(cè)應(yīng)持續(xù)到工程驗(yàn)收交由運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)繼續(xù)觀測(cè)。

2.7 沉降觀測(cè)評(píng)估

目前，國(guó)內(nèi)外采用的觀測(cè)評(píng)估方法較多，而每種預(yù)測(cè)方法均有一定的使用范圍，總結(jié)沉降變形特點(diǎn)，需要選擇合適的預(yù)測(cè)方法，以下是常見(jiàn)工程的沉降評(píng)估及判定標(biāo)準(zhǔn)。

2.7.1 路基工程沉降評(píng)估

1）根據(jù)路基填筑完成或堆載預(yù)壓后不少于3個(gè)月的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)作多種曲線的回歸分析，確定沉降變形的趨勢(shì)。

2）有砟軌道路基工后沉降量不應(yīng)大于50mm，年沉降速率應(yīng)小于20mm/年。橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于30mm；無(wú)砟軌道路基工后沉降值不應(yīng)大于15mm。

3）沉降預(yù)測(cè)的可靠性應(yīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，間隔不少于3個(gè)月的兩次預(yù)測(cè)最終沉降的差值不應(yīng)大于8mm。

4）路基填筑完成或堆載預(yù)壓后，最終的沉降預(yù)測(cè)時(shí)間應(yīng)滿足下列條件：

S（t）/S（t=∞）≥75%

式中：

S（t）：預(yù)測(cè)時(shí)的沉降觀測(cè)值；

S（t=∞）：預(yù)測(cè)的最終沉降值。

注：沉降和時(shí)間以路基填筑完成或堆載預(yù)壓后為起始點(diǎn)。

5）設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)總沉降量與通過(guò)實(shí)測(cè)資料預(yù)測(cè)的總沉降量之差值不宜大于10mm。

2.7.2 橋涵工程沉降評(píng)估

判定標(biāo)準(zhǔn)：

1）根據(jù)橋涵實(shí)際荷載情況及觀測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)作多個(gè)階段的回歸分析及預(yù)測(cè)，綜合確定沉降變形的趨勢(shì)。首次回歸分析時(shí)，觀測(cè)期不應(yīng)少于橋涵主體工程完工后3個(gè)月，對(duì)于巖石地基等良好地質(zhì)的橋涵不應(yīng)少于1個(gè)月。

2）墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)按恒載計(jì)算，其工后沉降量不應(yīng)超過(guò)下列允許值：

墩臺(tái)均勻沉降量：對(duì)于有砟橋面橋梁≤30mm;對(duì)于無(wú)砟橋面橋梁≤20mm

3）靜定結(jié)構(gòu)相鄰墩臺(tái)沉降量之差要求：對(duì)于有砟橋面橋梁≤15mm；對(duì)于無(wú)砟橋面橋梁≤5mm超靜定結(jié)構(gòu)相鄰墩臺(tái)沉降量之差除應(yīng)滿足上述規(guī)定外，尚應(yīng)根據(jù)沉降差對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力的影響確定。

4）框構(gòu)、旅客地道及涵洞在鋪設(shè)有砟軌道時(shí)其工后沉降量不應(yīng)大于50mm，鋪設(shè)無(wú)砟軌道時(shí)，工后沉降量不應(yīng)大于15mm。

5）處于巖石地基等良好地質(zhì)的橋粱，當(dāng)墩臺(tái)沉降值趨于穩(wěn)定且設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)沉降總量不大于5mm時(shí)，可判定沉降滿足無(wú)砟軌道鋪設(shè)條件。

6）設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的總沉降量與通過(guò)實(shí)測(cè)資料預(yù)測(cè)的總沉降量之差不宜大于10mm。

7）利用兩次回歸結(jié)果預(yù)測(cè)的最終沉降的差值不應(yīng)大于8mm。兩次預(yù)測(cè)的時(shí)間間隔一般不少于3個(gè)月，對(duì)于巖石地基等良好地質(zhì)的橋涵不應(yīng)少于1個(gè)月。

8）橋梁主體結(jié)構(gòu)完工至無(wú)砟軌道鋪設(shè)前，沉降預(yù)測(cè)的時(shí)間應(yīng)滿足以下條件：

S（t）/S(t= ∞ )≥ 75%式中：

S（t）：預(yù)測(cè)時(shí)的的沉降觀測(cè)值；

S（t=∞）：預(yù)測(cè)的最終沉降值。

2.7.3 過(guò)渡段工程沉降評(píng)估

1）過(guò)渡段工后沉降的分析評(píng)估應(yīng)沿線路方向考慮各觀測(cè)斷面和各種結(jié)構(gòu)物之間的關(guān)系綜合進(jìn)行。

2）對(duì)線路不同下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物之間以及不同地基條件或不同地基處理方法之間形成的各種過(guò)渡段，應(yīng)重點(diǎn)分析評(píng)估其差異沉降。

判定標(biāo)準(zhǔn)：

1）過(guò)渡段不同結(jié)構(gòu)物間的預(yù)測(cè)差異沉降不應(yīng)大于5mm，預(yù)測(cè)沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于1/1000。

2）過(guò)渡段工程的沉降預(yù)測(cè)評(píng)估方法參照路基執(zhí)行。

3 結(jié)論

不論地面還是建筑物的沉降，現(xiàn)階段在都在威脅著我們社會(huì)主義的發(fā)展建設(shè)，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防治管理，堅(jiān)持地面沉降監(jiān)測(cè)與研究，堅(jiān)持高層建筑物的沉降監(jiān)測(cè)與研究，最大限度的控制沉降事故的發(fā)生，關(guān)系到人民生活質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，利在當(dāng)代，功在千秋。

[1]2009京廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線.沉降變形觀測(cè)與評(píng)估實(shí)施細(xì)則.

[2]鐵建設(shè)2006——189文.鐵路客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道、鐵路工程測(cè)量暫行辦法.