目录

摘要········································································2

1  工程概况······························································3

2  沉降观测方案

2.1水准点的布置························································4

2.2观测点布置原则······················································5

2.3沉降标的制作························································5

2.4观测仪器及精度及方法···············································7

2.5沉降观测阶段的划分·················································9

2.6观测资料整理·······················································12

3  数据分析及成果······················································12

4  沉降观测的几点要求················································13

5  沉降观测的未来发展················································14

致  谢····································································17

参 考 文 献······························································18

204国道北段改扩建工程沉降观测办案及方法

摘 要：本文针对路基施工期沉降的危害，结合工程实践，介绍了路基施工中沉降观测设置的方法及沉降观测的要求和方法，通过具体工程实例对观察数据进行了分析，提出了提高路基工程质量的具体措施，从而保证公路施工质量。

关 键 词：路基   公路    沉降观测

204 North State Road Extension Project and the method of handling settlement observation

Abstract:In this paper, the construction of roadbed subsidence hazards, combined with engineering practice, introduce settlement observation set in the method and observation of the requirements and methods of settlement, get across project examples observed data were analyzed, bring forward improve quality of roadbed construction concrete measures to ensure the quality of highway construction

Key words: Road bed; Highroad ;Settlement observation  

1工程概况

204国道是我国东部地区重要的沿海干线公路，是盐城，南接苏南、上海，北接山东的重要通道。盐城南段改造工程已于3月底基本贯通。自4月7日以来，盐城北段沿线的响水、滨海、阜宁、建湖县改扩建工程全线动工。

    204国道盐城北段改扩建工程北起响水县灌河大桥南桥头，沿原204国道向南在阜宁城北大桥桥东辟新线向南，跨越射阳河、省道329、通榆河和串场河后接上原204国道，沿老路继续向南至新兴收费站南侧，与正在建设204国道盐城南段相连接，全线途经响水、滨海、阜宁、建湖、亭湖等五县（区），路线全长99.041公里。其中阜宁城区段采用改线方案，新建里程11.26公里，其余路段均为老路改造，改建里程87.781公里。

1.1沉降观测的意义及目的

受盐城市公路处委托，我单位承但204国道盐城北段（K0+000～K44+079）改扩建工程的路基沉降观测工作。通过观测路基施工过程中地基变形和稳定性的变化和发展，监视地基动态变化，控制地基的稳定性，探讨地基稳定性及变形的规律，检验设计地基的加固和预压效果，验证设计的正确性。这些研究工作不仅能为填筑计划的制定和执行提供定量的参考数据，保证填筑过程中路堤的安全；而且能为安排预压期的确切历时、卸载时间、结构物反开挖时间等提供依据，以便业主掌握整个施工进度。同时，沉降速率、最终沉降和工后沉降等的预测也是正确客观地评价软基处理方案和准确抉择后期软基处理施工组织等的重要依据。监测的目的主要有：通过对沿线各观测断面的填土过程进行安全监测，发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，并建议采取必要的工程措施，防止工程破坏事故的发生；以现场监测的结果指导施工，确定和优化施工方案，进行信息化施工，达到安全快速填筑的目的；检验工程勘察地质资料的可靠性，验证设计理论和设计参数。

2沉降观测方案

一般分为：水准点的布设，观测点的布设，沉降标的制作，观测仪器的观测方法，沉降观测阶段的划分，最后是资料的整理。

2.1 水准点的布设

水准点分地面水准点和桥上水准点两种，埋设位置有不同的要求。

（1）地面水准点

地面水准点由施工单位提供，密度应满足沉降观测断面的要求，一般为每200m一个，以便一个测站视距不超过80m完成测点的观测。水准点应选在垂直于路中心线50米外的距离，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，统一用JKBM英文字母编号。

（2）桥上水准点

桥上水准点应根据施工情况进行设置。当路堤填筑到一定的高度时，为了减少转点传递对观测成果的影响，提高监测工作效率，可以适时讲作为监测基准的地面水准点转移到以灌注桩为基础的桥上，位置可先转设在桥面墙顶上。为了避免桥面顶上施工磨面的影响，还应将桥上临时水准点再转设到桥中央分隔带的水泥板上。桥上水准点位置选定后，在桥背墙施工时，可预埋一根长20cm，直径20mm的钢筋，钢筋头露出混凝土上顶面1~2cm，作为测量标志。

桥上水准点埋设好后，立即用二等（或三等）水准方法由地面水准点对其进行水准路线监测，以求得其高程值。为了保证沉降监测的监测质量，务必确保其在稳可靠的情况下使用，一般要求每三个月对桥上水准点进行一次联测，然后通过与其初次观测值进行比较来证实桥上水准点的稳定可靠。桥上水准点一律用JKMB标段号+序号表示。如JKBMJ3~1表示J3标第一个桥上水准点（桩号由小到大编制）

公路高程系统宜采用1985年国家高程基准。高程控制测量是路线断面测量的基础，基本要求是：

（1）水准点的布设应在路中线可能经过的地方两侧50～100m左右，且不受影响。

（2）水准点设置的间隔：1.0～2.0km。

（3）水准点分永久性水准点和临时性水准点，永久性水准点需要埋设标石或设置在永久性建筑物上或基岩上，一般每隔5km左右设一个，路线起终点、大桥两岸及一些重点工程附近增设永久性水准点；临时水准点，可埋设大木桩，顶面钉人大铁钉作为标志。

（4）路线高程控制测量应将起始水准点与附近的国家水准点联测，以获取绝对高程并尽量构成附合水准路线。

2.2观测点布置原则

为及时、准确、全面的反映路基及构造物的沉降情况，通过观测数据判定路基的稳定性，沉降观测点布设原则如下：

(1）软土路段每200米左右、非软土路段2000米左右布设一个观测断面。

（2）所有大、中、小桥桥头位置原则上设置一个观测断面。

（3）所有构造物路段原则上设置一个观测断面。

（4）填土高度大于4米，设计总沉降量大于60cm的路段及桥头两侧，分别在路中心及左右路肩设置沉降观测点。

（5）填土高度在2～4米，设计总沉降量小于60cm的路段，视情况在路中心及左右路肩设置沉降观测点。

（6）地基处理方法过渡路段需设置一个观测断面。

2.3沉降标的制作

204国道盐城北段改扩建工程施工单位项目部应按表1位置逐一布设沉降标。沉降标请按图1加工。沉降标由一根直杆（直径φ20的钢管或自来水管）和600mm×600mm×9mm的沉降钢板组成，直杆用三块钢板焊接在沉降板中心上，并随填土高度的增加而接长。保护套管尺寸以能套住测杆并留有适当空隙为好。

    (1)沉降标的埋设

沉降标在路基的埋设位置：①一般地段在原地面以上压实两层土时埋设；②有砂垫层地段在砂垫层上压实一层土时埋设（如图2所示）；③水泥搅拌桩地段在水泥搅拌桩顶上压实两层土时埋设（如图3所示）。埋设在土上的底板，应先在钢板下铺5cm左右厚的砂土，安放沉降板时，注意底板水平，并在砂垫层上适当揉搓，使底板与砂垫层完全接触，避免局部虚空，再回填土夯实。沉降板埋设程序见图4.为了使沉降标不受破坏，杆长应随填土升高而逐段接高，并遵循先填土压实再开挖接管的原则。每段接管长度为20±0.5cm，两端有螺绞接头与空心管紧绞连接. 每段接管的顶应有相邻两期的观测标高。也就是说：第一段接管埋好后, 随即测量管顶标高，作为第一期观测值（初读数），待土填筑一层后，先在原管顶面上观测标高，作为第二期观测值，随即接上第二段接管，观测管顶标高。这样，按顺序逐节升高，计算出每期观测的沉降量。有关施工人员在接长沉降管时应将接头拧紧，防止松动造成破坏或虚假沉降量，江苏省交通科研院沉降观测人员将不定期用麻花钻检查沉降管长度，发现有弄虚作假现象，该处已发生的沉降土方量一律不计量.施工单位应派人保护沉降板,如发生破坏或丢失应及时恢复或补埋并在省交科院沉降观测人员进行观测时找出并挖出沉降标。

(2)水泥墩沉降标

①在开挖通讯电缆沟之前，必须设置水泥墩沉降标。水泥墩在底基层完成后，即可开始设置。

②水泥墩尺寸为20cm×20cm×110cm，配置4根φ16纵向钢筋和7根φ8箍筋，采用Ⅲ级钢筋，C25混凝土。在水泥墩顶端预埋1根长20cm的φ10钢筋，出露1cm，作为观测点。

③水泥墩埋设中心距离路中心线70cm，内间距60cm，外间距80cm，基本上位于电缆沟开挖后的底基层台阶顶所在范围。沉降标设于该位置，可减少或避免防撞桩施工的影响和树木的覆盖或阻挡。

④水泥墩下端埋入96区深度不得小于30cm，采用预制安装时，应回混凝土，使沉降标可靠固定，以防电缆沟开挖时，使水泥墩产生摇动或倾覆。上部高出底基层80cm，确保中间带回填土后高出培土顶15cm，便于种草后寻找观测点。(注：96区指压实度为96%以上，大概在50公分厚左右的路基层)

2.4观测仪器及精度及观测方法

2.4.1各项观测精度要求

（1）．每测站高差中误差≤±1mm；

（2）．每测段往返较差或附合路线允许闭合差：（mm）（注：L为水准路线长度，以km计）；

（3）．沉降观测点相对于水准基点高差中误差≤±2mm

水准测量的主要技术指标                      表1

注：L—水准路线长（以公里计）。

2.4.2沉降观测水准测量方法

沉降观测点的高程测量可采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点的支路线法，也可采用从邻近水准基点测至沉降观测点，再闭合至邻近另一水准基点的附合水准路线法。本标段地势平坦，工程前期工作点和沉降点之间高差不是很大，在固定的工作基点间采用支路线法观测就能满足精度要求；随着工程的进展观测点与工作点间的高差会不断变大，为满足精度要求采用附和线路法观测；采用两种方法相结合的方法。

(1)支路线法：

A、当沉降观测点距引测水准基点较近、且高差也相近时，可一次置镜测得沉降观测点与水准基点间高差。为避免单次测量可能产生的错误，应变换仪器高双次置镜观测，双次置镜测得的高差值≤0.7mm时，取两次测量高差值的平均值作为最终值；当双次置镜测得的高差值>0.7mm时，应重测，直至满足要求。

B、当沉降观测点距引测水准基点较远、高差较大，无法一次置镜测得沉降点与水准基点间的高差时，可做两次置镜测量。为避免单路线测量可能产生的错误，应采取往返测测量方式。当往返测的高差差值≤1.0mm时，取其平均值作为最终高差值；当往返测的高差值>1.0mm时，应重测，直至满足要求。

(2)附合水准路线法：

附合水准路线法往返测的高差之差及附合路线闭合差均应小于mm（L为两相邻水准基点间的水准路线长度，单位km），当高差之差或闭合差超限时，应分析原因，进行补测，直至满足要求。

2.4.3观测测量操作要求

（1)沉降观测每测站观测程序后-前-前-后。

（2)沉降观测测量时，置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定，在成像清晰稳定的条件下进行观测，不在日出前、后半小时内或其他不宜观测的环境条件下进行测量作业；作业中经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查；在同一测站观测时，不进行两次调焦，以确保观测成果质量。

（3)测站视距长、前后视距差要求及观测、记录计算顺序、黑红（基铺）面读数较差、高差的较差见本细则表2所示。视线高度要求三丝均能读数。读数取位为1mm。观测中要特别注意水准标尺的垂直，即圆水准器居中。该点必须使用尺垫，禁止用临时砖石代替尺垫。水准点至沉降测点间转镜次数一般为一次，最多不超过两次。路堤填筑期按三等水准要求观测。

2.5沉降观测阶段的划分

改扩建工程的路基监测分为三个阶段，具体阶段为：

（1）路堤填筑期：路堤填筑期指经原地面处理或软基处理后，开始填土至填土完成（非预压、堆载预压为填至路槽面标高、等载超载预压填至设计预压顶面标高）的期间。每月观测一次，对于沉降速率出现异常的路段及时增加观测频率。

（2）路堤预压期：预压期是指堆载、等载或超载的顶压土填筑完毕至达到稳定可施工路面结构的期间。预压期的观测频率视沉降量变化情况而定，一般每月观测一次，对于沉降速率出现异常的路段及时增加观测频率。

（3）底基层及路面施工期：主要指路槽以下的路基处理工作全部结束，并达到设计要求，进行路面底基层、基层及路面施工的期间。底基层和基层每碾压一层观测一次，并保证观测频率达到每月观测一次。

2.5.1路堤填筑期沉降观测

（1）仪器校验

水准尺用双面区格式木质配对标尺。水准尺应有出厂检验书，使用前应对尺上的园水准器进行检、校。水准仪使用前应检外观检高、圆水准器检校、十字丝检校、气泡式水准仪交叉误差检校、i角≤20″的检校，使用中对i角定期检校。

（2）初读数观测及接管操作

沉降板埋设时，随即用三等水准观测首节管顶和底板的标高。底板标高也可以用首接管顶标高减去管高获得。作为以后每次观测固定仪器位置的依据。

第二次观测时，先由施工单位挖出点位，尔后观测接管上、下两个管顶的标高。下节管标高用于计算第一次沉降量，上接管顶标高作为下一次计算沉降量的初值，循序逐节升高，重复上述工作。接管上、下标高填入表3中斜线的上、下方，以便计算时段沉降及累计沉降量。

使用观测手簿（表3）和沉降观测表（表4）时，一张表格填入一个沉降观测点，注明每次观测的日期即可，一个观测点集中在一张表格中，便于察看沉降量的变化情况。省交通科学研究院对埋设时的初读数及每填筑二层与施工单位共同观测。每次观测时，施工单位负责测前找点、挖点、复土等。

（3）填土速率的控制

一般路基控制实测沉降速率不大于1.0cm /天，桥头路堤控制实测沉降速率不大于0.5cm/天时，可以填筑上一层土方。

2.5.2预压期的沉降观测

（1）预压土方标准

96层结束后进入预压期，预压期是指堆载、等载或超载的预压土方填筑完毕至达到稳定可施工路面结构层的期间，该期间一般为3～6个月。预压土方的高度依设计而下。若前1～2次观测的月沉降速率较大（>3～5cm/月），则应考虑再加载土方、超载高度，预压土方应有足够的宽度，同时应有80%的压实强度，预压土方顶在应为平整。

（2）接管工作

为了便于挖点，每个测点的管顶应接到压实面以下5～20cm，即管顶不超过土面。具体言之，堆载路段的测点应在96层面（路床顶面）以下5～20cm；等、超载处测点应在等、超载压实面以下5～20cm。因此在预压期观测前，要检查堆载路段的管顶是否到位；等、超载处测点接管是否接到位。接杆的方法可以逐接加高，也可以用一根自来水管连接到位。

（3）观测精度

预压期沉降速率逐渐减小。观测精度应按三等水准观测标准执行。

（4）水准点移设

预压期开始时，桥梁工程基本结束，应适时将地面水准点转到桥上，桥上水准点的设置，编号及观测，按上述要求进行。

（5）稳定标准

预压期的稳定标准根据观测的月沉降速率而定，对于堆载、等载预压的桥头路基或一般路段，预压期稳定标准为连续两个月的实测沉降速率应小于5mm/月；对于超载预压的路段，预压期稳定标准为连续两个月的实测沉降速率应小于8mm/月。

2.5.3底基层和基层施工期的沉降观测

（1）沉降观测点的转换

底基层施工时，原96层的观测桩号均受到破坏。必须采用换桩的办法代替接管升高工作。操作方法是：在底基层施工前1～2天对96层观测点进行观测，作为96层最后一次沉降量。待底基层半层或一层碾压好后，距离路中心右侧130 cm处打入φ10长20cm的短钢筋，出露顶面1cm，作为临时沉降标。测定其钉头标高，作为初读数。待下一次碾压前1～2天，在原钉位上观测标高，算出底基层加载后的沉降量，以此类推。

（2）观测精度

底基层和基层施工期沉降观测按三等水准要求进行。

（3）控制标准

当路堤施工至基层顶面后，实测沉降速率应小于3mm/月，方可进行后继工程的施工，以便确保各结构层的施工厚度变更量最小和路面一次铺筑成功。

2.5.4路基沉降控制标准

（1）路堤填筑期：一般路基控制实测沉降速率小于1cm/日，桥头路堤控制实测沉降速率小于0.5 cm/日。

（2）预压期：对于等载预压路段，卸载控制标准为原则上连续两个月沉降速率小于5mm/月。

（3）结构层施工期：基层施工期沉降速率小于5 mm/月；面层施工期沉降速率小于3 mm/月。

2.6资料整理

根据（观测记录手簿（附表1）），将观测点的标高登录在附表2中，并在附表2中计算累计沉降量。并且计算出日沉降速率及月沉降速率，用以控制填土速率。

为了获得清晰、系统、完整的沉降资料，本细则根据不同施工期设计了附表1～附表3的系统图表，作为资料整理的格式。从中取出有关特征数据作为月度报告内容之一。现将各表的内容、使用方法简述于下：

附表1（沉降观测记录手簿）用于采集测点管顶标高；

附表2（沉降观测表）用于计算时段沉降量及累计沉降量；

表头“原地面标高”该点实际原地面标高填写；“地基处理方法”等、超载顶面标高在预压时填写。表中“填土顶面标高”按路基中部填土标高填写；“累计填土高度等于填土顶面标高减去原地面标高”；“接管顶标高”项填接管前后实测管顶标高，若本次观测未接管不填；“本次沉降量”为“接管顶标高”项内上次按管后标高减去本次接管前标高；“累计沉降量”为上次累计沉降量加上“本次降量。”附表1按沉观测点填写一张表，按观测日期顺序逐次填写，写完再接页。

附表3中“观测桩号”栏应同时填写沉降板编号及埋设里程位置。“总堤高”指设计路面标高减去原地面标高，“沉降标埋设时间”填初读数日期，该日期及“底板标高”均依据“沉降观测表”（附表2）首行填写；

根据附表1（外业手簿），附表2（沉降观测表）的观测数据，将路堤填筑期的沉降总量及预压期每个月的沉降增量、月沉降速率填入附表3，并继续填绘沉降过程线。

底基层和基层沉降观测的资料整理，主要将附表1（外业手簿）中的观测日期和测点标高填入附表3，计算累计沉降量及月沉降速率。

3数据分析及成果

在204国道盐城北段改扩建工程建设中，软基处理段的施工，对整条路的施工质量影响非常大。在其它类似公路的建设中就出现过因软基处理不当而使路基滑坡的情况。因此，通过对软基段进行全面细致的稳定性分析计算和沉降预测工作是必不可少的。这就要求路基沉降观测要确保数据的正确性、系统性、连续性。

路基沉降全部是地基沉降，路基填方本身基本不发生压缩沉降，可以不计。说明路基各区域压实标准的选择可以保证工程的施工质量。地基沉降与地质条件和填土高度（即地基单位面积受力）有关。地质条件越好，填筑高度越低，沉降越小，反之，路基沉降越大。通过观察可以发现，3个沉降观察点的地基沉降值不同，以2#点沉降值为最大，究其原因，主要是因为其地质条件较差，地基承载力小，且路基填筑高度大，其地基虽经过砂砾垫层加固处理但并不能使其地质条件有根本的改善。对于1#点，虽然其地质条件较差，但因其地基经过强夯处理后地质条件发生了根本的变化，使其地基承载力有了较大的提高，因而地基沉降相对较小。而3#点本身地质条件相对较好，因而3#点地基沉降也相对较小。

路基沉降在路基填筑初始阶段较慢，当路基填筑达到一定高度时，沉降随着填筑高度的增加迅速增大，当路基填筑即将竣工和竣工后，路基沉降又呈缓慢增加形式，直至路基完全稳定下来。分析原因如下：路基在初始填筑过程中，由于原地基具有一定的承载力可以承受一定高度填土产生的压力，在地基容许承载力范围内，地基沉降呈现出类似弹性变化的形式，即地基沉降随着填土高度的增加而增加。当填土增加到一定高度时，即土方填筑产生的压力等于地基承载力时，地基受力处于极限状态。当填筑高度继续增加，地基承载力进入强化阶段，原地基土体结构被破坏，地基土颗粒在外力作用下重新排列形成新的结构，使地基承载力得到增强。地基土结构的变化，是该阶段地基发生明显沉降的根本原因。

随着路基填筑结束，虽然地基所受填土产生的土压力趋于稳定，但由于多种因素(施工、行车、自然因素等)影响并通过实际观测资料证明，路基在竣工后还不能立刻稳定下来，需要经过约八个月至一年时间，才能使路基逐渐趋于稳定。但路基不会完全稳定下来，还会发生很缓慢的沉降。

为确保路基本身不发生压缩沉降，路基施工时，宜选择低液限粘土或低液限粉土作为路基填料。填料要分层进行，每层压实厚度宜控制在10～20cm范围内。

4沉降观测的几点要求

（1）沉降标由施工单位统一制作，沉降标的埋设及路堤填筑期观测中的接杆工作均由路基施工单位配合，路面施工期的设点工作由路面层施工单位配合。在整个观测期，施工单位要管好沉降标不受破坏或被盗。特别是做好管头隐蔽工作。如有损坏或被盗应及时报告课题组，并及时恢复观测数据。

（2）施工单位须提供满足方案要求的水准点，并负责水准点的转移工作。

（3）施工单位须做好撤走前的交接手续，明确接收单位及负责人员；进行现场交点，绘好点位图；所有观测资料逐一交清。这项工作应由监理组协助监督、组织下完成。

（4）在结构层施工期间，须做好沉降观测点的转换工作。

（5）施工单位必须按本实施方案的要求，做好平行观测，落实专人负责此项工作，积极配合课题组的工作。

5 沉降观测的未来发展

现在的沉降观测作业量很大，而且时间长，后期的数据处理比较麻烦，我觉得未来的沉降发展趋势是，处理数据的软件的研发。而测量仪器的精度提高也是一个方面，提高精度主要是减少作业人员对仪器设置的变动，比如在使用水准仪时可以将水准仪设计成自动调平，减少误差。

由于工作时的作业量比较大，实行自动化和系统化势在必行，比如观测数据时就可以用电脑控制减少人员的作业强度。

 

         沉降观测表（附表2）

编号：                                                     序号：       

  记录：                           复核：                          日期：

               路基沉降观测成果表（附表3）

编号：ZY02-0604-20##-05                                                                                    序号：

致  谢

光阴似箭，转眼间，四年的大学生活即将结束，依依不舍之情难以言表，总结大学四年的生活，感觉获益还是颇多的，在这里需要的感谢的人很多，是他们让我这大学四年从知识到人格上有了一个全新的改变。

感谢南京交通职业技术学院，在这里，有环境舒适的学生公寓，为我的日常生活提供了很多方便；有一批知识渊博，身正为范的老师，为我开启学海之舟。在这里，我开阔了见识，增长了知识，锻炼了能力。四年前我带着崇敬之心来到了这里，四年里，亲身的体验让我更增加了对这所学校的热爱和不舍。

本论文是在指导老师高老师悉心指导下完成的。老师严谨的治学态度，精益求精的工作作风，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

还有要感谢的就是我们的班主任，侍老师，她带了我们四年，也为我们操了很多心，在此我对我们的班主任致以崇高的敬意！

在大学四年生活中，不断得到各位老师、同学的关心与帮助，使我在学习和生活中不断得到友谊的温暖与亲切的关怀，最重要的是一种精神上的激励，让我非常感动。
　　我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位老师表示崇高的感谢！

参 考 文 献

[1]《工程测量规范》中国有色金属工艺协会（GB  50026-2007）

[2]《公路路基施工技术规范》中华人民共和国交通部（JTG F10-2006）；

[3]《公路路基设计规范》中华人民共和国交通部（JTG D30-2004）；

[4]《公路勘测规范》中华人民共和国交通部（JTGC10-2007）。