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

ICS 93.080.30 P 66 DB13 河北省地方标准 DB 13/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 2019-03-25 发布 2019-04-25 实施 河 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB13/T 2951 2019 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 2951 2019 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 0.6 n 0.8 n 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 2951 2019 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 2951 2019 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。102 0 m m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 cm 15 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 2951 2019 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 0 3 个月 1 次/月 4 12 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。11010118987 22 24513 1236 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 2951 2019 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.2.1 A.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 cm 10 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。1 2 347 6 5 1 U 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 min 5 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 cm 70 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 2 3 次的 方法 来 确保测 量数 据的 准 确 性。DB13/T 2951 2019 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 2951 2019 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