城际铁路桥梁下部结构施工过程沉降观测与分析

宋剑　樊建文

摘要：在城际铁路建设中，作为合理跨越障碍、有效控制沉降、避免线路平交的构筑方法，桥梁结构占据了全国线路的很大一部分，并且使用范围越来越大。在桥梁施工过程中，有效的测量工作能保证桥梁的平面位置和结构尺寸满足设计要求，合理的监测观测能够使桥梁结构的施工质量得到动态的数据反映，并通过科学的分析，对后续的施工作业提供有效的指导。

Abstract： In the construction of inter-city railways， as a construction method that reasonably overcomes obstacles， effectively controls settlement， and avoids line crossing， the bridge structure occupies a large part of the national route and is used more and more. During the bridge construction process， the effective measurement work can ensure that the plane position and structural size of the bridge meet the design requirements. Reasonable monitoring observations can make the construction quality of the bridge structure reflect the dynamic data， and through scientific analysis， it can provide effective guidance for the subsequent construction.

關键词：城际铁路;桥梁施工;沉降观测;合理分析;改进措施

Key words： intercity railway;bridge construction;settlement observation;reasonable analysis;improvement measures

中图分类号：U445                                           文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）35-0202-04

0  引言

为了控制桥梁施工完成后的桥面高差，在进行桥梁作业施工时必须进行动态控制，控制措施依据监测数据及分析结果得出，这就要求在施工过程中进行科学、合理、密切的沉降观测，为后续的科学分析提供有效的数据支持。

本文通过对施工中的某高速铁路特大桥下部结构进行小范围沉降观测，根据观测结果、结合工程实际并针对反映的问题作出分析，提出改进措施，优化施工作业过程，提高工程质量，希望对后续工程有所借鉴。

1  工程概况

本项目线路横跨河流两岸，总体地势中间低两端高。场区内主要为河流冲积平原地貌，地势开阔，地形平坦;地表主要种植农作物，局部穿越村庄，地势空旷，通视条件好。本工程包含1座特大桥工程，桥梁全长2258.94m，孔跨布置形式为29×32m简支梁+19×64m简支梁+1×32m简支梁。桥墩采用圆端形空心桥墩及圆端形实体桥墩，桥台采用矩形空心桥台。

2  工程地质

特大桥桥址处主要地层为第四系全新统冲积粉质黏土、粉土、黏质黄土、砂质黄土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、细圆砾土、粗圆砾土;上更新统冲积粉质黏土、粉土、粉砂、细砂，风积黏质黄土，中更新统风积黏质黄土。

不良地质主要为黄土塬边缘发育滑坡、黄土陷穴。

特殊岩土为全新统冲积黏质黄土，基本承载力σ0<180kPa，判定其为松软土。桥址区河流冲积平原区为非自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅰ级（轻微），湿陷土层厚度1～6m，局部为自重湿陷场地，等级为Ⅲ级，湿陷土层厚度26m。

3  水文地质

特大桥桥址范围内地表水主要为河水，常年有水，水量随季节变动较大。河谷宽约200m，河水深1～3m，流速一般，表观呈土黄色。根据现场调查及钻孔揭示，地下水主要为赋存于黏性土、砂类土和碎石类土层中的第四系孔隙潜水，其中平原区及河谷地下水位埋深0～10m，塬上地下水位埋深约28m。

大气降雨是本区地下水的主要的补给来源，局部水渠水下渗亦是地下水的补给来源之一，本区黄土塬面完整平坦，有利于入渗补给。地下水的流向总体与地形一致，径流方向由北向南或西北向东南。

4  观测点布置

4.1 基准点布置

根据沉降变形测量精度要求较高的特点，及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设分为三级：①基准点要求建立在沉降变形区之外的稳定地区，基准点使用全线CPII二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。②工作基点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变化，测定沉降变形点时作为高程的传递点位。工作基点除使用普通水准点外，按国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点直至满足工点垂直位移监测的需要，加密后的水准基点（包含工作基点）间距250m左右时，可以基本保证线下工程垂直位移监测的需要。

4.2 沉降观测点布置

沉降变形点直接埋设在要测定的沉降变形体上。沉降变形点按桥涵各专业布点要求进行。点位设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，要求设置牢固、便于观测、结构合理、形式美观，且不破坏沉降变形体的外观和使用。

①承台布点位置。承台设置2个观测标，观测标-1设置在承台顶左侧小里程角上，观测标-2设置在承台顶右侧大里程角上。承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。

②墩柱布点位置。每个桥墩台设2个，墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置;左侧观测标-3，右侧观测标-4;当墩身较矮，梁底距离地面净空较低不便于立尺观测时，墩身观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。

5  观测级别、方法、精度及周期

项目部组建由监测主管任组长，项目部成立监测小组，配3个测量人员，同时配备车辆接送人员。

桥梁墩台水准路线观测按照二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如图2所示。

6  沉降觀测数据整理

6.1 本次沉降观测数据整理（表4）

6.2 各部位沉降观测对比统计（表5）

7  观测质量和精度评述

①观测沉降量、相邻墩台沉降差、累计沉降量符合规范要求。观测数据中误差均小于规范值±1mm，观测数据满足精度要求。观测过程中干扰较小，观测质量好。

②1号墩柱1-2点3月度沉降最大，沉降量为1.75mm;7号墩柱7-1点至3月底累计沉降最大，沉降量为-2.3mm。

③沉降观测结果分析：

1）1号墩承台1-2观测点至3月底累计沉降量为-0.13mm，对比2月底累计沉降量-1.88mm减小状态，虽符合规范要求，但显示异常现象。可能由于1号墩南侧为施工便道，夜间大量拉土车来回过往导致。

2）3号墩承台3-1、3-2观测点至3月底累计沉降量分别为-1.76mm、-1.72mm，对比2月底累计沉降量-0.33mm、-0.71mm为增大状态;4号墩承台4-1、4-2观测点至3月底累计沉降量分别为-1.89mm、-1.34mm，对比2月底累计沉降量-0.48mm、-0.26mm为增大状态;5号墩承台5-1、5-2观测点至3月底累计沉降量分别为-1.08mm、-1mm，对比2月底累计沉降量0.16mm、0.12mm为增大状态，虽符合规范要求，但显示下降值过大，可能由于3号、4号、5号墩承台以上结构连续施工导致。

3）6号墩承台6-1、6-2观测点至3月底累计沉降量分别为-1.95mm、-1.67mm，对比2月底累计沉降量-0.82mm、-0.08mm为增大状态，虽符合规范要求，但显示下降量过大，可能由于6号墩墩柱以下结构连续施工导致。

8  改进措施

①确定沉降观测路线并绘制路线图，设置仪器位置及观测路线，以后每次按固定路线观测，前后等距，视距不超过50米。②针对3号墩承台异常现象为夜间拉土车路过导致，建议南侧施工便道设立减速标示牌，并排专人值班对路段进行控制。③3号、4号、5号、6号墩累计沉降量增大，因相应结构连续施工导致。测量组加大观测频率，如沉降量继续持增大趋势，建议对结构施工合理安排。

在沉降观测过程中，遇到人为因素或环境因素引起的观测数据超限，进行重新观测，且在以后沉降观测中尽力避开不利因素，确保观测精度和质量。

9  结论及说明

本阶段沉降观测合格有效。

①本段沉降观测时段为承台施工至墩柱施工的部分时段，由于墩柱部位观测点位当时未达到布设条件，因此本次观测点位主要为已布设的承台位置观测点位。②在承台施工至墩柱施工的转换期，沉降变化较为明显，因此针对此处位置进行重点观测。③采取改进措施后，通过半年左右持续观测，至今该段结构沉降观测数值已逐步减小至稳定，累计沉降值基本不变，且远小于规范要求的最大值。

参考文献：

[1]GB 12897-2016，国家一、二等水准测量规范[S].

[2]Q/CR 9230-2016，铁路工程沉降变形观测与评估技术规程[S].

[3]TB 10601-2009，高速铁路工程测量规范[S].

[4]TB 10002-2017，铁路桥涵设计规范[S].

[5]QCR 9603-2015，高速铁路桥涵工程施工技术规程[S].