有關(guān)解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測研究

有關(guān)解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測研究摘要：本文闡述理解臺二線船閘主體建筑物沉降觀測的詳細(xì)做法，總結(jié)了技術(shù)要點(diǎn)，討論沉降觀測在船閘建立過程中的作用。關(guān)鍵詞：船閘；沉降；觀測Abstrat:TheunderstandingfTaian’ssend-tiershiplknthebuildingftheainsettleentfthespeifibservatins,sueduptheajrtehnialissuesandexplresettleentbservatinintheshiplknstrutin.Keyrds:lk;settleent;bservatin１工程概況京杭運(yùn)河解臺二線船閘工程是我省利用世行貸款投資建立的交通重點(diǎn)工程，船閘位于徐州市賈汪區(qū)大吳鎮(zhèn)，距市區(qū)約２０ｋｍ，處于京杭運(yùn)河江蘇段西線航道解臺一線船閘北側(cè)。解臺二線船閘與一線船閘平行布置，兩閘中心線相距９０ｍ，船閘根本尺度２３０×２３×５ｍ，主要構(gòu)造形式：閘首為鋼筋混凝土底板、空箱邊墩、頭部環(huán)繞短廊道輸水、鋼構(gòu)造人字閘門及提升式平板閥門、電氣自動控制液壓啟閉機(jī)，閘室為鋼筋混凝土透水底板、扶壁式鋼筋混凝土閘墻，鋼筋混凝土上、下游護(hù)坦，上下游主副導(dǎo)航墻、靠船墩及護(hù)岸為混凝土底板漿砌塊石墻〔墩〕身。設(shè)計(jì)年通過才能為２５００萬噸。２沉降觀測目的和內(nèi)容沉降觀測是船閘建立不可無視的工作之一，通過沉降觀測，可以監(jiān)測建筑物的沉降變位情況，不但為今后的船閘底板內(nèi)力計(jì)算提供數(shù)據(jù)，進(jìn)步了準(zhǔn)確性，而且能便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，采取措施，保證工程的平安運(yùn)行。由于解臺二線船閘上、下閘首為整體塢式構(gòu)造，我省船閘建立有關(guān)部門經(jīng)過多年理論總結(jié)，目前普遍采用預(yù)留施工寬縫，將整塊底板分成三塊，待兩側(cè)邊墩澆筑完成、回填土到達(dá)所要求的高程、地基沉降穩(wěn)定后，再進(jìn)展封鉸，可有效地減小底板的內(nèi)力或厚度；并能減少閘塘開挖后對地基的卸載及底板、閘墻邊墩澆筑過程中因加載而產(chǎn)生的地基升降變化。通過定期進(jìn)展沉降觀測，可以掌握軟基的固結(jié)過程，用來確定預(yù)留施工寬縫對內(nèi)力的影響，同時(shí)為確定封鉸時(shí)機(jī)和地下水位控制、加載速率提供根據(jù)。沉降觀測的主要內(nèi)容是：通過布設(shè)控制網(wǎng)，按相關(guān)精度要求，根據(jù)施工分級加載實(shí)況，定期定點(diǎn)對塢室構(gòu)造底板封鉸前后每塊底板和每節(jié)閘室墻在建立過程中的沉降情況進(jìn)展觀測，直至工程開工驗(yàn)收，移交使用單位。３沉降觀測方案３．１精度指標(biāo)與觀測儀器的選擇設(shè)計(jì)單位對主體工程上、下閘首及閘室塢式段施工寬縫封鉸提出的要求，其中有一條為邊墩的沉降速率〔連續(xù)１０天〕每晝夜小于０．１ｍｍ。假如按照限差為０．１ｍｍ來設(shè)計(jì)觀測方案，高差中誤差須滿足０．０５ｍｍ的要求，目前最先進(jìn)的精細(xì)水準(zhǔn)儀每ｋｍ高差中誤差只能滿足０．７ｍｍ的要求，無法滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)與設(shè)計(jì)部門商討，變更為通過連續(xù)３個(gè)１０天的觀測，假如結(jié)果都不超過１ｍｍ，那么認(rèn)為滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行國家?工程測量標(biāo)準(zhǔn)?、?建筑物變形測量規(guī)程?及交通部?水運(yùn)工程測量標(biāo)準(zhǔn)?中對沉降觀測的各項(xiàng)規(guī)定，結(jié)合解臺二線船閘工程詳細(xì)的特點(diǎn)，我們選擇變形測量的二級標(biāo)準(zhǔn)作為本項(xiàng)沉降觀測工作的精度指標(biāo)，詳見表１。沉降觀測是船閘工程中精度較高的測量工作，儀器設(shè)備、布設(shè)道路、觀測方法及人員素質(zhì)等多方面都會影響觀測數(shù)據(jù)的精度。在該測量工作中我們選擇Ｓ１級瑞士ＬｅｉｃａＮＡ２／ＧＰＭ３精細(xì)水準(zhǔn)儀，配合銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)展作業(yè)，省測繪局鑒定部門對儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)展了技術(shù)鑒定，在作業(yè)期間我們屢次對儀器ｉ角差進(jìn)展檢核，為觀測工作提供了技術(shù)保證。３．２觀測道路的布設(shè)３．２．１水準(zhǔn)基點(diǎn)、工作基點(diǎn)的設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)由測區(qū)原有等級水準(zhǔn)點(diǎn)〔設(shè)計(jì)部門提供〕ＢＭ〔３３．２２６ｍ〕、Ｇ２〔３２．６５２ｍ〕組成，該兩點(diǎn)高程數(shù)據(jù)經(jīng)屢次聯(lián)測檢核，高差誤差均小于１．０ｍｍ。且兩水準(zhǔn)基點(diǎn)均位于一線閘管理區(qū)較為偏僻地方，是一線閘施工期間〔１９５８～１９６１年〕設(shè)置的，點(diǎn)位穩(wěn)定可靠。我們以觀測條件較好的ＢＭ作為主基點(diǎn)，Ｇ２作為校核點(diǎn)。利用原一線船閘南側(cè)〔二線閘施工區(qū)外側(cè)〕閘墻一個(gè)沉降釘〔Ａ９〕作為工作基點(diǎn)，與ＢＭ、Ｇ２形成一個(gè)閉合環(huán)，檢測起始數(shù)據(jù)的正確性。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.３．２．２觀測點(diǎn)的布設(shè)上、下閘首及閘室塢式段均在邊墩底板及施工寬縫的兩端各布設(shè)８個(gè)沉降釘計(jì)２４個(gè)觀測點(diǎn)；閘室１４節(jié)扶壁段均在閘墻底板兩端各布設(shè)４個(gè)沉降釘計(jì)５６個(gè)觀測點(diǎn)；沉降釘?shù)闹谱鞑捎茫矗埃悖恣叮保嘎菁y鋼頂端焊接鍍銅半球圓帽加工而成，埋設(shè)時(shí)配以斜筋焊接在底板面層及豎向鋼筋上，頂端突出砼外表１．５～２．０ｃｍ左右，以保證點(diǎn)位穩(wěn)固。由工作基點(diǎn)Ａ９至觀測點(diǎn)道路根本沿閘塘外圍原狀土上設(shè)置，中間轉(zhuǎn)點(diǎn)全部埋設(shè)測樁，采用５０～１００ｃｍФ２０螺紋鋼打入土層，外表澆筑２０～３０ｃｍ厚砼，進(jìn)入閘塘邊坡段，除轉(zhuǎn)點(diǎn)采用同前設(shè)置外，測站架鏡的位置也埋設(shè)３０ｃｍ厚砼，以保證觀測時(shí)儀器的穩(wěn)定。整個(gè)觀測線路由ＢＭ、Ａ９和１４－２、１２－４、１０－２等１１個(gè)觀測點(diǎn)形成一個(gè)整體閉合環(huán)，全長１．３２ｋｍ，３６測站，不在道路上的其他觀測點(diǎn)，由其鄰近觀測點(diǎn)固定觀測。３．３觀測方法及考前須知本次沉降觀測工作采用精細(xì)幾何水準(zhǔn)測量方法進(jìn)展，觀測過程中，各項(xiàng)偏向控制及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理按照國家?建筑物變形測量規(guī)程?中各項(xiàng)規(guī)定執(zhí)行。進(jìn)展沉降觀測過程中，須注意的幾個(gè)問題：(１)每次觀測應(yīng)遵守“四固定〞原那么，即：觀測所用儀器及水準(zhǔn)標(biāo)尺固定；觀測人員固定；觀測道路固定；觀測環(huán)境和條件根本一樣。(２)水準(zhǔn)儀ｉ角是一個(gè)變化值，每次作業(yè)前，對ｉ角進(jìn)展檢查，假設(shè)發(fā)現(xiàn)ｉ角大于１０秒，應(yīng)及時(shí)進(jìn)展檢驗(yàn)校正。(３)布設(shè)觀測道路時(shí)，前后視距不超過４０ｍ，前后視距差不超過１．０ｍ，以控制ｉ角的誤差影響，同時(shí)進(jìn)步觀測時(shí)的明晰度。(４)觀測時(shí)間及環(huán)境：不在日出前后１小時(shí)、中午時(shí)分進(jìn)展觀測，更不能在大風(fēng)或有霧的情況下進(jìn)展觀測。(５)為保證水準(zhǔn)尺氣泡穩(wěn)定居中，自制一些簡單的水準(zhǔn)尺輔助標(biāo)桿，以使扶尺員快速穩(wěn)定地豎直標(biāo)尺，進(jìn)步觀測效率。３．４觀測周期船閘底板根底是分段施工的，為及時(shí)掌握加載后的初始觀測值，在每節(jié)底板澆筑混凝土終凝后，即開場初始觀測，因此不同底板上沉降觀測點(diǎn)的初始觀測日期是不一樣的。對于建筑物變形觀測周期，有關(guān)測量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程都沒作統(tǒng)一規(guī)定，我們根據(jù)以往同類型船閘經(jīng)歷，結(jié)合本工程閘室墻采用龍門架支撐大模板一次到頂澆筑砼的施工方案，分析根底加載的情況，制定如下觀測周期：施工初期２０天，封鉸前期至封鉸期間１０天，封鉸后至觀測點(diǎn)移測到閘室墻頂部３０天。船閘主體建筑物施工期間，如遇到特殊情況〔回填土與地下水位發(fā)生較大變化，底板或墻體產(chǎn)生裂縫，沉降縫兩側(cè)出現(xiàn)較大不均勻沉降等〕，應(yīng)立即進(jìn)展逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，及時(shí)提供觀測數(shù)據(jù)，確保建筑物平安。４沉降觀測成果從２０００年５月至２００２年１月，共完成４０次沉降觀測〔２００１年６月２６日以后移測到閘室墻頂部觀測〕，閉合環(huán)線的高差閉合差在－０．３～＋１．５ｍｍ之間，滿足二等水準(zhǔn)測量精度要求。沉降觀測成果數(shù)據(jù)見表２。５結(jié)論和體會(１)觀測數(shù)據(jù)說明，本工程整個(gè)施工階段根底的下沉量及回彈量的變化與施工順序、地基上的加載大孝施工進(jìn)度、地下水位情況等親密相關(guān)。(２)沉降觀測資料反映施工階段的實(shí)際沉降量，難以與設(shè)計(jì)部門提供的理論預(yù)留沉降量相符，其主要原因是理論計(jì)算假設(shè)條件與上述施工條件變化出入較大，計(jì)算無法考慮施工期各種動態(tài)的影響因素，另外地質(zhì)條件復(fù)雜。目前理論計(jì)算雖考慮土體的固結(jié)過程，把地基作為粘彈性模型進(jìn)展計(jì)算，但由于計(jì)算參數(shù)隨不同土質(zhì)而不盡一樣，難以正確選取，故只有通過現(xiàn)場觀測，采用反分析法來確定計(jì)算參數(shù)，才能為設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)。(３)由于累計(jì)沉降量均與初始觀測值相關(guān)，因此初始觀測值的準(zhǔn)確性極為重要，每個(gè)觀測點(diǎn)的初始觀測值必須采用最初連續(xù)兩次觀測結(jié)果的平均值。(４)船