皂河三线船闸主体建筑物沉降观测

第36卷第7期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.36No.7󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2010年3月Mar.󰀁2010SHANXI󰀁ARCHITECTURE

文章编号:1009-6825(2010)07-0362-02

皂河三线船闸主体建筑物沉降观测

李成山󰀁张守军

摘󰀁要:结合沉降观测的目的和内容,介绍了皂河三线船闸工程主体建筑沉降观测方案,具体阐述了观测仪器、观测路

线、观测周期、观测方法四方面要点,为今后同类工程提供借鉴。关键词:船闸,沉降观测,精度,注意事项中图分类号:TU698

文献标识码:A

准作为本项沉降观测的精度指标,见表1。

沉降观测是船闸工程中精度较高的测量工作,仪器设备、布设路线、观测方法及人员素质等多方面都会影响观测数据的精度。在该测量工作中我们选择拓普康TOPCON-AG2精密水准仪,配合铟钢水准尺进行作业,省测绘局鉴定部门对仪器的各项指标进行了技术鉴定,在作业期间我们多次对仪器i角差进行检核,为观测工作提供了技术保证。

1󰀁工程概况

皂河船闸地处宿迁市宿豫县皂河镇北约3km处的赵埝乡境内,位于京杭运河苏北段最繁忙的大王庙至淮安航段,是苏北运河自蔺家坝船闸而下的第4座梯级船闸,也是京杭运河东、西线航道交汇后的第一闸。皂河船闸现为两线船闸,一线船闸建于1972年,规模为20m󰀁230m󰀁4m;二线船闸建成于1988年,规模为23m󰀁230m󰀁5m。皂河二线船闸位于一线船闸西侧,两闸中心线平行,相距160m。本次建设内容为皂河三线船闸工程,其闸位布置于皂河一、二线船闸之间,三线船闸中心线距一线船闸中心线90m,距二线船闸中心线70m。

本项目所在航道为苏北运河,二级通航标准,设计最大船舶等级为2000t级;皂河三线船闸建设级别为󰀁级,船闸基本尺度为23m󰀁260m󰀁5m(口门宽󰀁闸室长󰀁最小槛上水深)。

3.2󰀁观测路线的布设3.2.1󰀁水准基点、工作基点的设置

水准基点由测区原有等级水准点(设计部门提供)BM5-1(33.226m),K1(32.652m)组成,该两点高程数据经多次联测检核,高差误差均小于1.0mm。且因水准基点均位于一线闸管理区较为偏僻的地方,是一线闸施工期间(1958年~1961年)设置的,点位稳定可靠。我们以观测条件较好的K1作为主基点,BM5-1作为校核点。利用原一线船闸南侧(二线闸施工区外侧)公路桥沉降钉K2作为工作基点,与K1,BM5-1形成一个闭合环,检测起始数据的正确性。

2󰀁沉降观测目的和内容

沉降观测非常重要,通过沉降观测,可以监测建筑物的沉降

变位情况,不但为今后的船闸底板内力计算提供数据,提高了准确性,而且能便于及时发现异常情况,及时采取措施。

通过定期进行沉降观测,可以掌握软基的固结过程,用来确定预留施工宽缝对内力的影响,同时为确定封铰时机和地下水位控制、加载速率提供依据。

沉降观测的主要内容是:通过布设控制网,按相关精度要求,根据施工分级加载实况,定期定点对坞室结构底板封铰前后每块底板和每节闸室墙在建设过程中的沉降情况进行观测,直至工程竣工验收,移交使用单位。

表1󰀁󰀁建筑物变形测量规程󰀁建筑物变形测量的等级及其精度要求

变形测量等级特级一级二级三级

沉降观测

位移观测

适用范围

特高精度要求的特种精密工程和重要科研项目变形观测

高精度要求的大型建筑和重要科研项目变形观测

中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测,重要建筑物

低精度要求的建筑物变形观测,一般建筑物主体倾斜观测

观测点测站高差中观测点坐标中

误差/mm误差/mm

󰀁0.05󰀁0.15󰀁0.5󰀁1.5

󰀁0.3󰀁1.0󰀁3.0󰀁10.0

3.2.2󰀁观测点的布设

上、下闸首及闸室坞式段均在边墩底板及施工宽缝的两端各布设8个沉降钉计、24个观测点闸室、14节扶壁段,均在闸墙底

板两端各布设4个沉降钉计、56个观测点;沉降钉的制作采用40cm󰀁16铜钉,埋设时配以斜钢筋接在底板面层及竖向钢筋上,顶端凸出混凝土表面1.5cm~2.0cm左右,以保证点位稳固。

由工作基点K2至观测点路线基本沿闸塘外围原状土上设置,中间转点全部埋设测桩,采用50cm~100cm󰀁20螺纹钢打入土层,表面浇筑20cm~30cm厚混凝土,进入闸塘边坡段,除转点采用同前设置外,测站架镜的位置也埋设30cm厚混凝土,以保证观测时仪器的稳定。

整个观测线路由K1,K2和Sz-1,Xz-4,Zs-7等56个观测点形成一个整体闭合环,全长1.36km,36个测站,不在路线上的其他观测点,由其邻近观测点固定观测。

3.3󰀁观测方法及注意事项

本次沉降观测工作采用精密几何水准测量方法进行,观测过程中,各项偏差控制及内业数据处理按照国家󰀁建筑物变形测量规程󰀁中各项规定执行。进行沉降观测过程中,须注意以下几个问题:1)每次观测应遵守󰀁四固定󰀁原则,即:观测所用仪器及水准标尺固定;观测人员固定;观测路线固定;观测环境和条件基本相同。2)水准仪i角是一个变化值,每次作业前,对i角进行检查,若发现i角大于10󰀁,应及时进行检验校正。3)布设观测路线时,前

3󰀁沉降观测方案

3.1󰀁精度指标与观测仪器的选择

根据设计要求和现行国家󰀁工程测量规定󰀁󰀂建筑物变形测量规程󰀁及交通部󰀁水运工程测量规范󰀁中对沉降观测的各项规定,结合皂河三线船闸工程具体的特点,我们选择变形测量的二级标

收稿日期:2009-11-05

作者简介:李成山(1979-),男,助理工程师,山东省交通工程监理咨询公司青岛分公司,山东青岛󰀁266071

张守军(1981-),男,助理工程师,中建筑港集团有限公司,山东青岛󰀁266032

󰀁󰀁󰀁

第36卷第7期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.36No.7󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2010年3月Mar.󰀁2010SHANXI󰀁ARCHITECTURE

󰀁363󰀁

文章编号:1009-6825(2010)07-0363-03

筑堤地基的粘弹塑性分析

夏小兵󰀁李光范󰀁续建新

摘󰀁要:介绍了软土地基变形的时间依赖性及蠕变效果,采用修正剑桥模型对软黏土进行了弹塑性分析,并在修正剑桥模型基础上考虑了次固结指数󰀁的影响,提出了表现粘弹塑性性质的JL模型,对计算值与试验结果进行了对比分析,分析结果较好地反映了实测结果。

关键词:蠕变,JL模型,修正剑桥模型,本构关系,沉降,侧向变位中图分类号:TV223.3

󰀁󰀁为表现软土地基实际的侧向位移或竖直位移,应考虑包括竖向应力和水平应力的三向应力条件下的变形问题。对此问题Biot[1]把位移作为未知数以平衡方程为中心联立连续条件提出了固结方程式。此固结方程式理论上充分地说明了固结的结构特性,但对以孔隙压力和位移为未知数的偏微分方程组,解出精确解并非易事。数值分析使之成为可能。

后视距不超过30m,前后视距差不超过0.5m,以控制i角的误差影响,同时提高观测时的清晰度。4)观测时间及环境:不在日出前后1h,中午时分进行观测,更不能在大风或有雾的情况下进行观测。5)为保证水准尺气泡稳定居中,自制一些简单的水准尺辅助标杆,以使扶尺员快速稳定地竖直标尺,提高观测效率。

文献标识码:A

本文考虑新生淤积黏土作为筑堤地基时,随时间而引起的蠕变现象,提出了以修正剑桥模型[4]基础上能够反映软黏土蠕变特性的粘弹塑性本构模型(简称JL模型)。

1󰀁粘弹塑性本构模型

本文在分析修正剑桥模型以及粘弹塑性本构模型的基础上,考虑了蠕变效应,提出了如下JL粘弹塑性模型:

以与设计部门提供的理论预留沉降量相符,其主要原因是理论计算假设条件变化出入较大,计算无法考虑施工期各种动态影响因素,另外地质条件复杂。目前理论计算虽考虑土体的固结过程,把地基作为粘弹性模型进行计算,但由于计算参数随不同土质而不尽相同,难以正确选取,故只能通过现场观测,采用反分析法来确定计算参数,才能为设计提供有效的数据。3)由于累计沉降量均与初始观测值相关,因此初始观测值的准确性极为重要,每个观测点的初始观测值必须采用最初连续两次观测结果的平均值。4)船闸工程沉降观测工作是一项非常繁杂的工作,技术要求高,需要付出艰辛的劳动。闸室墙后回填土施工时部分观测线路须临时调整,且达不到固定如初,这是影响观测精度的主要原因。采用全站仪在固定测站及镜高的情况下,通过三角高程的方法来代替几何水准进行沉降观测,可以减少劳动强度,但能否满足精度要求,是值得在今后船闸建设中加以研究的。参考文献:

[1]󰀁汤渭清,刘允田.解台二线船闸主体建筑物沉降观测[J].江

苏交通科技,2003(1):5-8.[2]󰀁JTJ203-94,水运工程测量规范[S].[3]󰀁GB50026-93,工程测量规范[S].[4]󰀁JGJ/T8-97,建筑变形测量规程[S].[5]󰀁GB18306-2001,中国地震动参数区划图[S].

[6]󰀁SDJ212-83,水工建筑物地下开挖工程施工技术规范[S].[7]󰀁JTJ261-266,船闸设计规范(试行)[S].

3.4󰀁观测周期

对于建筑物变形观测周期,有关测量规范、规程都没有作统

一规定,我们根据以往同类型船闸经验,结合本工程闸室墙采用龙门架支撑大模板一次到顶浇筑混凝土的施工方案,分析基础加载的情况,制定如下观测周期:施工初期20d,封铰前期至封铰期间10d,封铰后至观测点移测到闸室墙顶部30d。

船闸主体建筑物施工期间,如遇到特殊情况(回填土与地下水位发生较大变化,底板或墙体产生裂缝,沉降缝两侧出现较大不均匀沉降等),应立即进行逐日或几天一次的连续观测,及时提供观测数据,确保建筑物安全。

4󰀁沉降观测成果

从2005年8月~2007年6月,共完成40次沉降观测(2007年1月6日以后移测到闸室墙顶部观测),闭合环线的高差闭合差在-0.3mm~+1.5mm之间,满足二等水准测量精度要求。

5󰀁结语

1)观测数据表明,本工程整个施工阶段基础的沉降量及回弹量的变化与施工顺序、地基上的加载大小、施工进度、地下水位情况等密切相关。2)沉降观测资料反映施工阶段的实际沉降量,所

SubsidenceobservationofmainbuildinginZaohethird-linelock

LICheng-shan󰀁ZHANGShou-jun

Abstract:Combinedwiththegoalandcontentsofsubsidenceobservation,thispaperintroducesthesubsidenceobservationschemefortheZao-hethird-linelock󰀁smainbuildingandelaboratesonfourspecificpoints:observationinstruments,observationroutes,observationperiodsandobservationmethods,servingasagoodexampleforfuturesimilarprojects.Keywords:lock,subsidenceobservation,degreeofaccuracy,notesthings

收稿日期:2009-11-17

作者简介:夏小兵(1984-),男,海南大学土木建筑工程学院岩土工程专业硕士研究生,海南海口󰀁570228

李光范(1959-),男,博士,教授,海南大学理工学院土木系,海南海口󰀁570228续建新(1960-),男,高级工程师,中交水运规划设计院有限公司,北京󰀁100007