A市地面沉降成因机理研究.docx
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1、远程与继续教育学院本科毕业论文(设计)题目:A市地面沉降成因机理研究学习中心:学 号:姓 名:专 业:指导教师:中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)三、工程沉降观测与控制技术应用策略(一)仪器设备和人员素质观测建筑工程沉降情况的仪器设备,直接影响着测量准确度,为充分了解建筑工程 的实际沉降状况,那么应根据相关规定,控制测量误差。再者,为确保测量准确度,通常 建筑工程沉降观测会运用沉降观测水准仪。由于仪器设备受温度与环境等方面的影响, 所以在运用之初,需先对仪器设备加以检查,了解仪器设备使用性能及测量准确度的实 际变化状况,针对实际情况实施良好的校验,从而保障测量准确度,满足施
2、工的实际要 求。另外,仪器设备之间有很大的不同,为防止运用不同设备而产生测量误差现象,应 为每一项建筑工程配备专属的仪器设备,尽量杜绝测量误差现象的发生,保障建筑工程 的质量。测量工作人员需具备专业素质及技能,以扎实的理论知识为基础,并能够熟练 掌握各种仪器设备,在测量过程中,还能够根据实际情况运用不同的测量方式,确保测 量结果的正确性。为保障测量工作人员的专业素质及技能,应以培训的方式来强化测量 工作人员的专业素质及技能。另外,针对测量期间所存在的素质问题,也应及时转变测量工作的开展方式,由以 往任意开展的方式,转变为由专门人员进行测量,这样才能够防止因测量工作人员的工 作变动和其他原因,而
3、影响施工测量的准确度,所以务必确保人员的素质及技能等满足 测量工作的要求,从而保障该项工作的质量。除上述内容外,还应根据建筑工程的真实 状况来科学制定观测周期,以清楚了解建筑工程的实际沉降情况与规律等。对于一般建 筑工程,可在结束后再进行观测,而对于高层建筑工程来说,那么需在基础垫层时,有效 布设观测点,而后进行观测工作。观测周期应由当地的真实条件和建筑工程的实际状况 而决定。如果建筑工程在施工期间产生沉降不均状况,那么需及时实施沉降观测,以强化 对建筑工程沉降问题的指导与监控,在第一时间解决建筑工程的沉降问题,以保障建筑 工程的施工质量与施工平安性。(二)科学使用沉降观测点测量技术在测量沉降
4、观测点时,应遵守水准测量技术相关规范,明确主要的观测路线,而后 加以标识,以保证观测路线符合一致性需求,如此也能够防止观测数据产生偏差状况。中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)在建筑工程中实施沉降观测,应多思考与衡量建筑工程的实际特征、观测标准与周边环 境等诸多条件,以确保观测工作的正常开展,进而提高整体工作质量与效率。在观测过 程中还应针对各项技术规范,明确观测点的实际位置,在工程开始之初到工程结束的全 部环节中均需实施沉降观测,及时了解沉降变形状况,为建筑工程的质量与平安性提供 切实保障。在观测期间,还应确保工作点、基准点和观测点等均能够满足稳定需求,全 部人员与仪器设备
5、均需做好充足准备,还需保证仪器设备性能的稳定性,符合使用要求。 现阶段中国建筑领域普遍运用dszO5和dsO5等仪器来开展沉降观测工作,通常均需开展 两次测量工作,而后选择两次工作的平均值,并将其作为最终的沉降参数。应明确的是, 在建筑工程各项数据增多后,也应合理移动观测点,从而在最大程度上保证测量结果的 准确性。(三)处理分析沉降数据在施工现场实施沉降观测后,还需分析和统计测量数据。在计算测量数据时,应运 用所有观测点高程数据平差的计算方法,尽可能防止数据出现偏差,对误差问题还应合 理分配,在沉降数据测量这一环节中,还应确保沉降观测后的各项数据满足精准度需求, 对之后的闭合测量线路进行第二次
6、测量,再运用闭合差计算方法有效处理各项数据,同 时需实施测量数据累积误差和准确度的有效测定,把全部数据均精准记录至表格中。沉 降量观测计算期间,还需利用以下方式来进行:细致计算沉降参数。在计算过程中, 可依据上次高程和本次高程二者之间的参数差,明确沉降量参数。计算累积沉降参数。 把此次沉降量和之前沉降量实施累积计算,明确此次沉降量的最终累积数据。利用各 项数据制作沉降曲线图。相关人员需清楚全部的沉降参数值和计算结果,利用各项数据 对时间和沉降量的变动关系,绘制曲线图。绘制等值线图。相关人员应利用精准的计 算沉降参数来实施等值线图的绘制。在处理沉降量参数过程中,观测点不会出现上升的 状况,所以在
7、处理数据时,不可进行强制的参数分配,以防止在沉降观测期间,出现高 程值扭曲这一消极问题。如果数据出现异常状况,那么应开展仪器设备的校对工作,且还 应精准检查数据测量的规范程度,在检查确定满足要求后,才能够进行之后的工作,以 明确沉降量参数。(四)水准观测基点在开展建筑工程工程时,布置水准观测点是尤为关键的,在整个操作期间,应布置 6中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)好水基准控制网,为之后的施工工作提供便利。同时、还应针对现阶段中国所下达的各 项技术标准来布设水准观测基点,严格按照相关标准来执行。通常状况下,水准观测点 如果布设在三个以上,基准点之间的距离就应保持在约100
8、m的位置。观测时,仪器 的后视观测点应超过两个,如此才能够确保观测结果的准确性,以更好满足施工运用需 求。中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)四、工程沉降观测与控制技术分析四、工程沉降观测与控制技术分析以A市高速公路为例(一)软土路基特点分析A市高速公路处在珠江三角洲冲击平原位置上,整体线路位于平坦开阔的地势,处 于水道纵横的三角洲前缘地带,地基为第四纪滨海三角洲相沉积土,全线总长为31千 米,其中有90%以上建设路段的地基为超软弱深厚层软土,含水量最高为100.8%,孔 隙比最大为2.736,最高的压缩系数可到达4.4Mpa-l,天然十字板抗剪强度范围为6 15kPa,渗透
9、系数取值范围10-710-8cm/s, 土质以淤泥粘土和流塑状淤泥土为主,土层 厚度不规那么多在540m之间。总结出软土路基具有以下特点:(1)厚度大:一般的软 土厚度范围在十米到二十米之间,最厚的软土可以达四十米。由于软土又深又厚,会对 底部软土的排水功能运作造成影响,导致固结时间长。(2)含水量高:软土层含水量一 般为40%80%。因为该路段软土层的含水量很高,所以导致土层出现很大的变形,且 变形期长。(3)孔隙比大、压缩性大:广珠段软土孔隙比超过1.5,最大局部的测量数 值高于2.7,对应压缩系数范围是0.53Mpa-l,且与液限呈正相关关系变化。(二)A市高速公路软土路沉降成因1 .公
10、路荷载针A市高速公路软土层路基的外表沉降量与路面载荷之间呈正相关关系,同时软土层 路基的沉降速率与路面载荷之间也存在正相关关系。在道路施工期间,无论是路基的沉 降速率还是沉降量,对载荷的反响都很强烈。当路面载荷增大时,软土层路基的沉降量 便会增大,图中的曲线逐渐变陡,当路基载荷增加到一定程度时,路基的沉降量曲线便 逐渐趋于稳定。与之相对应的,便是沉降速率的变化,沉降速率呈现出先增后减的趋势。 在路堤填铺期间,有一个临界填铺高度值,路基的总沉降有一个转折点,当路基的软土 层填铺高度小于该值时,路基的沉降速率将进一步降低,当填铺高度超过这一高度值时, 路基的沉降速率便会持续增大,严重时可能使得路基
11、失去其应有的稳定性。中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)图1填土和沉降之间的关系曲线(K36+030断面)图2中所显示的是A市高速公路K36+030断面在一年内的填土与沉降关系图, 从中可以看出路基的沉降量与路面载荷之间呈正相关关系,这一关系能够用太沙基理论 进行分析与阐述。其中饱和性的粘土层在载荷的压力下逐渐将孔隙中的水分排出,使土 层的强度得到增强进而发生固结变形。该土层在受到载荷发生固结期间,不仅使土层中 的孔隙比得到有效降低,而且是土层的抗剪切强度得到有效增强。ooirD.DO-2.00-4 00400人M.00,OODC叩叩 -6.S 1 ?&/耳暨4图3填土高度、
12、时间、沉速之间的关系曲线(K36+030断面)通过图3可以得出,A市高速公路路基承受的载荷越大,土层的沉降速率便越大, 这一现象与沉降量和载荷之间的关系具有一定的统一性。同时,在上图中还可以看出, 软土层路基的沉降速率对载荷的反响较为积极。在载荷施加期间,外表土层的沉降速率 持续增加,但当对路面的负载停止增加时,路基的沉降速率便逐渐降低,这种关系主要 是由在施加负载期间路基的固结与侧向变形而引发的。9中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)2 .加荷速率针A市高速公路本级荷载Ap与累计荷载p的比值越大,路基的沉降量以及沉降速率 就越大。在K36+030断面中,该断面在一年中共填铺
13、土层4.161m,在土层的填铺初级 阶段,载荷的增加速率较为缓慢,4级共填铺土层0.795m,并于205天内全部完成。可 知每一级的填铺土层高度约为之间。在此阶段内路基的沉降量约为276mm左 右,平均沉降速率约为4.5mm/d。在上述4级填铺后的179天中,又对路基进行了不同 程度的填铺,共计3.66m,每一次土层的填铺约为1.8m,其沉降量约为436mm左右, 在此期间土层的最大沉降速率大于llmm/do对上述软土路基的沉降速率进行数据分析 并得出结论:在对其施加负载初期,由于载荷速率增加期间,土层填铺的速率过大,土 层孔隙中的水分不能及时挤出,因此土层的沉降量较小。但是在此情况下,由于侧
14、向形 变的发生,使得土层在受到负载后的沉降量快速增加。相反,如果土层的填铺速度较为 平缓,软土路基中的孔隙水分缓慢排出,那么孔隙中的水压将转变为土层内部的效应力。 在这种效应力的作用下使得沉降过程中的侧向形变也逐渐减小,因此,软土路基的沉降 量与沉降速率也一并降低。倘假设在载荷增加期间,土层的沉降量出现瞬时增大,那么很有 可能说明路基发生了严重的塑性形变。3 .软土厚度和沉降量在A市高速公路的施工过程中,填铺软土的高度越大,着路基压缩层的厚度就越高, 软土在压缩期间的沉降量也就越大。表1中明确指出了工后沉降与软土厚度以及填铺高 度之间的各种系数关系,可以看出,在每一级土层填铺段中,沉降与土层厚
15、度之间的系 数关系均高于沉降与填土高度之间的关系系数。表1工后沉降和填土高度之间的关系系数列表相关系数填土高度3m段4m段5m段工后沉降与软土厚度0.91370.75580.8500工后沉降与填土高度0.41820.0932037064 .地基软土固结情况图4分别为不同时间段内,A市高速公路K36+030断面中分层沉降与深度之间的关 系图。从图中可知,在K36+030断面中的软土填铺高约6.548m, 土层厚度约为40m,10中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院毕业设计(论文)路基中的主页砂井约为20m左右,实施的排水方法为预压固结排水法。从下列图中可知, 在2000年,该断裂面中发生的最大
16、沉降位于地表以上约为3.5m处的地方,此高度恰好 为路基上方的填土层,并在10个月内,该处的最大沉降量为346mm。根据图5中可知, A市高速公路K36+030断面的最大沉降量出现在地表处,在发生断面的292天中,该断 面的沉降量为102mm左右。根据图6可知,在2003年10月以后的534天中,该处的 最大沉降出现在地表下5m左右的地方,沉降量在此期间内最高到达53mm,但是地表 上方也发生了相应的沉降,其沉降量约为23mm。图4断面分层沉降与深度之间的关系曲线图A市高速公路K34+952断面在2000年以后的两年中,根据土层沉降统计表所示, 在这两年中,该断面位于地表以下约为21m处的地方
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- 市地 沉降 成因 机理 研究
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