桥梁沉降观测及其控制技术研究

桥梁沉降观测及其控制技术研究

摘要 通过桥梁沉降观测，可以监测主体结构的沉降、倾斜和变位情况，为桥梁结构受力状况、内力计算提供数据，可有效地保证工程的安全运行。鉴于此，本文通过结合桥梁沉降观测，提出其可采取的桥梁沉降控制技术，旨在为同类工程提供借鉴。

关键词 桥梁施工；沉降观测；沉降控制；墩台沉降

中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0099-01

对于公路桥梁工程来说，其建设后成为车流较多的高速公路，为此工程对桥梁工程墩台的工后沉降量有严格限制，保证桥梁施工质量，控制工后沉降，是工程的难点。现针对桥梁沉降观测及其控制进行探讨

1 桥梁沉降观测技术

通过桥梁墩台沉降观测，可以监测主体结构的沉降、倾斜和变位情况，不但为桥梁结构受力状况、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，采取措施，保证工程的安全运行。沉降观测的主要内容是：通过布设控制网，按相关精度要求，根据施工受力加载实况，定期定点对墩台基础在施工过程中的沉降、变位情况以及徐变上拱度进行观测，在施工过程中控制沉降，确保工程质量和安全。

对桥梁沉降观测仪器采取高精度经纬仪、水准仪、管式测斜仪和线条式铟瓦合金水准标尺等。沉降观测的布点的设置，沉降监测使用的基准点利用线路控制测量中布设的精密控制网中的控制点，控制点间距约为200 m，控制点选择已完成桩基区域稳定的高程控制点。沉降监测点的布置根据结构受力和全线的地质情况，对全线的沉降观测点布设进行设计，根据沉降观测的要求确定相应沉降观测标志。施工时，按设计要求将观测点埋设在设计位置。

沉降观测方法选取，对于桥梁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有关规范规定执行。桥梁的沉降观测周期主要是桥梁基础浇筑混凝土终凝后，即开始初始观测，因此不同桥梁沉降观测点的初始观测日期是不一样的。对于上部结构施工期间，墩台沉降、变位观测周期，结合上部结构加载或浇筑砼的施工方案，制定不同观测周期：受荷载前期每7天一次，上部结构施工期间每1天一次，上部结构施工完成墩台承受荷载期第一个月每7天一次，之后每30天一次。桥梁基础遇到特殊情况（如架桥机架梁施工、上部结构拖拉就位、钢管拱肋重荷载吊装等），即进行几小时一次的连续观测，及时提供观测数据，确保桥梁结构安全。根据实测数据，推算出各观测阶段的沉降量和最终沉降量，并得到推算的沉降变移量，将实测推算结果与原计算值进行对比。推算的沉降变移量若满足要求，则按原计划施工。推算的沉降变移量若不满足要求时，则延长沉降滞留期等处理方法以满足沉降要求。

另外，对桥梁徐变上拱度观测也是桥梁观测的重要环节。其桥梁徐变产生因素主要是与混凝土的骨料级配、水灰比、材料性能、环境湿度、养护方法、预应力大小、张拉龄期、梁体截面尺寸形式等因素有关。沉降观测的布点适宜布置在桥梁1/4、1/2、3/4跨位置。对于桥梁徐变引起的竖向变形量通过设置水准点观测，绘制变形曲线。并结合混凝土强度、弹性模量和龄期，作为综合控制混凝土徐变的参数。根据按张拉后1个月、2个月、3个月、半年、1年以及2年的时

间进行观测。

通过结合工程实践，在对桥梁沉降观测中应当注意对每次观测坚持采取“四固定”原则，即：对桥梁沉降检测所采用的仪器及水准标尺固定；观测人员固定；观测位置固定；观测环境和条件基本相同。对观测所采用的水准仪应当加强检查，每次作业前，及时进行检验校正。布设观测路线时，前后视距不超过

40 ｍ，前后视距差不超过1.0 ｍ，以提高观测时的清晰度。观测时间及环境：不在日出前后１小时、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。

2 桥梁沉降控制技术措施

根据桥梁沉降检测结果而采取相应的控制措施，是有效保证桥梁安全运行的基础。从桥梁的沉降检测实践来看，对于有效地控制桥梁沉降的主要措施集中在以下几方面。

1）对桥梁钻孔桩孔底沉砟、泥浆比重的控制，以及混凝土灌注质量控制。对桥梁采取钻孔时，避免钻孔倾斜。在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，选择自重大、钻杆刚度大的钻机较有利，并采用低档慢速的钻进方法。

终孔时密切注意桩底持力层的地质变化，不能单纯以设计标高做为终孔的唯一原则，必须以满足设计要求的桩端地基承载力或桩侧摩擦力为依据。在桩基成孔质量与减小沉砟和泥皮厚度两者间找到最佳平衡点（不同的地质条件采用不同的泥浆比重）。对于柱桩主要是控制孔底沉砟厚度，对于摩擦桩主要控制泥浆的比重或桩侧泥皮的厚度。终孔后清孔采用换浆法，为使钻孔桩砼与孔底岩体粘接良好，在钢筋笼吊装就位后用气力提升方式排除残砟。初斗砼灌注前，下高压风管对孔底吹风或高压射水，使残余沉砟悬浮，立即灌注首斗砼。

使用先进的桩孔检测仪器，有效控制成孔质量。灌注砼前，采用JJC-1D型灌注桩孔径检测系统，对桩孔深度、孔径、垂直度和沉砟厚度进行检测，实现全自动和半自动检测，具有检测速度快、测量效率高、测量误差小精度高、使用灵活方便的特点，有效保证桩孔各项指标满足设计要求。加强水下混凝土灌注质量控制。使用耐久性混凝土，耐久性突出体现在混凝土材料低渗透、低缺陷、高密实等方面。其高密实的特性，增大了混凝土与桩孔周围土的摩擦力，减小了桩基总的沉降量。

2）对明挖扩大基础沉降控制。对桥梁基底应当严格控制超挖，松动部分予以清除。使用机械开挖时，不破坏基底土的结构，在设计高程以上保留一定厚度由人工开挖。岩石地基基坑开挖采用松动爆破开挖，控制装药量，以保证基岩的完整性不被破坏。加强地基承载力检测。基坑一般均安排在枯水或少雨季节开挖，开挖过程连续，基坑内做好排水设施并及时浇注。基底暴露时间过长时，应重新检测地基承载力。最下层基础不立模，满坑灌注混凝土。

3）对桥梁徐变上拱度控制措施可通过严格控制预应力张拉时间，预加应力时混凝土强度、弹性模量、龄期达到设计要求；施加预应力严格实行“双控”，严禁超张拉。严格控制箱梁徐变上拱期，简支箱梁不少于2个月，预应力混凝土箱梁不少于6个月，在预定徐变期间内徐变上拱未趋稳定时适当延长徐变上拱期。严格控制混凝土材料性能和配合比，以确保其弹性模量不低于设计值。

4）所有桥梁的墩台顶部，箱梁端部两侧均预埋N16钢管并套丝，顶端安设M16带帽不锈钢螺杆。测量体系的设置考虑各个施工阶段和运营期间的测试，

以便获取更多的数据，校核测试结果。仪器采用精密水准仪，测量控制精度为1 mm。架梁前，每周观测一次，架梁后第一个月，每周测量一次；第二、三个月，每2周测量一次；第四、五、六个月，每月测量一次。在施工过程中，观测主要是提供架梁后墩台和基础的沉降，根据观测的数据绘制时间和沉降曲线。根据曲线和实际的测量结果，预测将来的沉降，判定预测的可靠性和沉降是否趋于稳定。如数据分析结果超出容许范围，则与有关单位分析原因、商讨对策。尽可能使沉降发生在施工期间，桥梁沉降的控制无论是总沉降还是各墩台的差异沉降量均为工后沉降，在此之前各施工阶段的沉降量均可在相应的施工时段内的结构高度进行调整。如：墩台身高度、垫石高度、垫石与支座底板间的压浆体等进行调整。施工中切实落实如上及其它控制方法和措施，实现各项预期控制指标。

3 结束语

从工程实践情况表明，通过对桥梁沉降采取观测，可有效地监测主体结构的沉降、倾斜和变位情况，不但为桥梁结构受力状况、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，采取措施，保证工程的安全运行。文章针对桥梁沉降检测及其控制技术而展开探讨，可有效地指导同类工程施工。

参考文献

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