桥梁墩台的沉降监测探讨
2015-05-21
前言
测量工程是一项技术性很强的工作，在大桥建设中，所测的数据能够及时清楚桥梁的沉降情况，是保障桥梁工程质量的关键环节。桥梁施工环境地形复杂、桥梁设计造型复杂，则施工过程中桥梁建筑测量就越加具有难度。下面就桥梁基础沉降的观测进行阐述。
一、工程概况
某桥梁工程宽度单幅13. 75m，双幅28m，设计车速80km/h，桥梁下部采用直径1.4m圆柱形墩身。桩基采用摩擦桩。
二、监测方法
在东西侧引桥两侧分别布设一个四边形的高程控制网，通过在桥梁下部结构布设测点，安装棱镜，采用莱卡2003全站仪定期进行观测，得出测点处横向、纵向以及竖向的坐标，将多次测量的结果进行对比分析，得出测点处坐标变化的规律，判断测点坐标变化是否正常，进而推断出桥梁基础变形是否正常。
三、测点布设
(一)控制网布设
根据现场实际情况，在东西侧引桥两侧分别布设一个四边形的高程控制网，每次测量之前首先对控制网上的点进行复核，如果误差在允许范围之内，再对布设点进行观测，以此来保证测量的精度。
(二)水准点布设
先根据测量通视情况选择水准点的布设位置，然后挖一个深度50cm左右的坑，在坑中打入lm多的钢筋，进而在坑里浇筑混凝土，通过振捣使得混凝土和钢筋很好的结合，打入钢筋之前先在钢筋上用锯子锯出一个“十”字，作为后视棱镜的架设点和全站仪架设对准点。本项口布设两个水准点，用以校核和备用。
(三)测点布设
根据实际情况在东西侧引桥两侧两跨布设观测点，两侧布置位置相同，桥台处布置两个测点，每个盖梁顶部布设一个测点，共布设40个测点，在测点部位安装棱镜，安装棱镜前先用砂纸打磨布设处混凝土，然后用AB胶水将棱镜占在打磨好的混凝土面上，棱镜力一向要对准全站仪观测点力一向。棱镜必须与混凝土面层粘结良好，不得松动。
四、监测内容
(一)墩台竖向沉降监测;
(二)墩台横桥向位移监测;
(三)墩台纵桥向位移监测。
五、监测结果
根据现场监测的数据来看，两侧墩台纵向与横向位移基本在。0-2mm之问波动，变化趋势非常稳定，从而可以判定两侧墩台纵向与横向变形正常;对于竖向位移，保定侧墩台竖向位移比较稳定，左侧墩台竖向位移基本在0-2mm之间波动，后期基本没有变化，右侧墩台竖向位移变化波动较大，尤其0#桥台最大达到4mm，但后期又有所回升，最终累计位移只有2mm，变化比较稳定，可以判定东侧墩台竖向变形正常;对于西侧墩台，35#墩变化非常稳定，累计竖向位移只有lmm, 36#墩受37#变形的影响，左侧累计位移达到6mm，右侧累计位移达到4mm, 37#桥台左侧累计位移达到18mm，右侧达到25mm。
六、沉降分析
从监测的过程判断，36#墩的变形主要是受37#桥台的影响，现在主要分析一下37#桥台的变形情况:
(一)根据实际的设计和施工资料，两侧桥台的地质情况、桩基尺寸、嵌入深度、布置情况以及施工完成时间都基本相同，但。二桥台根据实测的数据可以判定变形正常，而37#桥台变形稍微偏大，唯一的区别在于37#桥台在监测过程中进行桥台背侧填土和夯土，从而可以推测37#桥台变形的主要原因是由于台背填土;
(二)从监测数据变化数据可以得出，37#桥台在台背填土和夯土过程中一直处于下沉状态，并且变化相对较快，而从台背填土工作完成，变化趋势突然变缓，并且持续到监测结束，在此期问37#桥台两侧累计位移均为2 mm，变化非常稳定，从而也可以推测37#桥台变形的主要原因是由于台背填土;
（三）由现场情况得知，在监测过程中37#桥台台背侧填土高度约2. 4m(从6. 5m到8. 9m)，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTUD63-2007 )附录J规定，台背路基填土对桥台基底或桩端平面处会产生附加竖向压应力，具体应力计算如图3所示。
台背填土对桥台基底或桩端平面处地基土上引起的附加压应力按公式(1)计算:
（1）
式中:P1—台背路基填土产生的土压应力(kPa)
a1-附加竖向压应力系数;
Y1-路基填土的重度(kN/mj) ;
H1—台背路基填土的高度(m).
计算得到，当路基填土高度为6. 5m时，对桥台基底的附加压应力为28. 94kPa，当路基填土高度为8.9m时，对桥台基底的附加压应力为46. 4kPa,两者相差17. 46kPao附加应力的产生必然导致桥台的沉降，从而判断37 }桥台的沉降是由于台背填土和夯土所造成。
七、结束语
根据实测的数据分析可以得出，两侧墩台变形均比较正常，在设计和施工过程中要重视桥台背侧填土对桥台沉降的影响，特别是地质情况较差的地区更要引起重视。为了避免由于变形造成施工过程中的安全事故和工程交工后在运营阶段出现质量事故，可采取变形观测的方法，即以测量技术手段对结构的有关工点进行观测，从中找到观测点位参数与该点位的原设计参数的差异，从而判定施工的工程质量，变形的程度和变形的发展趋势，及时纠正施工偏差和采取相应的技术措施。
