京杭运河解台二线船闸工程是我省利用世行贷款投资建设的交通重点工程,船闸位于徐州市贾汪区大吴镇,距市区约20km,位于京杭运河江苏段西线航道解台一线船闸北侧。
解台二线船闸与一线船闸平行配置,两闸中心线距离90m,船闸基本尺度为230×23×5m,主要结构形式:闸首为钢筋混凝土底板,空箱边脚,头部环绕短廊输水,钢结构人字闸门和提升式平板阀,电气自动控制液压启闭机,闸室为钢筋混凝土透水底板,扶壁式钢筋混凝土闸壁,钢筋混凝土上下游保护平坦,上下游主要副导航墙,船脚和护岸为混凝土底板石墙设计年通过能力为2500万吨。
2沉降观测目的和内容。
沉降观测是船闸建设不可忽视的工作之一,通过沉降观测,可以监测建筑物的沉降位移状况,不仅为今后船闸底板的内力计算提供数据,还能提高准确性,及时发现异常状况,采取措施,保证工程安全运行。
由于台二线船门上,下门首先是整体的码头结构,我省船门建设有关部门经过多年实践总结,目前一般采用预约施工宽缝,将整个底板分成三块,两侧边脚浇筑完毕,回填土达到要求的高度,地基沉降稳定后,进行铰链,可以有效减少底板的内力和厚度定期进行沉降观测,可掌握软基的固定过程,确定施工宽缝对内力的影响,为确定铰链时机和地下水位控制,提供加载速度的依据。
沉降观测的主要内容是,通过配置控制网,根据相关精度的要求,根据施工等级的加载实况,定期观测码头室结构的基板封闭前后各基板和各制动室的墙壁在建设过程中的沉降状况,直到工程竣工为止,交给使用者。
3 沉降观测方案。
3.1精度指标和观测设备的选择。
设计部门在主体工程中,下门头和门室码头式段施工宽缝封合提出的要求之一是边脚的沉降速度(连续10天)每昼夜不足0.1mm。
根据限制差为0.1mm设计观测方案,高差误差必须满足0.05mm的要求,目前最先进的精密水平仪每km高差误差只能满足0.7mm的要求,不能满足设计要求。经过与设计部门的讨论,通过连续3个10天的观测,如果结果不超过1mm,则认为符合设计要求。
根据设计要求和现行国家《工程测量规范》、《建筑物变形测量规程》和交通部《水运工程测量规范》中对沉降观测的各项规定,结合解台二线船闸工程的具体特点,选择变形测量的二级标准作为本沉降观测工作的精度指标,详见表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S1级瑞士LeicaNA2/GPM3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。
3.2观测路线的布局。
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)BM(33.226m),G2(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。且两水准基点均位于一线闸管理区较为偏僻地方,是一线闸施工期间(1958~1961年)设置的,点位稳定可靠。我们以观测条件较好的BM作为主基点,G2作为校核点。利用原一线船闸南侧(二线闸施工区外侧)闸墙一个沉降钉(A9)作为工作基点,与BM,G2形成一个闭合环,检测起始数据的正确性。
3.2.2 观测点的布设。
上下门头和门室码头段均在边脚底板和施工宽缝两端各设置8个沉降钉计24个观测点的门室14节扶墙段均在门壁底板两端各设置4个沉降钉计56个观测点的沉降钉制作采用40cmφ18螺母钢的顶端焊接镀铜半球圆帽加工,埋设时斜筋焊接在底板面层和垂直钢筋上,顶端突出混凝土表面1.5~2.0cm左右,保证点位稳定。
从工作基点A9到观测点的路线基本上设置在闸池周围的原状土上,中间转点全部埋入测量桩,50~100cmφ20螺母钢进入土层,表面浇筑20~30cm厚的混凝土,进入闸池边坡段,除同前设置外,测量站架镜的位置也埋设30cm厚的混凝土
整个观测线路由BM、A9和14-2、12-4、10-2等11个观测点形成整个闭合环,全长1.32km、36个检测站,不在路线上的其他观测站,由附近的观测站固定观测。
3.3观察方法和注意事项。
本次沉降观测工作采用精密几何水平测量方法,在观测过程中,各偏差控制和内业数据处理按照国家《建筑物变形测量规程》的各项规定执行。
沉降观测过程中应注意的几个问题:
(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)水平仪的角度是变化值,每次作业前检查一次,发现角度在10秒以上时,必须立即进行检查校正。
(3)设置观测路线时,前后视距不超过40m,前后视距不超过1.0m,在控制i角误差影响的同时,提高观测时的清晰度。
(4)观测时间和环境:不在日出前后1小时,中午时进行观测,不能在大风和雾中观测。
(5)为保证水平尺气泡稳定居中,制作简单的水平尺辅助基准,使扶手迅速稳定地垂直基准尺,提高观测效率。
3.4.观察周期。
船闸底板的基础分阶段施工,为了及时掌握加载后的初始观测值,每个底板浇筑混凝土后开始初始观测,因此底板上沉降观测点的初始观测日期不同。
关于建筑物变形观测周期,关于测量规范、规程没有统一规定。我们根据以往同类型的船闸经验,根据本工程闸门壁采用龙门架支撑大型模板一次浇筑混凝土的施工方案,分析基础加载情况,制定以下观测周期:施工初期20天、铰链前期至铰链期10天、铰链后至观测点30天。
船闸主体建筑施工期间,遇到特殊情况(回填土和地下水位发生较大变化,底板和墙壁发生裂缝,沉降缝两侧发生较大不均匀沉降等),应立即进行每天或几天一次的连续观测,及时提供观测数据,确保建筑物的安全。
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