兰新铁路第二双线（甘青段） 线下工程沉降变形观测指导方案
兰新铁路甘青有限公司 机械工业勘察设计院 西南交通大学建筑勘察设计研究院
2010年5月·兰州
目 录
1 总则....................................................................................................... 1 2 工作流程与工作内容 .......................................................................... 2
2.1 准备阶段 .......................................... 2 2.2 测量阶段 .......................................... 6 2.3 成果报告形式 ...................................... 9 3 沉降变形测量 .................................................................................... 12
3.1 测量等级及精度要求 ............................... 13 3.2 变形监测网技术要求 ............................... 13 3.3 沉降变形测量点的布置要求 ......................... 15 3.4 测量工作基本要求 ................................. 16 3.5 测量工作具体要求 ................................. 18 3.6 特殊环境下沉降观测 ............................... 20 4 路基工程沉降变形观测技术要求 .................................................... 21
4.1观测断面及观测点的设置原则 ....................... 21 4.2观测元件与埋设技术要求 ........................... 23 4.3 观测技术要求 ..................................... 27 5 桥涵工程沉降变形观测技术要求 .................................................... 29
5.1观测点的设置原则 ................................. 29 5.2观测元件与埋设技术要求 ........................... 33 5.3观测技术要求 ..................................... 34
6 隧道工程沉降变形观测技术要求 .................................................... 37
6.1观测断面和观测点的设置原则 ....................... 37 6.2观测元件与埋设技术要求 ........................... 38 6.3观测技术要求 ..................................... 39 7 过渡段工程沉降变形观测技术要求 ................................................ 40
7.1观测断面和观测点的设置原则 ....................... 40 7.2观测元件与埋设技术要求 ........................... 41 7.3观测技术要求 ..................................... 41 8 线下工程沉降评估 ............................................................................ 41
8.1路基工程沉降评估 ................................. 42 8.2桥涵工程沉降评估 ................................. 44 8.3隧道工程沉降评估 ................................. 46 8.4过渡段工程沉降评估 ............................... 47 8.5区段工程综合评估 ................................. 47 9 数据传输流程与数据管理 ................................................................ 48
9.1数据传输流程 ..................................... 48 附件一：准备工作检查表与结果验收表 .............................................. 52 附件二：路基沉降变形评估预测方法 .................................................. 57
1 总则
1.0.1 为统一兰新第二双线对路基（含过渡段）、桥梁、涵洞、隧道等线下工程的沉降变形观测系统的技术要求，确保观测质量；为评估预测线下工程最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道铺设时间，确保铺设质量，制定本实施细则。
1.0.2 本细则适用于兰新第二双线线下工程施工期及正式验收通过前的沉降变形观测及评估，未包括的内容，应按相关现行铁路设计规范、规定执行或另行研究确定。
1.0.3 沉降变形观测数据采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，能全面反映工程实际状况。
1.0.4 沉降变形评估应综合考虑沿线路方向各种结构物间的沉降变形关系，以区段为单位实施。评估方法应根据不同的工程类型、地质情况、工程措施确定，能够真实反映工后沉降状况。
1.0.5 沉降变形观测、评估过程是确定铺设无砟轨道的关键时间节点和关键工序的主要依据之一，必需加强初始值的控制。 1.0.6 工作依据如下：
(1)《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；
(2)《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）； (3)《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）； (4)《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；
(5)《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）；
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(6)《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）； (7)《工程测量规范》（GB 50026－2007）
(8)《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054－97）； (9)《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）； (10)铁道部有关规定。
2 工作流程与工作内容
2.0.1 线下工程沉降变形观测及评估工作分为准备阶段、观测阶段与评估阶段。
2.0.2 各方应严格按照工作流程进行工作，各阶段成果报告内容要符合细则要求。
2.1 准备阶段
2.1.1 工作流程如下图所示：
2
线下工程变形观测及评估项目启动建设单位委托评估方制定变形观测及评估工作实施细则建设单位审批是否满足要求1人员培训2设计单位提交设计资料给建设单位3技术交底4施工单位编制变形观测作业指导书5监理、评估单位核查是否满足要求6施工单位建立变形监测网7施工单位埋设观测设备8监理单位核查是否满足要求观测阶段准备阶段
图2.1.1 准备阶段工作流程图
2.1.2对应流程图上编号工作内容如下：
①人员培训：主要包括以下内容。
（1）评估单位对施工单位和监理单位的测量技术人员进行系统培训，培训方法主要为授课和答疑；
（2）施工单位和监理单位自身对测量技术人员进行测量要求技术培训。
②设计单位提供设计资料给建设单位：主要包括以下资料。 （1）全线设计地质纵断面图（电子文档）； （2）沉降计算方法和参数选取； （3）线下工程沉降计算值。
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③技术交底：设计单位对施工单位和监理单位明确技术要求： （1）观测断面和观测点设置要求； （2）观测设备埋设要求；
（3）对线下工程变形观测频次提出明确要求； （4）对提出的疑问进行解答。
④各施工单位编制线下工程沉降观测作业指导书，主要包括以下内容： （1）人员、设备情况；
（2）观测组织机构，按单位工程落实到负责人； （3）明确线下工程观测技术要求与实施方法； （4）明确资料整理与提交文件的技术要求；
（5）特殊工点与特殊情况需单独制定沉降变形观测方案。 ⑤监理、评估单位核查是否满足要求： 监理单位主要核查：
（1）观测人员、设备是否能够满足观测要求； （2）观测断面与观测点设置是否满足《细则》要求； （3）观测设备埋设是否满足《细则》要求； （4）观测组织是否能满足工程进度和质量要求。 评估单位主要核查：
（1）观测技术要求与实施方法是否满足《细则》要求； （2）测量内业资料整理与提交文件是否满足《细则》要求； （3）特殊工点与特殊情况的观测方案精度是否满足要求； （4）及时对提交的观测数据异常情况进行整理汇总，密切联系测量
单位进行原因分析，并相应采取措施。
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⑥施工单位建立变形观测网
工作基点499
工作基点507
工作基点515
工作基点523
工作基点531
工作基点419工作基点编号
工作基点基准点编号基准点
基准网观测线路
结构物中心里程
桥墩台观测点过渡段观测点涵洞观测点隧道观测点
工作基点539
工作基点547
图2.1.2 观测网平面布置示意图
（1）观测网平面布置示意图，应明确基准点、工作基点与线下工程结构物相对位置，明确路基、桥梁、隧道、过渡段等结构物观测点的里程，如图2.1.2所示。
（2）填写观测断面及观测点位置与工程属性信息，详见附表；
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（3）填写基准点与工作基点信息表，详见附表； ⑦施工单位埋设观测设备：
（1）按《细则》要求埋设观测设备；
（2）观测点标志要醒目，并由测量小组专门负责测点的保护与调整； ⑧监理单位核查是否满足要求： （1）核查观测网布置是否满足要求。 （2）核查观测设备埋设是否满足要求。
2.2 测量阶段
2.2.1 工作流程如下图所示：
准备阶段1施工单位观测24监理单位平行观测建设单位组织各方解决问题3是否存在问题5施工单位完成沉降变形观测报告提交建设单位7设计单位完成修正后的计算沉降值提交建设单位6施工单位提交评估申请评估阶段
2.2.2对应流程图上编号工作内容如下：
①施工单位观测
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（1）原始观测资料必须随观测进度整理，严格执行签署制度； （2）必须确保观测质量和观测时效。每个测段的资料测完后，必须在当天进行数据处理分析，如发现测量精度未达到设计要求，应马上组织在次日进行重测；外业测量必须填写“沉降观测外业情况记录”（附件一），测量人员的观测者、前尺、后尺均进行签署后，旁站监理进行签署确认。
（3）及时对沉降结果进行分析，当发现测点观测数据异常时（如墩台隆起或沉降突然加大等），应采取措施对观测结果进行核查，排除人为因素后应及时将情况报告给建设单位和评估单位；
（4）施工单位内业数据整理完成后，需要及时打印“电子水准测量手簿”、“高差闭合差统计表*.gco文件”；“平差计算文件*.ou1文件”；确认测量精度满足要求后由施工单位测量人员在手簿上签字后装订在一起报监理单位，监理单位确认测量精度满足要求后进行签署确认。施工单位必须建立测量观测台帐，主要由“观测网平面布置示意图”、“观测点台帐”、“工作基点台帐”三部分组成。观测网平面布置示意图格式要求详见图2.1.2要求；观测点台帐详见附件一；工作基点台帐详见附件一。
（5）“沉降观测外业情况记录”、“电子水准测量手簿”、“高差闭合差统计表*.gco文件”；“平差计算文件*.ou1文件”应装订在一起整理归档。
（6）对大面积水域中的水中墩观测等特殊情况单独制定沉降变形观测方案，报建设单位和评估单位审批；
（7）按《细则》要求定期对沉降检测网的工作基点进行复测； （8）随观测进度同步整理资料，按照《细则》要求的文件格式和时间要求按时提供观测文件；
（9）施工单位每月将线下工程结构物观测成果输出文件的电子文档整
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理归档，并提交给评估单位；纸介质文件可在评估前集中打印整理归档。
②监理单位平行观测
（1）由专业监理人员采用与施工单位观测人员“换手复测”的方式同步进行。
（2）平行观测数量要求：一般地段为施工单位总测数的10%，地质复杂、沉降变化大以及过渡段为施工单位总测数的20%。
（3）平行观测地段应集中选择关键地段进行，避免太过分散，要求获取某测段完整的沉降观测资料与施工单位同测段的观测资料进行比，由各监理、设计单位根据设计资料共同确定位置。
（4）监理单位“换手复测”要求：采用相同的水准路线，可利用施工单位的测量仪器，但必须独立观测，以校核施工单位观测成果，严禁直接利用施工单位的置镜观测来读取数据。
（5）对原始观测资料和各项记录表格要随观测进度及时整理；
（6）如发现测量数据与施工单位存在较大误差，应及时查找原因。 ③ 是否存在问题：
（1）因各种因素引起的工程措施无法按设计要求时间实施，如路基预压时间不足；
（2）因工期因素引起的观测时间无法满足要求； （3）观测变形明显大于设计值；
（4）区域沉降等引起水准点和工作基点发生较大变化； （5）各方检查监督过程中发现的其它问题等。 ④ 建设单位组织各方解决问题：
（1）对一般技术问题组织设计、施工、监理、评估各方研究解决；
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（2）对重大技术问题组织专家组进行专题研究解决。 ⑤施工单位完成沉降变形观测报告
（1）按区段完成《线下工程沉降变形观测工作报告》，其具体内容详见2.3节要求；
（2）监理单位同步提供《线下工程沉降变形平行观测报告》与《线下工程沉降变形观测监理工作报告》。
⑥施工单位提交评估申请：
（1）区段观测报告完成后向建设单位提交评估申请； ⑦设计单位完成修正后的设计沉降值提交建设单位：
（1）当观测数据与设计计算值相差较大时，由评估单位将观测点数据提交设计单位，设计单位核对后根据观测结果调整计算参数，重新进行修正后的沉降计算。
（2）设计单位完成《线下工程沉降分析报告》。
2.3 成果报告形式
2.3.1施工单位《线下工程沉降变形观测工作报告》主要内容 1 工程概况：工程范围、工程类型、工程地质情况等；
2 监测网布设及测量情况：
（1）区段观测网平面布置示意图；
（2）观测断面与观测点工程属性信息表（见附表1）
（3）使用仪器的标称精度、仪器年检情况，沉降观测人员持证上岗情况。
（4）测量精度标准与测量组织机构、测量实施情况等；
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（5）观测基桩和观测点的保护情况，标示设置情况 （6）电子水准测量记录手簿（见附表2） （7）测点的沉降记录表；（见附表）
（8）测点的时间－荷载－沉降曲线与时间－荷载－沉降速率曲线 （9）特殊情况说明：如是否根据隧道开挖后的地质变化及开挖围岩分级记录修正了沉降观测断面的布置等。对沉降观测过程中沉降观测的数据是否出现异常点，说明如何加强技术管理，及时分析发生异常的原因，如何采取补救措施确保观测数据真实可靠。
2.3.2监理单位编写《线下工程沉降变形观测监理工作报告》
1 监理单位沉降观测组织机构，专业测量监理工程师的配置情况； 2 审查施工单位监测网布设情况、测设精度、观测断面布设、观测频率等是否满足要求；
3 审查施工单位使用仪器的精度标准、仪器年检情况，沉降观测人员持证上岗等是否满足要求；
4 要说明观测基桩和观测点的保护情况，施工单位对丢失或损坏的观测桩的恢复情况，沉降观测点标示设置以及对观测数据出现的异常点的处理情况等。
5 要说明对原始测量资料监理检查、签署情况。 6 要说明对平行观测的监理检查情况。
7 对施工单位沉降观测工作及成果的总体评价。
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2.3.3监理单位编写《线下工程沉降变形平行观测报告》
1 要说明平行观测断面设置情况，核查基准点、观测仪器检校核对以及观测频率情况；
2原始测量记录，同施工单位观测记录表格； 3测点的沉降记录表，同施工单位观测记录表格；
4要说明平行观测成果与施工单位观测成果的对比分析情况，对于观测值异常情况的分析处理情况。
5 对于施工单位观测数据进行总体评价。 2.3.4 设计单位编写《线下工程沉降计算分析报告》
1 说明评估范围内地质及工程设计概况，沉降观测设计概况等。 2 说明不同结构物采用的沉降计算方法，根据观测结果修正计算值采用的方法；
3 完成计算沉降表，提供观测断面初始计算沉降值和修正后的计算沉降值；
2.3.5 评估单位编写《线下工程区段沉降变形分析评估报告》
1 评估区段概况，包括工程概况、地质概况、测点概况、测量实施概况等；
2 观测断面和观测点及测量网的平面布置图与工程结构的纵断面； 3 根据精测网复测结果对观测高程的调整情况；
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4 测点的荷载—沉降—时间变化曲线； 5 测点的荷载—沉降速率的变化曲线； 6 合理的评估方法的确定；
7 区段纵断面工程类型与基础沉降沿线路纵向的分布图表； 8 对存在问题的测点及区段的专题报告； 9 关于区域沉降和桥梁变形的专题报告； 10评估区段是否达到无碴轨道铺设条件。
3 沉降变形测量
3.0.1 兰新第二双线线下工程沉降变形观测工作以桥梁、路基、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据路基（含过渡段）、桥涵、隧道工点具体要求确定。
3.0.2 兰新第二双线工程测量的高程系统应采用1985国家高程基准。 3.0.3 结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，覆盖范围一般不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。
3.0.4 结构物的变形监测应充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。
3.0.5 用全球卫星定位系统（GPS）测量时，应符合铁道部现行全球卫星定位系统铁路工程测量技术的有关规定。
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3.1 测量等级及精度要求
3.1.1 本线沉降变形测量按三等规定执行，对于技术特别复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。
表3.1.1 测量等级及精度要求
垂直位移测量
沉降变形测量等级
二等 三等
沉降变形点的高程中
误差（mm）
±0.5 ±1.0
相邻沉降变形点的高程中误差（mm）
±0.3 ±0.5
水平位移观测 沉降变形点点位中误
差（mm）
±3.0 ±6.0
3.2 变形监测网技术要求
3.2.1 垂直位移监测网建网方式
线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。
对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。
3.2.2 垂直位移监测网主要技术要求按下表执行
表3.2.2 垂直位移监测网技术要求
相邻基准点高差中误差（mm） 每站高差中误差（mm） 往返较差、附合或环线闭合差（mm） 检测已测高使用仪器、观测方法及要求差较差（mm）DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》一等水准测量的等级 二等 0.5 0.13 0.3n 0.5n 13
技术要求施测。 DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。 三等 1.0 0.3 0.6n 0.8n 3.2.3 水平位移监测网建网方式
一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。 3.2.4 水平位移监测网主要技术要求
本线水平位移监测按三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。
表3.2.4 水平位移监测网技术要求
等级
相邻基准点的点位中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（\"） ±0.7 ±1.0 ±1.0 ±1.8 ±1.8 ±2.5 ±2.5
最弱边相对中
误差 ≤1/250000 ≤1/120000 ≤1/120000 ≤1/70000 ≤1/70000 ≤1/40000 ≤1/40000
作业要求 按国家一等平面控制测量要求观测 按国家二等平面控制测量要求观测 按国家二等平面控制测量要求观测 按国家三等平面控制测量要求观测 按国家三等平面控制测量要求观测 按国家四等平面控制测量要求观测 按国家四等平面控制测量要求观测
＜300
一等
±1.5
＜150 ＜300
二等
±3.0
＜150 ＜350
三等
±6.0
＜200
四等
±12.0
＜400
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3.3 沉降变形测量点的布置要求
3.3.1 沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求：
1 基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。基准点标石埋设规格应符合图3.3.1的规定。
45011502330020040047505400250 注：1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线
图3.3.1 基准点标石埋设图
2 工作基点。要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。
3 沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形
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点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。
3.3.2 每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。为验证监测网基准点和工作基点的稳定性，需要定期进行复测，一般地区按每6个月进行1次，在区域沉降地区每3个月进行1次复测；在观测过程中发现工作基点变化也应及时进行复测。
3.3.3 工作基点应选在比较稳定的位置。在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。工作基点标高变化和复测时间情况必须及时准确填写“工作基点台帐”。
3.3.4 观测网复测后，测量数据处理应及时采用新的工作基点标高，直至下次复测为止。
3.3.5 观测网复测资料必须单独整理归档。
3.4 测量工作基本要求
3.4.1水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。
3.4.2每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。
3.4.3 每次沉降变形观测时应符合：
1严格按水准测量规范的要求施测。首次（即零周期）观测应进行往返
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观测，并取观测结果的中数，经严密平差处理后的高程值，作为变形测量初始值。
2 参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。 3 为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水准尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。
4 观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。 5 成像清晰、稳定时再读数。
6 随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。 3.4.4 针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施工单位应在测量厂家定制短尺进行测量；也可采用倒尺的方法进行。 3.4.5 测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。
3.4.6 当发现沉降监测数据出现异常时（如沉降突变、桥墩上升、桥墩左右侧差异沉降量过大、线路纵向相邻测点沉降差异较大等）必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测，并提交自查分析报告。为确保评估工作的顺利进行，测量单位在保证外业测量数据精度合格的前提下，应在当天进行内业整理，及时针对异常数据进行分析，并及时采取相应处理措施，填写在观测数据处理文件的说明文档中。 3.4.7在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特
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性的分析和异常数据的分析。
3.5 测量工作具体要求
3.5.1水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测应采用闭合或附合水准路线，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。
3.5.2 水准仪使用DS05级仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。
3.5.3外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）二等水准有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5 m，前后视距累积差≤6.0 m，视线高度≥0.5m；对个别观测标设置高度比较高，造成仪器视线高度超过0.5m的限差规定情况，视线高度限差可调整为不大于0.3m。测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm，观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。
3.5.4 观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：
（1）往测：奇数站为后—前—前—后 偶数站为前—后—后—前
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（2）返测：奇数站为前—后—后—前 偶数站为后—前—前—后
3.5.5 每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
3.5.6 观测前30min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。
3.5.7 自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。
3.5.8 观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。
3.5.9 当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。
3.5.10 数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。
3.5.11成果数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数据库。
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3.5.12 元件保护要求：
1 各工程项目部应成立专门小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。
2 元件埋设时应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。
3 凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土及碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。
4各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏，元器件埋设后，制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中，派专人负责监督观测断面的填筑。
3.6 特殊环境下沉降观测
3.6.1鉴于大面积区域沉降观测、分析的复杂性，应研究制定特别的观测方案及处理方法。
3.6.2大面积水域情况下的沉降测量，应根据具体地形地质情况、施工组织情况等由施工单位制订观测实施方案，报建设单位和评估单位审查，并调整制定相应的观测方法及技术要求，待监理单位和评估单位审批后方可执行。
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4 路基工程沉降变形观测技术要求
4.1观测断面及观测点的设置原则
4.1.1路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主，应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。
4.1.2观测断面一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求；
1 沿线路方向的间距一般不大于50m；对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤可放宽到100m。
2 对地形、地质条件变化较大地段应加密断面，一般间距不大于25m，在变化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。
3 一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。
4 对地形横向坡度大于1：5或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。
4.1.3观测点一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求；
1 为有利于测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上。
2 一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板，沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处；沉降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。
3 软土、松软土路堤地段观测断面一般包括剖面沉降管、沉降观测桩、
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沉降板和位移观测桩。沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及两侧各2m处，沉降板位于双线路基中心，位移观测边桩分别位于两侧坡角外2m、10m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上，剖面沉降管位于基底。
图4.1.3 松软土地段观测断面布置图
4 沉降板设置应严格按设计文件要求执行，一般按以下原则设置：
（1）对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m地段，设置断面间距为200m；
（2）对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m； （3）其余情况根据具体情况，设置断面间距为50～100m；
（4）地面横坡或压缩层底横坡大于1：5时，横断面布置两处沉降板，一处位于路基中心，另外一处根据具体地形地质情况布置。
5 预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路基顶面沉降观测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行，即在基床底层顶面临时布置沉降板，位移观测以及基底沉降观测布置与无预压段完全一致，预压土方卸除时临时沉降板随之拆除，基床表层施工后，于路基面上设置正式沉降观测桩。
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6 路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。
7 路堤基底设置剖面沉降管进行全断面沉降观测时，严格按设计文件要求执行。
4.1.4 路基水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图4.1.4所示：
图4.1.4 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图
4.2观测元件与埋设技术要求
4.2.1 沉降观测桩：选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.3m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
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图4.2.1 路基沉降观测桩埋设布置图
4.2.2 沉降板：应严格按设计要求进行埋设，一般情况如下：由底板、金属测杆（φ20镀锌铁管）及保护套管（φ49 PVC管）组成。钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm，厚3cm或钢底板尺寸为30*30cm，厚0.8cm。
图4.2.2 路基沉降板埋设布置图
1 沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度，确保测杆与地面垂直。
2 放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。
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3测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。
4 接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾斜。 4.2.3 位移边桩：采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于1.5m。并在桩顶预埋Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。
1 边桩埋置深度在地表以下不小于1.0m，桩顶露出地面不应大于10cm。
2 埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设，桩周以C15混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳定。完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。
4.2.4 剖面沉降管：采用专用塑料硬管，其抗弯刚度应适应被测土体的竖向位移要求，导管内十字导槽应顺直，管端接口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降管十字导槽内，从一端按一定间距依次读数。
图4.2.2 路基剖面沉降管埋设布置图
路基基底剖面沉降管在地基加固施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密
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实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至地基加固表层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后，两头应砌筑观测坑，并加设盖板，以方便观测及对孔口进行长期保护，并做好坑内及其周围的排水。并于一侧管口处设置观测桩，观测桩采用C15素混凝土灌注，断面采用0.5 m×0.5 m×1.0m。待上部一层填料压实稳定后，连续观测数日，取稳定读数作为初始读数。
采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时，首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程，再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值，然后用横剖仪测量各测点。区间每2.0m测量一点，车站内测点间距可为3.0m。
4.2.5 单点沉降计：是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器，由电测位
移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。 采用钻孔引孔埋设，钻孔孔径Ф108或Ф127，钻孔垂直，孔深应达到硬质稳定层（最好为基岩），并与沉降仪总长一致。孔口应平整密实。安装前先在孔底灌浆，以便固定底端锚板，安装时锚杆朝下，法兰沉降板朝上，注意要用拉绳保护以防止元件自行掉落，采用合适方法将底端锚板压至设计深度。每个测试断面埋设完成后，位移计引出导线用钢丝波纹管进行保护，并挖槽集中从一侧引出路基，引入坡脚观测箱内。一般埋设完成后3～5天待缩孔完成后测试零点。观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填基底面，表面应平整密实；观测路基本体变形按设计断面图埋设。 4.2.6 无砟轨道铺设时路基测点的转移技术要求。4.1.3条规定路基面沉降
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观测桩布置于双线路基中心及两侧各2m处的级配碎石表面。为尽量减少轨道板的施工对观测标的影响，对观测标进行调整。两侧距左右线各2m的沉降观测桩距离改为2.7m，中心的沉降观测桩需在两线中心的混凝土封闭层施工完成后转移至其表面，转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号，并继续观测至铺设无砟轨道。
4.3 观测技术要求
4.3.1 路堤地段从路基填土开始进行沉降观测；路堑地段从级配碎石顶面施工完成开始观测。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。
4.3.2 沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量。
4.3.3 路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量，当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天、竖向位移大于10mm/天时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。
4.3.3 观测精度要求：路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm；剖面沉降观测的精度应不低于4mm/30m；位移观测测距误差±3mm；方向观测水平角误差为±2.5″。
4.3.5 观测频次要求：路基沉降观测的频次不低于下表的规定。
表4.3.5 路基沉降观测频次表
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观 测 阶 段
一般
填筑或堆载
沉降量突变
观 测 频 次
1次／天
每天填筑量超过3层时1次/每填筑3层
2～3次／天
两次填筑间隔时间较长1次／3天 第1个月
堆载预压或路基施工完毕
1个月以后 第1个月
无砟轨道铺设后
第2～3个月 3个月以后
1次／2周 1次／2周 1次／月 1次／3月 1次/周
注：1、架桥机（运梁车）通过时观测要求：每1次/3天，连续3次；以后1次/1周，连续3次；以后
1次/2周。
实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。当两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次；当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。
4.3.6 特殊情况说明：
为尽量减少轨道板的施工对观测标的影响，对观测标进行调整。两侧距左右线各2m的沉降观测桩距离改为2.7m，中心的沉降观测桩需在两线中心的混凝土封闭层施工完成后转移至其表面，转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号，并继续观测至铺设无砟轨道。
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5 桥涵工程沉降变形观测技术要求
5.1观测点的设置原则
5.1.1 桥墩均设置承台观测标、墩身观测标；每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。 5.1.2 承台观测标：
设置两个观测标，观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上，观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。 5.1.3 墩身观测标：
1观测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧；
2 桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。桥墩上观测标的具体设置位置见下图：
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图5.1.3 承台与墩身观测标设置
5.1.4 桥台观测标：
原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。 5.1.5 梁体观测标：
1 对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；其余现浇梁逐孔设置观测标。移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。验证达到设计要求后，可每10孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。
2 观测点布置
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简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见附图。
3 钢结构桥梁梁部不存在徐变，为了观测变形，每孔设置6个观测标，分别在支点及跨中设置。
4 对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案，施工单位按照设计方案进行观测。 5.1.6 涵洞观测标：
每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。涵洞填土
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后观测点可从边墙位置移动到帽石上，涵洞进出口的帽石上各设置两个测点，位于帽石两侧位置；
5.1.7 桥梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图5.1.7所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。
1 4 5 2 3 6
图5.1.7 桥梁梁部沉降观测水准路线示意图
5.1.8 桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如图5.1.8所示：
沉降监测点基准点路线
图5.1.8 桥梁墩台沉降观测水准路线示意图
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5.2观测元件与埋设技术要求
5.2.1 承台观测标
沉降观测桩：选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
图5.2.1 承台观测标设置
5.2.2 墩身观测标：
采用φ14mm不锈钢螺栓。见下图所示：
120210020204010201040x40x2 14
图5.2.2 墩身观测标设置
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5.2.3 桥台观测标、梁体观测标、涵洞观测标设置可参考图5.2.1设置。 5.2.4 无砟轨道铺设时梁体测点的转移技术要求。5.1.5条规定梁体徐变观测标设在箱梁腹板处，以尽量准确反映徐变值。架梁后，无砟轨道铺设轨道板存在位置冲突，必须及时进行观测标转移。为尽量避免铺轨干扰，观测标设在防撞墙上距离底部10cm处。转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号；设置要求同5.2条墩身要求，并继续观测至铺设无砟轨道。
5.3观测技术要求
5.3.1 从承台施工完成后，就要开始进行沉降首次观测，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。随施工的逐步进行依次进行墩身、桥台、梁体的变形观测。
5.3.2 沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。连续梁梁体徐变观测数据格式，按附表14格式填写。 5.3.3 观测精度要求：
桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.01mm。
5.3.3 观测频次要求：
1 墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。
表5.3.3.1 墩台基础沉降观测频次表
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注：1、观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。
2、架桥机（运梁车）通过时观测要求：第一次通过和第二次通过前后均需要观测，其后每1次/1天，连续2次；其后每1次/3天，连续3次，以后1次/1周。
2 梁体徐变观测据下表中要求的时间间隔进行。
表5.3.3.2梁体徐变观测频次表
梁体测量间隔表 观测阶段 预应力终张拉
观测周期 张拉前、后各1次 张拉完成后第1天 张拉完成后第3天
预应力张拉完成～无砟轨道铺设前
张拉完成后第5天
张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期
桥梁附属设施安装 无砟轨道铺设期间 无砟轨道铺设完成后
第4～24个月，每3个月为一测量周期 1次/周，要求安装前、后必须各有1次 1次/周
第0～3个月，每1个月为一测量周期
3 涵洞沉降观测据下表中要求的时间间隔进行，涵洞顶填土沉降的观
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测应与路基沉降观测同步进行。
表5.3.3.3涵洞沉降观测频次表
注：1、架桥机（运梁车）通过时观测要求：每1次/1天，连续2次；其后每1次/3天，连续3次，以后1次/1周。
5.3.5 梁体徐变量计算：对于梁体的徐变变形观测，每孔梁支点之间的梁体徐变变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体徐变变形量。对进行徐变观测的梁，在梁场内严禁双层存梁。
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6 隧道工程沉降变形观测技术要求
6.1观测断面和观测点的设置原则
6.1.1 隧道工程沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛沉降变形等不列入本沉降观测的内容。
6.1.2 隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。
6.1.3 隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面；
6.1.4 明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面；
6.1.5 地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。 6.1.6 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。 6.1.7 施工降水范围应至少布设一个观测断面。
6.1.8 路隧分界点处，路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。 6.1.9 长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。
6.1.10 隧道工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对
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沉降观测点，原则上设于高于水沟盖板0.3m处。
6.1.11 隧道水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧，水准路线观测示意图如图6.1.1所示：
图6.1.1隧道沉降观测水准路线图
6.2观测元件与埋设技术要求
6.2.1 观测点埋设参考图4.2.1设置。
6.2.2 无砟轨道铺设时隧道测点的转移技术要求。隧道的观测标设在两侧边墙处。在仰拱施工完成至底板施工期间，因观测标位置较高，难以实施观测，需要将观测标转移至下部仰拱便于观测处，待仰拱充填混凝土后，应及时将观测标转移至原观测点位置，转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号，并继续观测至
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铺设无砟轨道。
6.3观测技术要求
6.3.1 隧道沉降观测从仰拱施工结束后立即进行，观测时间不得少于3个月。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。
6.3.2 隧道沉降观测水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.01mm。 6.3.3 隧道沉降变形观测据下表中要求的时间间隔进行。每阶段的沉降观测在开始时可一般每周观测一次，以后可根据两次观测的沉降量调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm。
表6.3.3隧道沉降观测频次表
观测阶段 仰拱施工完成至无砟轨道铺设前 无砟轨道铺设期间 无砟轨道铺设完成后
3个月
观测频次
观测期限 3个月 全 程 0～1个月 1～3个月
观测周期 1次/周 1次/天 1次/周 1次/2周
备 注
6.3.3 隧道洞内沉降观测路线，贯通前洞口基准点布置不少于两个，当洞内布设基准点有困难时，可直接利用两个洞口基准点形成附合水准观测路线。工作基点联测间距可以大于200米，但必须保证观测点高程中误差和相邻观测点的高差中误差达到《细则》规定要求。
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7 过渡段工程沉降变形观测技术要求
7.1观测断面和观测点的设置原则
7.1.1 过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。
7.1.2 不同结构物起点处、距起点5～10m、20～30m处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设置一个观测断面，沿涵洞轴线设路基观测断面。每个观测断面观测点设置参照路堤。
7.1.3 路堤和路堑分界处设置观测断面，观测点设置参照路堤。 7.1.4 横向结构物顶面埋设一根剖面沉降管，具体要求详见设计文件。
桥头搭板
级配碎石
桥台掺3%~5%水泥1:2剖面沉降管
基层表层基层底层路堤本体
图7.1.4.1纵断面示意图
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剖面沉降管
桥头搭板
路堤
图7.1.4.2平面示意图
7.2观测元件与埋设技术要求
7.2.1 沉降观测点与剖面沉降管埋设参考路堤设置。
7.3观测技术要求
7.3.1 沉降精度与频次等技术要求同路基要求。
8 线下工程沉降评估
8.0.1 无碴轨道铺设前，应对线下工程沉降作系统评估，确认工后沉降和变形符合设计要求。
8.0.2 评估除采用曲线拟合法进行线下工程的单个测点评估外，同时应进行区段线下工程综合评估。
8.0.3 目前，国内外采用的沉降预测评估方法较多，而每种预测方法
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均有其一定的适用范围，需要结合线下工程不同结构物和不同地质条件下的沉降观测情况，总结沉降变形特点，选择合适的预测方法。 8.0.4 评估时发现异常现象或对原始资料存在疑问，应进行必要的检查。
8.0.5 评估沉降无法达到设计标准时，应及时通知建设方、设计方、施工方、监理方，由业主组织各方分析原因，并采取相应措施。 8.0.6 采用曲线回归法进行线下工程沉降评估，要求相关系数不得小于0.92。
8.1路基工程沉降评估
8.1.1 判定标准：
1 根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势。
2 有砟轨道路基工后沉降量不应大于50mm，年沉降速率应小于20mm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于30mm；无碴轨道路基工后沉降值不应大于15mm。
3 沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。
4 路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：
S(t)/S(t=∞)≥75%
式中：
S(t)： 预测时的沉降观测值；
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S(t=∞)： 预测的最终沉降值。
注：沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。 5设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10mm。
8.1.2 评估方法：采用常用的规范双曲线、修正双曲线、固结度对数配合法（三点法）、指数曲线法、遗传算法双曲线法、Verhulst法、Asaoka法、灰色系统GM (1, 1)算法等8种方法。详见附件2。 8.1.3 工后沉降的计算：
设计工后沉降量按S
工后
=S1＋S2计算，其中S1为路基铺轨后运营
100年发生的沉降，采用曲线回归方法获得，S2为无碴轨道结构自重荷载发生的沉降，计算用压缩模量可根据观测资料反算获得。 8.1.4 计算沉降和观测沉降的比较：
1 由于影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度无法达到要求，必须通过对沉降观测数据进行系统的综合分析评估，来验证和调整设计参数与措施。
2 通过沉降观测和评估来确定路基的真实压缩模量Es,以确定无碴轨道结构自重产生的附加工后沉降；
3 如观测到的沉降量超过设计沉降量计算值的20％时，经过排除人为错误与设备故障，可尽早检查设计，采取措施确保工后沉降满足设计要求。
43
8.2桥涵工程沉降评估
8.2.1 判定标准
1根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。首次回归分析时，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于1个月。
2墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：
墩台均匀沉降量： 对于有砟桥面桥梁≤30mm 对于无砟桥面桥梁≤20mm
3 静定结构相邻墩台沉降量之差要求 对于有砟桥面桥梁≤15mm 对于无砟桥面桥梁≤5mm
超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，尚应根据沉降差对结构产生的附加应力的影响确定。
4框构、旅客地道及涵洞在铺设有砟轨道时其工后沉降量不应大于50mm，铺设无砟轨道时，工后沉降量不应大于15mm。
5 处于岩石地基等良好地质的桥粱，当墩台沉降值趋于稳定且设
计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。
6 设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不
44
宜大于10mm。
7 利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于1个月。
8 桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：
S(t)/S(t=∞)≥75%
式中：
S(t)： 预测时的的沉降观测值； S(t=∞)： 预测的最终沉降值。
9 预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定：
（1） 终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。 （2） 扣除各项弹性变形、终张拉60天后，L≤50m梁体跨中徐变
上拱度实测值不应大于7mm；L＞50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7000或14mm。
（3） 不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁
体的实际弹性变形及徐变系数，并按下式估算无碴轨道的最早铺设时间t：
[Φ(∞)−Φ(t)]⋅Δ弹性
式中：
≤Δ允许
Ф(∞)：根据实测结果确定的混凝土徐变系数终极值； Ф(t)：根据实测结果确定的铺设无碴轨道时混凝土徐变系数； Δ弹性：实测梁体终张拉后的弹性变形；
Δ允许：L≤50m为10mm；L＞50m为L/5000或20mm。
45
8.2.2 评估方法
同时也要对全桥 1对于一座桥不仅要进行单个墩台的沉降分析，
作综合评估，控制相邻桥墩的不均匀沉降。当桥长很大时可根据地质情况和施工进度划分部分区段。
2对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。综合评估时，对于预制梁桥，分桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁及涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成～桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。
3 桥涵沉降预测采用的曲线回归法参照路基执行。
8.3隧道工程沉降评估
8.3.1 判定标准
1 当地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。
2 预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。 8.3.2 评估方法
1隧道基础的沉降预测评估方法参照路基执行。
46
8.4过渡段工程沉降评估
8.4.1 过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。
8.4.2 对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。 8.4.3 判定标准：
1 过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm，预测沉降
引起沿线路方向的折角不应大于1/1000。 8.4.4 评估方法
1过渡段工程的沉降预测评估方法参照路基执行。
8.5区段工程综合评估
8.5.1 按工期安排计划和施工单位管段进行区段划分，评估区段长度的划分应根据不同结构物的分布情况，结合架梁、铺轨等的具体情况综合确定。区段长度一般不宜少于5km，宜包括路基、桥涵、隧道、过渡段等不同结构物，并注意评估区段之间的衔接问题。
8.5.2 在对路基、桥梁、隧道和过渡段等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测变形曲线，进行综合评估，确认其满足铺设无碴轨道的要求。
8.5.3 对于结构物沉降值超过设计要求，但沉降均匀且范围较长的地段，应进行专题研究确定评估标准。
47
9 数据传输流程与数据管理
9.1数据传输流程
9.1.1 准备阶段
1 施工单位以标段为单位提交“观测网平面布置示意图”、 附表1 “观测断面与观测点工程属性信息表”，要求将电子文件和纸介质文件同步提交建设单位和评估单位。
2 设计单位根据观测断面布设的位置，填写附表15“沉降设计值表”中沉降设计值栏， 同步提供电子文件给建设单位、施工单位和评估单位。
3 设计单位提交全线地质纵断面图电子文件给建设单位和评估单位。
9.1.2 测量阶段
1 组织要求：施工单位和监理单位以标段为单位按照时间要求提供文件给建设单位和评估单位，具体文件格式要求详见下节。
2 观测数据处理文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次。其中观测手簿文件还需提供纸介质文件，每3月提交1次。
（1）原始观测数据 （2）控制点文件 （3）观测手簿文件 （4）高差文件
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（5）平差文件
（6）高差闭合差统计文件 （7）平差计算文件 （8）平差成果文件
3 成果输出文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次；提供纸介质文件，每1年提交1次，作为最终《线下工程沉降变形观测工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》的组成部分。要求每次数据均从观测原点开始至提交时间。
（1）路基沉降观测记录表（沉降观测桩） （2）路基沉降观测记录表（沉降板） （3）路基沉降板观测记录表（剖面管）
（4）沉降观测记录表——路基分层沉降观测记录表 （5）沉降观测记录表——路基分层沉降观测记录汇总表 （6）沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录表 （7）沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录汇总表 （8）桥梁承台沉降观测记录表 （9）桥梁墩（台）沉降观测记录表 （10）涵洞沉降观测记录表 （11）隧道沉降观测记录表
（12）桥梁梁部徐变观测数据录入表
（13）测点荷载—时间—沉降曲线与荷载—时间—沉降速率图
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图9.1.2.1 荷载—时间—沉降图（示意）
图9.1.2.2荷载—时间—沉降速率图（示意）
4其它文件：
（1）断链表：施工单位以标段为单位提供电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；
（2）沉降设计值表：评估单位将观测值与设计值相差较大的观测点数据电子文件提交设计单位，设计单位提供沉降设计值表电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；
5工作基点复测报告：因牵涉区域沉降，问题复杂，报告的详细组成内容和要求在后面以补充规定形式另行下发。
6特殊问题报告：施工单位提交观测过程中特殊问题报告。对观测过程中发生的沉降值异常、测点破坏后恢复等情况应及时提交报告
50
给建设单位和评估单位。监理单位发现平行观测与施工单位观测存在较大差异时应及时提交报告给建设单位和评估单位。
7施工单位完成《线下工程沉降变形观测工作报告》，监理单位编写《线下工程沉降变形观测监理工作报告》与《线下工程沉降变形平行观测报告》。报告内容详见3.3节；
8设计单位编写《线下工程沉降计算分析报告》，报告内容详见3.3节； 9.1.3 评估阶段
1 评估单位将区段评估报告以电子文件和纸介质文件提供建设单位；
2评估单位提供数据库电子文件给建设单位。
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附件一：准备工作检查表与结果验收表
表1 工程沉降变形观测准备工作检查记录表
兰新第二双线
工程沉降变形观测准备工作检查记录表
单位工程名称 建设单位 设计单位 监理单位 施工单位 序号 1 2 3 4 5 6 7
项目
沉降变形观测设计交底 沉降变形观测方案 各种监测仪器和设备情况
专业观测人员情况 施工图现场核对情况
地质勘测资料 开工报告
项目负责人
开工日期 现场项目负责人 现场项目负责人 总监理工程师 项目技术负责人 内 容
8 9 10 附件材料
1. 2.
52
检查结论：
监理组长： 总监理工程师：
年 月 日 注：本表一式4份，施工、设计、监理和建设单位各1份。
53
表2 工程沉降变形观测结果验收记录表
兰新第二双线
工程沉降变形观测结果验收记录表
标段名称 工程部位 观测开工日期 施工单位 项目负责人 序号
项目技术负责人
单位（项）工程名称工程位置（里程）
观测完成日期
项目质量负责人
观测项目 观测情况记录 观测结论
1 2 3 附件材料1.
2.
参
施工单位
加 观
监理单位
测 结
设计单位
果 验 收 人
评估单位
员 签
建设单位
字
注：本表一式6份，施工、设计、监理、咨询、评估和建设单位各1份。
咨询单位
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表3 工程沉降变形观测外业情况记录表
外业情况记录
测量等级：国家二等 观测线路方法： 往/返、环线 测线： 自 到 天气： 风向： 风力： 观测日期： 年 月 日 仪器型号： 仪器状态：
观测者： 前尺： 后尺： 线路所采用基准点：
线路观测点名：
旁站监理：
外业观测详细信息说明：
如：1、观测标丢失、破坏与工作基点变化标高变化情况说明； 2、是否有新埋设基准点、工作基点信息说明； 3、施工进度及干扰情况等； 4、其它特殊情况说明
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表4 工作基点台账表
工 作 基 点 台 帐
点号
第1期 日期
第2期
第3期 日期
高程
第4期 日期
高程
第5期 日期 高程
第6期 日期
高程
第7期 日期
高程
第8期 日期
高程
高程 日期 高程
测量负责人： 复核： 监理： 年 月 日 注：①表中日期格式为“年-月-日”，其间用英文短划线“-”连接，年为四位数，月和日是两位数，例如：2009-03-01、2009-06-12；
②表中高程值，单位为m，保留小数点后5位； ③本表格电子文件采用Excel电子表格。
56
附件二：路基沉降变形评估预测方法
1 规范双曲线法
双曲线方程为：
ta+bt 1b
St=S0+
（1-1）
Sf=S0+
（1-2）
式中：St——时间t时的沉降量；
Sf
——最终沉降量(t＝∞)；
S0——初期沉降量(t＝0)；
a、b——将荷载不再变以后的实测数据经过回归求得的系数。
沉降计算的具体顺序：
（1） 确定起点时间(t＝0)，可取填方施工结束日为t＝0； ，见公式1-1； （2） 就各实测计算t/（St-S0）
（3） 绘制t与t/(St-S0)的关系图，并确定系数a，b，见公式1-2；（4） 计算St；
（5） 由双曲线关系推算出沉降S～时间t曲线。
- 57 -
图1 用实测值推算最终沉降的方法
图2 求a，b方法
双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法，要求恒载开始后的沉降实测时间至少6个月以上。 2 修正双曲线法
假设沉降时程曲线近似于双曲线，可以用以下方程进行描述：
stt=
a+b*t
*ξ 其中，ξ=σσ
max式中 t---自土方工程开工以来时间(天)； st---t时刻的沉降（mm）
； σ---t时刻的荷载[kPa]；
- 58 -
σmax---设计最大荷载[kPa]；
可以利用直线的斜率计算出最大沉降：smax=1/b。采用修正双曲线法，可以计算在任意最大荷载下产生的沉降。在这样的情况下，可以利用下式计算填方的当前荷载和最大荷载：
σ=h*γ
式中 σ---填方高度；
γ---填方材料重度(kN/m3)。
修正双曲线法在规范双曲线法的基础上引入了荷载系数的概念，在假定荷载增量加载速率变化不大的情况下，沉降变形的增量与荷载增量成正比。该方法与传统方法的最大差别在于其将填筑期观测数据纳入分析时间段内，而传统方法一般要求利用恒载期以后的观测数据进行预测。 3固结度对数配合法（三点法）
由于固结度的理论解普遍表达式为：
−βt
U=1−α⋅e
（3-1）
不论竖向排水、向外或向内径向排水，或竖向和径向联合排水等情况均可使用，所不同的只是α、β值。
根据固结度定义:
Ut=
St−Sd
S∞−Sd
（3-2）
式中： Sd――瞬时沉降量；
S∞――最终沉降量。
由式（3-1）和式（3-2）联立可得：
- 59 -
−βt−βt
S=Sαe+S(1−αe) td∞
（3-3）
为求t时刻的沉降，上式右边有四个未知数，即S∞、Sd、α、β。在实测初期沉降一时间曲线(S-t)上任意选取三点:(t1，S1)，(t2，S2)，(t3，S3)并使t3-t2=t2-tl，将上述三点分别代入上式中，联立求解得参数和最终沉降量S∞以及Sd的表达式，其中Sd的表达式中还含有α这个变量。一般在求Sd时，α可采用理论值或根据实测资料计算，将所求得的β，S∞，Sd分别代入式（3-3）中便可得出任意时刻的沉降。
以下是具体求解过程：
S1=S∞(1−αe−βt1)+Sdαe−βt1 S2=S∞(1−αe−βt2)+Sdαe−βt2 S3=S∞(1−αe−βt3)+Sdαe−βt3
（3-4） （3-5） （3-6）
由此解得：
eβ(t1−t2)=
S2−S1S3−S2
（3-7） （3-8） （3-9） （3-10）
β=
1S−S1
ln2
t2−t1S3−S2
S∞=
S3(S2−S1)−S2(S3−S2)(S2−S1)−(S3−S2)
St−S∞(1−αe−βt)Sd=
αe−βt
（1）连接S－t曲线时，应对S－t曲线进行光滑处理，即：尽量使曲线光滑，使之成为规律性较好的曲线，然后再在曲线上选点；
（2）为了减少推算误差提高预测精度，要求三点的时间间隔尽可能大，即：选取的（t2－t1）尽可能大，因此要求预压时间长；
本法要求实测曲线基本处于收敛阶段才可进行。
- 60 -
4指数曲线法 指数法方程为
St=1−Ae−BtSm （4-1）
[]式中：Sm――最终沉降；
A，B――系数求法同双曲线法中a、b。
指数曲线法和双曲线法简单实用，但是前提是假定荷载一次施加或者突然施加的，这与实际情况不符，因此其方法尚待改进，下面的修正指数曲线法将路堤荷载分为若干个加载阶段，将各级荷载增量所引起的沉降叠加。
5 遗传算法双曲线
（1） 模型特征
遗传算法(Genetic Algorithms，简称GA)是模拟生物在自然环境中的遗
传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索算法。它通过对当前群体施加选择、交叉、变异等一系列遗传操作，从而得到新一代群体，并逐步使群体进化到包含或接近最优解的状态。遗传算法具有思想简单、易于实现、应用效果明显等优点而被众多领域接受。
遗传算法通过选择复制和遗传因子的作用，使优化群体不断进化，最终收敛于最优状态。选择复制使适应函数值大的个体具有较大的复制概率，它能加快算法的收敛速度。交叉因子通过对两父代进行基因交换而搜索出更优的个体。变异操作能够给进化群体带来新的遗传基因，避免陷入局部极值点。
（2）遗传算法双曲线模型的建立
目标函数采用规范中的双曲线沉降预测模型。双曲线计算模型具有较
- 61 -
好的拟合效果，精度较高等特点。但于此同时，由于受其自身回归统计模型理论的影响(灵活性差、自适应能力差)，不能通过自身的调节使模型进一步优化，模型对沉降观测前段数据点比较敏感，因而模型对前段数据点一般有较好的拟合能力，但是对于后半段的沉降观测数据点较前段的点拟合的要差。为改变双曲线算法存在的不足之处，特将遗传算法与双曲线计算方法相结合，将两种方法优势互补，因此本算法引进遗传算法对拟合数据进行优化处理。
在遗传算法中, 初始群体的产生是通过在决策变量的定义域(优化约束条件) 内随机选取一个值来实现的。 由双曲线函数的性质及沉降随时间衰减的规律,可取决策变量的定义域为:
⎡1⎤⎡xmax⎤
a∈[amin,amax]=⎢0,∈=bb,b0,[]⎥minmax⎢⎥
ymin⎦ymin⎦⎣⎣, , 并根据计算结果，采用相
关系数作为目标函数优劣的评判标准，对其进行不断调整，从而找到在定义域区间中的最佳a,b系数, 从而形成新的双曲线模型，而双曲线的计算方法在上面的章节已经做了较为详细的介绍，在此不再复述。
（3）遗传算法双曲线具体求解步骤：
1)初始化，种群规模n、染色体长度L、搜索空间Θ（即决策变量的定义域）、交叉概率pc、变异概率pm； 随机产生初始种群P0；计算个体的适应度值f0i，将个体按适应性从好到差排序；种群的整体适应度按下式计算：
F1=∑fi
i=1n
（5-1）
式中：fi---个体适应值。
F1---种群适应值之和。
2) 产生新个体。按交叉概率pc 随机选择两个个体交叉，采用两点交
- 62 -
叉的模式从而扩大搜索范围，使搜索能力更加健壮，交叉后随机选择个体按变异概率pm 进行某基因位的突变，从而得到新的个体。
3) 评价新个体。即计算它们的适应度值f1i，利用轮盘赌随机产生n个[0，1]之间的随机数，按适应度比例值从而选择n个个体进入下一代。在评价新个体中采用精英保留策略，如产生的新一代最佳个体的适应度值小于上一代最佳个体的适应度值，则将上一代最佳个体直接复制替换新一代中的最差个体。此策略是沉降预测结果收敛到最优解的基本保障。
4)评价新种群。即重新计算新种群的整体适应度F1=∑fi。
i=1n
5)执行迭代终止准则,如果满足迭代终止条件则停止;否则,变子代为新的父代,转至(2) ,直至满足迭代终止条件。
6)输出优化后的沉降预测结果。 6 Verhulst算法 (1) 模型特征
Verhulst模型源于Malthasia模型，Malthasia模型适用于生物繁殖的预测，具有无限增长的特征。1937年，德国生物学家Verhulst对Malthasia模型进行修正，添加一个阻尼项，使得增长到达一定程度后趋于缓和。该模型的表达式为:
dp(t)
=ap(t)−bp2(t)
(6-1) t
2
p式中：a，b均为参数；(t)为阻尼项。
Verhulst模型的p(t)-t曲线呈S状，开始和末端处的p(t)随t缓慢增长，中间段增长较快(见图3)。该曲线与路堤沉降随时间的变化曲线相近。
- 63 -
图3 Verhulst模型几何特征
（2）Verhulst模型的建立
Verhulst模型的基本思想是将离散的随机数列x(i)0进行一次累加(1–
AGO)，生成序列x(i)1，然后再对序列x(i)1建模计算，得到预测值。进行1–AGO
的目的是削弱原始数据中随机项的影响，这是灰色理论不同于需要大量样本进行数据分析研究的统计理论的特点。
设有n个沉降增量x(i)0(i=1,2,...,n)经过1–AGO产生新的数列：
x
1(i)
=∑xk(0)(i=1,2,...,n;k=1,2,...,i)
k=1
i
（6-2）
将式(5-2)代入式(5-1)，可得
dx(1)（1）2
=ax−（bx(1)）
（6-3） t
根据最小二乘法，有
a,b
{}T
=(BTB)−1BTYn
（6-4）
其中，
1(1)⎡1(1)(1)(1)2⎤(),()⎥xxxx+−+1212⎢24
⎢⎥⎢1(x(1)+x(1)),−1(x(1)+x(1))2⎥
323
⎢22⎥4B=⎢⎥..⎢⎥
⎢⎥..⎢⎥11(1)(1)(1)(1)2⎢(x+xn),−(xn−1+xn)⎥n−1⎢2⎥ （6-5） 4⎦ ⎣
- 64 -
Yn=(x2(0),x3(0),....,xn(0))T
（6-6）
将参数a，b代入式(5-3)，可得
xi(t+1)=
^(1)
a
b
⎡a⎤1+⎢(0)+1⎥e−at
⎣bx1⎦ （6-7）
∧(1)x当t=1，2，⋅⋅⋅，n时，i计算值为相应时间的沉降值；当t=∞∧(1)
x时，i计算值等于极限值a/b，该值可以认为是路堤的最终沉降量。
7 Asaoka算法
对于一维固结问题，Mikasa的固结微分方程采用应变形式表达如下：
∂ε(t,z)∂2ε(t,z)
(7-1) =Cv
2
∂t∂z
式中 ε(t,z)为竖向应变；t 为时间；z 为排水距离；Cv 为固结系数。
Asaoka认为，以体积应变表示的一维固结方程（7-1）可近似地用一个以级
数形式的微分方程表示：
dsd2sdns
S+a1+a22+⋅⋅⋅+ann=b (7-2)
dtdtdt
式中 S 为总固结沉降量（包括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降）；
a1，a2，…，an 以及b均为取决于固结系数和土层边界条件的常数。
Asaoka法基本思想就是利用已有的沉降观测资料求出这些未知数，然后
据此参数预估最终沉降。
沉降-时间关系曲线可分离为：tj=jΔt(j=1,2,3,⋅⋅⋅,)，且Δt 为常数；
Sj=S(tj)。如此，式（6-2）可用递推形式表示为：
Sj=β0+∑βiSj−1 (7-3)
i=1n
- 65 -
式中 β0 为沉降值；βi 为无维数的常量。
对大多数实际情况，通常第1 阶（n=1）近似就足够了，这样，式（7-2）、式（7-3）可以简化为
S+a1
dS
=b (7-4) dt
Sj=β0+β1Sj−1 (7-5)
式（6-4）中的沉降S 即为待求未知量，由于其本身及导数都是一次的，那么该式属于典型的一阶线性非齐次微分方程。设地基的初始沉降、最终沉降分别为S0和S∞，则该方程的通解为
S(t)=S∞−(S∞−S0)e−a1t (7-6)
在式（6-6）中令t=tj，则当时间tj 趋向无穷大时， S(tj)=S∞，且有
Sj=Sj−1，代入式（6-5）可得到本级荷载下的最终沉降为:
S∞=
β0
(7-7) 1−β1
由于上述计算中只取了S的一阶导数，故式（6-7）中得出的S∞不包含次固结沉降量。如果沉降数据选自于加荷结束以后，则瞬时沉降已经完成。这样S∞可包含瞬时沉降部分。
图解法推算步骤如下：
图4 沉降曲线划分为相同的时间段
- 66 -
图5Asaoka法示意图
将时间划分成相等的时间段△t，在实测的沉降曲线上读出t1，t2。所对应的沉降值Sl，S2……；
再以Si-1和Si坐标轴的平面上将沉降值Sl，S2……以点(Si，Si-1)画出，同时作出Si＝Si-1的45o直线；
过一系列点(Si，Si-1)作拟合直线与45o直线相交，交点对应的沉降为最终沉降值；
在Asaoka法推算的过程中，Δt的取值对最终沉降量的推算结果有直接拟合直线的相关系数较小：Δt的影响。Δt过小会造成拟合点的波动性较大，
过大，Si点过少，易产生较大的偏差，而且对是否已进入次固结阶段不易作出判断。一般取Δt在30～100d之间。在实际的推算过程中，宜同时多计算几个不同的Δt得出相应的最终沉降值，而后在其中选取相关系数较好的沉降值作为最终沉降值。 8 灰色系统GM (1, 1)算法
灰色系统是指信息不完全与不确知的系统, 它是一种综合运用数学方法对信息不完全的系统进行预测、预报的理论和方法。其基本思路是将与时间有关的已知数据按某种规则加以组合, 构成白色模块, 然后按某种规则提高灰色模块的白化度, 特点是应用为数不多的数据就能建模。
- 67 -
灰色预测的思路是: 把随时间变化的随机正的数据列, 通过适当的方式累加, 使之变成非负递增的数据列, 用适当的方式逼近, 以此曲线作为预测模型, 对系统进行预测。这里使用单一变量的GM（1, 1) 模型, 该模型要求时序数据是平稳变化的。
(0)(0)(0)(0)
设⎡⎣x⎤⎦=⎡⎣x1,x2,...,xn⎤⎦为原始数据列, 所对应的时间序列为
(1)(1)(1)(1)
⎤⎡⎤=xx,x,...,xt=[t1,t2,...,tn]，该数列的一次累加数列为: ⎡n12⎣⎦⎣⎦，且满足：
k
xk
(1)
=∑xm(0)，对xi(1)建立白化形式的微分方程:
m=1
dx(1)
+dx(1)=μ （8-1）
dt 方程的解为：
u⎤u⎡
x^k+1(1)=⎢x1(0)−⎥e−ak+ （8-2）
a⎦a⎣
然后确定k = 1, 2, 3,⋯, N - 1时的值: x^2(1),x^3(1),x^4(1),...,x^n(1),进而得还原数列:
x
^k
(0)
=x^k(1)−x^k−1(1),k=2,3,...,n
根据最小二乘法，有
{a,b}=(BTB)−1BTYn
T
（8-3）
其中，
⎡1(1)(1)
⎣x2+x1⎤⎦⎢−2⎡⎢
⎢1x(1)+x(1)⎤
B=⎢−⎡32⎦
2⎣⎢.⎢
⎢1(1)
xn+xn−1(1)⎤⎢−⎡⎣⎦⎣2
⎤
1⎥⎥
1⎥ （8-4） ⎥.⎥⎥⎥1⎥⎦
T
Yn=(x2(0),x3(0),....,xn(0)) （8-5） 将参数a，b代入式(3)，可得
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xi(t+1)=
^(1)
ab
⎡a⎤1+⎢(0)+1⎥e−at
⎣bx1⎦ （8-6）
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