淺談軟基路堤施工監控技術

摘要:在公路軟基路堤施工中，對地表沉降和地表水平位移實施監控，以控制路堤的填筑速度，使路基變形控制在規定范圍內。探討和研究路堤軟基的施工技術。

關鍵詞：高速公路;路堤軟基;強度增長;地表沉降;水平位移監控;施工技術

1軟基強度的增長原理

在軟基路堤設計和施工中，有一個重要依據，即軟基的強度隨荷載的增加以及時間的推移而逐漸增加。一般黏土的抗剪強度可用庫侖公式表示式中，C為原始粘聚力，?滓為有效應力，?漬為摩擦角。

原始粘聚力由土顆粒之間的分子引力形成，隨土的壓實和土顆粒間的距離減小而增大，即C為變化

值;同樣?滓也為變化值。因此?子為一變化值，如圖1所示。地基土的P-S曲線，如圖2所示。

圖2中oa段為壓實階段，當P在Pa(比例界限)內時，地基土產生的變形主要是在荷載作用下，土的孔隙減小，地基被壓縮而產生的變形。此時土中各點的

剪應力均小于土的抗剪張度，土體處于彈性平衡狀態。ab和bc段為剪切破壞階段，當P超過Pa和Pu(極限荷載）時，P-S曲線不再保持直線，地基土開始向四周擠出，直到地基土中開始形成連續滑動面。

從以上可以得出結論當P在Pa范圍內，P越大，時間越長，土體不斷壓縮變形越大，原始粘聚力C越大，則土體強度越大，如圖3所示。當P超過Pa或Pu時，地基土會有破壞趨勢或失穩而破壞。

2 軟基路堤施土中可能出現的工程問題

由于施土填筑速率控制不當造成土程事故。由于地質情況的復雜性，使實際地質情況與原設計有較大出入，由于填筑過程中缺乏及時監測而造成工程事故。軟基路堤的危害還表現在后期的長期運營過程中，由于殘余工后沉降較大，而引起路面過早破壞。

如何控制填筑速度并知道加荷水平沒有大于地基強度增長情況呢?較為有效的方法是:通過觀測路堤的沉降情況和側位移情況，判定當前路堤穩定情況，控制當前的填筑速率。

3觀測項目

路堤施工觀測項目及內容見表1

4觀測儀器的埋設

一般地段沿縱向每隔100～200 m設置一個觀測斷面。橋頭路段應設置2～3個觀測斷面，沿河等特殊路段應酌情增設觀測點;對于路堤較高(大于12 m)，其下有排水板或碎石樁等處治措施時，應適量縮短觀測斷面間距。對于上述段落，要求觀測斷面I縱向間距不大于100m。觀測儀器埋設位置與儀器尺寸大樣如圖4、圖5所示。

沉降盤一般在路堤中央埋設，對于重要的段落，可在較危險一側路肩位置增加埋設點。

側位移樁在兩側均應埋設。在地形趨勢明顯，一側軟基或填方高度明顯大于另一側時，也可只在較危險一側埋設。

基準樁和套管接長可用螺紋聯接，在方便時可焊接;邊樁長度不應小于1.5m，斷面可采用正方形或圓形，并在樁頂預埋不易磨損的測頭。一個斷面設4個邊樁，埋設間距5m，外設基準樁，基準樁應在路堤坡腳外30m以上采用鋼尺量測法。

5觀測精度和頻率

量測精度要求。水平位移可用測距儀或鋼尺測量，測量儀精度+5mm ;鋼尺測量精度不低于測距儀精度。側位移的高程應采用S1、S2型水準儀，以二級中等精度要求的幾何水準測量高程，觀測精度不大于1mm。沉降盤的豎向位移采用直鋼尺量測套管與基準樁的相對位移的方法，量測精度不大于1mm。

觀測頻率。在填方高度較低時，可不控制填筑速率，軟基觀測間隔大于15d。在軟基高度接近或超過臨界高度后，每填筑一層進行一次觀測，應控制填筑速率，軟基觀測間隔不大于5d。對于有異常情況的軟基處理段落，應暫停加荷，每天進行軟基觀測直到該段落穩定為止。路堤填筑完成后，預壓期間觀測應視地基穩定情況而定，一般半月或每月觀測一次，直到預壓期結束。

6填筑控制標準

按相應規范路堤穩定控制標準為:路堤中心線地面沉降速率每晝夜不大于1.0 cm，坡腳水平位移速率每晝夜不大于0. 5 cm。用觀測結果結合沉降和位移發展趨勢進行綜合分析，路堤填筑速率，以水平位移控制為主，如超過此限立即停止填筑。

7資料整理與匯總

每次觀測按規定格式作記錄，并完整保存，及時整理、匯總觀測結果。根據觀測資料，結合填筑情況整理出軟基填土與沉降曲線和軟基填土與側位移曲線。

8異常情況的發現與處理

異常情況的判定：在沉降或側位移觀測結果超過控制標準時；盡管觀測結果未超過控制標準，但在趨勢曲線上越來越大，且呈明顯不收斂趨勢；在路堤出現明顯的異常征兆時。

處理方法： 當路堤穩定出現異常情況而可能失穩時，應立即停止加載并采取果斷措施，待路堤恢復穩定后，方可繼續填筑。對有破壞趨勢的軟基處治段落，每天進行軟基觀測直到段落穩定為止。

9結語

我國軟土地基分布廣泛，有在沿海一帶廣泛分布的海相及河相沉積層，也有在我國內陸地分布的湖相、溝谷相沉積軟土。在上述沉積層上填筑路基過程中，采取對地表沉降和側位移的全過程監控，既可保證質量，又可提高工效，軟基路堤施工的監測技術具有一定的借鑒意義。