關(guān)于高速公路軟土路基沉降及穩(wěn)定性監(jiān)測

王　輝

【摘 要】本文介紹了軟土路基施工中存在的主要問題和路堤施工軟土路基觀測的目的和內(nèi)容,總結(jié)了路基沉降的觀測方法及具體步驟,并結(jié)合高速公路工程實(shí)例,說明了軟土路基沉降的觀測方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高速公路 軟土地基 沉降觀測 施工測量

某高速公路K30+500～K35+500軟土地基所處地形為第四紀(jì)沖積平原,地勢平坦,地下水位較高,局部有常年積水。根據(jù)該路段軟土層性質(zhì)、厚度、路堤填土高度及橋涵構(gòu)造物等條件的不同,沿線布置典型監(jiān)測斷面和標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測斷面。標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測斷面主要布置于路基軟土層較薄、性狀略好或路堤填土高度較小以及與構(gòu)造物的結(jié)合路段,典型監(jiān)測斷面選擇路基軟土層較厚、性狀較差、填土較高等路基沉降和穩(wěn)定問題突出的典型路段。

1 軟土路基施工沉降及穩(wěn)定性監(jiān)測的重要性

1.1軟土路基施工存在的主要問題

(1)軟土路基在路堤填筑施工過程中和路堤填土完成后,地基都要產(chǎn)生較大的沉降和剩余沉降,如何控制剩余沉降達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);如何確定路基的預(yù)留高度以保證路面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高;如何進(jìn)行沉降控制,以盡保證不同構(gòu)造物接頭的平順,減少跳車現(xiàn)象。

(2)由于軟土強(qiáng)度低、固結(jié)慢,軟土路基在路堤土施工過程中容易造成地基失穩(wěn),引起路堤滑坡破壞.在施工中如何控制填土速率,以確保地基穩(wěn)定,而又影響工程的進(jìn)度和質(zhì)量。

1.2路堤施工沉降觀測的目的

(1)根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)控制填土速率以保證路堤在施工中的安全與穩(wěn)定。

(2)根據(jù)實(shí)測曲線預(yù)測工后沉降,確定構(gòu)造物和面結(jié)構(gòu)的施工期,施工后沉降控制在設(shè)計(jì)允許范圍。

(3)實(shí)測路堤沉降為施工計(jì)算提供依據(jù)。

1.3軟土路基的觀測內(nèi)容

(1)地表沉降量觀測。

(2)地表水平位移量及隆起量觀測。

(3)地下土體水平位移觀測。

(4)地基內(nèi)部土體觀測。

2 路基沉降的觀測方法及具體步驟

2.1工作基點(diǎn)樁的制作與埋設(shè)

根據(jù)觀測對象的分布情況,確定利用施工控制點(diǎn)作為位移監(jiān)測控制點(diǎn)。鑒于觀測控制基點(diǎn)對本工程觀測結(jié)果的重要性,有必要建立定期校核制度,定期校核控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。施工期每周校核一次,坐標(biāo)校核采用控制網(wǎng)的方法。

2.2地表沉降量觀測儀具的埋設(shè)及觀測方法

施工路段的地表沉降觀測是在原地面上埋設(shè)沉降板進(jìn)行高程觀測,沉降板由沉降地板、沉降桿、管箍、保護(hù)套管和套管帽(堵頭)等組成。觀測人員按設(shè)計(jì)的樁號斷面將沉降板埋入土層中。

2.3地表水平位移量及隆起量觀測儀具的埋設(shè)及觀測方法

施工路段的地表水平位移是通過埋設(shè)邊樁進(jìn)行測量邊樁,埋設(shè)在路堤兩側(cè)趾部以及邊溝外緣以外10范圍內(nèi),并結(jié)合穩(wěn)定性分析在預(yù)測可能的滑移面與面的切面位置布設(shè)。

2.4地下土體水平位移觀測儀具的埋設(shè)和觀測方法

先將有4個(gè)相互垂直導(dǎo)槽的測斜管埋入土體中。測量時(shí),將活動(dòng)式測頭放入測斜管,使測頭上的導(dǎo)向滾輪卡在測斜管內(nèi)壁的導(dǎo)槽中,沿槽滾動(dòng),活動(dòng)式測頭可連續(xù)地測定沿測斜管整個(gè)深度的水平位移變化。

2.5地基內(nèi)部土體觀測儀具的埋設(shè)及觀測方法

(1)水位觀測采用LY—2水位計(jì),探頭直徑1mm。在孔隙水壓力計(jì)觀測點(diǎn)附近預(yù)先設(shè)置自由水位觀測孔,將探頭放入自由水位觀測孔,當(dāng)探頭同水面接觸時(shí)發(fā)出響聲,電纜尺上所顯示的讀數(shù)就是水位深度,孔口高程減去水深即為水位高程。

(2)孔隙水壓力計(jì)埋設(shè),孔壓計(jì)采用鉆孔法埋設(shè)。埋設(shè)關(guān)鍵是封孔。鉆孔埋設(shè)時(shí),作好鉆孔的詳細(xì)記錄,必要時(shí)可采取土樣進(jìn)行土工試驗(yàn)以提供更多的資料。保護(hù)孔壓計(jì)外引電纜不受損壞,保證孔隙水壓力準(zhǔn)確傳遞待所有孔隙水壓力計(jì)、電纜編好號碼后集中埋入電纜溝,引到路基以外觀測房或觀測箱內(nèi),以防止施工時(shí)截?cái)嚯娎|。如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)查明原因及時(shí)修正或補(bǔ)埋。

3 沉降觀測精度的確定及監(jiān)測設(shè)備

3.1觀測精度要求

高速公路軟土地基沉降量的變化相當(dāng)復(fù)雜,它與設(shè)計(jì)總沉降量的大小、觀測頻率、地質(zhì)條件 (軟基厚度)、地基處理方式、填土速率、填土高度、沉降控制方法以及沉降穩(wěn)定狀態(tài)等因素有關(guān)。因此需要對施工全過程(路堤填筑、預(yù)壓期及路面施工期 )分階段確定測量等級。

3.2監(jiān)測設(shè)備

(1)基點(diǎn)設(shè)置使用的儀器全站儀。選用拓普康電子全站儀,配合單棱鏡進(jìn)行觀測,該儀器的標(biāo)稱精度±2.0”,測距中誤差2+2 ppm。水準(zhǔn)儀采用萊卡s精密水準(zhǔn)儀配合銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行觀測,儀器標(biāo)稱精度為±0.8 ram/kin。

(2)邊樁(地表水平位移)觀測。選用電子全站儀,配合單棱鏡進(jìn)行觀測。

(3)垂直位移(包括沉降板和邊樁沉降觀測)所采用的儀器與基點(diǎn)設(shè)置使用的儀器相同。

(4)深層水平位移觀測。選用國產(chǎn)CX—3B鉆孔測斜儀,配置進(jìn) ILl探頭。測量精度為-+0.1 mm500 ram(系統(tǒng)總精度)。

(5)孔隙水壓力觀測選用鋼弦頻率接受儀,配置進(jìn)口探頭,測量精度為0.25 kPa。

4 監(jiān)測頻率及控制標(biāo)準(zhǔn)

由于監(jiān)測對象及條件不同,關(guān)于監(jiān)測頻率的確定。目前還不能得出確切的計(jì)算公式,一般根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測目的和用途以及被監(jiān)測參數(shù)的重要性來確定。對軟基路堤而言,路堤填筑期的重點(diǎn)是動(dòng)態(tài)控制路堤填筑最高速率,防止施工期內(nèi)路基失穩(wěn)。而在施工中,路基穩(wěn)定性控制主要依靠原地表沉降觀測和側(cè)向位移觀測。因此,對監(jiān)測頻率要求高,且需及時(shí)將監(jiān)測結(jié)果通知有關(guān)單位。恒載預(yù)壓期監(jiān)測的目的是取得足夠的觀測數(shù)據(jù)用以計(jì)算軟土的實(shí)際固結(jié)度,推算地基工后沉降值以及確定合理的卸載時(shí)間。因此,恒載預(yù)壓期,監(jiān)測頻率可以適當(dāng)放低。

5 結(jié)語

軟土地基沉降觀測直接影響到高速公路施工的安全和穩(wěn)定,在軟土地基高速公路進(jìn)行沉降觀測時(shí)應(yīng)特別注意以下3個(gè)方面。

(1)根據(jù)施工路段的具體情況,制定詳細(xì)的沉降觀測現(xiàn)場工作要點(diǎn)、工作程序,成立自上而下的沉降觀測工作管理體系。

(2)詳細(xì)制定各施工階段的沉降觀測方法、觀測精度標(biāo)準(zhǔn),以及觀測數(shù)據(jù)匯總格式,確保沉降觀測數(shù)據(jù)的精確性和正確性。

(3)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基準(zhǔn)點(diǎn)必須按規(guī)范要求制做和埋設(shè),基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和沉降板觀測標(biāo)的保護(hù),要有一個(gè)具體措施,確保沉降觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。

參考文獻(xiàn):

[1]王春生,王明江.高速公路軟土地基沉降觀測的程序和方法[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2006,23(3):52-53.

[2]沈珠江.軟土工程特性和軟土地基設(shè)計(jì)[J].巖士工程學(xué)報(bào),1998,20(1):100-106.