軟土路基處理中施工監控要點及沉降觀測成果評價

劉洋

（中交一公局廈門公司，福建 廈門 360000）

1 工程概況

寧武高速公路，起于寧德福安市，止于南平武夷山，連接寧上高速公路。屬于Ⅶ區，亞熱帶季風氣候，全年氣候溫和，日照充足，雨量充沛。年平均氣溫21.7℃,最高氣溫37℃,最低氣溫1.1℃.年降雨量1694mm,雨量多集中在2-6月,最大降雨量為2538.6mm,夏秋季受臺風襲擊和影響。

道路沿線地表表層土為廣泛分布耕植土,人工堆積土層和塘底淤泥,其組成成份較復雜、結構疏松，不能作為持力層；部分路段下臥層為軟弱粘性土層，高壓縮性，滲透性差，固結緩慢，不能作為持力層；部分路段下臥層為松散砂層，土質不均勻，局部夾有薄層亞粘土，不能作為持力層；部分路段下臥層為低液限粘土層，粉土質砂質和礫質砂層，硬性或中密狀態，中等～低壓縮性，可作為地基持力層；沿線下伏的基巖為泥巖或礫質砂層，屬極軟的軟質巖，且風化層較厚，遇水易軟化，但可作為地基持力層。

2 沉降觀測的監控要點

2.1 監控要點

平整場地：清除路基范圍內的有機物殘渣，以利于疏通地下水；清淤回填：嚴格監控清淤方式，填砂擠淤不得淤泥被包裹的現象；砂墊層：砂墊層砂應采用潔凈中、粗砂，注意材料粗細粒料應無分離現象。含泥量不應大于5%，細度模數大于2.7。袋裝砂井：保證砂井連續、密實，并且不出現縮頸現象；砂袋入井，應用樁架吊起垂直下井，防止砂袋發生扭曲、縮頸、斷裂和砂袋磨損；袋中砂宜用風干砂，禁止采用潮濕砂，以免袋內砂干燥后，體積減少，造成袋裝砂井縮短與排水砂墊層不搭接等質量事故；砂袋在施工過程中避免太陽長時間直射；施工時盡量減少對周圍土的擾動；施工后的砂井長度、直徑和間距應滿足設計要求。

2.2 沉降觀測標的設置

根據順番公路龍江陳涌段地質條件，穩定與沉降觀測斷面分主控斷面和一般控制斷面。主控斷面分段長度為300米，一般控制斷面為50米。橋頭路堤及人工結構物附近按30米分段控制。在施工期間嚴格對軟土路基進行沉降和穩定的跟蹤觀測。每填筑一層應觀測一次，如果兩次填筑時間間隔較長，第3天至少觀測一次。路堤填筑完成后，預壓期間根據穩定情況而定，預壓前期7-10天觀測一次，預壓后期每半月觀測一次。

沉降板由鋼底板、金屬測桿和保護套桿組成，底板尺寸為50cm*50cm*3cm，金屬測桿直徑為4cm，保護套管尺寸以能套住金屬測桿并使測量時測尺進入套管為宜。

2.3 標志設置

根據設計要求，結合各標段的實際情況，順番公路龍江陳涌段A、B、C標共設置15個觀測斷面，觀測標46點，由于施工中被機械、人為因素破壞較多，最終剩余沉降標數量為31點，具體分布見下表

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2.4 監控要點

2.4.1 水準點布置的要求

水準點要求選在垂直于路中心線50M外的距離，土質堅硬便于長期保存和使用的地點，并埋設混凝土水準標石，以便在路堤施工時進行沉降觀測。

2.4.2 測量儀器

定期校核，必須滿足測量精度要求；三、四等水準測量采用DS3水準儀，配用3M長的紅、黑面木質水準尺。水準尺各部分轉動靈活，望遠鏡制微動螺旋作用應可靠，調焦鏡運用及目鏡調節不能有明顯的晃動現象。每次觀測前除檢驗圓水準器、十字絲位置正確性，自動安平水準儀補償器靈敏度等項目處，必須正確進行I角的檢驗。精密水準儀按國家一、二等水準測量規范進行檢驗；普通水準儀按國家三、四等水準規范進行檢驗。DS1水準儀I角不應超過15"；DS3型水準儀不應超過20"。

2.4.3 沉降觀測要求

沉降觀測采用S1、S3型水準儀，以二級中等精度要求的幾何水準測量高程，觀測精度應小于2mm；觀測頻率視不同時期而定，其中填筑期為每日觀測1-2次，預壓期第1-4周隔日觀測1次；預壓期第四周至第三個月每周觀測1次；預壓期第三個月以后至上路面完畢后每半個月觀測1次；從營運開始至設計觀測期每隔3個月觀測1次。

水準尺必須牢固無損，尺底板不應有松動，尺的中線與尺底成垂直，尺面不能有彎曲。水準尺應進行標尺零點不等差、1米長度和分米長度等項目的檢驗，水準尺必須裝有圓水準器，不符合要求不能使用。若尺子前、后有傾斜，加上風的影響，則尺寸子上3～5m處的讀數可達5～10mm的誤差影響，這樣就失去了沉降觀測的精度意義。

2.4.4 測量成果的整理要求

成果整理時，首先檢查手薄中的數據和計算是否正確，觀測限差是否符合要求，文字說明是否齊全。然后將觀測數據填入表，計算相鄰兩期的觀測的沉降量和累計沉降量，為了清楚地表示時間、填土高度和沉降量之間的關系，繪制沉降點的時間-荷載-沉降量的關系曲線。

3 沉降觀測的成果分析

3.1 軟基路段的沉降估算

軟基路段的沉降估算參照本工程設計文件的成果，路基的沉降估算包括總沉降量計算和固結計算。按照沉降發生的原因和次序，沉降可分為瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降三部分：即 總沉降量S=Sd+So+Ss

式中：Sd－瞬時沉降；So－固結沉降；Ss－次固結沉降

3.2 沉降觀測成果

各路段實測沉降觀測值詳見沉降觀測記錄匯總表，以A標為例。除觀測斷面A-2、A-3中沉降觀測數值偏大，實測值平均值分別為856mm、1063mm外，其余觀測斷面與設計估算值較為吻合，實測平均值為501mm，估算值為541mm，且沉降主要發生在施工階段和堆載施工階段。

根據沉降觀測的原始記錄，整理數據，繪制出“時間-荷載-沉降”曲線圖，以K6+710、K6+910為例，繪制“時間-荷載-沉降”曲線圖如下圖所示。

（2）根據指數曲線配合法（即三點法）進行最終沉降推算

以A標段為例，整理沉降觀測原始數據，繪制"時間-荷載-沉降曲線圖"，由實測的時間-荷載-沉降曲線圖推算最終沉降量，經比較，根據指數曲線配合法（即三點法）進行最終沉降推算與實際情況較吻合。在時間-荷載-沉降曲線圖中，取最大恒載段內T（12004年 10月 24日）、T2（2005年 2月 17日）、T3（2005年6月9日）三點，且T3-T2=T2-T1

其中：S—推算工后總最終總沉降量

S1S2S3—當時間為 T1、T2、T3 時的累計沉降量

3.3 小結

根據上述對軟土路基的處理、沉降觀測的布置要求及觀測、沉降觀測的成果整理、分析等，我對軟土路基處理的認識進一步加深，經過對順番公路陳涌段軟基處理，小結如下：

天然土體上的結構與變形特性有其固有的復雜性,其性質不同于一般的均質材料,它是有空間甚至時間上的變異性,各種不確定因素的作用都會對沉降帶來一定的影響。沉降值所揭示的,僅是有限范圍內的情況。

地表和土體的豎向位移采用沉降板進行觀測，其主要目的是控制施工速度、預估工后沉降量和計算因沉降而增加的土方工程量。

根據對沉降曲線的分析,即沉降速率、沉降方法是最直觀的，但還沒有從理論固結度進行計算確定；在加載過程中，未能對孔隙水壓力的變化進行有效的監測是加荷速率、變形及孔壓之間的關系難以深入分析。

4 結束語

軟土路基處理效果不僅與設計計算的方法有關，而且與施工質量的控制密切相關；軟土路基的監控，嚴格按照規范組織施工，對沉降觀測數據的整理分析，確定和優化施工參數，進行信息化施工，指導軟土路基施工，其工程質量是能夠達到預期目標的。

[1]《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》（JTJ017-96）人民交通出版社.

[2]《公路路基施工技術規范》（JTJ033-95），人民交通出版社.

[3]《高等級公路軟土地基路堤設計與施工技術》 王曉謀，袁懷宇 人民交通出版社.