淺談沉降觀測在高填方中的應用

孫敏娟

(承德市交通運輸局　承德　067000)

淺談沉降觀測在高填方中的應用

孫敏娟

(承德市交通運輸局承德067000)

摘要針對高填方不均勻沉降的質量問題，采用在路基和路堤中埋設剖面沉降管，通過剖面沉降觀測儀，按照一定的頻率定期對路基和路堤的沉降速率和沉降量進行動態監測，了解路基和路堤不均勻沉降的大小及其發生、發展的規律，以保證路堤施工的安全和穩定性，并能及時制定施工標準、采取預防和補救措施來控制路基的不均勻沉降，從而根治路基沉降導致路面損壞的質量通病。

關鍵詞沉降觀測動態監測沉降管高填方

承張高速公路位于河北省的北部，東起承德市，西至張家口市，呈東西走向。張承高速屬于山嶺重丘區，沿線為山區和丘陵地帶，地形受巖性、構造控制較顯著，溝壑縱橫，存在大量高填方路基、半填半挖路基和陡(斜)坡路基。僅高填方就有62處，U/V形溝有254處。為及時掌控高填方填筑過程中和過程后的質量問題，對高填方采取了沉降觀測。

1沉降觀測的目的

掌握不同工程地質條件下路堤填筑過程中和填筑后的路基變形動態，從而進行路基沉降動態監測，為施工提供可靠的參考數據，其主要目的如下：

(1) 用于沉降管理，根據測定數據適當調整填土和強夯速率。

(2) 根據監測數據，判斷路基的穩定性，確定路基內可能出現的破壞面，保證路堤施工的安全和穩定[1]。

(3) 監測運營期路基和路堤不均勻沉降，了解不均勻沉降的大小及其發生、發展的規律。

(4) 評價地基處理方法、施工工藝的工程效果，驗證設計理論的正確性，制定施工控制標準，指導設計與施工。

2觀測內容

主要是對路基和路堤不均勻沉降加以觀測，即在路基和路堤中埋設剖面沉降管，通過剖面沉降觀測儀，按一定的頻率定期觀測路基和路堤的沉降速率和沉降量。

3沉降觀測點的布設

3.1　布設原則

變形監測點應埋設在能直接反映出測點處變形狀況的位置，例如，高填方路段與原地面連接處、涵洞與原地面連接處、橋頭連接處等。高填方直線段原則上按100~150 m埋設1個路基沉降觀測斷面。超高填方處可以埋設2層[2]。

3.2　沉降管埋設步驟

根據各標段施工進度，在原地面清表處理完后，就可以埋設路基沉降管。在設計的雙層斷面中，在路堤中埋設的管應距路堤地面3 m左右。埋設時，在垂直路基方向開挖1條0.5 m左右深的溝槽，然后在溝底填埋0.2 m厚的沙子，將管子平鋪在填好的沙子表面，再加蓋0.3 m的沙子夯實即可。管內1對槽應和路基垂直。

(1) 完整路基的埋設。完整路基即管子兩端都露出路堤表面，管的兩端要用水泥澆筑固定，并做好保護裝置，使長期觀測不受影響，確保觀測數據的連貫性和正確性。其埋設示意見圖1。

圖1　完整路基沉降管埋設示意圖

(2) 開放式路基埋設。當路基寬度超過50 m時，采用開放式埋管，即一端埋設在路基中，另一端露出路堤表面，并做好保護裝置，使長期觀測不受影響，確保觀測數據的連貫性和正確性，見圖2。

圖2　開放式監測埋設圖

(3) 監測管在坡面上的管頭應澆筑在水泥柱中，水泥柱上設立高程觀測標志，見圖3。

圖3　位移管邊坡固定裝置

(4) 基準點埋設。在每個觀測斷面處的固定觀測處埋設2個沉降觀測基準點。埋設原則是，基準點遠離填方高度2倍以上距離。基準點可以選擇在建筑物或構筑物上，也可以選擇在堅硬的巖石上。如果以上條件不具備，在現場用水泥澆筑。

4沉降觀測

4.1　基準點聯測和沉降管固定端聯測

(1) 基準點聯測。各基準點埋設穩定后，將采用三等水準精度聯測每一斷面處的基點，其聯測精度、方法及要求見表1～表3[3]。

表1　基準點聯測網主要技術要求　mm

表2　基準點水準觀測方法

表3　沉降管水準觀測的技術要求

(2) 沉降管固定端聯測。在每次采集沉降管數據時，必須對露出地表一端的管頭，利用四等水準的聯測方法，測定其高程。具體觀測要求見表4～表5。

表4　沉降管水準觀測方法

表5　沉降管水準觀測的技術要求

4.2　沉降管數據采集

沉降管埋設后，將觀測儀探頭放入垂直于路基的一對槽內，每次觀測順序應一致，即從一端開始，每1 m讀取一次數據，一直到固定端止。初始數據讀取2次，取其平均數作為起始數據。常規數據采集讀取1次，取其平均數作為本次數據。見表6。

表6　數據采集精度要求

4.3　施工觀測控制及觀測頻率

根據各標段的施工進度，埋設各斷面的沉降設備，并采集原始數據。

(1) 施工觀測控制標準。路基填筑時，要求豎向沉降速率≤1.0 cm/d，當連續2個月沉降觀測沉降量不超過5 mm/月時方可施工路面墊層、底基層及基層，當連續2個月沉降觀測不超過3 mm/月時，方可施工面層。

(2) 觀測頻率。路基沉降觀測的頻次按表7執行。

表7　高填方路基沉降觀測頻率

預計總觀測次數為50次。

5數據處理

各次沉降管數據采集后，通過管頭的高程變化量改正后，計算出本次沉降位移量和累計沉降量，數據取mm后2位數，繪制沉降曲線圖，見圖4[4]。

圖4　長度-位移曲線

6結語

沉降觀測是檢測高填方是否沉降，沉降速率是否正常的有效手段，也便于隨時掌握高填方的沉降情況，便于及時采取補救措施，從而根治路基沉降導致路面損壞的質量通病。

參考文獻

[1]JTG D30-2004公路路基設計規范[S].北京:人民交通出版社， 2005.

[2]JTG F10-2006公路路基施工技術規范[S].北京:人民交通出版社，2007.

[3]GB 50026-2007工程測量規范[S].北京:中華人民共和國住房和城鄉建設部,2008.

[4]TG C10-2007公路勘測規范[S].北京:人民交通出版社，2007.

收稿日期：2015-01-30

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.031