淺談沉降觀測(cè)在高填方中的應(yīng)用

孫敏娟

(承德市交通運(yùn)輸局　承德　067000)

淺談沉降觀測(cè)在高填方中的應(yīng)用

孫敏娟

(承德市交通運(yùn)輸局承德067000)

摘要針對(duì)高填方不均勻沉降的質(zhì)量問題，采用在路基和路堤中埋設(shè)剖面沉降管，通過剖面沉降觀測(cè)儀，按照一定的頻率定期對(duì)路基和路堤的沉降速率和沉降量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，了解路基和路堤不均勻沉降的大小及其發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，以保證路堤施工的安全和穩(wěn)定性，并能及時(shí)制定施工標(biāo)準(zhǔn)、采取預(yù)防和補(bǔ)救措施來(lái)控制路基的不均勻沉降，從而根治路基沉降導(dǎo)致路面損壞的質(zhì)量通病。

關(guān)鍵詞沉降觀測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(qū)，沿線為山區(qū)和丘陵地帶，地形受巖性、構(gòu)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(shí)掌控高填方填筑過程中和過程后的質(zhì)量問題，對(duì)高填方采取了沉降觀測(cè)。

1沉降觀測(cè)的目的

掌握不同工程地質(zhì)條件下路堤填筑過程中和填筑后的路基變形動(dòng)態(tài)，從而進(jìn)行路基沉降動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為施工提供可靠的參考數(shù)據(jù)，其主要目的如下：

(1) 用于沉降管理，根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整填土和強(qiáng)夯速率。

(2) 根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷路基的穩(wěn)定性，確定路基內(nèi)可能出現(xiàn)的破壞面，保證路堤施工的安全和穩(wěn)定[1]。

(3) 監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)期路基和路堤不均勻沉降，了解不均勻沉降的大小及其發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律。

(4) 評(píng)價(jià)地基處理方法、施工工藝的工程效果，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的正確性，制定施工控制標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。

2觀測(cè)內(nèi)容

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

3沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

3.1　布設(shè)原則

變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在能直接反映出測(cè)點(diǎn)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(shè)1個(gè)路基沉降觀測(cè)斷面。超高填方處可以埋設(shè)2層[2]。

3.2　沉降管埋設(shè)步驟

根據(jù)各標(biāo)段施工進(jìn)度，在原地面清表處理完后，就可以埋設(shè)路基沉降管。在設(shè)計(jì)的雙層斷面中，在路堤中埋設(shè)的管應(yīng)距路堤地面3 m左右。埋設(shè)時(shí)，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(shí)即可。管內(nèi)1對(duì)槽應(yīng)和路基垂直。

(1) 完整路基的埋設(shè)。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(hù)裝置，使長(zhǎng)期觀測(cè)不受影響，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的連貫性和正確性。其埋設(shè)示意見圖1。

圖1　完整路基沉降管埋設(shè)示意圖

(2) 開放式路基埋設(shè)。當(dāng)路基寬度超過50 m時(shí)，采用開放式埋管，即一端埋設(shè)在路基中，另一端露出路堤表面，并做好保護(hù)裝置，使長(zhǎng)期觀測(cè)不受影響，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的連貫性和正確性，見圖2。

圖2　開放式監(jiān)測(cè)埋設(shè)圖

(3) 監(jiān)測(cè)管在坡面上的管頭應(yīng)澆筑在水泥柱中，水泥柱上設(shè)立高程觀測(cè)標(biāo)志，見圖3。

圖3　位移管邊坡固定裝置

(4) 基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)。在每個(gè)觀測(cè)斷面處的固定觀測(cè)處埋設(shè)2個(gè)沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。埋設(shè)原則是，基準(zhǔn)點(diǎn)遠(yuǎn)離填方高度2倍以上距離。基準(zhǔn)點(diǎn)可以選擇在建筑物或構(gòu)筑物上，也可以選擇在堅(jiān)硬的巖石上。如果以上條件不具備，在現(xiàn)場(chǎng)用水泥澆筑。

4沉降觀測(cè)

4.1　基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)和沉降管固定端聯(lián)測(cè)

(1) 基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。各基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定后，將采用三等水準(zhǔn)精度聯(lián)測(cè)每一斷面處的基點(diǎn)，其聯(lián)測(cè)精度、方法及要求見表1～表3[3]。

表1　基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)網(wǎng)主要技術(shù)要求　mm

表2　基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)觀測(cè)方法

表3　沉降管水準(zhǔn)觀測(cè)的技術(shù)要求

(2) 沉降管固定端聯(lián)測(cè)。在每次采集沉降管數(shù)據(jù)時(shí)，必須對(duì)露出地表一端的管頭，利用四等水準(zhǔn)的聯(lián)測(cè)方法，測(cè)定其高程。具體觀測(cè)要求見表4～表5。

表4　沉降管水準(zhǔn)觀測(cè)方法

表5　沉降管水準(zhǔn)觀測(cè)的技術(shù)要求

4.2　沉降管數(shù)據(jù)采集

沉降管埋設(shè)后，將觀測(cè)儀探頭放入垂直于路基的一對(duì)槽內(nèi)，每次觀測(cè)順序應(yīng)一致，即從一端開始，每1 m讀取一次數(shù)據(jù)，一直到固定端止。初始數(shù)據(jù)讀取2次，取其平均數(shù)作為起始數(shù)據(jù)。常規(guī)數(shù)據(jù)采集讀取1次，取其平均數(shù)作為本次數(shù)據(jù)。見表6。

表6　數(shù)據(jù)采集精度要求

4.3　施工觀測(cè)控制及觀測(cè)頻率

根據(jù)各標(biāo)段的施工進(jìn)度，埋設(shè)各斷面的沉降設(shè)備，并采集原始數(shù)據(jù)。

(1) 施工觀測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)。路基填筑時(shí)，要求豎向沉降速率≤1.0 cm/d，當(dāng)連續(xù)2個(gè)月沉降觀測(cè)沉降量不超過5 mm/月時(shí)方可施工路面墊層、底基層及基層，當(dāng)連續(xù)2個(gè)月沉降觀測(cè)不超過3 mm/月時(shí)，方可施工面層。

(2) 觀測(cè)頻率。路基沉降觀測(cè)的頻次按表7執(zhí)行。

表7　高填方路基沉降觀測(cè)頻率

預(yù)計(jì)總觀測(cè)次數(shù)為50次。

5數(shù)據(jù)處理

各次沉降管數(shù)據(jù)采集后，通過管頭的高程變化量改正后，計(jì)算出本次沉降位移量和累計(jì)沉降量，數(shù)據(jù)取mm后2位數(shù)，繪制沉降曲線圖，見圖4[4]。

圖4　長(zhǎng)度-位移曲線

6結(jié)語(yǔ)

沉降觀測(cè)是檢測(cè)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(shí)掌握高填方的沉降情況，便于及時(shí)采取補(bǔ)救措施，從而根治路基沉降導(dǎo)致路面損壞的質(zhì)量通病。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG D30-2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社， 2005.

[2]JTG F10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2007.

[3]GB 50026-2007工程測(cè)量規(guī)范[S].北京:中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,2008.

[4]TG C10-2007公路勘測(cè)規(guī)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