公路工程高挖方高填方施工中的測(cè)量監(jiān)測(cè)淺述

陳 建 /重慶市渝北區(qū)公路管理處

公路工程高挖方高填方施工中的測(cè)量監(jiān)測(cè)淺述

陳 建 /重慶市渝北區(qū)公路管理處

通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中和完成后的填土高度超過(guò)20m的高填路堤、深挖路塹路基進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)路基位移變形及沉降情況進(jìn)行分析，為減少或消除路基沉降引起的質(zhì)量病害和指導(dǎo)路基、路面施工提供依據(jù)。

沉降觀測(cè)；高填方；深挖方；監(jiān)測(cè)

一、工程概況

重慶市渝北區(qū)南北大道北延伸段起于空港物流園區(qū)，止于渝北區(qū)茨竹鎮(zhèn)，連接四川鄰水高灘工業(yè)園區(qū)，全長(zhǎng)15公里，起止里程樁號(hào)K0+000～K15+000，項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為山嶺雙向4車(chē)道一級(jí)公路。該項(xiàng)目位于重丘地區(qū)，存在多處高填路堤、深挖路塹。

二、監(jiān)測(cè)的主要目的和項(xiàng)目

（一）監(jiān)測(cè)目的

1.通過(guò)監(jiān)測(cè)填方路堤、挖方路塹的邊坡變形情況，為設(shè)計(jì)變更提供依據(jù)。

2.通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，開(kāi)展預(yù)警工作，有效避開(kāi)事故發(fā)生,避免經(jīng)濟(jì)損失。

3.為山嶺重丘高等級(jí)公路安全運(yùn)營(yíng)提供安全保障。

（二）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

1.高填路堤20m。

2.深挖路塹土質(zhì)邊坡20m，巖質(zhì)邊坡30m。

三、沉降觀測(cè)要求

（一）觀測(cè)斷面位置要求

1.當(dāng)土質(zhì)邊坡高度大于20m、巖質(zhì)邊坡高度大于30m時(shí)，原則上每隔50m左右設(shè)1個(gè)觀測(cè)斷面（不足50m地段亦應(yīng)設(shè)1個(gè)觀測(cè)斷面）。

2.觀測(cè)斷面位置的選擇應(yīng)根據(jù)塹坡高度、自然邊坡坡度、巖層分界線傾斜度和不利結(jié)構(gòu)面和地下水發(fā)育情況等綜合因素確定，宜布置在較易發(fā)生邊坡變形的地段。

3.在塹頂外的自然地面位移觀測(cè)樁采用C15鋼筋混凝土預(yù)制樁，在邊坡中部、平臺(tái)、以及坡腳處的觀測(cè)樁可埋設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制樁或鋼釬觀測(cè)樁，深路塹路基觀測(cè)布置見(jiàn)圖1。

（二）觀測(cè)斷面技術(shù)要求

1.在塹頂外自然邊坡上埋設(shè)的C15鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁截面尺寸為15cmX15cm正方形，長(zhǎng)度不小于1.5m，并在樁頂預(yù)埋半圓形不銹鋼耐磨測(cè)頭。

2.觀測(cè)樁埋置深度在地表以下不小于1.40m，樁頂露出地面不大于10cm，樁周以C15混凝土澆筑固定，確保觀測(cè)樁埋置穩(wěn)定。

3.如在邊坡平臺(tái)、坡腳處設(shè)置鋼釬觀測(cè)樁,埋入深度不應(yīng)小于30cm。

（三）觀測(cè)斷面位置要求

1.填方邊坡高度大于20m的高路堤及陡坡路堤、軟土、滑坡等不良地質(zhì)體上填筑的可能產(chǎn)生較大變形的路堤,每50m應(yīng)布置1個(gè)觀測(cè)斷面（不足50m地段，亦應(yīng)設(shè)1個(gè)觀測(cè)斷面)。

2.觀測(cè)斷面宜根據(jù)填方高度、天然地面坡度、覆蓋層厚度、覆蓋層土的物理力學(xué)指標(biāo)以及地表水匯集和地下水發(fā)育情況綜合確定，宜布設(shè)在易發(fā)生填方基底變形的地段。

3.每個(gè)觀測(cè)斷面應(yīng)于兩側(cè)坡腳外5m以及路堤成型后于土路肩上各設(shè)置1個(gè)預(yù)制的鋼筋混凝土觀測(cè)樁，對(duì)填方地基進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。

4.在土路肩、線路中心位置及軟土最厚處埋設(shè)沉降觀測(cè)板。

（四）觀測(cè)斷面技術(shù)要求

1.用于觀測(cè)位移的基準(zhǔn)點(diǎn)（基樁），必須置于不受填土荷重影響及外界環(huán)境影響的穩(wěn)定地基內(nèi)，基樁及位移觀測(cè)樁在觀測(cè)期間必須采取有效措施加以保護(hù)。

2.位移觀測(cè)樁采用C15鋼筋混凝土預(yù)制，樁截面尺寸為15cm×15cm正方形，長(zhǎng)度不小于1.50m，并在樁頂預(yù)埋半圓形不銹鋼耐磨測(cè)頭。

3.沉降板由底板、測(cè)桿和保護(hù)套管組成，底板采用50cm×50cm×5cm的C15混凝土預(yù)制構(gòu)件，測(cè)桿采用40mm鋼管（內(nèi)徑不小于30mm），測(cè)桿和套管亦相應(yīng)接高，每節(jié)長(zhǎng)不超過(guò)50cm。接高后測(cè)桿頂面應(yīng)略高于套管上口,測(cè)桿頂用帶螺絲的頂帽封住管口，避免填料落入管內(nèi)而影響測(cè)桿自由下沉度，頂帽應(yīng)高出碾壓面30cm，不大于50cm，以避免影響碾壓機(jī)械的正常行駛。

四、監(jiān)測(cè)成果及誤差分析

（一）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目警戒值

路基穩(wěn)定評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為：路堤中心連續(xù)2個(gè)月下沉量小于8mm。則路堤已穩(wěn)定。

1.填方路堤數(shù)據(jù)分析及預(yù)警值。

總沉降量為：A-F=X

式中：A為初次觀測(cè)值，F(xiàn)為最后1次觀測(cè)值，X為下沉總量。

下沉速率：X/d=m/d

式中：m為每天下沉量。該項(xiàng)目主線高填方路基沉降監(jiān)測(cè)：共有高填方檢測(cè)5段，其中進(jìn)口2段，出口3段，截至目前沉降量最大是K2+290～K2+580段，施工期間路基中心最大下沉量3mm/d，施工完成后總體下沉量最大為15.3cm。

2.深挖路塹高邊坡監(jiān)測(cè)。

該項(xiàng)目主線高挖方路基位移監(jiān)測(cè)：共有高挖方檢測(cè)3段，其中進(jìn)口1段，出口2段，截至目前沉降量最大是K13+120～K13+300段，施工期間路基中心最大下沉量1mm/d，施工完成后總體下沉量最大為1.50cm。YS5229-96《巖土工程監(jiān)測(cè)規(guī)范》。

3.沉降監(jiān)測(cè)。

沉降點(diǎn)上升為正值（+），沉降點(diǎn)下降為負(fù)值（-），沉降量計(jì)算公式：（本次觀測(cè)值-上次觀測(cè)值），（沉降量精確到±0.10mm，單位為mm）。

監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)要求如下：相鄰點(diǎn)高差中誤差±0.5mm，每站高差中誤差±0.13，往返較差或環(huán)線閉合差0.30√n，檢測(cè)已測(cè)高差較差0.50√n。DS1型儀器視線長(zhǎng)度≤25m。n為側(cè)段的測(cè)站數(shù)。

4.位移監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)方法采用角度監(jiān)測(cè)法，按實(shí)測(cè)角度和邊長(zhǎng)計(jì)算位移量，位移公式為：

式中：α″為本次觀測(cè)角度-上次觀測(cè)角度。位移量精確到0.10mm，mm;角度精確到1″，s;位移量為正值，位移點(diǎn)向山上位移；位移量為負(fù)值，位移點(diǎn)向施工區(qū)位移。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程中誤差±1mm，往返較差符合或環(huán)形閉合差≤0.6√n，n為側(cè)段的測(cè)站數(shù)。高邊坡監(jiān)測(cè)從監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)開(kāi)始，直到路基邊坡校驗(yàn)完成。

（二）監(jiān)測(cè)過(guò)程中誤差分析

1.系統(tǒng)誤差。

該項(xiàng)目路基施工期大多在夏天，由于溫度較高，空氣波動(dòng)大，導(dǎo)致在實(shí)際測(cè)距時(shí)，氣象條件變化，頻率也隨之變化。測(cè)距時(shí)的ng與儀器參考折射率ngr之差產(chǎn)生的距離差值。折射率的偏移，則是利用測(cè)定氣壓溫度的方法進(jìn)行氣象改正，顯得尤為重要。

2.粗大誤差。

粗大誤差也稱(chēng)人為誤差，輸入坐標(biāo)時(shí)小數(shù)點(diǎn)后輸入錯(cuò)誤，在讀數(shù)時(shí)出現(xiàn)誤讀、記錯(cuò)，棱鏡沒(méi)有立平，沒(méi)有架設(shè)在觀測(cè)標(biāo)十字絲中心等，這些由于粗心引起的誤差只需要細(xì)心變可以消除。

3.減小誤差。

（1）在觀測(cè)時(shí)將當(dāng)?shù)卮髿鈮?、溫度輸入到儀器中。

（2）使用相同常數(shù)的棱鏡。

（3）儀器、棱鏡架平，將儀器的對(duì)中點(diǎn)對(duì)好。

（4）2個(gè)控制點(diǎn)與儀器的夾角不宜過(guò)小，儀器距控制點(diǎn)所在位置因盡量相同。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究表明了高填深挖路基的重點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)在路堤、路肩、高邊坡。因此觀測(cè)結(jié)果的精度和正確性至關(guān)重要，在觀測(cè)過(guò)程中減小誤差可以有效提高觀測(cè)精度，確保觀測(cè)結(jié)果的正確。從而有效為現(xiàn)場(chǎng)施工、設(shè)計(jì)變更提供數(shù)據(jù)支持，避免因自然災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失,提高經(jīng)濟(jì)效益。

[1]YS5229-96巖土工程監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].

[2]張智鵬.公路深挖路塹邊坡施工監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[J].東方科技（學(xué)術(shù)版）.2014(7).