高速公路改擴建路基加寬段沉降監(jiān)測分析

蔣瑋

摘要：高速公路改擴建路基加寬段容易產(chǎn)生不均勻沉降，應在施工過程中加強監(jiān)測。文章依托工程實例，通過在舊路基、新舊路基結(jié)合處和新路基上布置監(jiān)測點，采用精密水準儀進行監(jiān)測，收集監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制累計沉降值與時間變化曲線，分析得出路基穩(wěn)定情況。

關(guān)鍵詞：高速公路;改擴建;路基;沉降監(jiān)測

0 引言

近年來，我國公路交通量增長迅速，很多早期修建的高速公路出現(xiàn)了擁堵現(xiàn)象，道路的運輸能力不足，部分高速公路已經(jīng)進行了改擴建施工。在進行高速公路改擴建施工時，新舊路基的拼接質(zhì)量是影響公路施工質(zhì)量的關(guān)鍵，必須在施工中進行嚴格的質(zhì)量控制。然而，在高速公路改擴建施工中，局部路段路基出現(xiàn)了嚴重的不均勻沉降，造成路基開裂變形破壞，直接影響行車安全。因此，在高速公路改擴建設計與施工中，不僅要做好拼接段施工過程中的質(zhì)量控制，還要對路基開展沉降監(jiān)測，對路基拼接兩側(cè)新路基、舊路基、新舊路基結(jié)合處的沉降情況進行監(jiān)測，掌握改擴建段路基的沉降情況，以便及時采取措施對路基進行加固，提高施工質(zhì)量。

1 依托工程概況

某高速公路建成于20世紀90年代，全長106.4km，設計時速為120km/h，采用雙向四車道，路基全寬27m。近年來，由于對公路交通量增長預測不足，高速公路時常出現(xiàn)擁堵，已不能滿足交通運輸?shù)男枰?。擬對該高速公路進行擴建，將原4車道擴建為6車道，拓寬后路基全寬34.5m。為解決施工初期資金不足問題，高速公路擴建先采取單幅施工單幅通車的方式，單幅道路通車后再進行另一幅道路施工。本項目施工路段分布有軟土地基，易產(chǎn)生不均勻沉降，設計采用CFG樁進行加固處理。改擴建施工采用兩側(cè)加寬的方式，路基兩側(cè)開挖臺階，分層填筑分層壓實，并設置沉降監(jiān)測點，對拓寬路段進行沉降監(jiān)測，判斷路基的穩(wěn)定性。

2 改擴建路基沉降觀測方法分析

2.1 沉降板觀測法

本項目改擴建路基沉降觀測采用沉降板觀測法，通過在原地面埋設沉降板和沉降觀測樁，采用精密水準儀按照二等水準測量標準進行高程觀測，確定路基沉降情況。沉降觀測樁選用20mm鋼筋，在頂部刻十字線，底部焊彎鉤。沉降觀測樁周圍15cm用C15混凝土澆筑固定，埋設最小深度為0.3m，布設完成后測定樁頂?shù)某跏甲x數(shù)。沉降觀測樁埋設如圖1所示。

按照設計要求，沉降板由底板厚度為10mm，尺寸為500mm×500mm的鋼板組成，金屬測桿選用壁厚3mm以上的40mm鍍鋅鋼管，保護套管為壁厚3mm以上的75mmPVC管。沉降觀測板結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

2.2 沉降板埋設方法

預先在埋設地點挖50cm×50cm×20cm的土坑，坑內(nèi)用砂找平，并搗實。在坑內(nèi)放置沉降板，用砂校正合格后套上保護套管，周圍用砂回填密實。為了保護沉降板，回填時先搗實沉降板周圍。埋設完成后，采用精密水準儀按二等水準標準觀測沉降板測桿頂部標高，記為初始讀數(shù)。在路基填筑過程中，為了保護沉降板與測桿，周圍采用小型夯實機進行夯實，并噴紅油漆或插小紅旗作為標記。隨著路基填筑高度的增加加長測桿，測桿每次接長高度為50cm，應采用絲扣連接接長。套管接長過程中應保證垂直，防止施工機械碰撞，且滿足接長4m傾斜度<1°的要求。

2.3 沉降板觀測注意事項

沉降觀測前應布置至少2個觀測基點，使用精密水準儀和銦鋼尺進行觀測。每次進行沉降觀測應采用固定的人員和儀器，以避免因不同的觀測習慣和儀器差異產(chǎn)生的觀測誤差。另外，觀測方法、觀測環(huán)境和觀測線路應相同，以減少誤差。由專人負責測量數(shù)據(jù)的整理、計算，并由部門負責人負責，同時應做好數(shù)據(jù)規(guī)范工作。

施工期間，沉降板觀測頻率為每填層1次，停工期間1次/3d。路基填筑施工完成后，觀測頻率為第1個月1次/3d，第2～3月1次/7d，3個月以后1次/15d。沉降觀測控制標準為相鄰兩個月平均觀測值應≤5mm，并滿足路基完工后容許沉降值要求。

3 改擴建路段路基沉降監(jiān)測與結(jié)果分析

3.1 路基沉降監(jiān)測方案

改擴建路基沉降監(jiān)測分別在新路基、舊路基和新舊路基結(jié)合處三個部分布置測點，其中在舊路基上埋設沉降樁，新舊路基結(jié)合處和舊路基上埋設沉降板。路基沉降監(jiān)測點布置如圖3所示。施工中在試驗路段選取兩個監(jiān)測斷面，分別布設測點，記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測結(jié)果進行分析。

路基沉降采用精密水準儀、銦鋼尺進行監(jiān)測，通過比較前后兩次的監(jiān)測值確定沉降量。根據(jù)路基沉降速率確定沉降監(jiān)測頻率，沉降速度越大，監(jiān)測頻率越大，對軟基地區(qū)應加強監(jiān)測。施工期間如發(fā)現(xiàn)路基沉降速率加快，應加強監(jiān)測，適當增加監(jiān)測次數(shù)。

3.2 改擴建路段路基沉降監(jiān)測結(jié)果分析

對兩個監(jiān)測路段監(jiān)測點采用精密水準儀進行監(jiān)測，記錄前8個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1和表2所示，繪制沉降變化曲線如圖4和圖5所示。

從表1數(shù)據(jù)和圖4路基累計沉降值隨時間變化曲線可知，監(jiān)測斷面一舊路基測點沉降變化基本趨于穩(wěn)定，累計最大沉降值為0.79mm。新舊路基結(jié)合處前6個月沉降量增長速度快，累計達到6.35mm，6個月以后沉降基本穩(wěn)定。新路基沉降量相對較大，前6個月沉降量較大，累計達到8.25mm，監(jiān)測6個月以后路基沉降逐步趨于穩(wěn)定。

通過對表2數(shù)據(jù)和圖5路基累計沉降量隨時間變化曲線進行分析，得出舊路基沉降差較小，且基本趨于穩(wěn)定，最大沉降量為1.18mm。新舊路基結(jié)合處沉降量相對較大，前6個月沉降差達到9.16mm，6個月以后逐步趨于穩(wěn)定，監(jiān)測結(jié)束最大沉降量為9.86mm。新路基6個月以后沉降速率增加，應加強監(jiān)測，必要時采取措施進行加固。

4 結(jié)語

通過在改擴建高速公路舊路基、新舊路基結(jié)合處、新路基上設置測點，采用精密水準儀進行沉降監(jiān)測，收集數(shù)據(jù)繪制累計沉降變形隨時間變化曲線，經(jīng)分析得出以下結(jié)論：

（1）高速公路改擴建路基沉降主要包括地基沉降和路堤沉降兩部分，其中舊路基沉降量最小，兩個監(jiān)測斷面舊路基8個月累計沉降量分別為0.79mm和1.18mm，沉降量小，且變形已趨于穩(wěn)定。

（2）新舊路基結(jié)合處路基沉降量相對較大，兩個斷面監(jiān)測均在前6個月沉降變形速率較大，累計沉降量分別達到6.35mm和9.16mm，6個月后基本趨于穩(wěn)定。

（3）新路基沉降量最大，監(jiān)測斷面一6個月后已經(jīng)趨于穩(wěn)定，監(jiān)測斷面二6個月后沉降變形速率增加，應增加監(jiān)測次數(shù)，必要時采取措施進行加固。

參考文獻：

[1]柳建明.高速公路路基拓寬不均勻沉降監(jiān)測與分析[J].山西交通科技，2019，47（2）：15-18.

[2]馬昕宇.拼寬路堤沉降變形現(xiàn)場測試與分析[J].中國公路，2019，16（6）：107-109.

[3]韓麗娜.填方路基非均勻性沉降分析與處理措施[J].遼寧交通科技，2004，8（10）：85-86.

[4]張仲帆.高速公路改擴建加寬路基沉降監(jiān)測技術(shù)方案研究[J].交通世界（建養(yǎng)·機械），2012，19（23）：129-131.

[5]李順興.高速公路改擴建新舊路基搭接處差異沉降控制措施淺析[J].西部交通科技，2017，24（9）：19-21.