探討市政高填方路基工后沉降監(jiān)測要點

沈忠賢

（福建省南星建設(shè)工程有限公司， 福建 泉州 350503）

0 引言

路基作為公路重要的一層結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的運營通行能力，因此，良好的路基質(zhì)量是優(yōu)質(zhì)公路的基礎(chǔ)和前提。在山區(qū)公路中，由于線路里程內(nèi)的高差梯度較大，為了滿足公路平順性的技術(shù)要求，必然需要大規(guī)模的填挖方施工作業(yè)，而填方路堤施工作業(yè)對路堤工后沉降的要求較高，其控制標(biāo)準(zhǔn)均有別于一般路段。因此，為了探索一套切實可行且效果顯著的工程處治技術(shù)，某市政工程公司對某在建公路工程項目開展研究，研究標(biāo)段為該項目的K24+400～405 標(biāo)段，擬通過布設(shè)沉降計的方式獲取對應(yīng)位置的沉降變化規(guī)律。

1 工程概況

經(jīng)工程勘察發(fā)現(xiàn)，某市政道路建設(shè)項目的填方量較大，存在較大里程的高填方路堤段，為了提高高填方路堤段的工程施工質(zhì)量，切實控制高填方路堤段的工后沉降規(guī)模，擬在K24+400～405 標(biāo)段內(nèi)布設(shè)沉降計，以實時監(jiān)測對應(yīng)位置的沉降變化規(guī)律。通過分析填方路堤段截面層次發(fā)現(xiàn)，該路段填筑順序由底面至頂面依次為：黃土（底面～12.3m）、砂卵石（12.3～16.1m），卵礫石（16.1m～頂面）。

2 試驗設(shè)備及現(xiàn)場埋設(shè)要點

（1）K24+400～405 標(biāo)段內(nèi)使用沉降計測定高填方路段的工后沉降量；

（2）沉降計具有數(shù)據(jù)采集效率高、抗干擾能力強(qiáng)、工程適用性好等諸多優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用在道路路基沉降的觀測工程中；

（3）施工量測項目組在對應(yīng)標(biāo)段的行車道及路肩處布置了沉降計觀測點，具體布置形式詳見下圖1 所示：

圖1：單點沉降計布置示意圖

表1：單點沉降計編號及埋置深度

3 試驗數(shù)據(jù)采集要點

（1）為了適應(yīng)數(shù)據(jù)采集需求，沉降計擬布設(shè)在路基上層位置，沉降量測周期建議設(shè)定為1 次/周；

（2）中央分隔帶下方應(yīng)埋設(shè)沉降計，沉降計依靠無線傳輸技術(shù)完成數(shù)據(jù)的采集和傳遞；

（3）通過分析行車道和路肩處的沉降數(shù)據(jù)，繪制沉降量變化曲線，以獲取合理的高填方路堤沉降變化規(guī)律。

4 監(jiān)測試驗分析要點

4.1 監(jiān)測試驗數(shù)據(jù)

路基沉降數(shù)據(jù)采集建議采用自動和人工相結(jié)合的方式，每月至少到現(xiàn)場人工采集一次，下圖2、3 分別展示了路肩處和行車道處的分層沉降隨時間的變化規(guī)律。

圖2：路肩分層沉降與時間的關(guān)系

圖3：行車道分層沉降與時間的關(guān)系

通過分析上圖可得，行車道和路肩位置的工后沉降均與時間呈正相關(guān)關(guān)系，且行車道處的沉降量明顯低于路肩處；通過長達(dá)1年的連續(xù)監(jiān)測，高填方路堤的總體工后沉降規(guī)模趨于穩(wěn)定，累計觀測19 個月以后，行車道處的沉降量最大值達(dá)到36.71mm，路肩處的沉降最大值達(dá)到51.02mm。

4.2 監(jiān)測結(jié)果分析

（1）因沉降計埋設(shè)位置的斷面形式多為填挖結(jié)合，路基橫向坡率較大，橫向位移容易受地質(zhì)條件干擾，加之路肩處的覆土厚度大于行車道處，所以，行車道處的工后沉降比路肩處更低。

（2）觀測路段的交通形式多以小型車輛為主，車輛荷載較小，因此，監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋出的車輛荷載對工后沉降的影響極其有限。

5 沉降理論結(jié)果與實測數(shù)據(jù)比較分析

5.1 沉降理論分析模型

目前，已有學(xué)者采用平方根、雙曲線、指數(shù)等多種數(shù)學(xué)模型，對高填方路堤段的工后沉降進(jìn)行了量化研究，本文結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用上述模型對實測值和模型模擬值進(jìn)行了回歸分析。

5.2 理論結(jié)果與實測結(jié)果對比

特選取2016年5月的觀測數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行回歸分析，得到的分析結(jié)果詳見下表2、3 所示：

表2：路肩監(jiān)測點工后沉降回歸分析

表3：行車道監(jiān)測點工后沉降回歸分析

分析上表數(shù)據(jù)可知，不同模型計算得到的沉降值與實測值的擬合性均較好，通過分析誤差指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)指數(shù)模型的精準(zhǔn)性更高，最大誤差指標(biāo)為2.24%，對數(shù)模型和雙曲線模型對應(yīng)的誤差分別為4.23%、6.24%；平方根的誤差指標(biāo)最高，達(dá)到9.88%，冪函數(shù)模型精準(zhǔn)性較平方根略優(yōu)，誤差指標(biāo)為8.37%。

6 結(jié)論

（1）行車道和路肩位置的工后沉降均與時間呈正相關(guān)關(guān)系，且行車道的工后沉降明顯低于路肩處；

（2）高填方路堤在施工完成的1年后，其工后沉降基本趨穩(wěn)；

（3）經(jīng)為期19 個月的連續(xù)監(jiān)測，行車道的工后沉降最大值為36.71mm，路肩處的沉降最大值為51.02mm；

（4）通過分析不同數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)對數(shù)模型能夠更好地表征高填方路堤的工后沉降發(fā)展規(guī)律，建議推廣使用。