軟土路基斜交構(gòu)筑物過渡段沉降觀測點(diǎn)布設(shè)方法研究

魏 翔

(新疆新路公路養(yǎng)護(hù)集團(tuán), 新疆 烏魯木齊 830000)

0 前言

軟土路基研究主要集中在軟土路基沉降計(jì)算、加固形式等方面,魏小楠等[1]研究了軟土路基沉降變化趨勢并提出圓形抗滑樁的軟基加固方法；宋學(xué)慶等[2]研究了剛?cè)峤Y(jié)合樁的復(fù)合地基形式對軟土地基的加固；賈亮[3]、李明華等[4]主要對軟土路基修筑完成后的路橋過渡段工后沉降進(jìn)行研究。然而針對斜交構(gòu)筑物過渡段的軟基沉降研究較少，構(gòu)筑物過渡段屬剛?cè)徇^渡形式，斜交過渡形式加大了剛?cè)徇^渡段的長度，斜交構(gòu)筑物過渡段的沉降問題需引起重視。本文提出斜交構(gòu)筑物過渡段沉降測定布設(shè)的方法，為斜交構(gòu)筑物沉降觀測提供經(jīng)驗(yàn)參考。

現(xiàn)有軟土路基豎向沉降觀測方法，一般是將軟土路基沉降板埋設(shè)于同一樁號橫斷面內(nèi)并分別布置于路線中心及左右幅路肩處。隨著填土高度增加，使用沉降管及接頭管箍接長沉降板，實(shí)現(xiàn)對填土期及預(yù)壓期的軟土路基豎向沉降變形觀測。由于軟土路基多分布于河洲、農(nóng)田、鄉(xiāng)村等地，筑路過程中，為了不截?cái)噢r(nóng)田水道、鄉(xiāng)村道路等原有走向，圓管涵、箱涵等構(gòu)筑物需要斜交穿越路基[5-6]，本文因此提出軟土路基斜交構(gòu)筑物過渡段沉降觀測點(diǎn)布設(shè)方法。

1 斜交構(gòu)筑物沉降板埋設(shè)布設(shè)形式

本文針對斜交構(gòu)筑物提出新的沉降板埋設(shè)方法，以斜交構(gòu)筑物為參考，在過渡段路基斜交布置沉降板，觀測距離構(gòu)筑物相同范圍內(nèi)的路基沉降情況，避免了沿路基橫斷面布設(shè)時(shí)沉降點(diǎn)距離構(gòu)筑物長度不一、沉降板布設(shè)位置靠近構(gòu)造物與路基交界處問題，能真實(shí)反映構(gòu)造物路基處不均勻沉降。

圖1 非斜交構(gòu)筑物過渡段沉降板布設(shè)

圖2 斜交構(gòu)筑物過渡段沉降板常規(guī)布設(shè)

2 斜交構(gòu)筑物沉降板埋設(shè)方法

針對現(xiàn)有沉降觀測沉降板埋設(shè)方法存在的不足[11-15]，本文提供一種施工簡便的軟土路基斜交構(gòu)筑物過渡段沉降板埋設(shè)方法。獲得路線前進(jìn)方向與斜交構(gòu)筑物軸線夾角θ，設(shè)定斜交構(gòu)筑物過渡段長度L，然后確定過渡段沉降板埋設(shè)樁號及左右幅沉降板布設(shè)樁號，得出左右幅沉降板布設(shè)位置，具體步驟如下。

1) 調(diào)查埋設(shè)前斜交構(gòu)筑物情況。根據(jù)施工圖紙或現(xiàn)場測量，確定斜交構(gòu)筑物的中心樁號、長度、寬度、高度以及路線前進(jìn)方向與斜交構(gòu)筑物軸線夾角θ(見圖3)。

圖3 斜交構(gòu)筑物過渡段布設(shè)樁號確定

2) 設(shè)定斜交構(gòu)筑物過渡段長度。以構(gòu)筑物墻背路中心線為起點(diǎn)，沿路線走向設(shè)定斜交構(gòu)筑物過渡段長度L。軟土路基無特殊高填方原則上按照過渡段設(shè)定為20m。

3) 確定過渡段沉降板埋設(shè)樁號。確定路線中心沉降板布設(shè)樁號K中心，使布設(shè)樁號距離斜交構(gòu)筑物墻背5～10m，確保沉降板布設(shè)在過渡段內(nèi)但不距離構(gòu)筑物過近。

4) 確定左右幅沉降板布設(shè)樁號。半幅路基寬度加路基施工加寬為B/2+Δ(其中B為路基寬度，Δ為路基加寬)；左幅沉降板布置于樁號K左幅，右幅沉降板布置于樁號K右幅，左右幅沉降板樁號分別為： ① 左幅沉降板樁號K左幅=K中心-(B2+Δ)tanθ；② 右幅沉降板樁號K右幅=K中心+(B2+Δ)tanθ。

5)確定左右幅沉降板布設(shè)位置。為使沉降觀測在后續(xù)填土期及預(yù)壓期等施工過程順利進(jìn)行，將左右幅觀測板布置在相應(yīng)樁號路肩處。根據(jù)半幅路基寬度與路基施工加寬之和為B/2+Δ，將左右幅沉降板布置于對應(yīng)樁號沿橫斷面方向偏移B/2+Δ；路中線及左右幅觀測板埋置見表1，埋設(shè)示意見圖4。

表1 路中線及左右幅觀測板埋置情況沉降板位置沉降板埋設(shè)樁號偏移距離左幅沉降板K中心-(B/2+Δ)tanθB/2+Δ路中線沉降板K中心0右幅沉降板K中心+(B/2+Δ)tanθB/2+Δ

圖4 斜交構(gòu)筑物過渡段布設(shè)位置確定

6)制定斜交構(gòu)筑物沉降板埋設(shè)施工圖。繪制斜交構(gòu)筑物與路基過渡段平面圖；在平面圖過渡段內(nèi)確定距離斜交構(gòu)筑物墻背5～10m的路線中心沉降板樁號K中心；并依據(jù)步驟4確定左右幅沉降板樁號；根據(jù)步驟5在平面圖內(nèi)標(biāo)出左中右3個(gè)沉降板樁號，分別對左幅右幅沉降板樁號偏移B/2+Δ距離，使沉降板布置于路肩處。

在去云南西雙版納野象谷之前，我腦海里對大象的印象是這樣的：身體龐大，食量驚人。但在參觀野象谷之后，我對大象有了更全面的了解。

7)現(xiàn)場確定沉降板埋設(shè)施工圖的沉降板位置?，F(xiàn)場測量放出斜交構(gòu)筑物過渡段路線中心沉降板樁號K中心，打竹樁標(biāo)記；并按照左幅沉降板樁號K左幅偏移B/2+Δ距離、右幅沉降板樁號K右幅偏移B/2+Δ距離放出左右幅路肩沉降板埋設(shè)位置，打竹樁標(biāo)記。對已標(biāo)記沉降板預(yù)埋設(shè)位置再次確定保持沉降板布設(shè)與斜交構(gòu)筑物軸線平行，對左、中、右3個(gè)沉降板埋設(shè)位置大地坐標(biāo)記錄備案，以便反挖和沉降測量。

8)采用該方法將沉降板布設(shè)于斜交構(gòu)筑物過渡段內(nèi)，可對斜交構(gòu)筑物墻背路基填土以及預(yù)壓期沉降進(jìn)行觀測，確保過渡段內(nèi)沉降的穩(wěn)定性，監(jiān)控差異沉降情況及路基施工質(zhì)量。該沉降板布設(shè)方法可運(yùn)用于橋臺、箱型通道、圓管涵等斜交構(gòu)筑物的沉降板埋設(shè)，減少路橋過渡段、涵路過渡段差異沉降。

3 斜交構(gòu)筑物沉降規(guī)律

以某高速公路軟土路基段為例，分別在橋頭過渡段、圓管涵過渡段、箱型通道過渡段以斜交和正交形式布設(shè)沉降板(見圖5)；其中斜交布設(shè)形式和正交布設(shè)形式二者相距最近處為5m，該試驗(yàn)?zāi)康脑谟趯Ρ刃苯粯?gòu)筑物過渡段內(nèi)斜交與正交布設(shè)形式二者沉降差異。

為全面反映軟土路基沉降規(guī)律，從沉降板埋設(shè)路基土開始至預(yù)壓期完成作為沉降觀測的整個(gè)數(shù)據(jù)記錄過程，總結(jié)填土期和預(yù)壓期路基累計(jì)沉降。依據(jù)圖5沉降板埋設(shè)樁號，分析以斜交和正交形式布設(shè)橋頭過渡段、圓管涵過渡段、箱型通道過渡段沉降板的累計(jì)沉降。

圖5 軟土路基試驗(yàn)段

1) 橋頭過渡段沉降

橋頭過渡段的累計(jì)沉降數(shù)據(jù)見表2。

2) 圓管涵過渡段沉降

表2 橋頭過渡段沉降觀測樁號埋設(shè)位置累計(jì)沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅237.0254.017K1+100路中線219.0215.0 4右幅231.0224.0 7標(biāo)準(zhǔn)差 9.220.4—左幅249.0242.0 7K1+700路中線236.0261.025右幅241.0272.031標(biāo)準(zhǔn)差 6.615.2—

圓管涵過渡段的累計(jì)沉降數(shù)據(jù)見表3。

表3 圓管涵過渡段沉降觀測情況樁號埋設(shè)位置累計(jì)沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅308.0299.0 9K1+220路中線317.0331.014右幅325.0352.027標(biāo)準(zhǔn)差 8.526.7—左幅318.0339.021K1+240路中線324.0327.0 3右幅313.0320.0 7標(biāo)準(zhǔn)差 5.59.6—

3) 箱型通道過渡段沉降

箱型通道過渡段的累計(jì)沉降數(shù)據(jù)見表4。

表4 箱型通道過渡段沉降觀測情況樁號埋設(shè)位置累計(jì)沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅355.0350.0 5K1+450路中線341.0365.024右幅350.0372.022標(biāo)準(zhǔn)差 7.111.2 —左幅362.0382.020K1+470路中線363.0375.012右幅354.0362.0 8標(biāo)準(zhǔn)差 4.910.1—

從斜交和正交形式布設(shè)橋頭過渡段、圓管涵過渡段、箱型通道過渡段沉降板的累計(jì)沉降情況可看出：斜交形式布置的沉降板累計(jì)沉降標(biāo)準(zhǔn)差小于正交形式布置的累計(jì)沉降標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差反映數(shù)據(jù)的離散程度，證明斜交形式布置的沉降板累計(jì)沉降數(shù)據(jù)波動幅度較小且更穩(wěn)定；正交形式布置的沉降數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差較大，表示沉降數(shù)據(jù)波動較大且不穩(wěn)定。分析沉降觀測需要掌握準(zhǔn)確穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，因此斜交形式的沉降觀測點(diǎn)布置方法更利于真實(shí)反映斜交構(gòu)筑物的沉降情況。

4 結(jié)論

1) 實(shí)踐表明軟土路基斜交構(gòu)筑物過渡段沉降觀測點(diǎn)布設(shè)方法可以解決斜交構(gòu)筑物過渡段沉降測點(diǎn)布設(shè)問題。

2) 通過路線前進(jìn)方向與斜交構(gòu)筑物軸線夾角θ，設(shè)定斜交構(gòu)筑物過渡段長度，確定過渡段沉降板埋設(shè)樁號及左右幅沉降板布設(shè)樁號，得出左右幅沉降板布設(shè)位置，可實(shí)現(xiàn)在軟土路基斜交構(gòu)筑物過渡段進(jìn)行沉降板埋設(shè)。

g3) 從斜交和正交形式布設(shè)橋頭過渡段、圓管涵過渡段、箱型通道過渡段沉降板的累計(jì)沉降情況，可以看出斜交形式布置的沉降板累計(jì)沉降標(biāo)準(zhǔn)差小于正交形式布置的累計(jì)沉降，證明斜交形式布置的沉降板累計(jì)沉降數(shù)據(jù)波動幅度較小且更穩(wěn)定，斜交形式的沉降觀測點(diǎn)布置方法更利于反映真實(shí)斜交構(gòu)筑物的沉降情況。