公路填筑路基沉降監(jiān)測與施工控制技術(shù)研究

吳先劍

（華容縣路橋建設(shè)有限公司湖南長沙　410000）

公路填筑路基沉降監(jiān)測與施工控制技術(shù)研究

吳先劍

（華容縣路橋建設(shè)有限公司湖南長沙410000）

公路填筑路基沉降監(jiān)測以及施工控制技術(shù)的應(yīng)用是保證公路填筑路基質(zhì)量的重要舉措，本文對其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，僅供參考。

公路填筑；路基；沉降觀測；控制研究

引言

公路建設(shè)在保證我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展方面發(fā)揮著不可或缺的作用，影響公路使用壽命和服務(wù)水平的因素有許多，其中路基作為承受面層傳遞荷載的主要載體，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對道路的通行安全和質(zhì)量有著決定性的影響，路基沉降是當(dāng)前路基施工過程中一個重要的控制性目標(biāo)，對路基才沉降的控制直接關(guān)系到了道路的正常運(yùn)營，所以在公路建設(shè)的施工過程中要做好對路基沉降的檢測，對出現(xiàn)的路基沉降要結(jié)合實際情況采取合理的措施進(jìn)行處理。

1　填筑路基的沉降觀測

1.1觀測沉降路基的工作原理

水準(zhǔn)基點是觀測沉降的依據(jù)，水準(zhǔn)基點即高程在不變的情況下，定期求出其高程的測出監(jiān)測點相對高差及水準(zhǔn)基點相對的高程，即可得高程不同期間監(jiān)測點加以比較的高程的規(guī)律及大小變化。

1.2設(shè)置斷面觀測原則

路基沉降工程變形觀測是以觀測路基沉降面和觀測沉降地基為主的，根據(jù)地基不同的條件，結(jié)構(gòu)不同的部位等情況具體設(shè)置觀測沉降路基斷面應(yīng)及時對觀測斷面進(jìn)行改善或提高同時，對施工過程中地形的掌握、變化地質(zhì)的情況進(jìn)行了解。一般斷面觀測沉降沿線路方向的間距小于50m；可放寬為100m條件均勻良好路堤地基，地基平坦而且良好均勻地勢的路塹、高度填方不大于5m。應(yīng)進(jìn)行斷面加密，對于較大地段、地質(zhì)、變化地形，間距一般小于25m，可進(jìn)行沉降斷面觀測，設(shè)置在點附近的變化處，更為準(zhǔn)確地反映出真實沉降差異的變化。

1.3設(shè)置觀測點原則

①分析各項目觀測的綜合數(shù)據(jù)有利于看護(hù)觀測點、觀測頻率，同一在橫斷面上進(jìn)行各部點位觀測；②在最便于位置觀測且能反映特征沉降上埋設(shè)觀測沉降點，為了路基能夠反映出準(zhǔn)確的沉降情況，在不失去觀測意義上連續(xù)進(jìn)行觀測，由于施工而遮擋或損壞的觀測點要特別的加以保護(hù)；③觀測水準(zhǔn)路線的路基應(yīng)遵照國家要求二等水準(zhǔn)精度的測量進(jìn)行水準(zhǔn)路線應(yīng)是附合的。

1.4方法觀測

①觀測剖橫面沉降方法。進(jìn)行觀測橫剖面沉降時應(yīng)采用水準(zhǔn)儀和橫剖儀。觀測每次時，應(yīng)先測出位于一側(cè)橫剖面管的高程觀測樁頂用水準(zhǔn)儀，通過放置在觀測樁頂?shù)臋M剖儀進(jìn)行初值測量，然后進(jìn)行各測點的測量工作用橫剖儀。車站每2.0m進(jìn)行一個點量測，間區(qū)內(nèi)間距測點3.0m左右。②見測板沉降方法。沉降觀測板測桿頂面高程測點可通過采用水準(zhǔn)方法測量得到，根據(jù)精度測量需求和效率定期進(jìn)行。應(yīng)套一個測量專用帽在測桿頭上以用于沉降觀測板。剛好以測桿套入為宜作為測量帽下部，以一半中心為球型的測點作為測量帽上部。在測桿接高高程測量的同時應(yīng)進(jìn)行接高沉降板測的測量工作。③觀測路肩樁沉降方法。測量按精度和頻次要求采用測量水準(zhǔn)方法定期對路肩和樁頂面進(jìn)行高程點觀測工作。④見測邊樁位移方法。根據(jù)精度測量需求和效率采用水平方法觀測位移定期進(jìn)行位移和邊樁位移水平觀測工作。

1.5技術(shù)觀測要求

1.5.1采集數(shù)據(jù)與要求的處理

公路填筑路基在進(jìn)行觀測沉降時，人員觀測注意一定要對數(shù)據(jù)進(jìn)行各項的綜合采集并且具體實時處理，初測值和測量后期的初測與結(jié)果之間的值差要被準(zhǔn)確特別記錄，對項目工程所在沉降路基的規(guī)律基本進(jìn)行全面掌握。人員在進(jìn)行觀測沉降路時，外業(yè)測量通常采用卡NA2水準(zhǔn)儀數(shù)字和水準(zhǔn)尺條碼、保證設(shè)備精確，儀器一定要在無故障下進(jìn)行測量，往返全線使觀測的結(jié)果達(dá)滿足規(guī)范要求的精度，為出現(xiàn)防止漏記、錯記的現(xiàn)象，可由多人共同進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)。人員觀測要把公路設(shè)計項目和施工要求實際相結(jié)合后再進(jìn)行綜合處理觀測各類數(shù)據(jù)，通過位移觀測差值與觀測初始位移，進(jìn)行所在項目的累積沉降量準(zhǔn)確計算，計算機(jī)進(jìn)行自動化處理測量的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)其結(jié)果繪制出地質(zhì)位移沉降曲線、曲線圖等，為以后在公路設(shè)計項目和施工中使用。

1.5.2要求精度

達(dá)到水準(zhǔn)測量二級標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)該有監(jiān)測沉降樁、板沉降、沉降邊樁等所有測量標(biāo)高，都應(yīng)該達(dá)到1mm的精度測量要求；應(yīng)采用測水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行路基沉降觀測使其精度達(dá)到1.0nnn，取位讀數(shù)精確到0.01mm；測距觀測位移誤差應(yīng)為3mm；應(yīng)按照測量導(dǎo)線邊長技術(shù)要求觀測水平距離并取其毫米位，觀測水平距離和豎直角時各進(jìn)行2測回。

2　公路填筑路基的沉降控制

某公路路基工程總施工長度為89.34km，路線經(jīng)過區(qū)域的地形地貌比較復(fù)雜，地質(zhì)條件差，全線使用瀝青混凝土路面，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過時，使用水泥混凝土路面，路基的總施工寬度為8.6m，公路標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級。路基工程施工量如表1所示。

表1　路基工程設(shè)計和實際施工數(shù)量表

2.1路基填料及壓實

路基填料是關(guān)系到路基壓實度的一個重要因素，嚴(yán)格控制填料質(zhì)量能夠更好地減小路基之間存在的差異性沉降。提高新填筑路基的壓實度標(biāo)準(zhǔn)，尤其是針對銜接部位要重點進(jìn)行壓實。選擇的路基填筑材料要具有較高的強(qiáng)度，同時要便于碾壓，其工后沉降要小。目前在高速公路填筑路基的施工過程中選擇的填料形式一是材料要具有較好的透水性，避免路面滲水在路基內(nèi)部聚集，另外路基填筑材料要選擇輕質(zhì)材料，以通過減輕路基自重的方式來降低新路基產(chǎn)生的沉降量。本工程利用擊實試驗得到了路基含水量和干密度之間的關(guān)系圖，如圖1所示。經(jīng)試驗得出，路基的最佳干密度為P=17.73g/cm3，最佳含水量為Q=15.3%。從圖中可以看出，含水量W1和W2的值分別為11.9%和19.2%，即在含水量處于11.9～19.2%之間時可以通過碾壓、擊實的方法使干密度達(dá)到要求。由于施工的過程中，填土厚度會對壓實度造成一定的影響，本工程在施工時，對鋪土的厚度進(jìn)行了控制，安排專人對土壤的布置情況進(jìn)行了測量記錄，確保壓實度達(dá)到規(guī)定要求。在填方路基的施工過程中，路基邊緣一般是施工的薄弱環(huán)節(jié)，其壓實效果難以得到保障，所以可以采用小型壓路機(jī)進(jìn)行人工碾壓，從而保證路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。同時也要重點注意橋涵兩側(cè)的臺背回填作業(yè)，臺背回填選擇的材料要具有較好的透水性和強(qiáng)度，并且進(jìn)行分層壓實，有必要時要設(shè)置砂礫隔離層，路基深度、寬度長度都必須到位，不留絲毫隱患。

圖1　路基含水量和干密度之間的關(guān)系圖

2.2土工材料的應(yīng)用

土工合成材料作為常用的巖土工程材料，近年來在公路舊路拓寬和新建項目中都有廣泛的應(yīng)用，土工合成材料能夠在路面結(jié)構(gòu)中起到加筋作用、排水作用和隔離作用等。在填筑路基施工中主要是利用土工材料的加筋作用，常用的材料為土工格柵，重點是針對填筑路基的薄弱環(huán)節(jié)要設(shè)置土工格柵，能夠有效提高路基之間的相互連接，減小不同層位間路基之間的側(cè)向位移，控制差異性沉降的產(chǎn)生。

2.3強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是處理路基沉降的一種較為常用的方法，強(qiáng)夯法的施工方法簡單方便，有著明顯的路基加固效果，其工程施工造價也較為低廉，強(qiáng)夯施工不會對周圍的環(huán)境造成影響。在強(qiáng)夯施工過程中關(guān)鍵是要控制好單位的夯擊能，要結(jié)合路基填筑料的材料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)類型和道路的等級要求等來合理確定夯擊能的大小和處理的深度范圍。在實際施工過程中可以采用三腳架，這樣可以適應(yīng)落距與錘重的不斷加大。當(dāng)采用履帶式吊機(jī)這種起重機(jī)施工時，落距一般為8～25m，而三腳架或者門式起重架這種起重機(jī)時，落距可達(dá)25～40m。強(qiáng)夯法施工過程中采用的起重鋼絲繩跟重錘相比較時，起重機(jī)是錘重的8～10倍左右，如果采用自動脫鉤裝置，起重機(jī)能力應(yīng)是錘重的1.5倍以上。否則施工起來不方便。夯擊遍數(shù)也要結(jié)合填筑路基的實際狀況來進(jìn)行確定，一般根據(jù)填筑路基的沉降觀測，總結(jié)沉降規(guī)律并且結(jié)合土體的相關(guān)性質(zhì)，主要為的含水量、顆粒度等，來確定夯擊的遍數(shù)，一般在施工過程中夯擊之后的填筑路基的沉降量在達(dá)到計算沉降量的80～90%時即可夯擊完畢。

2.4壓力灌漿法

壓力灌漿法是采用機(jī)械對土體施加高壓，把能固化的材料壓入土體空隙之中，待漿液凝固后，就會使得壓力區(qū)范圍內(nèi)的土體產(chǎn)生固結(jié)，從而使得松散的土顆粒形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的整體，達(dá)到控制沉降和減少不均勻沉降的目的，特別是在填筑路基的下局部存在軟弱土基的情況時，采用該種方式進(jìn)行處治，可以直接改善土體結(jié)構(gòu)，固結(jié)土體，控制沉降。

3　結(jié)束語

路基工程作為公路工程的重要組成部分，其在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度對保證公路的使用壽命和服務(wù)水平起著不可或缺的作用，其中路基沉降的觀測及控制是路基施工中的一個重要環(huán)節(jié)，當(dāng)然在路基施工過程中也要面臨不同的地質(zhì)狀況等各種復(fù)雜條件，所以在實際施工過程中還需要結(jié)合實際情況不斷發(fā)展和完善路基沉降的觀測和相關(guān)控制措施研究。

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[3]何楊閩，傅程輝.有關(guān)公路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)研究[J].城市道橋與防洪，2013（7）：224～226.

U416.1

A

1673-0038（2015）09-0179-02

2015-2-10

吳先劍（1973-），男，工程師，本科，主要從事土木工程、試驗檢測工作。