高速公路软基路基沉降观测及变形观测技术探讨

高速公路软基路基沉降观测及变形观测技术探讨
摘要：在沿海地区修建高速公路，常常会遇到软土地基问题。

由于软土地基的压缩性高、透水性低以及固结变形持续时间长，因此软土地基沉降量及其速率的预估就成了工程施工中的主要问题。

沉降量及其速率的预估是在沉降观测的基础上进行的，所以，我国所有的高速公路项目在修建过程中都必须进行沉降观测。

关键词：软基路基，路基沉降，变形观测
Abstract: in coastal areas built highway, often encounter problems of soft soil foundation. Because of the soft soil foundation, low permeability of high compactness and consolidation deformation lasted for a long time, so soft soil foundation settlement rate and its estimate of the engineering construction is the main problem. The settlement and its estimate of the rate in settlement observation is conducted on the basis of, so, our country all the highway project in the process of building to the settlement observation.
Keywords: soft foundation of roadbed, embankment settlement, deformation observation
中图分类号：TU413.6+2文献标识码：A文章编号：
高速公路路堤施工中必须进行地表沉降址的动态观测，用于沉降管理。

其主要目的有：
(1) 根据观测数据控制、调整填土速率。

(2) 筑猫沉阵趋势，确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间。

(3) 提供施工期间沉降土方量的计算依据。

（4）预测工后沉降，使工后沉降控制在设计允许范围之内。

(5) 通过实测沉降量，预测沉降量并验证设计合理性，进行设计的再优化，控制和保证工程的建设质量。

1、基准控制网及观测技术
布设1个基准点(国家二等三角点)、沿线布设2-3个工作基 (约5～8km一个工作基点)，加密测量控制点是要根据具体断面情况而定。

基点控制采用GPS相对静态方法，按国家GPS B级网点观测和精度要求，观测并连测GPS B级网点和国家一、二等三角点观测，建立位移平面基准控制网是需要通过观测数据基线向量外业数据质量检核、GPS网平差计算等数据处理。

基准控制网建立之后在位移和沉降观测期间，对基准控制网按位移和沉降观测的方法完成不少于三次的检核观测，若发现变化应对期间的观测成果进行必要的修正。

采用高精度数字水准仪，按国家二等水准观测和精度要求并连测国家一等水准点，通过观测量的各项改正、概算和平差计算建立沉降高程基准控制网。

横向位移观测，以工作基点(精度控制在0.5mm以内)为起算点，采用国家GPS C级网点(国家三等三角点)
观测；采用仪器标称精度不低于2"且测距精度≤5mm的全站仪；施测精度可达到1mm要求。

以填土高、观测时间、沉降量，位移为要素，绘制“填土高～时间～沉降量，位移关系曲线图”路基基底沉降观测，以工作基点为起算点，采用高精度数字水准仪按国家二等水准观测和精度要求，采用符合水准路线观测沉降板的沉降量。

2、基准点、工作基点的埋设
基准点应选在变形影响以外便于长期保存的稳定位置，工作基点应选在靠近观测目标且便于连测的稳定位置或相对稳定位置。

建造观测墩和强制对中装置应用于位移观测的基准点，对中误差≤0．1mm。

埋设在基岩层或院桩图层中是用于沉降基准点标石。

位移、沉降两类基准点、而工作基点共用一个观测墩。

3、沉降板的埋设及保护
沉降板由一根直杆(直径为20～30mm的钢管或自来水管)和600×600×9mm的沉降钢板组成。

直杆是由三根斜钢筋焊接在沉降板上面的，沉降板是埋设在路基的底面或砂垫层下的，为了使沉降杆不遭受到严重的破坏，杆长必须随填土升高而逐段接高。

具体到每段接管的长度为20～30mm，两端有螺纹接头与空心管紧绞连接。

为了避免填压的土质嵌入空心螺纹管内，每段接管须套上一段塑料圆管，接管顶面略低于圆管高度，圆管的直径略大于水准尺的宽度。

而在套管顶面盖上一个圆盖板，盖板中心穿一段红布线条，这是为了方便下次测量的时候容易的找出沉降点位。

当路基面填至需要埋设沉降板标高以上
30cm时，利用全站仪放出沉降板埋设的位置，在埋设的地方挖土坑，深度为35cm，然后再铺上5cm左右的砂垫层，注意层面要水平，将沉降板水平放在砂垫层上，然后套上第一节外保护管，然后回填土，用小型夯机夯实。

夯实后要求内、外管均垂直水平面，保持是直的不歪斜，并且内外管之问的间隙要均匀。

到最后再用水准仪测出内沉降管的标高，以此作为该沉降管的初始读数。

内外管要根据填土高度用管箍接长，使管口始终保持高于填土地面。

上下两节管要接触紧密(用管钳拧紧)，为了避免内管下沉时卡在外管上，并防止沉降管被偷盗。

接管前后要用水准仪测一次内管标高，以达到所接管实际长度。

每层填土前，应先用小车推土将沉降板周围填高，防止大型机械撞到沉降管。

沉降管周围填土要求用小型夯机夯实，以免被压路机撞坏。

万一不幸撞外，要及时卸下被撞坏的沉降管，接上新的沉降管，并立即测出标高。

每段接管应套上一段塑料圆管，圆管的高度略高于接管顶面，圆管的直径略大于水准尺的宽度。

套管顶面盖上一个圆盖板，盖板中心穿一段红布线条，以便下次测量找出沉降点位。

这也是为了不使填压的土质嵌入空心螺纹管内。

4、位移桩的设置
位移桩从路堤坡脚起，在垂直于路中心线方向两侧各布设2个位移桩，用经纬仪定线方法使4个桩在一条直线上，最后用小钉在木桩上标定桩位。

位移桩长度为100～200cm，断面为10×10cm的木方桩打入地基内。

桩的人土深度是随土基软硬程度不同而异，以不被踩动为原则。

5、路基面观测桩的设置
级配碎石填筑完成以后，在标明的位置埋设路基面观测桩，桩用砖围砌，以防机械压坏。

桩的长度为100～200cm，断面为10×10cm的木方桩(中部钉入φ8的圆钢作为观测点)。

6、位移、沉降量的测量
1)沉降控制测量。

参照执行GB 12897―91《国家一、二等水准测量规范》二等技术要求的精度。

沉降观测板的每段接管的顶面应有相邻两期的观测标高。

观测时，第一段接管埋好后，随即测量管顶标高，作为第一期观测值。

等到填筑了一层土后，首先在原顶管面处标高进行观测，作为第二期观测值。

随即接上第二段接管，观测管顶标高。

这样，循序逐节升高，计算出每期观测的沉降量。

级配碎石填筑完成埋设路基面观测桩，开始3个月按照每5天1次的观测频率测量桩顶(圆钢)标高，三个月后每15天1次观测一次，直至沉降稳定方可停止观测工作。

根据计算对应位置的沉降量是以相邻两次观测的标高差值为依据的。

工后沉降的观测次数应不少于l2次，持续时间不少于180天。

(表一笔者参加江门滨江大道项目路基沉降观测及变形观测部分数据)
2)位移控制测量。

参照执行GB／T 1 83 14―2001《全球定位系统(GPS)测量规范》B、C级技术要求和JGJ/T 8-97《建筑变形测量规程》二级技
术要求。

为了观测水平位移，可在位移桩的延长线上设置二个固定桩A、B。

每次观测时，安置经纬仪于A点，后视B点，倒转望远镜观测2个桩是否在一直线上，否则量出偏出直线的垂距(即横向位移)。

用钢尺丈量固定点A 到各位移的距离，两期观测的距离差为纵向位移。

钢尺丈量时要记上气温，以便进行温度改正。

用水准仪测量位移桩的垂直位移，用首次观测的标高减去第1次观测的标高即为垂直位移。

规定“正”号为下沉；“负”号为上升，假设上升到一定量级，则表示地基有破坏的趋向，应及时上报，以便采取措施。

7、结语
目前的高速公路车流量大、行车密度和速度高，需要提供一个高平顺性和稳定性的下基础，而路基作为高速公路的基础，必须具有以下几个特点：强度高、刚性大、稳定性和耐久性好。

而沿海地区大面积软基路段路基沉降观测及变形观测将是施工的核心所在，改变过去传统对路基工程主要是强度上要满足要求，对变形沉降的严格控制才能更好地为高速公路施工创造先决条件。