西康二线软土路基沉降观测技术

西康二线软土路基沉降观测技术
摘要：文章结合西康二线路基工程施工，依据软土路基处治的原理，介绍了在软土路基施工过程中，通过合理布设测设原件，对软土路基进行全面沉降观测和数据分析，及时调整填土速度和处理方法，确保软土路基和路堤施工的安全稳定。

关键词：软土路基；沉降观测；路基稳定
中图分类号：u213.1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）16-0122-02
0 引言
西康铁路是中国华北、西北地区进渝入川、连接大西南的新通道。

西康二线属铁道部“八纵八横”路网规划中包头至柳州信道的组成部分。

改建铁路西安至安康增建二线，沿线普遍土质很差。

安康东编组站处于软土地区，本路段经过沟洼地段，沟内覆盖高或低液限粘土、粉土，厚4～15m，土体容重为1.8～2.1g/cm?，含水量为30～50%，液限为40～60%，塑限为16.94～30%，ps值小于1.5mpa，粘聚力c为8.8～20kpa，快剪内摩擦角？准为2.4°～9°竖向固结系数为0.00031～0.00086cm?/s，孔隙比为0.8～1.29。

由于孔隙比大、透水性小和含水量多，加上压缩性强，低剪切强度，工后要经过很长一段时间的稳定，这势必会严重影响工程进度。

1 软土路基处治的原理及特点
软土是淤泥和淤泥质土的总称。

主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。

软土具有
天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点，在软土路堤填筑施工过程中，为保证路基的稳定性，减小路基工后沉降量，就必须加强软土路基施工的观测与控制。

西康二线安康东段路基所在的地区软土强度低，粘聚力差，标准贯入击数n都在5以下。

该软土地基渗透系数<10 -5mm/s，渗透能力差，往往需要几年的实践才能固结，十米厚的软土层一般需要五到十年才能达到良好的固结程度；该地段软土路基流动性和灵敏度较强，外力的扰动很容易破坏其絮状结构，从而降低土体强度；受荷载的影响，因缓慢剪切变形抗剪强度持续衰减，在主固结沉降完毕后仍有继续次固结沉降的可能。

为了在施工中调整填土速率、预测沉降趋势、提供施工期间沉降土方量的计算依据。

同时也为了检测地表水平位移及隆起情况、掌握分层位移量、推定土体剪切破坏位置，确保软基和路堤施工的安全稳定，在路基工程施工过程中应采用相应的沉降观测技术。

2 软土路基地段的沉降观测
2.1 断面及点的设置原则路基面和地基的沉降情况的观测是路基沉降观测的主要内容。

依据各类地基的特点和各个结构部位合理设置沉降变形观测断面；严格按设计要求设置监测点，同时还需根据地质、变形情况作适当调整。

为了对所有监测点进行集中监测，应该在同一横断面上布设监测点，定期监测，每次施测后综合分析
监测数据。

通常情况下，路基面观测断面沿线路方向的间距<50米；如果路堑的地基平稳、路堤高度小于5米，间距可延长至100米；有的路段地形、地质状况变化很大，可加密观测断面。

测点及测斜管、沉降盘的埋设位置符合设计要求，埋设稳定（见图1）。

观测期间对观测点采取有效的保护措施，以免施工机械相互碰撞、人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。

2.2 观测断面及点的设置、元件布设
2.2.1 观测元件的埋设要求根据地质、地形、地基压缩层厚度、路堤高度、地基处理方案、沉降观测方法和进度计划等设计观测断面和观测内容，具体内容参见表1和表2。

2.2.2 挖方高边坡根据施工图横断面，在边坡坡面上布置平面位移观测点，用全站仪和水准仪定期测量坡面水平方向和铅直向位移；在边坡的典型剖面上（布置有锚杆的断面）布置钻孔测斜仪，量测边坡深部位移、变形及地下水位位置；同时采用钢筋计对锚杆受力状态进行观测。

另外在边坡开挖过程中，由专人记录边坡开挖时的节理、
裂隙等信息。

如果现场的岩质与设计提供的地质资料差别太大，可申请钻孔。

在施工过程中，已做好的上部边坡在原有的基础上要继续做好监控，以免下部边坡施工时对上部边坡造成的影响能及时体现，以利于采取主动的防治措施。

2.2.3 路堤边坡在路堤施工时，必须进行沉降和稳定的观测，须观测地表沉降量、地表水平位移及隆起量、地下土体分层水平位移量。

2.2.
3.1 稳定性观测：
①桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河或邻近凌空面等特殊地段必须设置观测点。

②按照设计要求，在路堤两侧坡脚或坡脚外3～5米处埋设位移观测边桩，并结合稳定性分析，将观测点设置在预测可能的滑裂面和地面的切面位置上，坡脚外1～10米以内布设三、四个位移边桩；同时，必须在同一观测断面的同一横轴线上布设边桩。

③基于设计要求，应该定期将校核基点与工作基点桩校核，且要在校核基点附近设置保护措施。

④地面位移观测仪器要求：测距精度正负5mm，测角精度2秒。

⑤凌空面大、地基不稳定的地段（沿河、临河地段），基于工程质量的考量，可观测对地基土体内部的水平位移情况。

2.2.
3.2 沉降观测：
①通常将沉降板埋设在施工路段的路基中心、路肩及坡趾的基底处观测高程。

②沉降板观测仪器要求：沉降变形的水准测量精度是1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降管的测量精度是8mm/30m；单点沉降计观测精度为测量值的1%，灵敏度为0.01mm。

③标点桩、校核基点桩主要用于水平位移的观测，同时也可以观
测地面沉降情况，埋设在坡趾及以外的标点边桩就可同时对地面沉降情况进行观测。

3 过渡段沉降观测
路基面沉降及不均匀沉降的观测是过渡段沉降观测的重点，沉降观测至少为6个月。

分别在路桥、路涵、路隧过渡段的结构物起点、与结构物起点相距5～10米、15～25米和50米处分别布设一个观测断面，每个观测断面上布设三个观测桩，沿涵洞轴线设路基面观测断面。

路堤与路堑过渡地段的观测断面应布设在分界处，观测桩的数量与上一道工序相同。

沉降观测水准的测量精度至少精确到
1mm，读数取位至0.1mm。

按表3所规定的观测频次一一施测，尤其要在数据异常或外部环境改变时及时施测。

4 测量观测资料整理
观测资料应齐全、详细、规范，符合设计及细则要求。

结束当天的观测任务后及时将测量数据录入计算机，与自动采集测试数据一样留出备份；同时要及时在沉降观测管理信息系统中录入沉降观测信息，确保实时监控相关单位的施测过程。

观测时如发现异常情况，要及时向上级管理部门报备，并采取措施及时处理。

在路基面观测第三个月末和六个月末及轨道铺设前以书面和电
子文件将每个断面（点）的路基面、地基面沉降观测资料、沉降观测结果分析报送评估单位。

5 小结
软土地基具有极大的危害性，施工过程中如果不处理或处理不当，就保证不了施工质量，就会造成地基失稳。

在路基填筑过程中，对路基地基变形观测，每7天就将观测数据以数据库电子文件形式及时报给分析评估单位，以便进
行工程中的沉降发展情况分析，并提出合理化的施工方案。

参考文献：
[1]铁道第四勘察设计院.铁道部（软土地基路桥设计参数试验项目）昆山试验工点软土地基工程特性研究报告[r].武汉：铁道第四勘察设计院，2004.
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[3]孙红林，李丹.京沪高速铁路路基工程主要技术标准研究[j].铁道建筑，2009，（7）：5-10.。