沉降觀測在高路堤施工中的應用-發(fā)表論文
沉降觀測在高路堤施工中的應用
蘇慶峰1郭 潔2
摘要：本文通過河南省京珠加寬安新No.10標，沉降觀測在高路堤填筑過程中的運用，論述了如何通過沉降觀測來加強對高陡路堤填筑的質量控制，減少路基沉降對后期路面施工造成的不利影響。
關鍵字：高速公路 拼接 位移 沉降觀測 填筑速率 沉降速率
1、前言
修建高等級公路在高填方路段進行路基填筑，多年來一直是公路建設的一個重大技術難題，特別是加寬路段，由于計算理論，數(shù)學模式不同，各地土質的差異以及勘探手段、施工工藝、工期、標準、筑路材料、地質環(huán)境等各種問題的差別，使路堤填土問題顯得更為復雜和突出。多年的公路建設表明：高路堤填筑是公路建設問題集中地段，也是影響工期、造價的重要因素。近年來我國對沿海地區(qū)軟土地基上修建公路的研究較多，但對高路堤下、河灘漫流相軟土的變形規(guī)律研究較少，我們通過河南省京珠加寬安新No.10標高路堤填筑的穩(wěn)定和沉降觀測研究，可以驗證地基處理方案，確保施工速度和質量；同時也為高速公路在內(nèi)陸和山嶺重丘區(qū)的修建積累經(jīng)驗。
2、高路堤填筑的路基處理
京珠加寬安新No.10標位于河南省北部，位于鶴壁市淇縣城郊鄉(xiāng)。高路堤主要分布在跨河流和互通區(qū)，新老路拼接前首先做好原地面的填前碾壓，一般路段在清表20~30cm后進行沖擊碾壓，確保路基壓實度�？紤]到原路基邊坡采用草灌防護，灌木根莖發(fā)達，扎入土層較深，因此考慮到原路基邊坡按50cm厚進行削坡，清除植物根系后開挖臺階，為盡量將坡腳為軟弱土層挖除又盡量保持原路基的穩(wěn)定，除基底第一層臺階高度按1.2m控制以外，其上臺階高度均為80cm ,其上臺階高度均為80cm，均滿足臺階寬不小于1m的規(guī)范要求。臺階面向內(nèi)傾斜4%，為縮減新老路基差異沉降，防止縱向裂縫的產(chǎn)生，在填方路段采用合適的路基處理方式。地表水比較豐富，加上填土高度高，其中最高處達到12米之多，因此對地基的處理顯得非常重要。
我們在施工中根據(jù)不同的地形、地質條件，將高路堤填筑劃分為兩類：一般路段高路堤和陡坡路段；據(jù)此采用不同的處理措施。一般路段高路堤：我們根據(jù)不同的分級及周圍地質地貌采用不同的
路堤填料和不同的坡率進行填筑，同時對邊坡進行防護。對填土高度達到8米以上的高填方路段，提高路基壓實標準，地表基底壓實度≥93%，上、下路堤壓實度≥95%。同時在路基底部鋪兩層（層間距80cm）高強土工格室，再在路床、上路堤鋪設兩層土工格柵（間隔60cm）。高強土工格室敷設層填料應采用顆粒松散的沙粒狀土，均勻鋪灑后再進行路堤壓實。對有收坡角要求路段的高填方路段主要采用擋墻來進行加固處置。
陡坡路堤：當?shù)孛婵v坡大于1：2.5時，為陡坡路段，應將原地面挖成不小于2.0米的臺階，挖成4%向內(nèi)傾斜坡度，并進行穩(wěn)定性計算，確定加固處理措施。主要有兩大措施，一是改善基底條件采用土工材料加固處理，二是設置支擋結構物漿砌擋墻，當路基填土大于8米時，在路基底部鋪兩層（層間距80cm）高強土工格室，再在其上面鋪設兩層土工格柵（間隔60cm）高強土工格室敷設層填料應采用顆粒松散的沙粒狀土，均勻鋪灑后再進行路堤壓實。
在高填方路段為提高地基承載力、加快路基沉降，減少施工后沉降量，我項目部采用了沖擊碾壓施工工藝，每填高兩米沖擊碾壓一次，每次15遍。
3、沉降觀測的設置
高路堤填筑最突出的問題是路堤的穩(wěn)定和沉降�！豆奋浲恋鼗返淘O計與施工技術規(guī)范》（JTJ 017---96，以下簡稱規(guī)范）規(guī)定（7.6.1）：高速公路、一級公路及二級公路工程在路堤施工中必須進行沉降和穩(wěn)定的動態(tài)觀測。穩(wěn)定觀測主要是指施工過程中對超過極限高度的路堤壩進行側向位移觀測；沉降觀測是指在鋪筑路面以前的施工過程中對路堤壩的垂直變形進行觀測。這一方面可保持路堤在施工中的安全和穩(wěn)定，另一方面能正確預測施工后沉降，使施工后沉降控制在實際的允許范圍之內(nèi)。
為了更好的觀測沉降在路基施工過程中的影響，我們對此高填方地段進行了長期的連續(xù)觀測，獲得了大量數(shù)據(jù)，沉降觀測具體應用分析如下：
觀測儀器及其埋設情況：
按照《規(guī)范》規(guī)定，主要觀測儀器有：
儀器名稱 觀測項目 觀測目的
沉降板
地表沉降量 用于沉降觀測。根據(jù)測定數(shù)據(jù)調(diào)整填土速率，預測沉降趨勢，確定預壓時間和結構物及路面施工時間；提供施工期間沉降土方量的計算依據(jù)。
位移樁 地下土層分層
水平位移量 用于穩(wěn)定觀測與研究。用作掌握分層位移量,推定土體剪切破壞的位置。
沉降板的埋設方法：
（1）、在埋設點地面挖一500*500*200mm左右的土坑，坑內(nèi)用厚30-50mm黃砂墊平壓實。
（2）、將沉降板平放在坑內(nèi)，四周用黃砂填士并用水準校正水平，再回填土整平壓實。
（3）、填料時，應先在沉降板周圍填料壓實，以保護沉降板，護通管埋設與離底板30cm處。
（4）、沉降板、測桿連接4米高度，傾斜度不大于1度。
位移樁的埋設方法：
（1）、位移樁的埋置深度以地表不小于120cm為宜，樁頂露出地面的高度不應大于10cm。
（2）、埋設方法可采用打入或者開挖埋入，要求樁周圍回填密實，樁周上部40cm用混凝土澆筑固定，確保位移樁埋置固定。而且
4、觀測結果及分析：
（1）、水平位移
水平位移是控制填筑速率的主要因素。水平位移速率過大，有可能會引起地基產(chǎn)生較大變形而失穩(wěn)，同時也會引起較大的附加沉降。因此，在施工過程中應該嚴格控制填土速率�！豆仿坊┕ぜ夹g規(guī)范》JTJ033-95規(guī)定：水平位移速率不大于0.5cm／晝夜。濟邵高速第九合同段在高路堤施工中，由于采取的土工材料對地基進行了處理，再加上其它各種因素導致的路基填土速度較慢，所以地基土體有充足的時間固結，水平位移發(fā)展緩慢。保證了在整個路基的施工過程中，水平位移都在規(guī)范控制范圍內(nèi)，無地基失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。
（2）、垂直位移
垂直位移是地基的壓縮變形，包括地基的瞬時沉降、固結沉降和次固結變形。路堤填筑期間的垂直位移主要包括地基的瞬時沉降和固結沉降，由沉降板觀測。飽和軟粘土的壓縮變形，主要是因為孔隙水的排出造成的，即固結過程。垂直位移反映著地基的超靜孔隙水壓力的消散情況，即地基的固結程度。沉降觀測為控制填土速率，預估總沉降量及工后沉降提供重要資料，并根據(jù)觀測結果對路堤填土速率等做出必要調(diào)整。
《公路路基施工技術規(guī)范》JTJ033-95規(guī)定：路堤中心線地面沉降速率每晝夜不大于1.5cm,坡腳水平位移速率每晝夜不大于0.5cm。觀測結果應結合沉降和位移發(fā)展趨勢進行綜合分析。其填筑速率，應以水平位移控制為主，如超過此限應立即停止填筑。我們在路基施工過程中先采用土工合成材料對路基基底進行處理，而且在填筑過程中采用了沖擊碾壓施工工藝，所以地基沉降基本穩(wěn)定，在整個施工期間沉降速率一直都較小�？刂圃谝�(guī)范的允許范圍之內(nèi)。
5．結束語
盡管我們對基地采用了土工合成材料進行了處理，并采用了沖擊碾壓施工工藝。但是畢竟是高填方，地基的固結、穩(wěn)定需要一個過程，而且施工期結束后還要發(fā)生蠕變，產(chǎn)生次固結沉降。 因此在高填方路基施工時，應依據(jù)規(guī)范控制施工速度，并嚴密及時地進行穩(wěn)定、沉降觀測，一旦出現(xiàn)異常情況，應減緩施工進度，防止路基破壞。
參考文獻
1．《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》(JTJ．017—96)
2．《公路路基施工技術規(guī)范》 (JTJ．033—95)
3．《地基處理手冊》編寫委員會，地基處理手冊。中國建筑階段工業(yè)出版社， 1988
