1、1大广北高速公路软基沉降监测分析摘要：文中针对大广北高速公路工程软基情况，分析了典型断面软基的表面沉降、分层沉降和侧向水平位移等监控观测结果，以为确保软基路段施工期的安全稳定、有效控制工后沉降及保证工程质量提供科学依据。 关键词：公路；软基；沉降；位移；施工质量 Abstract: this paper big wide north highway of soft foundation engineering, analyses the typical section of the surface settlement of soft foundation, lamination settle
2、ment and lateral displacement monitoring observations and level, thought to ensure the safety of the sections of soft foundation during the stable and effective control post-construction settlement and ensuring the quality of projects to provide the scientific basis. Keywords: highway; Soft foundati
3、on; Settlement; Displacement; Construction quality 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 引言: 软土因其特性，在其上修建路基，路基填筑期易产生路基坍2塌、桥桩位移，固结时间较长，易产生较大的工后沉降，从而产生桥头跳车、路面裂缝等病害。沉降监测质量直接影响到工程的质量。大广北建设单位对此十分重视，采用专业监测队伍进行沉降监测，笔者通过该地区几条高速公路沉降监测实践，对影响沉降监测质量的几个问题如水准点设置、监测精度、监测频率、几个问题谈谈自己的看法，以供参考。1.软基路段施工准则 经软基监测，确定了路堤沉降控制标准为路堤中心线表面沉
4、降速率不大于 1O15 mmd；路堤稳 定控制标准为坡脚水平位移速率不大于 5 mmd，并提出了保证路基稳定性的方法和软基路段超载预 压时间按孔压固结度95控制。同时，确定了卸载标准为连续 3 个月沉降速率5 ram月。对部分 软基深厚、沉降速率较大、排水不畅的路段，在固结度没有达到设计要求、不能在工期要求的时间内卸载的情况下，进行再超载，将超载高度增加到 236m。同时，采用过程化(渐进)设计的理念处理路基施工期沉降及工后沉降的预测工作，对部分受工期要求必须提前卸载的软基路段，用实测路基施工期沉降来修正后期设计沉降进行预留抛高设计。广佛高速扩建工程软基路段根据上述要求进行现场施工质量监控，自
5、 2009 年 11 月底通车 1 年半时间以来，软基路段路基未出现明显沉降，至今性能优良，表明软基监控取得良好的应用效果。 2. 软基监测 为了更全面、准确地掌握软基在施工过程中的变化动态，根据大广北高速扩建工程软基段淤泥层厚度、路堤填土高度、软基处理方式等情3况，对典型断面进行表面沉降、分层沉降、水平位移等现场观测 21 表面沉降观测 通过表面沉降监测和理论分析，控制全线的填土速率，达到安全、快捷填筑的目的；提供沉降土方 与中心沉降量的关系，为全线施工土方的工程计量提供依据；通过对软基沉降的观测和最终沉降的计 算，掌握软基路段的地基固结和沉降情况，以便采取最佳措施减少工后沉降。 沉降板由底
6、板、金属测杆、保护套管组成。底板埋设于路堤底面位置，金属测杆和保护套管随填土 高度的增加而逐步接高。通过水准仪测量金属测杆标高以确定沉降量。 K9+328 处软基厚度全线最大，达 32 m，采用袋装砂井+预压处理，路堤填土 6 m。该路段的路堤填筑安全要求较高，须防止路基失稳。同时，由于软基厚度大，沉降土方的工程量亦大，关系到工程量的确定和客观的工程总价，因此，选取该断面进行重点观测。2.2 分层沉降观测 分层沉降观测是通过分层沉降装置观测地基深部不同位置的沉降量，计算各土层的压缩变形量，以 了解沉降的组成以及地基土变形特性和地基处理效果。分层沉降观测装置主要由磁环和套管组成，一 般埋设于软土
7、深厚的路段，并埋设在路基主要压缩土层，磁环间距一般在 12 m。KIO+300 处路段的地质比较复杂，不同性状的土层分为 5 层，含水量和孔隙比相差较大，其各土层特性反映全线的软土特性，可通过该断面的分层沉降分析，获得全线的不同类型软土的沉降特性。 3.水准点设置 43.1 地面水准点 填筑期路基外地面水准点密度应满足沉降监测断面的要求，一般纵向每 200 m 1 个，以便 1 个3 个测站视距不超过 80 m 即可完成测点的监测(填筑初期 1 站，填筑末期和预压期 2 站3 站，测站过多可产生更多的误差)，可有效提高监测精度。水准点应设在土质坚硬便于长期保存和使用的地点，可用 20mm，长
8、150cm 的钢筋(钢筋不宜太短，不宜用木桩)，钢筋顶端打磨成凸状，在不受干扰的地点打入土中。将钢筋出露2cm3cm，然后在钢筋四周开挖大小 50 cm50 cm 深 50 cm 的土坑，浇筑混凝土，浇筑混凝土上刻水准点编号 BM ，浇筑混凝土凝固后用红油漆描红。 3.2 桥上水准点 结构层施工期，为了减少转点传递对监测标高产生的误差，适时将地面水准点转移为桥上水准点。桥上水准点设置在桥梁两端有灌注桩的桥背耳墙顶上，最后转设右侧护轮坎上。中桥桥梁以上两侧桥头分别设置，小桥可只设一侧。护轮坎水准点在护轮坎施工时预埋巾 12 以上的钢筋，钢筋头露出 5 mm10 mm，埋设位置在竖直方向应注意避让
9、护栏板，以便于立尺。另外，监测人员根据现场需要可在跨线桥或人行天桥的桥墩上用射钉枪设置水准点。如密度还不能满足沉降监测要求时，应保留质量好且便于长期使用的地面水准点。由于通道、箱涵等构筑物自身将发生沉降，因此为了确保沉降监测精度，不能在通道、箱涵等构筑物上设置水准点。 4.监测精度 54.1 沉降增量的监测精度指标 为了确保沉降稳定动态控制顺利进行，沉降监测的精度必须能够真实反映路基沉降速率。因目前管桩等桩摹广泛使用，填筑期沉降速率亦可能较小，在预压末期、路面施工期和运行期，沉降速率小于 5mm月，沉降增量中误差 mds 出应取 15 mm05 mm 才有意义，建议统一采用二等水准进行监测。二
10、等水准的理论精度列于表 l。监测中要特别注意水准尺上圆气泡居中时的垂直度，严禁用塔尺监测。转点必须使用尺挚，禁止用砖石代替尺垫。 4.2 累计沉降量的监测精度指标 沉降监测点初设或接管后监测所得高程为初读数，累计沉降量为历次初读数间隔时间内的沉降增量之和。假设每次采用相同的监测方法，沉降增量中误差 mds，则经过 N 次初读数后累计沉降量的中误差 mds；为：。可见，累计沉降量的监测精度随着初读数的次数增多而降低。据统计，高速公路平均路基高度约 30m35m，整个施工监测期内监测点初设、接管、重设等共 15 次左右，估计 ms=4.0mds，实测累计沉降量的监测中误差约为 8 mm。 4.3
11、测量仪器设备 监测仪器应定期检验和校正。建议采用徕卡 NA2+GPM3 和徕卡DNA03(I)NAl0)中文数字水准仪，以提高监测速度及精度。在交通繁忙的高速公路上，由于车辆来往振动影响极大，电子水准仪一次读数只需 3 6s 时间，高速监测对扰动读数影响很小。 二等水准配用条划铟钢尺，电子水准仪配用编码水准尺。监测的主要目的是获得精确的沉降增量。在同一个监测周期内，监测点的沉降增鲢就是其高程的变化量，如果监测点高程测量误差的影响因素相同或相近，则所得到的沉降增馈在高程减法运算时可消除部分误差，提高精度。仪器、操作和外界环境是误差的 3 个来源，为了确保沉降监测的精度，消除监测中系统误差，每次监
12、测应尽量做到监测条件相同。具体有 5 个固定原则：即后视尺固定；测站位置固定；转点固定；仪器设备固定；监测人员固定。其中关键是监测人员、仪器及水准尺固定。 5.监测频率 高速公路沉降监测分典型断面沉降监测和一般断面监测，典型断面监测频率规范本文不表述，这里丰要谈一般断面监测频率。沉降监测的频率应能反映出路摹荷载和沉降变化的过程，通常需根据具体情况确定，比如沉降世的大小、加载速率以及实施动态控制的要求等。结合实践经验，沉降监测的频率可按以下方式进行初步设计：1)路基填筑期，每旬监测一次，按薄层轮加法，一个月最多填筑 4 层，基本是 3 层4 层 3 次；2)预压期至路面施工前每月监测 2 次；3
13、)路面施工期每铺筑 l 层监测 1次，且每月至少监测 1 次；4)在填筑施工和加载期问必须监控塑料排水板处理路基日沉降速率小于 15 mmd，其他桩管处理的桩基日沉降速率小于 10 mmd，以确保路基稳定性，如接近 15 哪d 或 10 mmd，应加密监测，及时根据监测结果采取处理对策。须指出，一般断面的监测频率超过上述标准是难以做到的。 7结束语：高速公路设计是城市交通建设的一项重要内容，它直接关系高速公路建设的成败。本文从高速公路软基沉降监测的角度出发，结合工程实践经验，对对软基沉降监测高注意的几点进行了探讨并提出了自己的看法和建议，所以高速公路建设者们只要能努力提高专业水准和审美水平，就能做到精益求精，创造出更多精品工程。 【参考文献】： 【1】罗志强，边坡工程监测技术分析，公路，20025 【2】刘尧军等，路基沉降监测方法应用研究，公路交通科技，20041 【3】祝龙根等编著，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，200204
