淺談高速公路施工路基沉降觀測及評價研究

裴亞強

摘 要：高速公路路基沉降的觀測和評定十分關鍵。文章結合多年高速公路路基沉降的工程經驗，結合路基沉降的特點，對觀測和評價做了系統的闡述和分析，以期能夠為行業發展有所貢獻。

關鍵詞：高速公路施工；觀測與評價；路基沉降；研究

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0128-02

我國經濟正處于高速發展之中，高速公路在這些年也正處于建設的高峰時期。而由于對于高速公路的修建有其特殊性，受到地形環境和地質情況的影響較大，因此在高速公路的施工過程中要嚴密監控地質變化，特別是對于高速公路路基沉降的觀測和評定尤為關鍵。高速公路沿線往往存在大量情況各異的地形變化，如果沿線包括有風化剝蝕較強烈的丘陵地貌時，那么其地形構造則會受到構造和巖性的顯著影響，那么高速公路在修建過程中會產生大量半填半挖路基、高填路基和陡（斜）坡路基。由于地質情況的復雜，存在大量發育的褶皺構造和斷層，因此也會有部分高速公路在遇到此類地質時會存在軟質地基和巖溶等不利于工程施工的施工路段。正是如此，在高速公路路基的修建過程中，不排除會有不均勻沉降、局部塌方以及變形等風險因素的發生。

對于高速公路施工而言，為了保證其修建質量能夠滿足要求，必須要對工程施工過程中不同地質情況下的路基沉降予以重視，進行針對不同支撐情況下的高速公路路基沉降和穩定性進行實時動態分析和觀測，進而對當前工程施工情況進行合理評價，為施工進行提供必要的技術指導。筆者結合多年高速公路路基沉降的工程經驗，結合路基沉降的特點，對觀測和評價做了系統的闡述和分析，以期能夠為行業發展有所貢獻。

1 高速公路施工路基沉降觀測及評價研究

1.1 高速公路施工路基沉降觀測

路基沉降的觀測工作在目前高速公路建設施工中主要包含有兩個方面：重點斷面沉降觀測和普通沉降觀測。為了方便對地基沉降情況進行管理，因此有必要進行重點斷面沉降及穩定觀測，主要方式是通過測定所需數據進而對地基填土速率進行合理調配；施工人員在掌控到重點斷面沉降以及穩定數據之后，據此判斷路基中可能存在的地質結構和穩定性，能夠進一步提高高速公路路基的安全和穩定狀況；檢測技術人員可以通過掌握路基結構狀況、路面預壓以及卸載時間和施工作業時間來實現對運營期間路基存在的橫向以及縱向的不均勻沉降，最終掌握路基發生不均勻沉降的規模、發生原因和發展機理；據此可以對施工過程中采用的處理和應對措施、施工工藝所產生的效果進行評價；據此驗證路基設計是否符合現場實際情況；更加觀測信息可以指定施工過程中的控制標注，用以對高速公路的設計和施工進行指導和幫助。

對于普通沉降及穩定觀測也有其存在的必要，其主要目的包括如下：正確控制路堤施工填筑速率，指導現場施工，提供施工期間的沉降土方計量依據，對結構物及路面施工時間和預壓卸載時間進行科學、合理制定，并進行信息化施工；及時發現施工過程中的危險源，并且分析其產生的原因，及時采取方式進行應對，盡最大可能性避免由此產生的環境和工程事故，控制和保證高速公路工程質量，確保路堤施工中的安全和穩定。

1.2 高速公路施工中路基沉降觀測點確定

1.2.1 高速公路施工中路基沉降觀測點布設原則

路基沉降的觀測點選擇在高速公路施工中應當設置在切實需要觀測的位置處，一方面位置的選擇應當嚴格按照設計要求，另外一方面也要針對現場實際情況，在對施工地質情況、地形條件進行充分掌握之后進行決策。考慮到觀測效果，通常設置沉降觀測點在一個斷面上時更加利于觀測，可以在統一觀測頻率、統一觀測，對于后期數據的統計分析也有幫助。按照相關規范和標準規定，針對軟土路基，觀測沉降點應當每隔200 m設置一個，至少設3個觀測斷面對于橋頭引道路段；對于路基沉降元件的埋設位置通常會選擇道路中心、橋頭引道坡腳測點和增設路肩、高路堤（填土高10 m）。地基條件如果是比較好的工程地質情況，則在其填筑過程中會受到施工質量標準和自身壓實度標準的控制，觀測點可每隔250 m設置，當路堤高度大于10 m時，當路基填土的高度大于5 m時則應當在靠近橋頭及涵洞的位置按照25 m進行合理布置。

為了保證觀測結果的可靠性和全面性，除了要對路基水平位移和地面沉降進行觀測以外，還要觀測另外的一些項目：動應力和基層豎向靜、分層沉降、孔隙水壓力、深層土體水平位移、地基豎向靜、路堤填筑體分層沉降全斷面觀測、動應力等。必須要在公路工程已經得到的資料基礎之上，進行路基穩定和沉降規律的綜合分析，因此必須要進行原位測試和原狀土取樣。

1.2.2 高速公路施工路基沉降觀測點布置方法

觀測地表沉降的沉降板、觀測全斷面整體沉降的剖面沉降儀和觀測土體內不同層次沉降量的分層沉降標三者共同組成高速公路施工中路基沉降觀測系統。為了確保沉降觀測數據的可靠性，必須要埋設兩組以上的沉降板在結構物（橋梁、箱涵、通道等）的兩端，沉降板則通常由底面鋼板和鋼管共同構成。對于底部鋼管的構造而言，采用互成120?的撐腳三角板將其與沉降板中心進行焊接，用管箍對節管進行連接，對于節管，可以采用護管帽對其頂部進行覆蓋。在實際埋置過程中，施工技術人員則將其根據設計樁號埋設入鋪好的砂墊層上。在進行現場操作時，應當保證管頂比原壓實面底5～8 cm，當在第一層壓實面上挖土坑（深20～30 cm）之后，并且應當立即對底板到管頂高差進行測量，然后進行填土、夯實到管頂標高，然后對管頂標高（初讀數）進行測量，在管頂位置接上第二節鋼管，當第二層土施工完畢后，然后依次連接鋼管直到測量管到達路基頂面。

①布設分層沉降觀測點。對于分層沉降地點的選擇往往都是布置在道路中心，在一個斷面上往往都是按照垂線方向或者分層進行布設，每一個斷面通常埋設1～2根。對于埋設的深度以及點數，除了按照相應的規范以及標準之外，還必須要根據路基所處地層的分層情況具體安排，根據以往工程經驗都是在每層布置一點，而布置的最淺埋深應當在基礎底面下50 cm處，布置的最深埋深位置應當布置在壓縮性低的礫石或巖石層上，或者大于壓縮層理論厚度處。

②布設穩定性觀測點。對于路基水平位移觀測斷面的布置，首先要保證其相吻合與沉降觀測斷面，觀測土體內部水平位移的測斜管和觀測地表變形的邊樁共同組成觀測系統，觀測斷面應當布置在與路線垂直的軸線上。從路堤坡腳起進行位移樁的布設，用經緯儀定線方法在垂直于路中心線方向布置邊樁，通常每隔2～3 m布設3～4個邊樁，布置完成之后應當對其進行標定樁位用小釘。邊樁一般都在結構物兩端進行布設，主要集中在填土高度較大的路基地段，樁頂露出地面的高度不應大于10 cm，埋置深度以地表以下不小1.2 m為宜。對于測斜管的埋設，必須要保證采用鉆機導孔的時候能夠保證垂直，并且其誤差率不能超過1.5%。采用注漿的方法回填孔壁，當埋管與觀測時間間隔較短或者測斜孔較深時；可采用細砂回填和自然塌落消除孔壁空隙，當埋管與觀測時間間隔較長時（大于兩個月）或者測斜孔較淺時。

③布設路堤填筑全斷面觀測點。現在工程中使用較多的全斷面觀測儀主要有三種：振弦式、水壓式和水平測斜儀。在預計埋設沉降管的位置上進行路堤沉降測試時，應當在挖槽之前保證其已經被壓實，埋設方法與測試地基相同，并且保證沉降管的尺寸略小于槽的尺寸。為了防止土粒進入，在沉降管埋設好以后，要設置保護措施在沉降管兩端，通常使用有蓋板的鹼池，并且應當根據工程現場的實際情況確定池的尺寸，其原則主要有兩條是：首先可以防止和避免被盜竊，其次應當可以保證導線、水管和探討能夠自如通過。

④布設孔隙水壓力測點。觀測土體孔隙水壓力變化主要是通過在地基土體內部埋設孔隙水壓力計來實現，通過這種方式可以有效了解地基的固結狀態，并且根據土體固結狀況科學合理的進行地基處理。

2 結 語

當今科技日新月異，在我國的高速公路工程的建設過程中，也出現了很多新技術和新設備，為了保證高速公路建設過程中的安全和質量，必須要與時俱進，切實提高自身素養，特別是對于高速公路路基沉降觀測和評價，由于其特殊性和重要性，各個企業和部門都應當給與相應的重視，不斷提高路基沉降觀測和評價的科學性和準確性，為保證高速公路修建質量和安全做出貢獻。

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