高速公路營運期地基沉降觀測方法

陸偉平

（江蘇滬蘇浙高速公路有限公司 215214）

高速公路營運期地基沉降觀測方法

陸偉平

（江蘇滬蘇浙高速公路有限公司 215214）

地基在營運期發(fā)生沉降，直接影響到行車舒適性和行車安全性；要制定行之有效的沉降處治方案，就有必要對地基沉降進行長期觀測，直至沉降段地基穩(wěn)定為止。

地基沉降；工后沉降；沉降觀測

高速公路對地基的要求極高，對工后沉降、不均勻沉降及路面平整度在各方面均有極嚴格的要求。地基發(fā)生沉降極易造成構造物與路堤銜接處產(chǎn)生差異沉降，引起跳車和路面的破損，達不到應有的舒適性，因此，在高速公路營運后，繼續(xù)對地基沉降進行觀測是非常必要的，它直接關系到養(yǎng)護維修方案訂立的準確性，并對高速公路的社會形象產(chǎn)生重大影響。

1 沉降觀測方法

1.1 觀測內容、觀測斷面及觀測點的布設

沉降觀測應按相關規(guī)范規(guī)定的要求進行。在進場之前，首先應該根據(jù)高速公路現(xiàn)場環(huán)境，結合以往運營期高速公路沉降觀測的經(jīng)驗，充分了解沿線地形地質條件、地基處理方法，結合路基高度變化、構造物布置等實際情況，熟悉施工圖設計文件的測點布置，必要時進行優(yōu)化。

1.2 沉降觀測斷面的布設

營運階段的沉降觀測點布設原則既不同于施工期的沉降觀測，也不同于營運初期的沉降觀測。營運階段的沉降觀測主要根據(jù)前期沉降觀測的結果，選取沉降稍大和尚未穩(wěn)定的段落，以及近期路面積水等路段進行。

營運階段的沉降觀測點布設原則如下：

（1）依據(jù)現(xiàn)場行車舒適度情況，列出《沉降重點觀測段落統(tǒng)計表》，所列出的重點觀測段落皆設置觀測斷面，每個斷面根據(jù)表中列出的具體情況，設置2～3個沉降標?！冻两抵攸c觀測段落統(tǒng)計表》之外的非重點觀測段，每500m在中央隔離帶上設置1個沉降標。

（2）在軟土路段、預壓路段、構造物（橋梁、涵洞/小橋/通道、互通立交）段、橋頭填塘路段視具體情況選取沉降觀測斷面，每個斷面設置左、中、右三個沉降標。

根據(jù)以上原則，布設時可按以上原則予以微調。實際觀測斷面和點位須經(jīng)驗證后，方可進行觀測。應結合各觀測段的工程地質條件和工程特點，制定出沉降觀測斷面和各觀測段的點位數(shù)量。

1.2.1 沉降標埋設

沉降標采用4cm長道釘，鉆孔埋設。沉降觀測的每個斷面根據(jù)上表設置1～3個觀測點，分別設在中央分隔帶和硬路肩上，觀測點具體位置如圖1。

圖1 沉降標埋設位置示意圖

1.2.2 水準點的布設

工后沉降觀測采用橋上水準點。橋上水準點，設在橋中央分隔帶冒梁上部水泥板上，埋入半球形鋼筋頭。轉移時，儀器一般安放在橋中部路肩處，使前、后視距相等，用精密水準儀測定高程。

1.3 觀測儀器及精度

1.3.1 觀測技術指標

為了滿足高速公路運營期沉降觀測二等水準精度的要求，二等水準采采用DS1等級精密水準儀，配用鋼尺。必要時用電子水準儀以提高觀測速度及精度。二等水準采用條劃鋼尺，電子水準尺采用編碼尺。

水準儀必須符合等級水準測量要求。觀測時，前后視距盡量相等，以消除i角的影響。同時，視距不得超過100m；視線高度要求三絲均能讀數(shù)，讀數(shù)取位為1mm，計算取位為0.5mm；視線中要特別注意水準尺的垂直，即復合水準氣泡的居中；水準點與沉降點之間一般直接觀測，最多可轉一次，轉點時必須用尺墊。

1.3.2 觀測儀器

二等水準測量，采用DS1等級精密水準儀，配用鋼尺。

水準儀各部分轉動應靈活、望遠鏡制、微動螺旋作用應可靠、調焦鏡運用及目鏡調節(jié)不能有明顯的晃動現(xiàn)象。每次觀測前除檢驗圓水準器、十字絲位置正確性、自動安平水準補償器靈敏度等項目外，必須進行i角的檢驗，i角規(guī)定為小于8″。水準測量儀器應采用高精度水準儀。

水準尺必須牢固無損，尺底板不應有松動、尺的中線與尺底成垂直，尺面不能有彎曲。水準尺應進行標尺零點不等差、1m長度和分米長度等項目的檢驗，水準尺必須裝有圓水準器，不符要求不能使用。著重提出：大多數(shù)作業(yè)單位習慣用塔尺進行沉降觀測，這是不能允許的，因為塔尺上沒有圓水準器，尺子的垂直度難以控制，若尺子前、后有傾斜，加上風的影響，則尺子上3～5m處的讀數(shù)可達5～10mm的讀數(shù)誤差影響，這樣就失去了沉降觀測的精度意義。

1.3.3 觀測要求

（1）在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經(jīng)計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3～6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。

（2）在監(jiān)測過程中，要盡量提高觀測精度，消除觀測中的系統(tǒng)誤差，每次觀測應做到“五定”：①沉降觀測依據(jù)的基準點、觀測水準點、沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；②所用儀器、設備要穩(wěn)定；③觀測人員要穩(wěn)定；④觀測時的環(huán)境條件基本一致；⑤觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

（3）將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值，從而確定出沉降量。

（4）觀測中的注意事項：

①嚴格按測量規(guī)范的要求施測。

②前后視觀測最好用同一水平尺。

③各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。

④觀測時要避免陽光直射，且各觀測環(huán)境基本一致。

⑤成像清晰、穩(wěn)定時在讀數(shù)。

⑥隨時觀測、隨時檢核計算，觀測時要一氣呵成。

⑦在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準點的標高是否有變動。

⑧將各次所觀測的沉降情況及時統(tǒng)計匯總，當某路段沉降量超過規(guī)范規(guī)定的范圍時應采取應急措施。

（5）搞好基準水準點、沉降點制作、埋設和保護、定期校正等相關工作。

2 觀測頻率

地基沉降觀測的頻率為：營運期第一年每3個月觀測一次，第二年至第三年每6個月觀測一次，第四年開始可以每年觀測一次。

3 觀測資料的分析方法

沉降觀測的數(shù)據(jù)處理工作也是十分重要的，數(shù)據(jù)處理工作主要包括沉降量計算和沉降規(guī)律分析。高速公路里程很長，沉降觀測點很多，且觀測時間長、觀測資料數(shù)據(jù)量大。如何從海量觀測數(shù)據(jù)中提煉出有價值的信息，并掌握公路營運后的沉降變形規(guī)律，將成為工后沉降觀測能否成功的關鍵。工后沉降數(shù)據(jù)將從以下幾個方面進行分析：

3.1 不同地基處理方法的路段沉降變形規(guī)律分析

通過對地基處理段落以及未處理路段工后實測數(shù)據(jù)的對比分析，了解公路運營后不同地基處理方法段落的沉降變形規(guī)律，進一步驗證地基處理效果和沉降控制標準的合理性。

3.2 通道、橋梁與土路基結合部的沉降變形規(guī)律分析

通過對通道、橋梁與土路基結合部沉降變形規(guī)律的分析，掌握公路營運后不同部位的結合部是否存在差異沉降及其差異沉降的大小。

3.3 基準期工后沉降量的預測

通過沉降觀測工作，進一步累計沉降觀測數(shù)據(jù)，更加準確地推算不同觀測斷面工后15年的沉降量，預測未來的沉降變形規(guī)律。

4 結束語

在江南水網(wǎng)地帶，軟土地基普遍存在，由于地基處理方式的不同，地基在營運期產(chǎn)生沉降的情況較為常見。地基沉降帶動路基沉降，路基沉降又造成路面沉降。路面沉降發(fā)生的直觀后果就是裂縫增多、行車舒適度降低。

為了更好地掌握地基沉降的速率和規(guī)律，沉降觀測顯得尤為重要，依據(jù)沉降觀測建立起來的數(shù)據(jù)庫，可以很好地為沉降處治方案的確定打下牢固的基礎，為改善高速公路的通行質量提供最有力的幫助。

U416.1

A

1673-0038（2015）48-0265-02

收稿日期：2015-11-16