公路工程高挖方高填方施工中的測量監測淺述

陳 建 /重慶市渝北區公路管理處

公路工程高挖方高填方施工中的測量監測淺述

陳 建 /重慶市渝北區公路管理處

通過對施工過程中和完成后的填土高度超過20m的高填路堤、深挖路塹路基進行沉降監測，根據監測數據對路基位移變形及沉降情況進行分析，為減少或消除路基沉降引起的質量病害和指導路基、路面施工提供依據。

沉降觀測；高填方；深挖方；監測

一、工程概況

重慶市渝北區南北大道北延伸段起于空港物流園區，止于渝北區茨竹鎮，連接四川鄰水高灘工業園區，全長15公里，起止里程樁號K0+000～K15+000，項目建設標準為山嶺雙向4車道一級公路。該項目位于重丘地區，存在多處高填路堤、深挖路塹。

二、監測的主要目的和項目

（一）監測目的

1.通過監測填方路堤、挖方路塹的邊坡變形情況，為設計變更提供依據。

2.通過監測數據對比，開展預警工作，有效避開事故發生,避免經濟損失。

3.為山嶺重丘高等級公路安全運營提供安全保障。

（二）監測項目

1.高填路堤20m。

2.深挖路塹土質邊坡20m，巖質邊坡30m。

三、沉降觀測要求

（一）觀測斷面位置要求

1.當土質邊坡高度大于20m、巖質邊坡高度大于30m時，原則上每隔50m左右設1個觀測斷面（不足50m地段亦應設1個觀測斷面）。

2.觀測斷面位置的選擇應根據塹坡高度、自然邊坡坡度、巖層分界線傾斜度和不利結構面和地下水發育情況等綜合因素確定，宜布置在較易發生邊坡變形的地段。

3.在塹頂外的自然地面位移觀測樁采用C15鋼筋混凝土預制樁，在邊坡中部、平臺、以及坡腳處的觀測樁可埋設鋼筋混凝土預制樁或鋼釬觀測樁，深路塹路基觀測布置見圖1。

（二）觀測斷面技術要求

1.在塹頂外自然邊坡上埋設的C15鋼筋混凝土預制樁，樁截面尺寸為15cmX15cm正方形，長度不小于1.5m，并在樁頂預埋半圓形不銹鋼耐磨測頭。

2.觀測樁埋置深度在地表以下不小于1.40m，樁頂露出地面不大于10cm，樁周以C15混凝土澆筑固定，確保觀測樁埋置穩定。

3.如在邊坡平臺、坡腳處設置鋼釬觀測樁,埋入深度不應小于30cm。

（三）觀測斷面位置要求

1.填方邊坡高度大于20m的高路堤及陡坡路堤、軟土、滑坡等不良地質體上填筑的可能產生較大變形的路堤,每50m應布置1個觀測斷面（不足50m地段，亦應設1個觀測斷面)。

2.觀測斷面宜根據填方高度、天然地面坡度、覆蓋層厚度、覆蓋層土的物理力學指標以及地表水匯集和地下水發育情況綜合確定，宜布設在易發生填方基底變形的地段。

3.每個觀測斷面應于兩側坡腳外5m以及路堤成型后于土路肩上各設置1個預制的鋼筋混凝土觀測樁，對填方地基進行位移監測。

4.在土路肩、線路中心位置及軟土最厚處埋設沉降觀測板。

（四）觀測斷面技術要求

1.用于觀測位移的基準點（基樁），必須置于不受填土荷重影響及外界環境影響的穩定地基內，基樁及位移觀測樁在觀測期間必須采取有效措施加以保護。

2.位移觀測樁采用C15鋼筋混凝土預制，樁截面尺寸為15cm×15cm正方形，長度不小于1.50m，并在樁頂預埋半圓形不銹鋼耐磨測頭。

3.沉降板由底板、測桿和保護套管組成，底板采用50cm×50cm×5cm的C15混凝土預制構件，測桿采用40mm鋼管（內徑不小于30mm），測桿和套管亦相應接高，每節長不超過50cm。接高后測桿頂面應略高于套管上口,測桿頂用帶螺絲的頂帽封住管口，避免填料落入管內而影響測桿自由下沉度，頂帽應高出碾壓面30cm，不大于50cm，以避免影響碾壓機械的正常行駛。

四、監測成果及誤差分析

（一）監測項目警戒值

路基穩定評測標準為：路堤中心連續2個月下沉量小于8mm。則路堤已穩定。

1.填方路堤數據分析及預警值。

總沉降量為：A-F=X

式中：A為初次觀測值，F為最后1次觀測值，X為下沉總量。

下沉速率：X/d=m/d

式中：m為每天下沉量。該項目主線高填方路基沉降監測：共有高填方檢測5段，其中進口2段，出口3段，截至目前沉降量最大是K2+290～K2+580段，施工期間路基中心最大下沉量3mm/d，施工完成后總體下沉量最大為15.3cm。

2.深挖路塹高邊坡監測。

該項目主線高挖方路基位移監測：共有高挖方檢測3段，其中進口1段，出口2段，截至目前沉降量最大是K13+120～K13+300段，施工期間路基中心最大下沉量1mm/d，施工完成后總體下沉量最大為1.50cm。YS5229-96《巖土工程監測規范》。

3.沉降監測。

沉降點上升為正值（+），沉降點下降為負值（-），沉降量計算公式：（本次觀測值-上次觀測值），（沉降量精確到±0.10mm，單位為mm）。

監測網點要求如下：相鄰點高差中誤差±0.5mm，每站高差中誤差±0.13，往返較差或環線閉合差0.30√n，檢測已測高差較差0.50√n。DS1型儀器視線長度≤25m。n為側段的測站數。

4.位移監測。

監測方法采用角度監測法，按實測角度和邊長計算位移量，位移公式為：

式中：α″為本次觀測角度-上次觀測角度。位移量精確到0.10mm，mm;角度精確到1″，s;位移量為正值，位移點向山上位移；位移量為負值，位移點向施工區位移。

監測點高程中誤差±1mm，往返較差符合或環形閉合差≤0.6√n，n為側段的測站數。高邊坡監測從監測點埋設開始，直到路基邊坡校驗完成。

（二）監測過程中誤差分析

1.系統誤差。

該項目路基施工期大多在夏天，由于溫度較高，空氣波動大，導致在實際測距時，氣象條件變化，頻率也隨之變化。測距時的ng與儀器參考折射率ngr之差產生的距離差值。折射率的偏移，則是利用測定氣壓溫度的方法進行氣象改正，顯得尤為重要。

2.粗大誤差。

粗大誤差也稱人為誤差，輸入坐標時小數點后輸入錯誤，在讀數時出現誤讀、記錯，棱鏡沒有立平，沒有架設在觀測標十字絲中心等，這些由于粗心引起的誤差只需要細心變可以消除。

3.減小誤差。

（1）在觀測時將當地大氣壓、溫度輸入到儀器中。

（2）使用相同常數的棱鏡。

（3）儀器、棱鏡架平，將儀器的對中點對好。

（4）2個控制點與儀器的夾角不宜過小，儀器距控制點所在位置因盡量相同。

五、結語

通過以上研究表明了高填深挖路基的重點觀測點在路堤、路肩、高邊坡。因此觀測結果的精度和正確性至關重要，在觀測過程中減小誤差可以有效提高觀測精度，確保觀測結果的正確。從而有效為現場施工、設計變更提供數據支持，避免因自然災害帶來的經濟損失,提高經濟效益。

[1]YS5229-96巖土工程監測規范[S].

[2]張智鵬.公路深挖路塹邊坡施工監測與動態設計[J].東方科技（學術版）.2014(7).