关于高速公路软土路基沉降稳定性监测及施工措施

关于高速公路软土路基沉降稳定性监测及施工措施
【摘要】本文介绍了软土路基施工中存在的主要问题和路堤施工软土路基观测的目的和内容,总结了路基沉降的观测方法及具体步骤，减少工后沉降和不均匀沉降的发生，防止和降低路基失稳和沉降导致的各种质量隐患。

【关键词】软土地基；沉降观测；施工测量；措施
一、软土路基施工沉降及稳定性监测的重要性
1、软土路基施工存在的主要问题(1)软土路基在路堤填筑施工过程中和路堤填土完成后,地基都要产生较大的沉降和剩余沉降,如何控制剩余沉降达到设计标准;如何确定路基的预留高度以保证路面达到设计标高;如何进行沉降控制,以尽保证不同构造物接头的平顺,减少跳车现象。

(2)由于软土强度低、固结慢,软土路基在路堤土施工过程中容易造成地基失稳,引起路堤滑坡破坏.在施工中如何控制填土速率,以确保地基稳定,而又影响工程的进度和质量。

2、路堤施工沉降观测的目的(1)根据实测数据控制填土速率以保证路堤在施工中的安全与稳定。

(2)根据实测曲线预测工后沉降,确定构造物和面结构的施工期,施工后沉降控制在设计允许范围。

(3)实测路堤沉降为施工计算提供依据。

3、软土路基的观测内容(1)地表沉降量观测。

(2)地表水平位移量及隆起量观测。

(3)地下土体水平位移观测。

二、路基沉降的观测方法及具体步骤
1、工作基点桩的制作与埋设根据观测对象的分布情况,确定利用施工控制点作为位移监测控制点。

鉴于观测控制基点对本工程观测结果的重要性,有必要建立定期校核制度,定期校核控制点的坐标和高程。

施工期每周校核一次,坐标校核采用控制网的方法。

2、地表沉降量观测仪具的埋设及观测方法施工路段的地表沉降观测是在原地面上埋设沉降板进行高程观测,沉降板由沉降地板、沉降杆、管箍、保护套管和套管帽(堵头)等组成。

观测人员按设计的桩号断面将沉降板埋入土层中。

3、地表水平位移量及隆起量观测仪具的埋设及观测方法施工路段的地表水平位移是通过埋设边桩进行测量边桩,埋设在路堤两侧趾部以及边沟外缘以外10范围内,并结合稳定性分析在预测可能的滑移面与面的切面位置布设。

4、地下土体水平位移观测仪具的埋设和观测方法先将有4个相互垂直导槽的测斜管埋入土体中。

测量时,将活动式测头放入测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化。

5、地基内部土体观测仪具的埋设及观测方法(1)水位观测采用LY—2水位
计,探头直径1mm。

在孔隙水压力计观测点附近预先设置自由水位观测孔,将探头放入自由水位观测孔,当探头同水面接触时发出响声,电缆尺上所显示的读数就是水位深度,孔口高程减去水深即为水位高程。

(2)孔隙水压力计埋设,孔压计采用钻孔法埋设。

埋设关键是封孔。

钻孔埋设时,作好钻孔的详细记录,必要时可采取土样进行土工试验以提供更多的资料。

三、沉降观测精度的确定及监测设备
1、观测精度要求高速公路软土地基沉降量的变化相当复杂,它与设计总沉降量的大小、观测频率、地质条件(软基厚度)、地基处理方式、填土速率、填土高度、沉降控制方法以及沉降稳定状态等因素有关。

因此需要对施工全过程(路堤填筑、预压期及路面施工期)分阶段确定测量等级。

2、监测设备(1)基点设置使用的仪器全站仪。

选用拓普康电子全站仪,配合单棱镜进行观测,该仪器的标称精度±2.0”,测距中误差2+2 ppm。

水准仪采用莱卡s精密水准仪配合铟钢水准尺进行观测,仪器标称精度为±0.8 ram/kin。

(2)边桩(地表水平位移)观测。

选用电子全站仪,配合单棱镜进行观测。

(3)垂直位移(包括沉降板和边桩沉降观测)所采用的仪器与基点设置使用的仪器相同。

(4)深层水平位移观测。

选用国产CX—3B钻孔测斜仪,配置进ILl探头。

测量精度为-+0.1 mm500 ram(系统总精度)。

(5)孔隙水压力观测选用钢弦频率接受仪,配置进口探头,测量精度为0.25 kPa。

四、工程措施路基沉降包括两部分：地基沉降和路堤本身的压缩沉降。

地基沉降通过软基处理来达到目的，路堤的压缩通过加强路基施工质量来控制后期的压缩变形。

软基处理的目的是使地基的沉降在施工期间大部分完成或基本完成，使地基在工程使用期间不至于发生不利的沉降和沉降差。

软基处理的方法软基处理的一般方法分为：换填法、排水固结法、复合地基处理、挤密、加铺加筋材料。

（1）换填：以砂石，素土，灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高承载能力，减少沉降量。

经常用来处理浅层软土。

（2）排水固结法：原理是软土地基在荷载作用下，土中空隙水慢慢排出，空隙比减少，地基发生固结变形，同时土的有效应力增大，地基土的强度增长，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使路基在使用期间不至于产生过大的沉降量和沉降差，同时增强地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。

排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成，排水系统可在天然地基中设置竖向排水体(沙井，袋装沙井，塑料排水板)或者利用地基土层自身的透水性上排至地表通过地表设置的沙垫层横向排除路基。

（3）振密，挤密法：原理是通过震动，挤压使地基土体空隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的，必要时候，在震动挤密的过程中，回填砂砾石，灰土，索土等与地基土组成复合地基，从而提高路基承载力，减少沉降量。

（4）加筋法：在地基或者土体中埋设强度较大的加筋材料，使地基或者土体能承受拉应力，防止断裂，保持整体性达到提高地基土的整体抗剪性，提高承载力减少沉降或维持路基稳定。

经常用的加筋材料如土工布，土工格栅，刚塑格栅。

（5）复合地基处理：通过打入加固体与或者加固材料形成加固体与未处理的部分土体形成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。

实践证明，在施工中通过对软土地基处理质量控制，路基压
实度的控制，使道路工程长期处于适宜的环境中，对道路工程的沉降控制和道路工程的稳定，道路工程的使用寿命和使用品质具有重要的意义。