高速公路软基变形监测

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高速公路软基变形监测 摘 要：广东的经济发展一直处 于全国的前列，为实现“ 县县通高速 ”的 目标，近年来广东在大力建设高速公路。 广东珠三角城市处于三角洲海陆交互相 沉积平原，软土层发育，其具有分布广、 厚度大、承载力低，高压缩性的特点， 因此在修建高速公路的时候所要面临的 最突出问题是路基变形以及路基稳定性， 施工软基监测十分必要。那么，高速公 路的施工过程中以及后期运营时，怎样 保障其安全和稳定性，此篇文章结合江 门市某高速路（一级公路）的监测，浅 谈一下广东珠三角地区软土地基公路的 变形监测，并探讨监测中的遇到的问题， 总结一些监测方法以及路基沉降量分析。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /3/view-12972978.htm 关键词：高速公路；软基变形； 监测 土壤沉陷的类型很多，既包括了 在初始状态下的弹性沉陷，也包括了在 塑性变形以及不在塑性变形下的不排水 沉陷，还有固结沉陷和蠕变沉陷。在高 速公路设计施工之中，软土地基是经常 遇到的一类特殊路基工程。以广东省江 门市某高速公路为例，江门市某高速路 处于三角洲海陆交互相沉积平原，软土 层发育，其具有分布广、厚度大、承载 力低，高压缩性的特点，其多呈深灰色， 饱和，流塑，含少量腐殖质，具有腐臭 味，土质不均匀，含粉砂粒较多，常夹 厚度 5-20cm 的淤泥质粉砂或粉砂层， 项目软土分布广泛，厚度较大，软土深 度 10-25m，软土含水量高、灵敏度高、 压缩性高、孔隙比大、抗剪强度低、地 基基本承载力容许值低。路基段软土进 行地基处理采用超载预压法、排水固结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 预压法、CFG 桩等复合地基。软土地基 是公路工程施工难点之一，也是设计及 施工过程中需重点解决的一个环节。软 基处理不好，随着时间的推移，将会出 现路面沉陷、桥头跳车等问题，直接影 响到交工后公路的使用功能。因此施工 过程中需要监测，通过数据指导施工， 反馈验证设计，及时发现问题，解决问 题，使工程达到预期设计标准。监测中 重要的环节是地基沉降监测。 一、监测项目 在软基监测中，一般主要的监测 项目包括：地表沉降、分层沉降、孔隙 水压力、地下水位、土体水平位移（位 移边桩） 、深层土体水平位移（测斜） 、 土压力等内容。以江门某高速公路为例， 断面的布设基本原则： 1、软土深度较深及性质极差的 路段； 2、填土高度最高路段及填土高 度较高且软土深度较深的危险路段； 3、距桥头 50m 左右处； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 4、涵洞； 5、鱼塘等浸水路段。 除上述路段外，连续、均匀分布 的一般软土路段可根据处治措施和桥涵 设置情况按 100300m 左右间距设置监 测断面。其中变形观测主要为地表沉降 观测、位移边桩监测以及土体水平位移 监测。沉降观测采用二等水准测量，在 观察了一定的时间之后就可以形成沉降 的时间曲线，所得结果用于分析以及预 测工后沉降量之中1。位移边桩比较常 用的两种方法是前方交会法和极坐标法。 土体水平位移观测则是用测斜仪，得出 不同深度的位移量与时间的变化曲线。 二、监测仪器布设和数据分析 （一）仪器布置 1、沉降观测：在进行沉降观测 的时候，第一步要布设沉降板，一般每 个断面埋设 3 块沉降板，分别布设于路 中以及两边路肩。沉降板埋设时，沉降 板底槽应平整，并铺设砂垫层。沉降板 的金属测杆、套管和接驳的垂直偏差率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 应不大于 1.5%。沉降板底板采用钢板， 尺寸为 50cm50cm（0.50.8）cm； 金属测杆直径为 4cm，测杆应与底板焊 接为一体；测杆外套管采用塑料管，直 径为 10cm，它应具有一定的强度和刚 度。随着填土的增高，测杆与套管相应 接高，每节长度不宜超过 50cm。监测 频率为施工填土期 1 天/次，填土间歇期 3 天/次，满载期第一个月 3 天/次，满 载期第二三个月 7 天/次，第四个月 卸载前 15 天/次，卸载期 1 天/次，上路 面期 7 天/次，运营期 90 天/次。沉降观 测使用二等水准测量，控制网使用二等 水准测量。测量时需统计出测次沉降量、 沉降速率、累计沉降量，并绘制沉降 荷载时间关系曲线图表。现水准测量 规范中，二三四等水准测量的观测中误 差 m 分别为 0.18mm、0.78mm、1.04mm，以此分析 一测站的高差中误差和两期观测测站之 差的中误差，提高测量的精准度。 2、位移边桩一般埋设于坡脚处， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 采用木桩或混凝土浇筑 20cm20cm100cm（高）块，中间浇注 测量控制点。测量时使用全站仪，一般 使用前方交会法或极坐标法。施工期监 测频率同沉降观测频率，测量时需统计 出测次位移量、位移速率、累计位移量， 并绘制位移荷载时间关系曲线图表。 a、前方交会前方交会法主要是 角度交会，使用的仪器为经纬仪。观测 图形如图 1 所示，边桩设置在边坡脚， 一般情况下 1 组边桩设置 24 个。在 已知工作基点上设置仪器，观测夹角 A、B，根据两己知工作基点间的距离 b 及观测数据，计算出所测边桩的坐标 值。 图 1 前方交会法示意 b、极坐标法是利用高精度全站 仪直接测量边桩坐标的观测方法，其观 测图形如图 2 所示。 图 2 极坐标法示意 图中 I 为工作基点；M 为后视点； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 A 为边桩；J1、J2 为后视方位检查点。 每次观测时，利用全站仪直接测出边桩 A 的坐标即可。 3、土体进行水平位移观测之前 将测斜管布置在路基两侧坡脚的位置， 在埋设的时候需要保证测斜管导向槽方 向跟测量位移方向是一样的。在整个过 程中，一些细节之处也需要被注意到。 比如在进行仪器保护的时候，需要在监 测仪器的附近O 置围栏来防止其他人 员的破坏2。并且，除了要防止碰撞到 测斜管之外，还需要在观测结束之后对 管口进行封口，以防进入异物而造成管 口堵塞问题。监测数据采集后绘制深层 土体水平位移时间关系曲线（包括位 移速率曲线） （二）数据分析 沉降数据的分析是长期的过程， 软基的施工需沉降数据来指导施工。施 工填土期，当沉降速率大于 15mm/d 或 边桩、深层水平位移大于 5mm/d 时， 现场必须停止施工，待沉降速率、位移 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 速率减小并稳定后再继续下步施工，分 析沉降速率超标原因，调整施工作业， 经验表明，沉降速率、位移速率骤变往 往是路基滑坡的前兆。因此，施工中必 须根据监测实时数据来指导施工，确保 工程的稳定以及安全。 软基的预压期一般为 6 个月以上， 路基是否能够卸载必须同时满足公路 路基设计规范 （JTG D30-2015）两个 要求。即要求推算的工后沉降量小于设 计容许值，同时要求连续 2 个月观测的 沉降量每月不超过 5mm。 （工后沉降： 桥台与路堤相邻处0.10m，涵洞、通道 处0.20m，一般路段0.30m） 。工后沉 降推算一般采用“ 三点法”、 “双曲线法”、 “Asaoka 法”等。 （三）监测中遇到的问题 施工中监测仪器容易受到施工设 备破坏，监测设备的破坏会导致数据的 缺失不连续，对后期的推算工后沉降等 造成影响。因此在设备受到破坏时必须 第一时间进行修复，并告知现场人员加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感