公路软基差异沉降分析及监测技术研究

公路软基差异沉降分析及监测技术研究

王延康

南京交通建设管理集团有限公司

摘要：本控制要点对于高等级公路特殊路基处理段落的路基施工过程中沉降观测工作要点进行分析，主要分为沉降观测典型断面的选取、测量方法、观测频率、数据统计分析及后续处置的建议，为路基路面施工进度提供参考，对节省工程造价，避免不必要的损失，保证工程质量，控制工期及客观评价地基处理的效果等均具有重要的意义。

关键词：特殊路基 沉降观测  桥梁施工  接建

某新建一级公路部分路段在施工基层时，出现承台位置顶部的路缘石高于其两侧的路缘石且沿道路的纵向形成起伏的现象，横桥向靠近承台处的路面明显高于距离承台较远处的路面，严重影响道路纵向线形平顺，并且对路面结构层施工质量也有直接影响，发现病害后，参建各方迅速组织对此次病害进行调查、对病害产生原因进行分析以及相应的现场处置对策。

本项目差异沉降病害产生的原因分析：

该一级路道路处于设计软土埋深小于4.0米的不良地质区，设计处理方案分别采用清淤回填5%石灰土+土工格栅+堆载预压、水泥搅拌桩等特殊路基处理方式，基层设计采用36cm抗裂型水泥稳定碎石，底基层设计采用20cm低剂量水泥稳定碎石，中央分隔带宽6m。桥梁在中央分隔带,承台设计尺寸一般为：长5.9m，宽5.9m，高2m，每30m一个。

由于建设的先后次序原因,道路施工在先，桥梁施工在后。根据图纸设计，桥梁在道路中分带内施工，这样的设计不可避免的产生了路面结构与桥梁承台基础局部接建，由于桩台基础的高刚度和接建路基下软土地基固结沉降，导致引起明显的局部差异沉降问题。

该段落在施工过程中认识不足，未能及时有效的考虑到局部接建差异沉降带来的危害，且未按照要求进行软基换填及路基填筑施工，填筑速率较快，路基填筑质量欠佳，也是造成该段落路基不均匀沉降的直接因素，与此同时，毗邻路基两侧坡趾被动区的槽沟开挖、坡面加载等环境整治工程活动也在大规模进行，也是引发局部稳定的原因之一。

本项目路基沉降观测工作要点分析：

查看本工程的施工设计图纸及项目前期路基沉降观测总结数据，该段落在完成特殊路基处理，并开始土方填筑施工后，布设的沉降观测点位间距较大，未能有效覆盖出现病害的段落，测出的沉降观测数据不具有代表性，且此前沉降观测单位使用的四等水准观测精度未能及时有效反馈沉降量，对路基填筑施工指导不强，结合以上原因，针对路面基层施工时发现的沉降问题进行梳理并重新进行观测工作。

1、沉降观测断面的选取

  本项目处于软基路段，软基处理采用湿喷桩+土工格珊+堆载预压等方式。结合前期沉降观测数据，分别选取了软基处理方式不同、沉降量相对较大的典型断面4个加密布设，其余路段均采取300m间隔设置一个观测断面，这样选择观测断面基本上包含了所有涉及到的需观测的软土地基段落，并对须重点观测区域实施了加密观测，充分的采集了对应区域的数据，极大的提高了观测数据的准确性。

2、沉降标的埋设

  本工程项目大部分段落已完成路床施工，开挖埋设沉降标对现有成型的路基破坏较大，因此采用机械方式将特制的钢管压入路床顶以下至少60公分，再在钢管顶部焊接专门的圆顶道钉作为沉降观测点，分别在道路中分带及两侧路侧各布设一个沉降标，并进行适当的硬质围护，避免遭到破坏，水准点则选择与沉降观测段落相邻的桥梁墩柱上布设的沉降观测点，这样就形成了固定的观测线路，避免了水准点过远且易不通视的风险，以便得出更准确的观测结果。

3、沉降观测的方法

    考虑到普通光学水准仪及板尺本身的精度不高，对于短期的沉降观测数值不能及时反映，因此本次沉降监测采用数字水准仪及配套铟瓦尺进行测量，每次观测前，对所使用的仪器设备进行检验校核，并保留检验记录，每次观测时采用相同的观测路线和观测方法，使用同一台仪器设备在基本相同的环境和观测条件下进行观测，采用闭合水准路线对每个观测断面进行测量，分别计算各沉降观测点的高程，随时检验校核计算，并与上次监测成果进行比较，得出各沉降监测点的沉降值。

4、沉降观测的频率

  采集基准数据的频率为间隔2天测一组数据，共测3-4组，验证监测点是否稳定，路面基层已完工的段落采取一周两次的观测频率，若沉降速率变化不大，则适当的减少频率观测，对于还在进行路基填筑的段落，每填筑一层观测一次，路基填筑和路面摊铺的施工期，每铺设一层观测一次，如果两次填筑间隔较长时，每7-10天应观测一次，对于沉降速率出现异常的路段，可适当增加观测频率。

5、控制标准

   路基施工完的段落，其连续两个月的沉降速率小于3mm/月时，可进行路面结构层的施工，在基层施工完后，结合沉降观测数据，绘制历时沉降曲线，采用推算的工后沉降量小于设计允许值及连续两个月的沉降速率小于2mm/月的采用双标准控制，满足要求后，方可进行面层的施工，若沉降量较大，在施工底基层前不能满足要求，需进行适当的预压处理直至路基变形达到稳定标准，再进行路面结构层施工。

6、数据统计分析

    本次沉降观测以每个月为一次统计周期，汇总当月数据，此次观测共历时4个月，根据对各断面的高频率观测数据整理并绘制沉降曲线，得出沉降趋势，绝大多数断面达到连续两个月每月小于等于2mm/月的施工路面面层控制标准，其余路基沉降已达到或接近路面结构层施工收敛标准连续两个月每月小于3mm/月以下，根据沉降数据及累计沉降曲线研判，该段落历时4个月沉降均趋于稳定。

7、后续处置建议

由于路基的工后沉降会继续产生，为避免道路继续产生纵向起伏，对于局部桥台刚性接建未有明显起伏的段落采取脱离处置，对已产生的有明显起伏段落的水稳空鼓部分进行低压注浆的方式进行填补，待水泥浆强度达到要求后采取脱离处置；

既有沉降观测体系在后续面层施工中仍具有指导意义，建议采取措施保留或同点位转点继续降低频率进行沉降观测，此次设立的沉降观测体系可以为道路施工过程中及缺陷责任期的道路沉降观测提供极大的便利条件。

结语：高等级公路对地基的要求较高，对工后沉降、不均匀沉降及路面平整度等方面均有严格要求，否则易出现构造物与路堤衔接处产生差异沉降，引起跳车和路面破损，达不到设计应有的行车舒适性，因此，通过动态观测确保路堤在施工过程中的稳定性、指导施工、确定和优化施工方案，进行信息化施工，达到安全快捷填筑的目的，根据实测沉降分析，推算和检验处理的效果，判别是否满足设计的工后沉降要求，同时沉降速率、最终沉降和工后沉降也是正确客观地评价软土地基处理方案和处理效果等的重要依据。

参考文献:

[1]刘祚民.高速公路软土地基沉降观测要点分析[J].盐城工学院学报（自然科学版）.2007,(1).6-9.

[2]刘志孔.软土路基沉降观测方法探讨[J].交通标准化,2012,(20):17-19.

[3]倪宝书.高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].公路交通科技（应用技术版）.2016,(2).127-128,137.