公路填筑路基沉降监测与施工控制技术研究

吴先剑

（华容县路桥建设有限公司湖南长沙　410000）

公路填筑路基沉降监测与施工控制技术研究

吴先剑

（华容县路桥建设有限公司湖南长沙410000）

公路填筑路基沉降监测以及施工控制技术的应用是保证公路填筑路基质量的重要举措，本文对其进行了详细的分析，仅供参考。

公路填筑；路基；沉降观测；控制研究

引言

公路建设在保证我国经济和社会发展方面发挥着不可或缺的作用，影响公路使用寿命和服务水平的因素有许多，其中路基作为承受面层传递荷载的主要载体，其结构稳定性对道路的通行安全和质量有着决定性的影响，路基沉降是当前路基施工过程中一个重要的控制性目标，对路基才沉降的控制直接关系到了道路的正常运营，所以在公路建设的施工过程中要做好对路基沉降的检测，对出现的路基沉降要结合实际情况采取合理的措施进行处理。

1　填筑路基的沉降观测

1.1观测沉降路基的工作原理

水准基点是观测沉降的依据，水准基点即高程在不变的情况下，定期求出其高程的测出监测点相对高差及水准基点相对的高程，即可得高程不同期间监测点加以比较的高程的规律及大小变化。

1.2设置断面观测原则

路基沉降工程变形观测是以观测路基沉降面和观测沉降地基为主的，根据地基不同的条件，结构不同的部位等情况具体设置观测沉降路基断面应及时对观测断面进行改善或提高同时，对施工过程中地形的掌握、变化地质的情况进行了解。一般断面观测沉降沿线路方向的间距小于50m；可放宽为100m条件均匀良好路堤地基，地基平坦而且良好均匀地势的路堑、高度填方不大于5m。应进行断面加密，对于较大地段、地质、变化地形，间距一般小于25m，可进行沉降断面观测，设置在点附近的变化处，更为准确地反映出真实沉降差异的变化。

1.3设置观测点原则

①分析各项目观测的综合数据有利于看护观测点、观测频率，同一在横断面上进行各部点位观测；②在最便于位置观测且能反映特征沉降上埋设观测沉降点，为了路基能够反映出准确的沉降情况，在不失去观测意义上连续进行观测，由于施工而遮挡或损坏的观测点要特别的加以保护；③观测水准路线的路基应遵照国家要求二等水准精度的测量进行水准路线应是附合的。

1.4方法观测

①观测剖横面沉降方法。进行观测横剖面沉降时应采用水准仪和横剖仪。观测每次时，应先测出位于一侧横剖面管的高程观测桩顶用水准仪，通过放置在观测桩顶的横剖仪进行初值测量，然后进行各测点的测量工作用横剖仪。车站每2.0m进行一个点量测，间区内间距测点3.0m左右。②见测板沉降方法。沉降观测板测杆顶面高程测点可通过采用水准方法测量得到，根据精度测量需求和效率定期进行。应套一个测量专用帽在测杆头上以用于沉降观测板。刚好以测杆套入为宜作为测量帽下部，以一半中心为球型的测点作为测量帽上部。在测杆接高高程测量的同时应进行接高沉降板测的测量工作。③观测路肩桩沉降方法。测量按精度和频次要求采用测量水准方法定期对路肩和桩顶面进行高程点观测工作。④见测边桩位移方法。根据精度测量需求和效率采用水平方法观测位移定期进行位移和边桩位移水平观测工作。

1.5技术观测要求

1.5.1采集数据与要求的处理

公路填筑路基在进行观测沉降时，人员观测注意一定要对数据进行各项的综合采集并且具体实时处理，初测值和测量后期的初测与结果之间的值差要被准确特别记录，对项目工程所在沉降路基的规律基本进行全面掌握。人员在进行观测沉降路时，外业测量通常采用卡NA2水准仪数字和水准尺条码、保证设备精确，仪器一定要在无故障下进行测量，往返全线使观测的结果达满足规范要求的精度，为出现防止漏记、错记的现象，可由多人共同进行记录数据。人员观测要把公路设计项目和施工要求实际相结合后再进行综合处理观测各类数据，通过位移观测差值与观测初始位移，进行所在项目的累积沉降量准确计算，计算机进行自动化处理测量的原始数据，根据其结果绘制出地质位移沉降曲线、曲线图等，为以后在公路设计项目和施工中使用。

1.5.2要求精度

达到水准测量二级标准的应该有监测沉降桩、板沉降、沉降边桩等所有测量标高，都应该达到1mm的精度测量要求；应采用测水准测量的方法进行路基沉降观测使其精度达到1.0nnn，取位读数精确到0.01mm；测距观测位移误差应为3mm；应按照测量导线边长技术要求观测水平距离并取其毫米位，观测水平距离和竖直角时各进行2测回。

2　公路填筑路基的沉降控制

某公路路基工程总施工长度为89.34km，路线经过区域的地形地貌比较复杂，地质条件差，全线使用沥青混凝土路面，从乡镇经过时，使用水泥混凝土路面，路基的总施工宽度为8.6m，公路标准为Ⅱ级。路基工程施工量如表1所示。

表1　路基工程设计和实际施工数量表

2.1路基填料及压实

路基填料是关系到路基压实度的一个重要因素，严格控制填料质量能够更好地减小路基之间存在的差异性沉降。提高新填筑路基的压实度标准，尤其是针对衔接部位要重点进行压实。选择的路基填筑材料要具有较高的强度，同时要便于碾压，其工后沉降要小。目前在高速公路填筑路基的施工过程中选择的填料形式一是材料要具有较好的透水性，避免路面渗水在路基内部聚集，另外路基填筑材料要选择轻质材料，以通过减轻路基自重的方式来降低新路基产生的沉降量。本工程利用击实试验得到了路基含水量和干密度之间的关系图，如图1所示。经试验得出，路基的最佳干密度为P=17.73g/cm3，最佳含水量为Q=15.3%。从图中可以看出，含水量W1和W2的值分别为11.9%和19.2%，即在含水量处于11.9～19.2%之间时可以通过碾压、击实的方法使干密度达到要求。由于施工的过程中，填土厚度会对压实度造成一定的影响，本工程在施工时，对铺土的厚度进行了控制，安排专人对土壤的布置情况进行了测量记录，确保压实度达到规定要求。在填方路基的施工过程中，路基边缘一般是施工的薄弱环节，其压实效果难以得到保障，所以可以采用小型压路机进行人工碾压，从而保证路基结构的整体稳定性。同时也要重点注意桥涵两侧的台背回填作业，台背回填选择的材料要具有较好的透水性和强度，并且进行分层压实，有必要时要设置砂砾隔离层，路基深度、宽度长度都必须到位，不留丝毫隐患。

图1　路基含水量和干密度之间的关系图

2.2土工材料的应用

土工合成材料作为常用的岩土工程材料，近年来在公路旧路拓宽和新建项目中都有广泛的应用，土工合成材料能够在路面结构中起到加筋作用、排水作用和隔离作用等。在填筑路基施工中主要是利用土工材料的加筋作用，常用的材料为土工格栅，重点是针对填筑路基的薄弱环节要设置土工格栅，能够有效提高路基之间的相互连接，减小不同层位间路基之间的侧向位移，控制差异性沉降的产生。

2.3强夯法

强夯法是处理路基沉降的一种较为常用的方法，强夯法的施工方法简单方便，有着明显的路基加固效果，其工程施工造价也较为低廉，强夯施工不会对周围的环境造成影响。在强夯施工过程中关键是要控制好单位的夯击能，要结合路基填筑料的材料性质、结构类型和道路的等级要求等来合理确定夯击能的大小和处理的深度范围。在实际施工过程中可以采用三脚架，这样可以适应落距与锤重的不断加大。当采用履带式吊机这种起重机施工时，落距一般为8～25m，而三脚架或者门式起重架这种起重机时，落距可达25～40m。强夯法施工过程中采用的起重钢丝绳跟重锤相比较时，起重机是锤重的8～10倍左右，如果采用自动脱钩装置，起重机能力应是锤重的1.5倍以上。否则施工起来不方便。夯击遍数也要结合填筑路基的实际状况来进行确定，一般根据填筑路基的沉降观测，总结沉降规律并且结合土体的相关性质，主要为的含水量、颗粒度等，来确定夯击的遍数，一般在施工过程中夯击之后的填筑路基的沉降量在达到计算沉降量的80～90%时即可夯击完毕。

2.4压力灌浆法

压力灌浆法是采用机械对土体施加高压，把能固化的材料压入土体空隙之中，待浆液凝固后，就会使得压力区范围内的土体产生固结，从而使得松散的土颗粒形成稳定结构的整体，达到控制沉降和减少不均匀沉降的目的，特别是在填筑路基的下局部存在软弱土基的情况时，采用该种方式进行处治，可以直接改善土体结构，固结土体，控制沉降。

3　结束语

路基工程作为公路工程的重要组成部分，其在结构稳定性和强度对保证公路的使用寿命和服务水平起着不可或缺的作用，其中路基沉降的观测及控制是路基施工中的一个重要环节，当然在路基施工过程中也要面临不同的地质状况等各种复杂条件，所以在实际施工过程中还需要结合实际情况不断发展和完善路基沉降的观测和相关控制措施研究。

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[3]何杨闽，傅程辉.有关公路桥梁沉降段路基路面的施工技术研究[J].城市道桥与防洪，2013（7）：224～226.

U416.1

A

1673-0038（2015）09-0179-02

2015-2-10

吴先剑（1973-），男，工程师，本科，主要从事土木工程、试验检测工作。