软土路基斜交构筑物过渡段沉降观测点布设方法研究

魏 翔

(新疆新路公路养护集团, 新疆 乌鲁木齐 830000)

0 前言

软土路基研究主要集中在软土路基沉降计算、加固形式等方面,魏小楠等[1]研究了软土路基沉降变化趋势并提出圆形抗滑桩的软基加固方法；宋学庆等[2]研究了刚柔结合桩的复合地基形式对软土地基的加固；贾亮[3]、李明华等[4]主要对软土路基修筑完成后的路桥过渡段工后沉降进行研究。然而针对斜交构筑物过渡段的软基沉降研究较少，构筑物过渡段属刚柔过渡形式，斜交过渡形式加大了刚柔过渡段的长度，斜交构筑物过渡段的沉降问题需引起重视。本文提出斜交构筑物过渡段沉降测定布设的方法，为斜交构筑物沉降观测提供经验参考。

现有软土路基竖向沉降观测方法，一般是将软土路基沉降板埋设于同一桩号横断面内并分别布置于路线中心及左右幅路肩处。随着填土高度增加，使用沉降管及接头管箍接长沉降板，实现对填土期及预压期的软土路基竖向沉降变形观测。由于软土路基多分布于河洲、农田、乡村等地，筑路过程中，为了不截断农田水道、乡村道路等原有走向，圆管涵、箱涵等构筑物需要斜交穿越路基[5-6]，本文因此提出软土路基斜交构筑物过渡段沉降观测点布设方法。

1 斜交构筑物沉降板埋设布设形式

本文针对斜交构筑物提出新的沉降板埋设方法，以斜交构筑物为参考，在过渡段路基斜交布置沉降板，观测距离构筑物相同范围内的路基沉降情况，避免了沿路基横断面布设时沉降点距离构筑物长度不一、沉降板布设位置靠近构造物与路基交界处问题，能真实反映构造物路基处不均匀沉降。

图1 非斜交构筑物过渡段沉降板布设

图2 斜交构筑物过渡段沉降板常规布设

2 斜交构筑物沉降板埋设方法

针对现有沉降观测沉降板埋设方法存在的不足[11-15]，本文提供一种施工简便的软土路基斜交构筑物过渡段沉降板埋设方法。获得路线前进方向与斜交构筑物轴线夹角θ，设定斜交构筑物过渡段长度L，然后确定过渡段沉降板埋设桩号及左右幅沉降板布设桩号，得出左右幅沉降板布设位置，具体步骤如下。

1) 调查埋设前斜交构筑物情况。根据施工图纸或现场测量，确定斜交构筑物的中心桩号、长度、宽度、高度以及路线前进方向与斜交构筑物轴线夹角θ(见图3)。

图3 斜交构筑物过渡段布设桩号确定

2) 设定斜交构筑物过渡段长度。以构筑物墙背路中心线为起点，沿路线走向设定斜交构筑物过渡段长度L。软土路基无特殊高填方原则上按照过渡段设定为20m。

3) 确定过渡段沉降板埋设桩号。确定路线中心沉降板布设桩号K中心，使布设桩号距离斜交构筑物墙背5～10m，确保沉降板布设在过渡段内但不距离构筑物过近。

4) 确定左右幅沉降板布设桩号。半幅路基宽度加路基施工加宽为B/2+Δ(其中B为路基宽度，Δ为路基加宽)；左幅沉降板布置于桩号K左幅，右幅沉降板布置于桩号K右幅，左右幅沉降板桩号分别为： ① 左幅沉降板桩号K左幅=K中心-(B2+Δ)tanθ；② 右幅沉降板桩号K右幅=K中心+(B2+Δ)tanθ。

5)确定左右幅沉降板布设位置。为使沉降观测在后续填土期及预压期等施工过程顺利进行，将左右幅观测板布置在相应桩号路肩处。根据半幅路基宽度与路基施工加宽之和为B/2+Δ，将左右幅沉降板布置于对应桩号沿横断面方向偏移B/2+Δ；路中线及左右幅观测板埋置见表1，埋设示意见图4。

表1 路中线及左右幅观测板埋置情况沉降板位置沉降板埋设桩号偏移距离左幅沉降板K中心-(B/2+Δ)tanθB/2+Δ路中线沉降板K中心0右幅沉降板K中心+(B/2+Δ)tanθB/2+Δ

图4 斜交构筑物过渡段布设位置确定

6)制定斜交构筑物沉降板埋设施工图。绘制斜交构筑物与路基过渡段平面图；在平面图过渡段内确定距离斜交构筑物墙背5～10m的路线中心沉降板桩号K中心；并依据步骤4确定左右幅沉降板桩号；根据步骤5在平面图内标出左中右3个沉降板桩号，分别对左幅右幅沉降板桩号偏移B/2+Δ距离，使沉降板布置于路肩处。

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7)现场确定沉降板埋设施工图的沉降板位置。现场测量放出斜交构筑物过渡段路线中心沉降板桩号K中心，打竹桩标记；并按照左幅沉降板桩号K左幅偏移B/2+Δ距离、右幅沉降板桩号K右幅偏移B/2+Δ距离放出左右幅路肩沉降板埋设位置，打竹桩标记。对已标记沉降板预埋设位置再次确定保持沉降板布设与斜交构筑物轴线平行，对左、中、右3个沉降板埋设位置大地坐标记录备案，以便反挖和沉降测量。

8)采用该方法将沉降板布设于斜交构筑物过渡段内，可对斜交构筑物墙背路基填土以及预压期沉降进行观测，确保过渡段内沉降的稳定性，监控差异沉降情况及路基施工质量。该沉降板布设方法可运用于桥台、箱型通道、圆管涵等斜交构筑物的沉降板埋设，减少路桥过渡段、涵路过渡段差异沉降。

3 斜交构筑物沉降规律

以某高速公路软土路基段为例，分别在桥头过渡段、圆管涵过渡段、箱型通道过渡段以斜交和正交形式布设沉降板(见图5)；其中斜交布设形式和正交布设形式二者相距最近处为5m，该试验目的在于对比斜交构筑物过渡段内斜交与正交布设形式二者沉降差异。

为全面反映软土路基沉降规律，从沉降板埋设路基土开始至预压期完成作为沉降观测的整个数据记录过程，总结填土期和预压期路基累计沉降。依据图5沉降板埋设桩号，分析以斜交和正交形式布设桥头过渡段、圆管涵过渡段、箱型通道过渡段沉降板的累计沉降。

图5 软土路基试验段

1) 桥头过渡段沉降

桥头过渡段的累计沉降数据见表2。

2) 圆管涵过渡段沉降

表2 桥头过渡段沉降观测桩号埋设位置累计沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅237.0254.017K1+100路中线219.0215.0 4右幅231.0224.0 7标准差 9.220.4—左幅249.0242.0 7K1+700路中线236.0261.025右幅241.0272.031标准差 6.615.2—

圆管涵过渡段的累计沉降数据见表3。

表3 圆管涵过渡段沉降观测情况桩号埋设位置累计沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅308.0299.0 9K1+220路中线317.0331.014右幅325.0352.027标准差 8.526.7—左幅318.0339.021K1+240路中线324.0327.0 3右幅313.0320.0 7标准差 5.59.6—

3) 箱型通道过渡段沉降

箱型通道过渡段的累计沉降数据见表4。

表4 箱型通道过渡段沉降观测情况桩号埋设位置累计沉降/mm斜交布置正交布置偏差值(|斜交值-正交值|)左幅355.0350.0 5K1+450路中线341.0365.024右幅350.0372.022标准差 7.111.2 —左幅362.0382.020K1+470路中线363.0375.012右幅354.0362.0 8标准差 4.910.1—

从斜交和正交形式布设桥头过渡段、圆管涵过渡段、箱型通道过渡段沉降板的累计沉降情况可看出：斜交形式布置的沉降板累计沉降标准差小于正交形式布置的累计沉降标准差，标准差反映数据的离散程度，证明斜交形式布置的沉降板累计沉降数据波动幅度较小且更稳定；正交形式布置的沉降数据标准差较大，表示沉降数据波动较大且不稳定。分析沉降观测需要掌握准确稳定的数据，因此斜交形式的沉降观测点布置方法更利于真实反映斜交构筑物的沉降情况。

4 结论

1) 实践表明软土路基斜交构筑物过渡段沉降观测点布设方法可以解决斜交构筑物过渡段沉降测点布设问题。

2) 通过路线前进方向与斜交构筑物轴线夹角θ，设定斜交构筑物过渡段长度，确定过渡段沉降板埋设桩号及左右幅沉降板布设桩号，得出左右幅沉降板布设位置，可实现在软土路基斜交构筑物过渡段进行沉降板埋设。

g3) 从斜交和正交形式布设桥头过渡段、圆管涵过渡段、箱型通道过渡段沉降板的累计沉降情况，可以看出斜交形式布置的沉降板累计沉降标准差小于正交形式布置的累计沉降，证明斜交形式布置的沉降板累计沉降数据波动幅度较小且更稳定，斜交形式的沉降观测点布置方法更利于反映真实斜交构筑物的沉降情况。