高速公路軟土路基沉降觀測方法探析

【關(guān)鍵詞】高速公路；軟土路基；路基沉降觀測 

　　社會經(jīng)濟的發(fā)展大大促進了貿(mào)易往來，尤其是全球經(jīng)濟一體化進程的進一步深入，各地區(qū)的經(jīng)濟不斷發(fā)展與進步，與其他地區(qū)間的貿(mào)易往來越來越頻繁，這為交通體系建設(shè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境，也同時加大了交通運輸體系的壓力。高速公路工程建設(shè)在現(xiàn)代化公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實現(xiàn)方面發(fā)揮重要作用，工程規(guī)模的不斷擴大不僅推進了公路鐵路工程建設(shè)的發(fā)展，而且工程施工環(huán)境也越來越復(fù)雜惡劣，尤其是軟弱土層在工程施工中較為常見，嚴重影響著高速公路路基的穩(wěn)定性與沉降，而這也決定著高速公路工程建設(shè)的成敗，尤其是軟土路基沉降問題影響極大，若處理有欠妥當，就會為施工期間的安全順利施工埋下隱患，而路堤滑塌等事故不僅影響到施工進度與工期，而且還可能造成人身財產(chǎn)安全問題。因此，在高速公路軟土地基處理中，必須重視對軟土路基的觀測，以及時發(fā)現(xiàn)沉降危害并分析原因，然后采取有效措施進行防治與處理，為提高高速公路軟土路基穩(wěn)定性創(chuàng)造良好環(huán)境與條件。 

　　1、軟土路基沉降原因分析及危害 

　　高速公路工程施工中遇到軟弱土層路基，為了有效滿足結(jié)構(gòu)物通航與線性順直通暢與抗洪排澇的要求，通常需要填筑具有一定高度的路堤，而路堤本身的自重荷載作用下，軟土地基土層中的應(yīng)力狀態(tài)被改變而導(dǎo)致地基發(fā)生變形，進而出現(xiàn)了地基沉降的問題。公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中對高等級公路的路堤穩(wěn)定性有較高要求，另外也有很高的工后沉降要求，傳統(tǒng)以穩(wěn)定控制來要求軟土路基路堤設(shè)計已然不能滿足現(xiàn)在對軟基路堤的要求，對路基的變形控制成為高速公路軟土地基路堤設(shè)計的重點。而路基的變形沉降會導(dǎo)致嚴重的橋頭跳車現(xiàn)象與路面平整度差等狀況，不僅重新整修需要耗費更大的經(jīng)濟損失，而且為工程施工安全埋下極大隱患。 

　　引起地基沉降變形的原因主要有兩種，及自然條件與變化引起的地基變形，與路基自重與承受過車荷載作用下引起的地基變形，這是引起地基變形的內(nèi)因與外因。另外，勘測、設(shè)計與施工等過程中的作業(yè)不合理規(guī)范，也是引起路基額外變形的重要原因。路基變形主要有靜態(tài)變形與動態(tài)變形、彈性變形與非彈性變形及衰減性變形與非衰減性變形這三種不同的表現(xiàn)形式。路基變形會使得路基傾斜或沉降，即路基的水平位移與垂直位移，而路基沉降又根據(jù)實際情況的不同分為均勻沉降與不均勻沉降兩種，其中路基的均勻沉降相較而言是安全的，大多數(shù)情況下，路基沉降總是由于地基不均勻或是路堤高差等原因而成不均勻沉降，進而路面的變形也是不均勻的。 

　　2、高速公路軟土路基沉降觀測工程實例分析 

　　某高速公路工程施工中，遇到大面積可液化地段，對其路堤填筑與原地基沉降狀況的觀測主要選了1#點、2#點及3#點三個有代表性的位置來進行。 

　　2.1 沉降觀測設(shè)置的方式 

　　沉降觀測的任務(wù)主要分兩點，即對高填土路基自身沉降的觀測與對路基填土重力等作用下高填土路基基底沉降的觀察，其中高填土路基自身沉降包括壓實區(qū)域與填土高度不同的路基自身沉降。對沉降觀測的設(shè)置為：將下端設(shè)置砼底座且直徑60mm的鋼管制導(dǎo)管分別豎直埋入不同的觀察位置，將一根外徑20mm的自由導(dǎo)桿豎直放入導(dǎo)管內(nèi)，使其下端連接導(dǎo)管下端砼底座并與觀察位置平齊，綜合結(jié)合填土高度等實際情況考慮，導(dǎo)桿與導(dǎo)管的加長方式選用逐節(jié)連接來實現(xiàn)，而每一節(jié)的長度根據(jù)實際情況需要選取2米或3米，導(dǎo)管與導(dǎo)桿最后一節(jié)長度應(yīng)為2米。而為了工程竣工后的跟蹤觀察更加便利，導(dǎo)管與導(dǎo)桿的上端應(yīng)探出路面的適當高度。然后依據(jù)觀察點地質(zhì)情況與路基填筑高度等情況的不同，并基于上述設(shè)置方式分別對各觀察點進行設(shè)置，然后對1#點、2#點及3#點的三個點位置所設(shè)置觀察點分別進行編號。 

　　2.2 觀察方法與要求 

　　沉降觀測主要有對安裝或接桿過程的觀察及對定期沉降的觀測，具體為：要在導(dǎo)管與導(dǎo)桿安裝或接桿完成后的，進行導(dǎo)桿頂?shù)乃疁视^察；具體施工期間，按照施工設(shè)計要求的周期對沉降情況進行定期觀測，若是不再施工期內(nèi)，則可根據(jù)實際情況定期進行觀測。觀測要求專門負責(zé)人到現(xiàn)場安排設(shè)置與觀測的具體進行；為便于長期觀測，在沉降觀測點周圍設(shè)置水準點，對觀測點的觀測要求設(shè)專人進行實時的數(shù)據(jù)記錄與收集，并及時進行歸納整理，確保記錄數(shù)據(jù)詳盡、準確；為確保觀察數(shù)據(jù)的真實、準確，要在每次進行觀測檢查時，對觀測設(shè)備與儀器等進行校核檢查。另外，要嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范來進行路基填筑施工，并分別提高各壓實級區(qū)，選用低液限粘土與低液限粉土并以每層200mm范圍內(nèi)的壓實厚度進行土方分層填筑，而為填土的均勻壓實，在壓實前需要用平地機將其整平。其中1#點經(jīng)過強夯處理而有效改善了地質(zhì)條件，2#點將500mm砂礫石墊層作為隔離層而鋪設(shè)于地基之上，而3#點在妒忌填筑之前只需進行地基碾壓。 

　　2.3 觀察數(shù)據(jù)分析和結(jié)論 

　　可以忽略路基填方本身極不明顯的壓縮沉降，而地基沉降就為路基的沉降，而地基沉降會受到填土高度與地質(zhì)條件的影響與制約，即沉降隨填筑高度越低而地質(zhì)條件越好就越小，反之則異然。而通過對三個觀察點的觀測可知，不同觀測點的地基沉降值也有所差異，其中沉降值最大的為2#點，因為該觀測點的地質(zhì)條件最差，不僅路基填筑高度較大，而且地基承載力也較小，砂礫墊層的處理對于改善地質(zhì)條件的效果并不明顯。而1#點雖然地質(zhì)條件也較差，但強夯處理達到改善了該位置點的地質(zhì)條件，進而提高了地基承載力，也就降低了地基沉降值。至于3#觀測點，本身具有地質(zhì)條件較好的優(yōu)勢，再加上一定的地基處理，該處地基沉降值也就相對小一點。 

　　由上述各觀測點的沉降觀測分析可知，路基填筑初始階段的路基沉降相對較慢，而隨著路基填筑高度的不斷增長，路基沉降也就越來越增加，而沉降情況在路基填筑后期又恢復(fù)緩慢增趨勢至完全穩(wěn)定。主要是因為路基填筑初期，原地基承載力可以承擔(dān)填土自重壓力，但超過其容許承載力范圍后，地基沉降會以彈性變化的形式發(fā)生改變至原地基承載力的極限，而此時繼續(xù)填筑的話，進入強化階段的原地基土體結(jié)構(gòu)已遭破壞，地基土體顆粒在外力作用下形成新的承載結(jié)構(gòu)，進而增強了地基承載力，所以此時段內(nèi)的地基沉降狀況又有所改善。當填土增加到一定高度時，即土方填筑產(chǎn)生的壓力等于地基承載力時，地基受力處于極限狀態(tài)。當填筑高度繼續(xù)增加，地基承載力進入強化階段，原地基土體結(jié)構(gòu)被破壞，地基土顆粒在外力作用下重新排列形成新的結(jié)構(gòu)，使地基承載力得到增強。地基土結(jié)構(gòu)的變化，是該階段地基發(fā)生明顯沉降的根本原因。 

　　實踐證明，工程竣工后一段時間內(nèi)，路基還會發(fā)生緩慢沉降。因此，在路基施工時，宜選擇低液限粘土或低液限粉土作為路基填料。填料要分層進行，每層壓實厚度宜控制在10一20cm范圍內(nèi)。路基沉降一般在路基完成后八個月至一年才能逐漸趨于穩(wěn)定。因此為減少或消除地基沉降引起質(zhì)量隱患，在路面組織施工時要充分考慮地基持續(xù)沉降而帶來質(zhì)量病害。 

　　3、結(jié)束語 

　　綜上所述，軟土路基處理在高速公路工程施工中越來越常見，對軟土路基的穩(wěn)定性與沉降有極大影響，其中軟土路基沉降問題尤其對高速公路工程施工的整體質(zhì)量具有重要意義，軟土路基沉降問題引發(fā)的施工各類事故不僅影響著施工進度與工期，而且對工程施工的整體質(zhì)量造成極大影響。在了解軟土路基沉降的危害基礎(chǔ)上，對高速公路軟土地基沉降問題的重視與原因分析是相當必要的，而通過各種合理適當?shù)挠^測方法進行對軟土路基沉降的觀測，這是為高速公路軟土地基處理提高可靠依據(jù)的重要途徑，所以必須得到足夠的重視，才能為高速公路工程建設(shè)快速健康發(fā)展提供可靠的基礎(chǔ)保障。 

　　參考文獻： 

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