浅谈沉降观测在高填方中的应用

孙敏娟

(承德市交通运输局　承德　067000)

浅谈沉降观测在高填方中的应用

孙敏娟

(承德市交通运输局承德067000)

摘要针对高填方不均匀沉降的质量问题，采用在路基和路堤中埋设剖面沉降管，通过剖面沉降观测仪，按照一定的频率定期对路基和路堤的沉降速率和沉降量进行动态监测，了解路基和路堤不均匀沉降的大小及其发生、发展的规律，以保证路堤施工的安全和稳定性，并能及时制定施工标准、采取预防和补救措施来控制路基的不均匀沉降，从而根治路基沉降导致路面损坏的质量通病。

关键词沉降观测动态监测沉降管高填方

承张高速公路位于河北省的北部，东起承德市，西至张家口市，呈东西走向。张承高速属于山岭重丘区，沿线为山区和丘陵地带，地形受岩性、构造控制较显著，沟壑纵横，存在大量高填方路基、半填半挖路基和陡(斜)坡路基。仅高填方就有62处，U/V形沟有254处。为及时掌控高填方填筑过程中和过程后的质量问题，对高填方采取了沉降观测。

1沉降观测的目的

掌握不同工程地质条件下路堤填筑过程中和填筑后的路基变形动态，从而进行路基沉降动态监测，为施工提供可靠的参考数据，其主要目的如下：

(1) 用于沉降管理，根据测定数据适当调整填土和强夯速率。

(2) 根据监测数据，判断路基的稳定性，确定路基内可能出现的破坏面，保证路堤施工的安全和稳定[1]。

(3) 监测运营期路基和路堤不均匀沉降，了解不均匀沉降的大小及其发生、发展的规律。

(4) 评价地基处理方法、施工工艺的工程效果，验证设计理论的正确性，制定施工控制标准，指导设计与施工。

2观测内容

主要是对路基和路堤不均匀沉降加以观测，即在路基和路堤中埋设剖面沉降管，通过剖面沉降观测仪，按一定的频率定期观测路基和路堤的沉降速率和沉降量。

3沉降观测点的布设

3.1　布设原则

变形监测点应埋设在能直接反映出测点处变形状况的位置，例如，高填方路段与原地面连接处、涵洞与原地面连接处、桥头连接处等。高填方直线段原则上按100~150 m埋设1个路基沉降观测断面。超高填方处可以埋设2层[2]。

3.2　沉降管埋设步骤

根据各标段施工进度，在原地面清表处理完后，就可以埋设路基沉降管。在设计的双层断面中，在路堤中埋设的管应距路堤地面3 m左右。埋设时，在垂直路基方向开挖1条0.5 m左右深的沟槽，然后在沟底填埋0.2 m厚的沙子，将管子平铺在填好的沙子表面，再加盖0.3 m的沙子夯实即可。管内1对槽应和路基垂直。

(1) 完整路基的埋设。完整路基即管子两端都露出路堤表面，管的两端要用水泥浇筑固定，并做好保护装置，使长期观测不受影响，确保观测数据的连贯性和正确性。其埋设示意见图1。

图1　完整路基沉降管埋设示意图

(2) 开放式路基埋设。当路基宽度超过50 m时，采用开放式埋管，即一端埋设在路基中，另一端露出路堤表面，并做好保护装置，使长期观测不受影响，确保观测数据的连贯性和正确性，见图2。

图2　开放式监测埋设图

(3) 监测管在坡面上的管头应浇筑在水泥柱中，水泥柱上设立高程观测标志，见图3。

图3　位移管边坡固定装置

(4) 基准点埋设。在每个观测断面处的固定观测处埋设2个沉降观测基准点。埋设原则是，基准点远离填方高度2倍以上距离。基准点可以选择在建筑物或构筑物上，也可以选择在坚硬的岩石上。如果以上条件不具备，在现场用水泥浇筑。

4沉降观测

4.1　基准点联测和沉降管固定端联测

(1) 基准点联测。各基准点埋设稳定后，将采用三等水准精度联测每一断面处的基点，其联测精度、方法及要求见表1～表3[3]。

表1　基准点联测网主要技术要求　mm

表2　基准点水准观测方法

表3　沉降管水准观测的技术要求

(2) 沉降管固定端联测。在每次采集沉降管数据时，必须对露出地表一端的管头，利用四等水准的联测方法，测定其高程。具体观测要求见表4～表5。

表4　沉降管水准观测方法

表5　沉降管水准观测的技术要求

4.2　沉降管数据采集

沉降管埋设后，将观测仪探头放入垂直于路基的一对槽内，每次观测顺序应一致，即从一端开始，每1 m读取一次数据，一直到固定端止。初始数据读取2次，取其平均数作为起始数据。常规数据采集读取1次，取其平均数作为本次数据。见表6。

表6　数据采集精度要求

4.3　施工观测控制及观测频率

根据各标段的施工进度，埋设各断面的沉降设备，并采集原始数据。

(1) 施工观测控制标准。路基填筑时，要求竖向沉降速率≤1.0 cm/d，当连续2个月沉降观测沉降量不超过5 mm/月时方可施工路面垫层、底基层及基层，当连续2个月沉降观测不超过3 mm/月时，方可施工面层。

(2) 观测频率。路基沉降观测的频次按表7执行。

表7　高填方路基沉降观测频率

预计总观测次数为50次。

5数据处理

各次沉降管数据采集后，通过管头的高程变化量改正后，计算出本次沉降位移量和累计沉降量，数据取mm后2位数，绘制沉降曲线图，见图4[4]。

图4　长度-位移曲线

6结语

沉降观测是检测高填方是否沉降，沉降速率是否正常的有效手段，也便于随时掌握高填方的沉降情况，便于及时采取补救措施，从而根治路基沉降导致路面损坏的质量通病。

参考文献

[1]JTG D30-2004公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社， 2005.

[2]JTG F10-2006公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社，2007.

[3]GB 50026-2007工程测量规范[S].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2008.

[4]TG C10-2007公路勘测规范[S].北京:人民交通出版社，2007.

收稿日期：2015-01-30

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.031