高速公路营运期地基沉降观测方法

陆伟平

（江苏沪苏浙高速公路有限公司 215214）

高速公路营运期地基沉降观测方法

陆伟平

（江苏沪苏浙高速公路有限公司 215214）

地基在营运期发生沉降，直接影响到行车舒适性和行车安全性；要制定行之有效的沉降处治方案，就有必要对地基沉降进行长期观测，直至沉降段地基稳定为止。

地基沉降；工后沉降；沉降观测

高速公路对地基的要求极高，对工后沉降、不均匀沉降及路面平整度在各方面均有极严格的要求。地基发生沉降极易造成构造物与路堤衔接处产生差异沉降，引起跳车和路面的破损，达不到应有的舒适性，因此，在高速公路营运后，继续对地基沉降进行观测是非常必要的，它直接关系到养护维修方案订立的准确性，并对高速公路的社会形象产生重大影响。

1 沉降观测方法

1.1 观测内容、观测断面及观测点的布设

沉降观测应按相关规范规定的要求进行。在进场之前，首先应该根据高速公路现场环境，结合以往运营期高速公路沉降观测的经验，充分了解沿线地形地质条件、地基处理方法，结合路基高度变化、构造物布置等实际情况，熟悉施工图设计文件的测点布置，必要时进行优化。

1.2 沉降观测断面的布设

营运阶段的沉降观测点布设原则既不同于施工期的沉降观测，也不同于营运初期的沉降观测。营运阶段的沉降观测主要根据前期沉降观测的结果，选取沉降稍大和尚未稳定的段落，以及近期路面积水等路段进行。

营运阶段的沉降观测点布设原则如下：

（1）依据现场行车舒适度情况，列出《沉降重点观测段落统计表》，所列出的重点观测段落皆设置观测断面，每个断面根据表中列出的具体情况，设置2～3个沉降标。《沉降重点观测段落统计表》之外的非重点观测段，每500m在中央隔离带上设置1个沉降标。

（2）在软土路段、预压路段、构造物（桥梁、涵洞/小桥/通道、互通立交）段、桥头填塘路段视具体情况选取沉降观测断面，每个断面设置左、中、右三个沉降标。

根据以上原则，布设时可按以上原则予以微调。实际观测断面和点位须经验证后，方可进行观测。应结合各观测段的工程地质条件和工程特点，制定出沉降观测断面和各观测段的点位数量。

1.2.1 沉降标埋设

沉降标采用4cm长道钉，钻孔埋设。沉降观测的每个断面根据上表设置1～3个观测点，分别设在中央分隔带和硬路肩上，观测点具体位置如图1。

图1 沉降标埋设位置示意图

1.2.2 水准点的布设

工后沉降观测采用桥上水准点。桥上水准点，设在桥中央分隔带冒梁上部水泥板上，埋入半球形钢筋头。转移时，仪器一般安放在桥中部路肩处，使前、后视距相等，用精密水准仪测定高程。

1.3 观测仪器及精度

1.3.1 观测技术指标

为了满足高速公路运营期沉降观测二等水准精度的要求，二等水准采采用DS1等级精密水准仪，配用钢尺。必要时用电子水准仪以提高观测速度及精度。二等水准采用条划钢尺，电子水准尺采用编码尺。

水准仪必须符合等级水准测量要求。观测时，前后视距尽量相等，以消除i角的影响。同时，视距不得超过100m；视线高度要求三丝均能读数，读数取位为1mm，计算取位为0.5mm；视线中要特别注意水准尺的垂直，即复合水准气泡的居中；水准点与沉降点之间一般直接观测，最多可转一次，转点时必须用尺垫。

1.3.2 观测仪器

二等水准测量，采用DS1等级精密水准仪，配用钢尺。

水准仪各部分转动应灵活、望远镜制、微动螺旋作用应可靠、调焦镜运用及目镜调节不能有明显的晃动现象。每次观测前除检验圆水准器、十字丝位置正确性、自动安平水准补偿器灵敏度等项目外，必须进行i角的检验，i角规定为小于8″。水准测量仪器应采用高精度水准仪。

水准尺必须牢固无损，尺底板不应有松动、尺的中线与尺底成垂直，尺面不能有弯曲。水准尺应进行标尺零点不等差、1m长度和分米长度等项目的检验，水准尺必须装有圆水准器，不符要求不能使用。着重提出：大多数作业单位习惯用塔尺进行沉降观测，这是不能允许的，因为塔尺上没有圆水准器，尺子的垂直度难以控制，若尺子前、后有倾斜，加上风的影响，则尺子上3～5m处的读数可达5～10mm的读数误差影响，这样就失去了沉降观测的精度意义。

1.3.3 观测要求

（1）在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3～6个月重新对所用仪器、设备进行检校。

（2）在监测过程中，要尽量提高观测精度，消除观测中的系统误差，每次观测应做到“五定”：①沉降观测依据的基准点、观测水准点、沉降观测点，点位要稳定；②所用仪器、设备要稳定；③观测人员要稳定；④观测时的环境条件基本一致；⑤观测路线、镜位、程序和方法要固定。

（3）将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值，从而确定出沉降量。

（4）观测中的注意事项：

①严格按测量规范的要求施测。

②前后视观测最好用同一水平尺。

③各次观测必须按照固定的观测路线进行。

④观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。

⑤成像清晰、稳定时在读数。

⑥随时观测、随时检核计算，观测时要一气呵成。

⑦在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

⑧将各次所观测的沉降情况及时统计汇总，当某路段沉降量超过规范规定的范围时应采取应急措施。

（5）搞好基准水准点、沉降点制作、埋设和保护、定期校正等相关工作。

2 观测频率

地基沉降观测的频率为：营运期第一年每3个月观测一次，第二年至第三年每6个月观测一次，第四年开始可以每年观测一次。

3 观测资料的分析方法

沉降观测的数据处理工作也是十分重要的，数据处理工作主要包括沉降量计算和沉降规律分析。高速公路里程很长，沉降观测点很多，且观测时间长、观测资料数据量大。如何从海量观测数据中提炼出有价值的信息，并掌握公路营运后的沉降变形规律，将成为工后沉降观测能否成功的关键。工后沉降数据将从以下几个方面进行分析：

3.1 不同地基处理方法的路段沉降变形规律分析

通过对地基处理段落以及未处理路段工后实测数据的对比分析，了解公路运营后不同地基处理方法段落的沉降变形规律，进一步验证地基处理效果和沉降控制标准的合理性。

3.2 通道、桥梁与土路基结合部的沉降变形规律分析

通过对通道、桥梁与土路基结合部沉降变形规律的分析，掌握公路营运后不同部位的结合部是否存在差异沉降及其差异沉降的大小。

3.3 基准期工后沉降量的预测

通过沉降观测工作，进一步累计沉降观测数据，更加准确地推算不同观测断面工后15年的沉降量，预测未来的沉降变形规律。

4 结束语

在江南水网地带，软土地基普遍存在，由于地基处理方式的不同，地基在营运期产生沉降的情况较为常见。地基沉降带动路基沉降，路基沉降又造成路面沉降。路面沉降发生的直观后果就是裂缝增多、行车舒适度降低。

为了更好地掌握地基沉降的速率和规律，沉降观测显得尤为重要，依据沉降观测建立起来的数据库，可以很好地为沉降处治方案的确定打下牢固的基础，为改善高速公路的通行质量提供最有力的帮助。

U416.1

A

1673-0038（2015）48-0265-02

收稿日期：2015-11-16