高填石路堤的沉降观测方法

摘 要：沉降观测方法的准确性可以影响到高填石路堤的质量优劣，因此本文对沉降观测方法做出研究，以便为高速公路的填石压实度等理论研究与实践有所帮助。

关键词：高填石路堤；沉降观测方法

中图分类号：X734 文献标识码：A

一，沉降观测方法

沉降观测方法的主要目的有：填石路堤高度达三十米以上，其对地基表面的竖直压力大600kpa，为了确保地基能在稳定状态下工作，以利于及时发现问题，施工中必须加以有效监测；通过沉降观测数据的理论分析，进一步揭示山区地基在大荷载作用下的压缩规律；路堤采用碎石和块石作为填筑材料，一方面块石之间不易嵌锁密实，路堤要做到密实、均匀、稳定，难度较大，另一方面填石路堤必须压实到弹性状态才可以保证路堤本身不发生过大的工后沉降，因此必须通过观测取得填石层沉降数据，揭示填石压实后的状态；国内对填石路堤在公路运营过程中沉降规律的研究开展得很少，通过工后沉降观测可以取得大量数据，利于开展填石路堤沉降规律的研究。

(一)沉降观测需要获取的数据及技术方案

1、地基沉降数据。地基表面垂直沉降数据和水平位移数据，通过这部分数据的测量可以监测地基的稳定性情况。观测中将沉降板直接放置在清表后的地基表面，通过沉降管高差变化反映地基沉降量。

2、填石层在其上部荷载作用下的分层沉降数据。通过分析压实后填石层在其上各级荷载作用下的压缩变形，可以分析填石的弹性状态，观测中将两块沉降板分别放置在所需观测的地基表面和填石层上，通过观测两块地基板的沉降差即得填石层的压缩量。

3、竣工后路堤表面的沉降数据。通过这部分数据可以分析填石路堤在工后环境、荷载作用下的沉降变形情况，一方面可以论证施工期压实工艺的效果，另一方面可以研究填石材料的工后蠕变特性。

（二）观测设备

1、沉降板构造。沉降板板块选15mm厚钢板，尺寸30×30cm，沉降管选用镀锌钢管。

2、观测仪器设备。本次沉降观测采用带测微装置的精密水准仪。

3、高程控制测且技术要点及观测步骤

（1）高程控制点的布设。高程控制点是进行沉降观测的基本依据，应布设成控制网按统一的观测精度施测。控制点布设要均匀，一般至少要有三个控制点，且应布设在不易被施工破坏的稳定、坚固地区。

（2）高程控制测量的作业方案与技术要求。一般采用精密水准仪按二等水准测量方法施测三个水准点的高程。

4、沉降测且技术方案

本文重点在于对超常荷载下地基的稳定性和沉降规律的研究以及高填石路堤压实特性等进行研究，软土地基的稳定不属本文研究重点，因此试验路段选择的原则是:常规山区地基在本研究路段中填石高度最大的地方。此次研究并不把试验重点设置在需要进行沉降观测的软土地基路段，而选择在山区普遍存在的碎石土地基路段上，一方面是因为填石的压实没有成熟经验可依循，另一方面是为了使本项目的研究成果能够直接用于指导高等级公路的修筑。如在软土地基上修筑填石路堤，与普通路堤修筑程序相同，必须先进行软土地基处理，达到允许的承载力后再填筑路堤。

5、注意事项：精密水准仪属精密电子或光学仪器，在仪器的搬运、迁站过程中，必须注意仪器的防震，确保仪器性能稳定；高程控制点(即永久性水准点)在与国家水准点联测时，可按等外水准测量的技术要求进行往返观测，若实验路段己有稳固的又便于观测的永久性水准点时，该项工作则可省略；为了沉降观测的方便，在离试验路段较近地段，根据观测需要选择3一4个水准点做为工作基准点。其高程的获取可由永久性水准点按二等水准测量的技术要求分别引测支水准路线取得；水准工作基准点因离施工现场较近，点位会随施工现场变动而变化，因此工作基准点的高程可能会有异动，观测时若发现变形点的沉降数据异常时，应及时检查工作基准点的高程，必要时应重测，一定要检查出数据异常的原因所在；在基底放置沉降板时一定要采取措施保证沉降板水平、沉降杆铅直，然后再用土回填，放置沉降板时可用水平尺检验校正；沉降管在施工中应派出专人负责监管，防止被施工机械碰斜或撞断，观测时应对施工情况加以文字描述并记载于沉降观测点成果表中。

6、加荷速率控制

加荷速率直接影响着沉降速率的大小。一旦加荷速率过快会对土的结构性产生严重的扰动，造成沉降速率过大且难以稳定，这对工程是非常不利的。故在软基上填土时应控制填土速度，一般加荷速率应控制在平均每月填1.0m，沉降速率控制在10mm/d以内;在普通土上，应计算分析沉降速率大小，如果地基沉降速率变化较大要停止该断面施工，分析原因。

二、现场数据整理

（一）观测中存在的问题。1)数据的缺失:每填筑一层填石，为了套接沉降管，都需要用将刚填筑的填料挖开找到沉降管顶部套接下一根沉降管。观测方案中规定采用人工开挖方法，但是在实际操作中，人工开挖工作量大，速度慢，因此采用挖掘机开挖。在观测初期，部分观测点的沉降管有被挖掘机挖断过的现象，造成观测数据的缺失和不连贯。

（二)沉降管的扭曲和倾斜误差:在填石填筑碾压过程中，大吨位碾压机械的振动作用会使下层已压实填石层产生一定的水平位移导致沉降管产生一定的扭曲和倾斜，带来一定的观测误差。倾斜误差可以采用通过全站仪观测测点水平坐标，计算沉降管顶点偏移量进行倾角修正来消除，而扭曲误差的影响无法计算和消除。

三、数据整理。为了能够实现路堤填筑的动态检测，及时解决工程问题，要求所观测数据现场进行处理，计算每层填石地基的沉降量，并绘制填土高度一一沉降关系图。对于观测过程中出现的意外要在备注栏中加以说明。

参考文献：

【1】吴大志，路基沉降计算方法及高路堤沉降稳定分析验证【D】，中南大学，2002

【2】刘江波，填石路堤沉降分析与质量控制研究【D】，湖南大学，2006