公路路基沉降的位移观测的研究

关键字：公路路基；沉降；位移观测；研究 

　　随着我国公路交通事业的发展，各个单位和学者对高等级公路软土地基等特殊路基的处理日益受到技术人员的重视。公路的地基处理的成功与否直接影响着整个公路工程的质量与安全。为了保证施工的安全与进度，并为后期运营服务，必须在公路的地基段设置观测断面，并且实时的观测沉降与位移，掌握区段路基在荷载作用下产生的影响，以确保工程的质量。根据实际情况，测断面分为简单观测断面和复杂观测断面两种。简单观测断面为地表沉降及位移观测，复杂观测断面包括：地表沉降及位移、分层沉降、深层土体位移及孔隙水压力；此外在进行施工的过程中，还需要相关机构的密切合作，质量体系的检测和施工细节的把握。 

　　一、相关机构的配合 

　　在项目进行施工时，要计划好相关组织机构之间的配合，在全局的统筹下开展路基的观测和研究，有利于项目的顺利进行。一般需要设立一下几个部门，施工的项目组管理者，下设相关的技术负责人，再下设路基的观测人员。 

　　二、质量体系的检测 

　　观测路基的进度及安排应该严格按照设计说明书要求的观测频率及精度进行。观测及量测值必须经过自检及互检才允许报送资料整理及分析。经资料整理及分析后，若有疑问须及时补测校正。沉降及位移超限要及时报警，保证施工进度及安全。观测人员必须认真负责，按记录表格认真填写原始记录，观测期间，由观测单位保护好所有观测点和观测标志。承包商施工过程中不得破坏观测点。正常情况下。每月向监理报送一次观测资料及分析报告，当超出界限值时应立即向监理工程师汇报。监理工程师应经常检查观测点、水准点的情况。观测工作结束后，观测单位向总监办提供观测段总体观测结果分析报告、各点观测数据整理图表、原始记录合订本、相应的曲线分析图件。观测及资料整理人员也应严格按照质量管理体系执行。整个质量管理体系图示如下： 

　　三、施工细节的把握 

　　（1）减少误差，确保路基的观测准确进行。沉降观测伴随着路堤填筑施工开始的，直到路堤施工及预压沉降稳定后结束。预计观测期为两年。分析小角大小对位移量计算的影响如下： 

　　如图所示，设小角法计算观测点i点位移量时，视线长取值为L，i点首期观测位于a，以后沿垂直于视线方向位移至b、c。a点“初始小角a”即为 ， 

　　位移计算误差示意图 

　　位移至b点后“第一次小角b”记为 。由于计算观测点位移量时，认为L为不变量，以L代替A点至b点的长度，视线长度替代差为 ，在垂直于视线方向上产生的距离替代差为 （即观测点实际偏离视线值 与计算出的偏离视线值 之差）， 即为小角法测量的计算误差，其值为： 

　　对于极坐标法， 取值范围为-1～+1之间，而小角法与极坐标法比较，取 为测距精度2mm， 取测距精度的1/20（计算误差相对于测量误差可忽略不计），计算误差为0.1mm。这时， 

　　即当计算误差取0.1mm时，小角可接近3°，如取计算误差0.01mm，小角为 。 

　　（2）沉降板设置于路基中心，沉降板平时用的规格是为600mmx600mmx10mm的钢板，并将沉降板埋入地下lOcm。沉降观测板中央焊接直径为25mm的钢管。钢管外用50arm镀锌圆管保护，每300mm节螺扣相接，不与钢管相连。沉降板在埋置时要预钢管的平行线垂直，然后用砂找平，确保沉降板放置后水平。分层沉降仪由分层沉降管、磁环、波纹管等部分组成。测点设置在路基中心，持力层上每一地层设置一个磁环，软土层厚度较大地段的软土层中设置两个磁环，磁环的埋设深度根据埋设点的工程地质情况确定。埋设时，在路基中间用钻机钻孑L至持力层，根据地质情况在相应的深度安装磁环，下好沉降管后，用膨胀土封好，可以使磁环与地层同步沉降，用分层沉降仪测量各磁环的位置，分别计算各地层的沉降量。 

　　（3）深层土体位移是将测斜管设置在土体中，用测斜仪测试土体的水平位移。测斜管埋置于路堤坡脚，埋设深度视地质情况而定，底部穿透持力层5m～8m。埋设时，坡脚处用钻机打孔，将测斜管下到钻孔中，管与孔之间用砂充填。现场用测斜仪测定任意深度处管的倾斜度，然后计算土的位移量及其方向 

　　（4）确定好水准点的位置 

　　水准点首先应该设计在稳定性好的路段，这样不容易被破坏，具体应该在路基坡脚外不少于40m且应保证其稳定性。水准点桩采用lOcmxlOcmxl00em的钢筋混凝土桩，桩顶预埋钢筋测头。桩周顶部50cm现浇混凝土固定。并在地面上浇注1.0mx1.0mx0.2m的观测平台，桩顶露出平台l0om。所有水准点需用图表形式呈送监理工程师。水准点桩的混凝土标号不小于25。除以上暂时性水准点，在离路基坡脚100m外设置半永久性水准点，三个暂时性水准点共用一个半永久性水准点。 

　　四、结语 

　　沉降及位移观测是软基处理的一个重要部分，直接影响着工程的安全与进度。通过沉降与位移观测。有助于指导施工进度，控制填筑速率，为施工期间沉降引起的增加土方量作出准确的测算，同时控制预压期，推算地基最终沉降量并对沉降稳定卸荷时间作出准确的判断，以最终保证施工的安全与质量。 

　　参考文献： 

　　[1]尹志政，张家生.灰色模型在大坝变形监测与预报中的应用[J]，2008（09）. 

　　[2]张仪萍，张士乔，龚晓南.沉降的灰色预测[J]工业建筑，2010（09）