蔣瑋
摘要:高速公路改擴建路基加寬段容易產(chǎn)生不均勻沉降,應在施工過程中加強監(jiān)測。文章依托工程實例,通過在舊路基、新舊路基結(jié)合處和新路基上布置監(jiān)測點,采用精密水準儀進行監(jiān)測,收集監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制累計沉降值與時間變化曲線,分析得出路基穩(wěn)定情況。
關(guān)鍵詞:高速公路;改擴建;路基;沉降監(jiān)測
0 引言
近年來,我國公路交通量增長迅速,很多早期修建的高速公路出現(xiàn)了擁堵現(xiàn)象,道路的運輸能力不足,部分高速公路已經(jīng)進行了改擴建施工。在進行高速公路改擴建施工時,新舊路基的拼接質(zhì)量是影響公路施工質(zhì)量的關(guān)鍵,必須在施工中進行嚴格的質(zhì)量控制。然而,在高速公路改擴建施工中,局部路段路基出現(xiàn)了嚴重的不均勻沉降,造成路基開裂變形破壞,直接影響行車安全。因此,在高速公路改擴建設計與施工中,不僅要做好拼接段施工過程中的質(zhì)量控制,還要對路基開展沉降監(jiān)測,對路基拼接兩側(cè)新路基、舊路基、新舊路基結(jié)合處的沉降情況進行監(jiān)測,掌握改擴建段路基的沉降情況,以便及時采取措施對路基進行加固,提高施工質(zhì)量。
1 依托工程概況
某高速公路建成于20世紀90年代,全長106.4km,設計時速為120km/h,采用雙向四車道,路基全寬27m。近年來,由于對公路交通量增長預測不足,高速公路時常出現(xiàn)擁堵,已不能滿足交通運輸?shù)男枰?。擬對該高速公路進行擴建,將原4車道擴建為6車道,拓寬后路基全寬34.5m。為解決施工初期資金不足問題,高速公路擴建先采取單幅施工單幅通車的方式,單幅道路通車后再進行另一幅道路施工。本項目施工路段分布有軟土地基,易產(chǎn)生不均勻沉降,設計采用CFG樁進行加固處理。改擴建施工采用兩側(cè)加寬的方式,路基兩側(cè)開挖臺階,分層填筑分層壓實,并設置沉降監(jiān)測點,對拓寬路段進行沉降監(jiān)測,判斷路基的穩(wěn)定性。
2 改擴建路基沉降觀測方法分析
2.1 沉降板觀測法
本項目改擴建路基沉降觀測采用沉降板觀測法,通過在原地面埋設沉降板和沉降觀測樁,采用精密水準儀按照二等水準測量標準進行高程觀測,確定路基沉降情況。沉降觀測樁選用20mm鋼筋,在頂部刻十字線,底部焊彎鉤。沉降觀測樁周圍15cm用C15混凝土澆筑固定,埋設最小深度為0.3m,布設完成后測定樁頂?shù)某跏甲x數(shù)。沉降觀測樁埋設如圖1所示。
按照設計要求,沉降板由底板厚度為10mm,尺寸為500mm×500mm的鋼板組成,金屬測桿選用壁厚3mm以上的40mm鍍鋅鋼管,保護套管為壁厚3mm以上的75mmPVC管。沉降觀測板結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。
2.2 沉降板埋設方法
預先在埋設地點挖50cm×50cm×20cm的土坑,坑內(nèi)用砂找平,并搗實。在坑內(nèi)放置沉降板,用砂校正合格后套上保護套管,周圍用砂回填密實。為了保護沉降板,回填時先搗實沉降板周圍。埋設完成后,采用精密水準儀按二等水準標準觀測沉降板測桿頂部標高,記為初始讀數(shù)。在路基填筑過程中,為了保護沉降板與測桿,周圍采用小型夯實機進行夯實,并噴紅油漆或插小紅旗作為標記。隨著路基填筑高度的增加加長測桿,測桿每次接長高度為50cm,應采用絲扣連接接長。套管接長過程中應保證垂直,防止施工機械碰撞,且滿足接長4m傾斜度<1°的要求。
2.3 沉降板觀測注意事項
沉降觀測前應布置至少2個觀測基點,使用精密水準儀和銦鋼尺進行觀測。每次進行沉降觀測應采用固定的人員和儀器,以避免因不同的觀測習慣和儀器差異產(chǎn)生的觀測誤差。另外,觀測方法、觀測環(huán)境和觀測線路應相同,以減少誤差。由專人負責測量數(shù)據(jù)的整理、計算,并由部門負責人負責,同時應做好數(shù)據(jù)規(guī)范工作。
施工期間,沉降板觀測頻率為每填層1次,停工期間1次/3d。路基填筑施工完成后,觀測頻率為第1個月1次/3d,第2~3月1次/7d,3個月以后1次/15d。沉降觀測控制標準為相鄰兩個月平均觀測值應≤5mm,并滿足路基完工后容許沉降值要求。
3 改擴建路段路基沉降監(jiān)測與結(jié)果分析
3.1 路基沉降監(jiān)測方案
改擴建路基沉降監(jiān)測分別在新路基、舊路基和新舊路基結(jié)合處三個部分布置測點,其中在舊路基上埋設沉降樁,新舊路基結(jié)合處和舊路基上埋設沉降板。路基沉降監(jiān)測點布置如圖3所示。施工中在試驗路段選取兩個監(jiān)測斷面,分別布設測點,記錄監(jiān)測數(shù)據(jù),并對監(jiān)測結(jié)果進行分析。
路基沉降采用精密水準儀、銦鋼尺進行監(jiān)測,通過比較前后兩次的監(jiān)測值確定沉降量。根據(jù)路基沉降速率確定沉降監(jiān)測頻率,沉降速度越大,監(jiān)測頻率越大,對軟基地區(qū)應加強監(jiān)測。施工期間如發(fā)現(xiàn)路基沉降速率加快,應加強監(jiān)測,適當增加監(jiān)測次數(shù)。
3.2 改擴建路段路基沉降監(jiān)測結(jié)果分析
對兩個監(jiān)測路段監(jiān)測點采用精密水準儀進行監(jiān)測,記錄前8個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1和表2所示,繪制沉降變化曲線如圖4和圖5所示。
從表1數(shù)據(jù)和圖4路基累計沉降值隨時間變化曲線可知,監(jiān)測斷面一舊路基測點沉降變化基本趨于穩(wěn)定,累計最大沉降值為0.79mm。新舊路基結(jié)合處前6個月沉降量增長速度快,累計達到6.35mm,6個月以后沉降基本穩(wěn)定。新路基沉降量相對較大,前6個月沉降量較大,累計達到8.25mm,監(jiān)測6個月以后路基沉降逐步趨于穩(wěn)定。
通過對表2數(shù)據(jù)和圖5路基累計沉降量隨時間變化曲線進行分析,得出舊路基沉降差較小,且基本趨于穩(wěn)定,最大沉降量為1.18mm。新舊路基結(jié)合處沉降量相對較大,前6個月沉降差達到9.16mm,6個月以后逐步趨于穩(wěn)定,監(jiān)測結(jié)束最大沉降量為9.86mm。新路基6個月以后沉降速率增加,應加強監(jiān)測,必要時采取措施進行加固。
4 結(jié)語
通過在改擴建高速公路舊路基、新舊路基結(jié)合處、新路基上設置測點,采用精密水準儀進行沉降監(jiān)測,收集數(shù)據(jù)繪制累計沉降變形隨時間變化曲線,經(jīng)分析得出以下結(jié)論:
(1)高速公路改擴建路基沉降主要包括地基沉降和路堤沉降兩部分,其中舊路基沉降量最小,兩個監(jiān)測斷面舊路基8個月累計沉降量分別為0.79mm和1.18mm,沉降量小,且變形已趨于穩(wěn)定。
(2)新舊路基結(jié)合處路基沉降量相對較大,兩個斷面監(jiān)測均在前6個月沉降變形速率較大,累計沉降量分別達到6.35mm和9.16mm,6個月后基本趨于穩(wěn)定。
(3)新路基沉降量最大,監(jiān)測斷面一6個月后已經(jīng)趨于穩(wěn)定,監(jiān)測斷面二6個月后沉降變形速率增加,應增加監(jiān)測次數(shù),必要時采取措施進行加固。
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