某高速公路软基施工监控

　　摘要：本文结合某高速公路软基施工的监控技术的实施，阐述了软基监控的目的，并对检测的成果进行分析研究，得到监控的有效数据，从而指导下一步的施工。
　　关键词：软基施工,监控,沉降观测
　　1工程概况
　　某高速公路是国家重点公路太（原）澳（门）高速公路在粤境内的一段，2004年动工建设。沿线软土绝大多数沉积深厚，沉积厚度大于15ｍ，最厚地区的软土深度大于30ｍ，且纵横向分布不均匀。软土含水量高，淤泥、淤泥质土天然含水量平均值达到65.6%，最大达到103%，最小也超过40%，基本上呈流塑状态，天然孔隙比大，淤泥、淤泥质土的天然孔隙比平均值为1.88，最大达到2.72，最小为1.43，抗剪强度低，淤泥、淤泥质土直接快剪粘聚力平均值仅为3.6kPa，内摩擦角仅为4.9度，固节快剪粘聚力平均值仅为6kPa，内摩擦角仅为10.5度；十字板剪切强度平均值13.55kPa，最大值22.3kPa，最小值10.1kPa。
　　通过对软土路基处治方案优缺点的综合比较，结合本项目软土路基稳定与沉降情况的验算，设计采用了塑料排水板堆载预压、真空联合堆载预压、局部复合地基处理以及小型结构物反开挖对沿线软基进行处治的方案。
　　2软基施工监控目的及依据
　　软基施工监控的目的有：1)通过对加载过程中的沉降、侧向位移和孔压监测的综合分析，合理控制全线的填土速率，达到安全、快速填筑的目的。2）通过对沉降、孔压资料的综合分析，分析地基固结状况，预测剩余沉降量，为确定结构物反开挖施工、路基卸载、路面结构施工时机提供依据。3）评价软基处理效果，为竣工验收提供依据。4）为工程中遇到的与软基有关的技术问题提供咨询意见和技术服务。5）在原设计基础上、根据地质条件补充重点监控断面，完善全线软基监控网络，保障全线软基施工期间的稳定性。
　　3软基监控方案设计
　　监测断面位置现场确定时应优先考虑以下路段：1）路堤附近有较深水塘的路段、占用半幅水塘的路段；2）软土厚度大，软土性质差的路段；3）填土高度大的路段；4）桥头附近；5）涵洞、机耕通道附近；6）沿路基横向软土厚度变化较大的路段（如丘陵边缘地带）；7）采用特殊处理方法的路段（如搅拌桩复合地基等）。实际监测断面的选取可根据现场和设计情况确定。可设置一定数量的重点观测断面，即控制性监测断面。重点监测断面除在左中右三处各布置一块表面沉降板外，还在路中线处设置一组孔隙水压力计（软土层内每３米埋设一只孔压计）、一组分层沉降、在一侧坡脚处设置一孔测斜管，用于测试表面沉降、软土中孔隙水压力变化、侧向位移等。该类监测断面主要布置在路基稳定性较差、沉降较大的路段。在具体实施时，监控断面位置和数量可根据有关地质资料、现场施工情况调整，必要时进行以静力触探、十字板剪切试验等原位测试，并辅助以一定数量的钻探。其中，观测断面中的测斜管应设在临空面。软基监控时间从软基处理施工完成时开始到预压期结束、路基卸载为止。监测工期暂定1年，如因工程需要，监控期限可适当延长。监控频率需要根据各断面工程地质特点、填筑情况、降雨情况等予以调整。关键时段加密观测，相对安全情况适当减少不必要的观测次数。
　　4监测仪器埋设
　　4.1沉降标的埋设
　　采用双管式沉降标，预制好50×50cm的钢板，在钢板中央用角铁呈三角形固定6″钢管，每节长度50cm。外套PVC管保护；埋设于砂垫层下，避开主盲沟。用水平尺校正其水平，用垂球来控制其铅垂，埋设稳固，然后做好明显标志。随着填土的增高，测杆和套管亦相应接高。接高后的测杆顶面应略高于套管上口，并高出碾压面高度不宜大于50cm。
　　4.2测斜管的埋设
　　测斜管采用钻孔埋设，钻机开孔至相对硬层3~5米。将事先接好带有底盖的侧斜管依次竖直缓慢压入钻孔内，然后灌入适量平衡水，扶正管身，对正管槽方向（管槽方向垂直于路基走向），立即用粘土封孔，上好管盖螺丝，以免遭到破坏。
　　4.3孔隙水压力仪的埋设
　　为了确保孔隙水压力计的成活率，采用钻孔、单只埋设法。钻孔至设计要求深度后（预留30cm），将孔隙水压力探头压入设计深度原状土层中，再向孔内放粘土封孔。埋设前首先将透水石煮沸约2个小时，使其充分饱和，以免一部份孔隙水压力在传递过程中会消散在压缩空气上，导致所测孔隙水压力值比实际值小，且滞后；其次，整个测头的连接操作务必在饱水状态下完成，之后测定埋设前初值。并在电缆线上做好测头编号标志，重复上述步骤，完成所有孔隙水压力计埋设。所有测头埋设完毕后，将其电缆线集中引至路堤坡脚处，用PVC管进行保护，避免阳光暴晒。
　　5监测成果分析
　　该高速公路共布设了7个重点观测断面，表面沉降板观测结果整理如表1所示。从表1的沉降变化情况可以看出：1）在加载阶段可以看出在加载时沉降速率突然增大，曲线变陡，随后沉降速率减小，沉降收敛，曲线变缓，每一级加载都存在这样一个过程。总的来看，各断面的中心点沉降大，坡脚小，主要是因为地基中心附加应力最大，且中心沉降增大后，相对应的填土厚度又增加即荷载增大，又会造成新的沉降增大，循环往复直至软土固结完成；2）在施加荷载过程中，沉降随荷载的增大而迅速增大，停荷恒载，沉降减慢，一般当荷载增加厚度达到3.7ｍ至4.3ｍ，沉降急剧增大，各在加载的过程中沉降发展基本一致，沉降值大与小差异的主要原因是地基土层性质和地基处理深度不同引起。
　　表1各断面沉降统计情况

　　6结语
　　从监测工程中的沉降观测情况来看，在加载过程中，当荷载增加厚度达到3.7ｍ至4.3ｍ时，沉降速率急剧增大，加载过程中各处路中心点的曲线累计沉降变化速率与荷载基本呈线性变化，加载４个月时间后沉降基本完成，总的来说各断面相应处理方法对软土处理效果较好，施工速度对地基稳定性和沉降方面的控制节奏较好。监测达到了预期目标。
　　参考文献：
　　[1]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社,2002
　　[2]JTJ017-96公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京人民交通出版社,1996[!--empirenews.page--]
　　[3]柳和气,魏金霞.高速公路软基监控[J].水运工程2004,6:82-83

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