梁勇

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.044

摘 要：該文主要對(duì)圍繞鐵路路基變形監(jiān)測(cè)中的沉降觀測(cè)的技術(shù)在特殊地區(qū)、特殊地質(zhì)條件下開展工作進(jìn)行較詳細(xì)的探討。先對(duì)沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)進(jìn)行分析，從而針對(duì)路基沉降觀測(cè)技術(shù)在軟土地基應(yīng)用研究并提出一些注意問題。文章在最后提出了一些路基沉降評(píng)估方法并分析說明，旨在同行間交流與參考。

關(guān)鍵詞：鐵路路基 沉降觀測(cè) 技術(shù)探討

中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0044-02

特殊地區(qū)、特殊地質(zhì)條件或高等級(jí)的道路對(duì)路基和邊坡的穩(wěn)定性要求極高，在路基填筑過程和道路使用過程中均需要進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。路基變形監(jiān)測(cè)工作主要包括沉降觀測(cè)和邊坡位移觀測(cè)。這里結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)鐵路路基變形監(jiān)測(cè)中的沉降監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究和探討。

1 基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)要點(diǎn)

1.1 沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)

每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)設(shè)置不少于3個(gè)穩(wěn)固可靠的基準(zhǔn)點(diǎn)以便互相檢核。大型工程的變形監(jiān)測(cè)，水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)立強(qiáng)制歸心觀測(cè)墩，垂直位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)宜采用雙金屬標(biāo)或鋼管標(biāo)。變形監(jiān)測(cè)工作應(yīng)盡量利用基準(zhǔn)點(diǎn)直接對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)施監(jiān)測(cè)，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)過遠(yuǎn)或其他特殊情況時(shí)，可設(shè)置工作基點(diǎn)。工作基點(diǎn)應(yīng)選在相對(duì)穩(wěn)定的位置，需要定期利用基準(zhǔn)點(diǎn)檢查其穩(wěn)定性。

觀測(cè)點(diǎn)安置并穩(wěn)固后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行首次觀測(cè)。每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的首次坐標(biāo)或高程測(cè)量應(yīng)在同期觀測(cè)兩次，較差滿足要求時(shí)取平均值。每次變形觀測(cè)時(shí)，應(yīng)采用相同的圖形（觀測(cè)路線、站位、尺位、鏡位等）和觀測(cè)方法、固定觀測(cè)儀器和設(shè)備、固定觀測(cè)人員在基本相同的環(huán)境和觀測(cè)條件下進(jìn)行。在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，應(yīng)根據(jù)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性和實(shí)際需要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)。

沉降觀測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)狀、附合水準(zhǔn)路線或結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)等形式，并應(yīng)按二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。在軟土地基施工區(qū)，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)于土質(zhì)堅(jiān)硬的地點(diǎn)或已穩(wěn)定的老建筑物上，且距離路基坡腳不宜小于50 m，并應(yīng)按二等水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志埋設(shè)混凝土標(biāo)石。當(dāng)所有水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完成并穩(wěn)定后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

為了減小因轉(zhuǎn)點(diǎn)過多而對(duì)觀測(cè)成果的影響，應(yīng)根據(jù)需要在沉降觀測(cè)的斷面附近布設(shè)工作基點(diǎn)，工作基點(diǎn)一般埋設(shè)混凝土標(biāo)石。當(dāng)路基施工到一定高度時(shí)，應(yīng)將工作基點(diǎn)轉(zhuǎn)移到有灌注樁基礎(chǔ)的橋面上，并距橋頭伸縮縫2 m左右，作為路基完工后的沉降觀測(cè)工作基點(diǎn)。這樣不但觀測(cè)方便，而且點(diǎn)位穩(wěn)定，便于長(zhǎng)期保存。

1.2 路基沉降觀測(cè)板的埋設(shè)

路基沉降觀測(cè)標(biāo)志由沉降板底座、測(cè)桿和保護(hù)測(cè)桿的鋼管組成，隨著填土的增高，測(cè)桿及保護(hù)管亦應(yīng)加長(zhǎng)，每節(jié)長(zhǎng)度不超過50 cm或100 cm，應(yīng)保證接高后的測(cè)桿頂面高出保護(hù)管上口。在沉降觀測(cè)標(biāo)志安裝前應(yīng)先將地面整平，應(yīng)保持底板的水平及測(cè)桿的垂直度。沉降板的構(gòu)造如圖1所示，底座是一塊50 cm×50 cm的鋼板，測(cè)桿是直徑為20 mm的圓鋼，鋼管護(hù)套內(nèi)徑為40 mm。

對(duì)于測(cè)桿及護(hù)管的長(zhǎng)度不但應(yīng)便于施工，而且應(yīng)便于觀測(cè)。在施工時(shí)，每填筑一層路基增加一節(jié)連接桿和套管，防止因連接桿和套管露出路基過高而導(dǎo)致在路基碾壓時(shí)被破壞。沉降板及位移邊樁應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求布設(shè)在有軟土的地方，其數(shù)量及具體位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，通常布置時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）有地基處理的段落內(nèi)都應(yīng)布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，且應(yīng)在路堤高度較大處增加觀測(cè)點(diǎn)。（2）河塘路段的前后和中間應(yīng)布設(shè)沉降觀測(cè)斷面，而且應(yīng)在每個(gè)通道內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。（3）對(duì)于路中的沉降板應(yīng)埋設(shè)在中線偏右1.1～1.2 m處，其位置應(yīng)嚴(yán)格控制，以免與防撞護(hù)欄或路緣石位置沖突。（4）對(duì)于無中間分隔帶的單車道通常設(shè)置于兩側(cè)路肩上，超高路段設(shè)置于超高側(cè)的路肩上。對(duì)于中間有分隔帶的雙車道應(yīng)布置在路中線處。（5）橋頭（橋臺(tái)側(cè)）、箱頭（通道或箱涵側(cè)）、管涵側(cè)以及沿河渠布置的左、右觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)時(shí)應(yīng)順應(yīng)橋臺(tái)、通道、涵洞以及河渠的伸展方向埋設(shè)，如圖2所示。橋梁過渡段和一般路段的左、右點(diǎn)應(yīng)按樁號(hào)埋設(shè)，即在左、右點(diǎn)垂直于路線方向。

1.3 軟土地基沉降觀測(cè)

根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ8-2007）的規(guī)定，軟土地基的沉降觀測(cè)應(yīng)按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量或二級(jí)建筑變形測(cè)量精度要求進(jìn)行。觀測(cè)過程中應(yīng)注意以下問題：

（1）為了觀測(cè)到路基各部位的總沉降量，應(yīng)在路基填筑開始前完成首次觀測(cè)。

（2）由于沉降觀測(cè)標(biāo)志的埋設(shè)與施工同步進(jìn)行，因此，路基填筑要與標(biāo)志的埋設(shè)做好協(xié)調(diào)，做到互不干擾。觀測(cè)設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測(cè)工作的進(jìn)行不得影響路基填筑的均勻性。

（3）在沉降板埋設(shè)基本不影響施工的條件下，路基的施工應(yīng)做到碾壓均勻，使沉降觀測(cè)資料具有良好的代表性。

（4）為了分析施工期間沉降和竣工后沉降、施工期沉降與總沉降的關(guān)系以及驗(yàn)證推算竣工后沉降方法的準(zhǔn)確性，對(duì)部分試驗(yàn)段應(yīng)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期間的長(zhǎng)期沉降觀測(cè)。

路基沉降觀測(cè)頻率：在施工期間，每填筑一層觀測(cè)一次；在填筑間歇期間，對(duì)于重點(diǎn)路段（如臨界高度以及高路堤段）每3天觀測(cè)一次；當(dāng)填筑間歇時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，每3天觀測(cè)一次，連續(xù)觀測(cè)三次，然后每隔一周觀測(cè)一次；當(dāng)路堤填筑完畢進(jìn)入預(yù)壓期后，每1個(gè)月觀測(cè)一次，直至預(yù)壓期結(jié)束，將多余填料卸除為止。道路基層沉降觀測(cè)頻率：底基層和基層分兩次輾壓，一般每碾壓半層或一層觀測(cè)一次。若一個(gè)層次二次碾壓時(shí)間相隔很短，則可合并成一次觀測(cè)。

2 路基沉降評(píng)估方法

2.1 沉降觀測(cè)資料整理

必須做好沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄與整理，繪制每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的荷載—時(shí)間—沉降曲線。對(duì)沉降觀測(cè)資料應(yīng)及時(shí)分析，尤其是在預(yù)壓期和放置期，應(yīng)對(duì)路基沉降的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，以便在必要時(shí)采取補(bǔ)救措施。

2.2 路基沉降評(píng)估方法

路基沉降預(yù)測(cè)一般采用曲線回歸法，常用的方法有雙曲線法、指數(shù)曲線法、沉降速率法及灰色預(yù)測(cè)法等。路基沉降預(yù)測(cè)曲線回歸法應(yīng)滿足以下要求：（1）應(yīng)根據(jù)路基填筑完成或堆載預(yù)壓后3個(gè)月以上的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)做回歸分析，確定沉降變形的趨勢(shì)，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不低于0.92。（2）沉降預(yù)測(cè)的可靠性應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證，間隔3個(gè)月以上的兩次預(yù)測(cè)最終沉降量的差值不得大于8 mm。（3）路基填筑完成或堆載預(yù)壓后，最終的沉降預(yù)測(cè)時(shí)間應(yīng)滿足：S（t）≥0.75×S（t→∞）。式中，S（t）為預(yù)測(cè)時(shí)的沉降觀測(cè)值；S（t→∞）為預(yù)測(cè)的最終沉降值。（4）設(shè)計(jì)沉降計(jì)算的總沉降量與通過實(shí)測(cè)資料預(yù)算的總沉降量之差，原則上不宜大于10 mm。（5）路基填筑完成或經(jīng)預(yù)壓荷載后應(yīng)有不少于6個(gè)月的觀測(cè)和調(diào)整期，持續(xù)沉降觀測(cè)應(yīng)不少于6個(gè)月，并根據(jù)觀測(cè)資料繪制沉降曲線，按實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)分析并推算總沉降量、工后沉降值，初步確定路面施工時(shí)間。觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估或工后沉降評(píng)估不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)繼續(xù)觀測(cè)或采取必要的加速或控制沉降的措施。（6）在3個(gè)月后進(jìn)行第一次預(yù)測(cè)，根據(jù)3個(gè)月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間—沉降量曲線，并預(yù)測(cè)6個(gè)月的沉降量及剩余沉降量，從而決定路面施工時(shí)間。當(dāng)推算的工后沉降量滿足評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，方可進(jìn)行路面施工；當(dāng)沉降分析結(jié)果表明不能在計(jì)劃的工期內(nèi)施工時(shí)，則應(yīng)研究確定是延長(zhǎng)路基沉降時(shí)間，還是采取調(diào)整預(yù)壓土高度、調(diào)整預(yù)壓時(shí)間、增加地基加固等工程措施。

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