高速公路软基变形监测
摘 要：广东的经济发展一直处于全国的前列，为实现“县县通高速”的目标，近年来广东在大力建设高速公路。
广东珠三角城市处于三角洲海陆交互相沉积平原，软土层发育，其具有分布广、厚度大、承载力低，高压缩性的特点，因此在修建高速公路的时候所要面临的最突出问题是路基变形以及路基稳定性，施工软基监测十分必要。
那么，高速公路的施工过程中以及后期运营时，怎样保障其安全和稳定性，此篇文章结合江门市某高速路（一级公路）的监测，浅谈一下广东珠三角地区软土地基公路的变形监测，并探讨监测中的遇到的问题，总结一些监测方法以及路基沉降量分析。
下载论文网 /3/view—12972978.htm 关键词：高速公路；软基变形；监测 土壤沉陷的类型很多，既包括了在初始状态下的弹性沉陷，也包括了在塑性变形以及不在塑性变形下的不排水沉陷，还有固结沉陷和蠕变沉陷。
在高速公路设计施工之中，软土地基是经常遇到的一类特殊路基工程。
以广东省江门市某高速公路为例，江门市某高速路处于三角洲海陆交互相沉积平原，软土层发育，其具有分布广、厚度大、承载力低，高压缩性的特点，其多呈深灰色，饱和，流塑，含少量腐殖质，具有腐臭味，土质不均匀，含粉砂粒较多，常夹厚度 5—20cm的淤泥质粉砂或粉砂层，项目软土分布广泛，厚度较大，软土深度10—25m，软土含水量高、灵敏度高、压缩性高、孔隙比大、抗剪强度低、地基基本承载力容许值低。
路基段软土进行地基处理采用超载预压法、排水固结预压法、CFG桩等复合地基。
软土地基是公路工程施工难点之一，也是设计及施工过程中需重点解决的一个环节。
软基处理不好，随着时间的推移，将会出现路面沉陷、桥头跳车等问题，直接影响到交工后公路的使用功能。
因此施工过程中需要监测，通过数据指导施工，反馈验证设计，及时发现问题，解决问题，使工程达到预期设计标准。
一、监测项目 在软基监测中，一般主要的监测项目包括：地表沉降、分层沉降、孔隙水压力、地下水位、土体水平位移（位移边桩）、深层土体水平位移（测斜）、土压力等内容。
以江门某高速公路为例，断面的布设基本原则： 1、软土深度较深及性质极差的路段； 2、填土高度最高路段及填土高度较高且软土深度较深的危险路段； 3、距桥头50m左右处； 4、涵洞； 5、鱼塘等浸水路段。
除上述路段外，连续、均匀分布的一般软土路段可根据处治措施和桥涵设置情况按100～300m左右间距设置监测断面。
其中变形观测主要为地表沉降观测、位移边桩监测以及土体水平位移监测。
沉降观测采用二等水准测量，在观察了一定的时间之后就可以形成沉降的时间曲线，所得结果用于分析以及预测工后沉降量之中[1]。
土体水平位移观测则是用测斜仪，得出不同深度的位移量与时间的变化曲线。
二、监测仪器布设和数据分析 （一）仪器布置 1、沉降观测：在进行沉降观测的时候，第一步要布设沉降板，一般每个断面埋设3块沉降板，分别布设于路中以及两边路肩。
沉降板的金属测杆、套管和接驳的垂直偏差率应不大于1.5%。
沉降板底板采用钢板，尺寸为50cm×50cm×（0.5～0.8）cm；金属测杆直径为4cm，测杆应与底板焊接为一体；测杆外套管采用塑料管，直径为10cm，它应具有一定的强度和刚度。
随着填土的增高，测杆与套管相应接高，每节长度不宜超过50cm。
监测频率为施工填土期1天/次，填土间歇期3天/次，满载期第一个月3天/次，满载期第二～三个月7天/次，第四个月～卸载前15天/次，卸载期1天/次，上路面期7天/次，运营期90天/次。
测量时需统计出测次沉降量、沉降速率、累计沉降量，并绘制沉降～荷载～时间关系曲线图表。
现水准测量规范中，二三四等水准测量的观测中误差m分别为0.18mm、0.78mm、1.04mm，以此分析一测站的高差中误差和两期观测测站之差的中误差，提高测量的精准度。
2、位移边桩一般埋设于坡脚处，采用木桩或混凝土浇筑20cm×20cm×100cm（高）块，中间浇注测量控制点。
测量时使用全站仪，一般使用前方交会法或极坐标法。
施工期监测频率同沉降观测频率，测量时需统计出测次位移量、位移速率、累计位移量，并绘制位移～荷载～时间关系曲线图表。
a、前方交会前方交会法主要是角度交会，使用的仪器为经纬仪。
观测图形如图1所示，边桩设置在边坡脚，一般情况下1组边桩设置2～4个。
在已知工作基点上设置仪器，观测夹角A、B，根据两己知工作基点间的距离b及观测数据，计算出所测边桩的坐标值。
图1 前方交会法示意 b、极坐标法是利用高精度全站仪直接测量边桩坐标的观测方法，其观测图形如图2所示。
图2 极坐标法示意 图中I为工作基点；M为后视点；A为边桩；J1、J2为后视方位检查点。
3、土体进行水平位移观测之前将测斜管布置在路基两侧坡脚的位置，在埋设的时候需要保证测斜管导向槽方向跟测量位移方向是一样的。
在整个过程中，一些细节之处也需要被注意到。
比如在进行仪器保护的时候，需要在监测仪器的附近?O置围栏来防止其他人员的破坏[2]。
并且，除了要防止碰撞到测斜管之外，还需要在观测结束之后对管口进行封口，以防进入异物而造成管口堵塞问题。
监测数据采集后绘制深层土体水平位移～时间关系曲线（包括位移速率曲线） （二）数据分析 沉降数据的分析是长期的过程，软基的施工需沉降数据来指导施工。
施工填土期，当沉降速率大于15mm/d或边桩、深层水平位移大于5mm/d时，现场必须停止施工，待沉降速率、位移速率减小并稳定后再继续下步施工，分析沉降速率超标原因，调整施工作业，经验表明，沉降速率、位移速率骤变往往是路基滑坡的前兆。
因此，施工中必须根据监测实时数据来指导施工，确保工程的稳定以及安全。
软基的预压期一般为6个月以上，路基是否能够卸载必须同时满足《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）两个要求。
即要求推算的工后沉降量小于设计容许值，同时要求连续2 个月观测的沉降量每月不超过5mm。
（工后沉降：桥台与路堤相邻处≤0.10m，涵洞、通道处≤0.20m，一般路段≤0.30m）。
工后沉降推算一般采用“三点法”、“双曲线法”、“Asaoka法”等。
（三）监测中遇到的问题 施工中监测仪器容易受到施工设备破坏，监测设备的破坏会导致数据的缺失不连续，对后期的推算工后沉降等造成影响。
因此在设备受到破坏时必须第一时间进行修复，并告知现场人员加强保护。
三、结语 监测是软土路基施工中不可或缺的环节，通过对沿线路基填筑过程中的监测，及时发现路基失稳危险的先兆，判断工程的安全性，并及时采取必要的工程措施，确保工程的稳定与安全。
以数据指导施工，确定和优化施工方案，校验工程勘察资料以及验证设计参数。
作为监测人员必须不断学习，不断加强责任心，不断总结。
参考文献： [1]化建新，闫德刚，赵杰伟，郭密文.第七届全国岩土工程实录交流会特邀报告――地基处理综述及新进展[J].岩土工程技术，2015，06：285—300. [2]汪莹鹤，赵新益，陈占，陈远洪.郑武客专线粉质土地基沉降观测数据异常值判别及沉降预测研究[J].长江科学院院报，2013，04：79—84.