陸偉平

（江蘇滬蘇浙高速公路有限公司 215214）

高速公路營運(yùn)期地基沉降觀測方法

陸偉平

（江蘇滬蘇浙高速公路有限公司 215214）

地基在營運(yùn)期發(fā)生沉降，直接影響到行車舒適性和行車安全性；要制定行之有效的沉降處治方案，就有必要對地基沉降進(jìn)行長期觀測，直至沉降段地基穩(wěn)定為止。

地基沉降；工后沉降；沉降觀測

高速公路對地基的要求極高，對工后沉降、不均勻沉降及路面平整度在各方面均有極嚴(yán)格的要求。地基發(fā)生沉降極易造成構(gòu)造物與路堤銜接處產(chǎn)生差異沉降，引起跳車和路面的破損，達(dá)不到應(yīng)有的舒適性，因此，在高速公路營運(yùn)后，繼續(xù)對地基沉降進(jìn)行觀測是非常必要的，它直接關(guān)系到養(yǎng)護(hù)維修方案訂立的準(zhǔn)確性，并對高速公路的社會(huì)形象產(chǎn)生重大影響。

1 沉降觀測方法

1.1 觀測內(nèi)容、觀測斷面及觀測點(diǎn)的布設(shè)

沉降觀測應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求進(jìn)行。在進(jìn)場之前，首先應(yīng)該根據(jù)高速公路現(xiàn)場環(huán)境，結(jié)合以往運(yùn)營期高速公路沉降觀測的經(jīng)驗(yàn)，充分了解沿線地形地質(zhì)條件、地基處理方法，結(jié)合路基高度變化、構(gòu)造物布置等實(shí)際情況，熟悉施工圖設(shè)計(jì)文件的測點(diǎn)布置，必要時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 沉降觀測斷面的布設(shè)

營運(yùn)階段的沉降觀測點(diǎn)布設(shè)原則既不同于施工期的沉降觀測，也不同于營運(yùn)初期的沉降觀測。營運(yùn)階段的沉降觀測主要根據(jù)前期沉降觀測的結(jié)果，選取沉降稍大和尚未穩(wěn)定的段落，以及近期路面積水等路段進(jìn)行。

營運(yùn)階段的沉降觀測點(diǎn)布設(shè)原則如下：

（1）依據(jù)現(xiàn)場行車舒適度情況，列出《沉降重點(diǎn)觀測段落統(tǒng)計(jì)表》，所列出的重點(diǎn)觀測段落皆設(shè)置觀測斷面，每個(gè)斷面根據(jù)表中列出的具體情況，設(shè)置2～3個(gè)沉降標(biāo)?！冻两抵攸c(diǎn)觀測段落統(tǒng)計(jì)表》之外的非重點(diǎn)觀測段，每500m在中央隔離帶上設(shè)置1個(gè)沉降標(biāo)。

（2）在軟土路段、預(yù)壓路段、構(gòu)造物（橋梁、涵洞/小橋/通道、互通立交）段、橋頭填塘路段視具體情況選取沉降觀測斷面，每個(gè)斷面設(shè)置左、中、右三個(gè)沉降標(biāo)。

根據(jù)以上原則，布設(shè)時(shí)可按以上原則予以微調(diào)。實(shí)際觀測斷面和點(diǎn)位須經(jīng)驗(yàn)證后，方可進(jìn)行觀測。應(yīng)結(jié)合各觀測段的工程地質(zhì)條件和工程特點(diǎn)，制定出沉降觀測斷面和各觀測段的點(diǎn)位數(shù)量。

1.2.1 沉降標(biāo)埋設(shè)

沉降標(biāo)采用4cm長道釘，鉆孔埋設(shè)。沉降觀測的每個(gè)斷面根據(jù)上表設(shè)置1～3個(gè)觀測點(diǎn)，分別設(shè)在中央分隔帶和硬路肩上，觀測點(diǎn)具體位置如圖1。

圖1 沉降標(biāo)埋設(shè)位置示意圖

1.2.2 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)

工后沉降觀測采用橋上水準(zhǔn)點(diǎn)。橋上水準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)在橋中央分隔帶冒梁上部水泥板上，埋入半球形鋼筋頭。轉(zhuǎn)移時(shí)，儀器一般安放在橋中部路肩處，使前、后視距相等，用精密水準(zhǔn)儀測定高程。

1.3 觀測儀器及精度

1.3.1 觀測技術(shù)指標(biāo)

為了滿足高速公路運(yùn)營期沉降觀測二等水準(zhǔn)精度的要求，二等水準(zhǔn)采采用DS1等級精密水準(zhǔn)儀，配用鋼尺。必要時(shí)用電子水準(zhǔn)儀以提高觀測速度及精度。二等水準(zhǔn)采用條劃鋼尺，電子水準(zhǔn)尺采用編碼尺。

水準(zhǔn)儀必須符合等級水準(zhǔn)測量要求。觀測時(shí)，前后視距盡量相等，以消除i角的影響。同時(shí)，視距不得超過100m；視線高度要求三絲均能讀數(shù)，讀數(shù)取位為1mm，計(jì)算取位為0.5mm；視線中要特別注意水準(zhǔn)尺的垂直，即復(fù)合水準(zhǔn)氣泡的居中；水準(zhǔn)點(diǎn)與沉降點(diǎn)之間一般直接觀測，最多可轉(zhuǎn)一次，轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)必須用尺墊。

1.3.2 觀測儀器

二等水準(zhǔn)測量，采用DS1等級精密水準(zhǔn)儀，配用鋼尺。

水準(zhǔn)儀各部分轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活、望遠(yuǎn)鏡制、微動(dòng)螺旋作用應(yīng)可靠、調(diào)焦鏡運(yùn)用及目鏡調(diào)節(jié)不能有明顯的晃動(dòng)現(xiàn)象。每次觀測前除檢驗(yàn)圓水準(zhǔn)器、十字絲位置正確性、自動(dòng)安平水準(zhǔn)補(bǔ)償器靈敏度等項(xiàng)目外，必須進(jìn)行i角的檢驗(yàn)，i角規(guī)定為小于8″。水準(zhǔn)測量儀器應(yīng)采用高精度水準(zhǔn)儀。

水準(zhǔn)尺必須牢固無損，尺底板不應(yīng)有松動(dòng)、尺的中線與尺底成垂直，尺面不能有彎曲。水準(zhǔn)尺應(yīng)進(jìn)行標(biāo)尺零點(diǎn)不等差、1m長度和分米長度等項(xiàng)目的檢驗(yàn)，水準(zhǔn)尺必須裝有圓水準(zhǔn)器，不符要求不能使用。著重提出：大多數(shù)作業(yè)單位習(xí)慣用塔尺進(jìn)行沉降觀測，這是不能允許的，因?yàn)樗呱蠜]有圓水準(zhǔn)器，尺子的垂直度難以控制，若尺子前、后有傾斜，加上風(fēng)的影響，則尺子上3～5m處的讀數(shù)可達(dá)5～10mm的讀數(shù)誤差影響，這樣就失去了沉降觀測的精度意義。

1.3.3 觀測要求

（1）在首次觀測前要對所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測校正，必要時(shí)經(jīng)計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3～6個(gè)月重新對所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。

（2）在監(jiān)測過程中，要盡量提高觀測精度，消除觀測中的系統(tǒng)誤差，每次觀測應(yīng)做到“五定”：①沉降觀測依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測水準(zhǔn)點(diǎn)、沉降觀測點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；②所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；③觀測人員要穩(wěn)定；④觀測時(shí)的環(huán)境條件基本一致；⑤觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

（3）將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測點(diǎn)的高程值，從而確定出沉降量。

（4）觀測中的注意事項(xiàng)：

①嚴(yán)格按測量規(guī)范的要求施測。

②前后視觀測最好用同一水平尺。

③各次觀測必須按照固定的觀測路線進(jìn)行。

④觀測時(shí)要避免陽光直射，且各觀測環(huán)境基本一致。

⑤成像清晰、穩(wěn)定時(shí)在讀數(shù)。

⑥隨時(shí)觀測、隨時(shí)檢核計(jì)算，觀測時(shí)要一氣呵成。

⑦在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高是否有變動(dòng)。

⑧將各次所觀測的沉降情況及時(shí)統(tǒng)計(jì)匯總，當(dāng)某路段沉降量超過規(guī)范規(guī)定的范圍時(shí)應(yīng)采取應(yīng)急措施。

（5）搞好基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)、沉降點(diǎn)制作、埋設(shè)和保護(hù)、定期校正等相關(guān)工作。

2 觀測頻率

地基沉降觀測的頻率為：營運(yùn)期第一年每3個(gè)月觀測一次，第二年至第三年每6個(gè)月觀測一次，第四年開始可以每年觀測一次。

3 觀測資料的分析方法

沉降觀測的數(shù)據(jù)處理工作也是十分重要的，數(shù)據(jù)處理工作主要包括沉降量計(jì)算和沉降規(guī)律分析。高速公路里程很長，沉降觀測點(diǎn)很多，且觀測時(shí)間長、觀測資料數(shù)據(jù)量大。如何從海量觀測數(shù)據(jù)中提煉出有價(jià)值的信息，并掌握公路營運(yùn)后的沉降變形規(guī)律，將成為工后沉降觀測能否成功的關(guān)鍵。工后沉降數(shù)據(jù)將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

3.1 不同地基處理方法的路段沉降變形規(guī)律分析

通過對地基處理段落以及未處理路段工后實(shí)測數(shù)據(jù)的對比分析，了解公路運(yùn)營后不同地基處理方法段落的沉降變形規(guī)律，進(jìn)一步驗(yàn)證地基處理效果和沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的合理性。

3.2 通道、橋梁與土路基結(jié)合部的沉降變形規(guī)律分析

通過對通道、橋梁與土路基結(jié)合部沉降變形規(guī)律的分析，掌握公路營運(yùn)后不同部位的結(jié)合部是否存在差異沉降及其差異沉降的大小。

3.3 基準(zhǔn)期工后沉降量的預(yù)測

通過沉降觀測工作，進(jìn)一步累計(jì)沉降觀測數(shù)據(jù)，更加準(zhǔn)確地推算不同觀測斷面工后15年的沉降量，預(yù)測未來的沉降變形規(guī)律。

4 結(jié)束語

在江南水網(wǎng)地帶，軟土地基普遍存在，由于地基處理方式的不同，地基在營運(yùn)期產(chǎn)生沉降的情況較為常見。地基沉降帶動(dòng)路基沉降，路基沉降又造成路面沉降。路面沉降發(fā)生的直觀后果就是裂縫增多、行車舒適度降低。

為了更好地掌握地基沉降的速率和規(guī)律，沉降觀測顯得尤為重要，依據(jù)沉降觀測建立起來的數(shù)據(jù)庫，可以很好地為沉降處治方案的確定打下牢固的基礎(chǔ)，為改善高速公路的通行質(zhì)量提供最有力的幫助。

U416.1

A

1673-0038（2015）48-0265-02

收稿日期：2015-11-16