摘要:本文根据杭州湾跨海大桥南线工程第五合同段在软土地基上填筑路基施工沉降与稳定观测要求,确定了软土地质条件下路基施工沉降与稳定观测的观测点设置、观测方法、观测要求,成功进行了软土路基施工沉降与稳定的观测,为软土地质条件下实施路基填筑提供了沉降与稳定数据,指导了路基填筑施工。
关键词:软土路基沉降稳定观测
杭州湾跨海大桥南接线第五合同段的地质特点是亚砂土硬壳层厚度大,淤泥质亚粘土软土层深厚,逐渐过渡到硬壳层薄,下伏软土层深厚。主要软土层有:①亚粘土:灰黄、灰色,软塑～流塑,薄层状。主要埋藏于地表2～6米深度范围内,厚度较小;浅层分布,具高孔隙比、高压缩性,工程地质条件较差,不宜作基础持力屋;②淤泥质亚粘土:灰色、深灰色,以流塑为主,局部为软塑、淤泥或淤泥质粘土,层间夹亚粘土或亚砂土薄层,单层厚2～4米,含有机质或贝壳,具高含水量、高孔隙比、高压缩性、高灵敏度等特征,工程地质条件很差,全合同段分布;埋深14.8～30米,最厚达24.2米,不宜做基础持力层。设计主要采用的软基处理方法是堆载预压、超载预压、排水板结合超载预压或堆载预压;根据设计和技术规范要求,在路基填筑施工过程中,必须进行沉降与稳定观测。
1. 根据设计要求,软土路基施工沉降与稳定观测项目如下
1.1沉降观测:
观测目的:用于沉降管理,根据测定数据调整填土速率,预测沉降趋势,确定预压卸载时间和结构物施工时间;提供施工期间沉降土方量的计算依据,为常规观测项目。使用仪器为:地表型沉降计(沉降板)
1.2稳定观测:观测目的:用于稳定管理。监测地表水平侧向位移量及隆起情况,以确保路堤施工的安全和稳定,为常规观测项目。使用仪器为:地表水平位移桩(位移边桩)
2. 观测点位置设置要求:
沉降观测点设在路基中央分割带、路肩位置,位移观测点设在路基坡脚和排水沟外2米位置。
3. 观测时间
在施工期间,按设计图要求同步进行沉降与稳定性观测,每填筑一层观测一次,如果两次填筑时间间隔较长,则每三天至少观测一次。路堤填筑完成后,预压期内每14天进行一次观测,直到预压期结束。
4. 沉降观测
沉降观测方法是在原地面上埋设沉降板进行高程观测。
4.1、仪器的埋设
沉降板按设计要求制作,埋设在路中心、路肩的基底。在沉降板的埋设过程中,应随着填土的增高,测杆与套管亦相应接高,每节长度50cm。接高后的测杆顶面应稍高于套管上口,套管上口应加盖封住管口,避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度。盖顶高出碾压面高度不宜大于50cm。沉降观测点的埋设要注意使沉降板和测杆保持自由下沉状态,以免造成沉降板和测杆不能随地基沉降下沉或不能准确反映地基下沉情况,影响观测精度。
4.2、观测
4.2.1、观测方法。通过水准仪进行高程测量来分析判断沉降情况。
4.2.2、观测仪器与精度要求。采用S1、S3型水准仪;观测精度:以二级中等精度要求的几何水准测量高程,观测精度应小于1mm。
4.2.3、注意事项。在观测过程中必须采取有效措施保护或专人看管观测基桩与测点,防止被人员或施工机械破坏。
5. 稳定性观测
地基的稳定性可通过观测侧向位移桩的水平位移及地表隆起量进行确定。
5.1、位移观测边桩的埋设。
位移观测边桩采用钢筋混凝土预制桩,长度不小于1.5米,其边长或直径以10―20厘米为宜,并在桩顶预埋不易磨损的测头;边桩预埋深度在地表以下不小于1.2米,桩顶露出地面的高度不应大于10厘米;可用打入或开挖埋设,桩周围要回填密实,上部用混凝土浇筑固定,确保边桩埋置稳固;施工中应对侧向位移边桩按三维控制,与沉降同步观测。
5.2、水平位移观测。根据现场情况可采用视准线法;要求布设位移标点和用以控制标点的工作基点、以及用以控制工作基点的校核基点的三级点位,工作基点要求设置路堤两端或两侧工作边桩的纵排或横排延长轴线上,并且在地基变形影响区外,用以控制位移边桩,位移边桩与工作基点桩的最小距离以不小于2倍路基宽度为宜。(视准线法主要用于地势平坦、通视条件的平原地区。地势起伏较大或水网地区采用单三角前方交会法,单三角前方交会法要求位移边桩与工作基点桩构成三角网,并能通视)。校核基点要求设置在远离施工现场和工作基点而且地基稳定的位置处。
5.3、工作基点桩的埋设。一般采用废弃的钻探用无缝钢管或预制混凝土桩打入硬土层中不小于2.0m,软土地基要求10m以上,桩周顶部50cm范围内用混凝土加以固定,然后在地面上浇筑一个1m×1m×0.2m的观测平台,使桩顶露出平台15cm,并在顶部固定好基点测头。
5.4、校核基点的埋设。方法与工作基点桩相似,要求四周必须采用永久性保护措施,并定期与工作基点校核。
5.5、观测仪器与精度要求。
5.5.1、视准线法要求采用光电测距仪;前方交会法宜采用J1或J2经纬仪。
5.5.2、精度要求:测距仪误差±5mm;方向观测水平角误差:±2.5″
6. 软土路堤施工控制要求
在路堤施工过程中,按以上要求进行沉降和稳定监测。当接近或达到极限填土高度时,严格控制填土速率,以免由于加载过快而造成地基破坏。要求每填筑一层进行一次监测,控制标准为:路堤中心线地表沉降速率每昼夜不大于1.0cm;坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5cm。观测结果结合沉降和位移发展趋势进行综合分析。填筑速率以水平控制为主。当超出此要求时,应立即停止填筑。
结语:沉降和稳定观测是软土地质条件路基施工的一项重要工作,在杭州湾跨海大桥南接线工程路基施工中,我们根据制定的软土路基施工沉降与稳定观测方法成功的进行了沉降和稳定观测工作,为路基施工与管理提供了施工管理依据。
参考文献:
[1]杭州湾跨海大桥南接线工程土建施工招标文件《技术规范》.
[2]JTG F10--2006《公路路基施工技术规范》,人民交通出版社.