沉降板因其構(gòu)造簡單、使用方便 ,在公路軟弱路堤施工中成為豎向變形觀測必不可少的儀標 ,然而在施工中由于保護不當而破壞的現(xiàn)象較為多見 ,本文介紹了沉降板的埋設(shè)技術(shù)和觀測技術(shù) ,并總結(jié)了公路工程中沉降觀測資料的應(yīng)用技術(shù)。

1 沉降板的埋設(shè)與觀測

1 .1儀標

地表豎向位移觀測一般采用沉降板。沉降板由鋼底板、金屬測桿和保護套管組成。底板尺寸一般為 50cm ×50cm ×1cm或40cm ×40cm ×1cm ,測桿直徑以4cm 為宜 ,保護套管可用硬質(zhì)并具有一定強度的PVC 管 ,尺寸以能套住測桿并留有適當空隙為宜。

1. 2 埋設(shè)技術(shù)

沉降板宜埋設(shè)在路堤左右路肩和中心下原地面上。對于沉降板的接長有如下規(guī)定 ,隨著填土高度的增高 ,測桿和套管亦應(yīng)相應(yīng)接高 ,每節(jié)長度不宜超過 50cm。接高后的測桿頂面應(yīng)略高于套管上口 ,套管上口應(yīng)加蓋封住管口 ,避免填料落入管內(nèi)而影響測桿下沉自由度 ,蓋頂高出碾壓面高度不宜大于50cm。從以上規(guī)定可以看出沉降板測桿接長后高于碾壓面高度 ,這樣將影響壓路機、平地機等機械的施工 ,同時增加了測桿的保護難度。本文介紹的方法測桿始終在碾壓面下 ,對施工沒有影響 ,也減少了儀標的保護難度。

首先 ,整平地基 ,鋪第一層填料 ,壓實后在預(yù)埋位置挖去填料至原地面 ,將帶有第一節(jié)沉降桿、護套、護蓋的底板放入 ,使其緊貼原地面 ,回填夯實 ,當填料將與桿頭平齊時 ,打開護蓋 ,測定桿頭標高 ,蓋好護蓋 ,填筑下一層填料。當填料符合要求后 ,在設(shè)置沉降板的地方挖去填料至露出護蓋 ,打開護蓋 ,測定桿頭標高 ,其標高與上次桿頭標高差 ,即為兩次觀測期間的沉降量。然后連接下一節(jié)沉降桿、護管 ,測定桿頭標高 ,帶好護蓋 ,回填夯實 ,接著填筑下一層填料 ,依次類推 ,直至施工結(jié)束。應(yīng)特別注意使護蓋高度始終低于壓實的填筑面下 3～5cm ,使沉降桿不被壓壞。

1. 3 觀測技術(shù)

用精密水準儀配合銦鋼尺觀測地面豎向位移時 ,可參照國家二、三等水準測量方法進行 。豎向位移正負號規(guī)定為向下為正 ,向上為負。

2 沉降觀測資料的應(yīng)用

沉降觀測數(shù)據(jù)應(yīng)即時記錄表內(nèi) ,隨時計算、校核、匯總并整理分析 ,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時復(fù)查或重測。

2. 1 控制填土速率

在軟弱地基上修建路堤 ,對已采用的設(shè)計方法以偏差一定是合適的 ,這主要是由于地質(zhì)資料和土的物理力學(xué)指標的誤差 ,因此要進行施工期的現(xiàn)場觀測與控制 ,便于發(fā)現(xiàn)異常情況 ,從而采取措施 ,保證工程安全。但是對于施工控制 ,至今沒有一種公認的成熟的可普遍采用的方法。在公路工程中一般采用經(jīng)驗值控制施工 ,如控制邊樁位移速率 ,控制地面沉降速率 ,控制孔隙水壓力消散程度等?？刂频孛娉两邓俾势溆^測簡便而得到了廣泛應(yīng)

用。

2. 2 控制施工預(yù)壓期

在軟弱地基設(shè)計中 ,應(yīng)對施工規(guī)定沉降預(yù)壓期 ,但由于土的不均勻性、試驗數(shù)據(jù)的誤差、計算理論的不完善及設(shè)計中人為因素的干擾 ,預(yù)壓期只是一個粗略的概念 ,這個概念只能作為一個控制指標 ,它與實際施工尚有一定差別。實際施工中不能用預(yù)壓期規(guī)定作為預(yù)壓結(jié)束的天數(shù) ,而要通過沉降觀測來確定路堤沉降是否已達到標準。

2. 2. 1 工后允許沉降法

相對于路堤總沉降來說 ,工程界更關(guān)心的是后一段時間內(nèi)的沉降量 ,即工后沉降 ,軟土地基預(yù)壓期一般以工后沉降量作為判定標準。在施工中判定是否達到這一標準 ,應(yīng)根據(jù)沉降觀測資料推算總沉降 ,由實測的成果曲線推算最終沉降量的方法較多 ,常用的有雙曲線法、沉降速率法和三點法 。這些方法各有優(yōu)缺點 ,關(guān)鍵視與實際情況擬合程度的好壞 ,選擇與實際情況較吻合或接近的某種方法。實測工后沉降為推算總沉降與某一時間的總沉降的差值。

2. 2. 2 工后沉降速率法

考慮到實際施工中有些路段由于觀測數(shù)據(jù)不齊全 ,造成推算最終沉降有困難 ,為給施工單位提供方便 ,判定標準可用連續(xù)若干個月的平均沉降速率小于某個值。根據(jù)國內(nèi)外軟基上修建公路的經(jīng)驗 ,某工程采用如下標準判斷 :

(1) 填筑底基層的標準 :路堤中心的月沉降速率連續(xù)兩個月的觀測值小于 8mm ;橋頭路堤中心月沉降量連續(xù)兩個月小于 6mm ;

(2) 填筑瀝青混凝土面層的標準 ,基層的月沉降速率連續(xù)兩個月的觀測值小于 5mm。

實踐證明工后允許沉降法和沉降速率法判定沉降達標的方法都是可行的 ,在實際工程中可互為補充 ,互為驗證。同時 ,可根據(jù)實際測沉降曲線預(yù)測地基固結(jié)情況 ,根據(jù)推定的剩余下沉量確定填方預(yù)留沉降量和涵洞的預(yù)留沉降量等。

2. 3 計算因沉降而增加的土方量

圖 2 土方增加量計算圖示

觀測表明路堤沉降變形的形狀近似拋物線 ,如圖 2 ,因此由于沉降而增加的土方量為圖中陰影部分面積 ,計算如式(1)

ΔV =2/3ΔSB   (1)

式中 :ΔV —因地基沉降所增加的土方量 ;

ΔS —路堤中心下地基的沉降量 ,由沉降觀測得到 ;

B —路堤基底寬。

道路沉降板在公路工程中變形監(jiān)測的使用--- 大水牛道路沉降板