楊 斌
(新疆奎屯公路管理局,新疆 奎屯 833200)
據(jù)有關(guān)資料顯示,截止到2010年,我國的高速公路總里程達7.4萬km,高居世界第2位。根據(jù)我國制定的“十二五”規(guī)劃,到2015年,我國的高速公路將突破10萬km??梢?,高速公路的發(fā)展速度是相當(dāng)迅猛的。
眾所周知,高速公路為高速行駛的車輛設(shè)計,因此它對路面的平整度要求較高。在公路施工過程中對其進行路基沉降觀測,對確保工程質(zhì)量,保證公路各指標(biāo)都符合國家標(biāo)準(zhǔn)具有重要作用。如今,通過專業(yè)的技術(shù)設(shè)備可對工程進行連續(xù)觀測和分析,較為準(zhǔn)確地預(yù)測路基沉降趨勢,實時調(diào)整填土速率,確定預(yù)壓卸載時間及路面施工時間等。
高速公路路基沉降速率受地基性質(zhì)、路基高度、沉降穩(wěn)定控制方法以及施工進度等多個因素的影響。大量統(tǒng)計資料表明:在填筑期及預(yù)壓初期,路基的月沉降量可達到厘米級甚至分米級。因此,在此階段要嚴(yán)格控制填筑和加載速度,以保證路基的穩(wěn)定性。
高速公路路基沉降的觀測工作分四個階段,依次為:準(zhǔn)備階段、現(xiàn)場觀測階段、資料匯總階段和沉降分析階段。表1為我國有關(guān)公路完工后容許路基的沉降量。在觀測中必須時刻保證路基的沉降量處于規(guī)定的范圍內(nèi)。
表1 容許工后沉降量
準(zhǔn)備階段的工作包括:制定觀測計劃、準(zhǔn)備觀測儀器和各種記錄表以及布設(shè)水準(zhǔn)點。本文重點介紹水準(zhǔn)點的布設(shè)要求。
水準(zhǔn)點包括地面水準(zhǔn)點和橋上水準(zhǔn)點。
(1)地面水準(zhǔn)點的布設(shè)要求
①布設(shè)密度必須滿足觀測沉降段面的需求。根據(jù)以往經(jīng)驗,每隔200m設(shè)置一個水準(zhǔn)點,保證測站的視距小于80m。
②應(yīng)盡量布設(shè)在土質(zhì)堅硬的地面,以便長期保存和使用。
③在設(shè)置標(biāo)志時,應(yīng)符合相關(guān)的測量規(guī)范要求,編號要清楚,以便于數(shù)據(jù)的整理。
(2)橋上水準(zhǔn)點的布設(shè)要求
①橋上水準(zhǔn)點應(yīng)布置在橋臺背墻路肩的外緣處。
②應(yīng)在橋臺的背墻施工時預(yù)埋一根長20cm、直徑為20mm左右的鋼筋作為水準(zhǔn)點,鋼筋的上端要露出混凝土頂面2cm左右,并用砂輪磨圓,有時也可以釘一個釘子作為水準(zhǔn)點。
③如果大橋的長度大于100m,需在大橋兩端的橋臺同側(cè)背墻上各設(shè)置一個水準(zhǔn)點。
④橋上水準(zhǔn)點的編號應(yīng)和地面水準(zhǔn)點區(qū)分開。
對沉降觀測站的技術(shù)要求見表2。
表2 對沉降觀測站的技術(shù)要求
觀測前,按照預(yù)先選定好的觀測點埋設(shè)沉降標(biāo)(可根據(jù)施工進程或觀測需要來改變埋設(shè)位置)。如果沉降標(biāo)埋設(shè)在路基,需特別注意埋設(shè)前應(yīng)在原地面上壓實兩層土;如為砂質(zhì)地段,埋設(shè)前需壓實一層20cm以上的土。為確保沉降標(biāo)的底座與地面之間不留空隙,需在壓實后的土層上再鋪一層厚約5cm的砂,然后再填土壓實直到沉降標(biāo)頂端以下2cm。為使沉降標(biāo)不受到破壞,隨著填土高度的增加,應(yīng)使用螺紋管來接高管桿,每段長度為20cm,以保證沉降標(biāo)管桿按測量的時間逐節(jié)升高。另外,為便于以后的回收,埋設(shè)時可在管桿頂部接上布條。
現(xiàn)在HX—1和YY—1型觀測設(shè)備應(yīng)用較為廣泛,它們具有性價比高、測量精度高、安裝和使用方便以及易于維護且不影響正常施工等優(yōu)點。
沉降標(biāo)的埋設(shè)分為兩種情況。
(1)全幅埋設(shè),即將設(shè)備分別埋設(shè)在左路肩、路中心以及右路肩處,如圖1所示。
圖1 全幅埋設(shè)示意圖
(2)半幅埋設(shè),即將設(shè)備分別埋設(shè)在左(右)路肩、道路總寬的1/4處和路中心以及右路肩處,如圖2所示。
圖2 半幅埋設(shè)示意圖
首先,一定要按照設(shè)計規(guī)范對路基進行沉降和穩(wěn)定的跟蹤觀測。觀測頻率應(yīng)與現(xiàn)場測得的路基沉降及穩(wěn)定的變速頻率保持一致,每填筑一層,至少要觀測1次。如果因某種原因?qū)е聝纱翁钪g時間間隔較長,應(yīng)保證至少每3d觀測1次。在路基填充完成之后,堆載預(yù)壓期間的觀測頻率應(yīng)該根據(jù)地基穩(wěn)定的情況來確定,一般15~20d觀測1次,直至預(yù)壓期結(jié)束。
在預(yù)壓期的末期,按照規(guī)定,路基的沉降速率應(yīng)由厘米級降到毫米級,且要求在預(yù)壓結(jié)束前,沉降速率每月小于8mm,在路面施工期,路面經(jīng)過預(yù)壓處理后,沉降速率每月小于5mm。因此,在此期間應(yīng)嚴(yán)密觀測沉降量,一旦超出規(guī)定范圍,立即采取有效措施。
眾所周知,公路路基在填筑時期的沉降量相對來說是最大的。因此,需在工程施工的路堤填筑期、預(yù)壓期以及路面施工期等不同階段分別采用不同的水準(zhǔn)測量等級。
首先,沉降觀測的精度必須滿足穩(wěn)定動態(tài)控制的需要,且能真實地反映出沉降速率的大小和變化過程,還要考慮現(xiàn)場觀測條件對觀測結(jié)果影響。需特別注意,因公路路面由底面層、中間層和表面層構(gòu)成,因此,要求每填筑1層進行1次觀測。根據(jù)以往經(jīng)驗,在路面施工期間,沉降量多為幾個毫米,觀測精度的要求很高,所以水準(zhǔn)測量等級為二等。在路堤施工全過程中,對沉降觀測的水準(zhǔn)測量等級、精度指標(biāo)及對使用儀器的各項要求見表3。
表3 水準(zhǔn)測量等級、精度指標(biāo)及對使用儀器型號
路基沉降觀測是高速公路施工中最為重要的工作之一,其結(jié)果直接影響公路投入使用后的穩(wěn)定性、安全性。因此,在對路基沉降觀測要注意以下幾點:
(1)盡量以最快的速度指導(dǎo)工人施工,這就需要建立一套完善的異常情況處理應(yīng)對機制;
(2)在公路施工的不同階段,分別制定不同的觀測方法、觀測精度標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理方式;
(3)測量之前,檢查測量儀器是否正常工作,測量觀測點是否選取得當(dāng)?shù)茸罨镜膯栴}。
眾所周知,高速公路路基的沉降觀測工作從整個工程的設(shè)計階段直到工程結(jié)束階段一直都在進行,其工作量相當(dāng)大,且要處理和分析海量的數(shù)據(jù)。因此,建立一支配備先進設(shè)備、有較高的專業(yè)技能、能吃苦耐勞的測量隊伍是非常必要的。為確保測量工作的順利圓滿完成,希望有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)積極引進新設(shè)備和聘用高技術(shù)人才,這是最基本的條件。
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