本合同段經(jīng)鉆探揭示,軟基主要分布在云安互通立交,軟基厚度從1.0~14.3m不等,其中最深處為C匝道,深達16.8m,軟土一般為淤泥質(zhì)亞粘土、淤泥質(zhì)粘土、含腐木軟土,性質(zhì)較差,初始孔隙比最大達4.26,根據(jù)計算與分析結(jié)果,軟件處理設(shè)計如下:
1、)軟基深度超過12M,或填土高度超過7.5米的軟基路段采用管樁+高強土工格室處理。
2、)對于軟基深度普遍超過3M且小于12米,或者填土高度小于7.5米的采用袋裝砂井堆載預(yù)壓。
3)對于軟基深度普遍小于3M,或者填土高度小于5米的,采用挖砂溝堆載預(yù)壓。
4)對于軟基深度普遍小于3M,或者填土高度超過5米的,采用換填處治。
所有軟基段落根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置沉降觀測點。
二、觀測方案
1、觀測點的布置
根據(jù)同一路段,不同觀測項目的測點宜布置在同一斷面上,施工中我們根據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場軟基的布置情況,共設(shè)置了9個斷面,其中有三個斷面在路中設(shè)置沉降板,其他斷面采用路肩兩側(cè)沉降板+路中沉降板+測斜管(一側(cè))+位移邊樁(兩側(cè))的監(jiān)測組合項目。本文主要針對其中沉降板的觀測及成果分析做介紹。
2、觀測點的埋設(shè)與保護
埋設(shè)時,沉降板底槽應(yīng)平整,其下鋪設(shè)60cm*60cm*20cm的砂墊層,沉降板的垂直偏差率應(yīng)不大于1.5%。
沉降板采用鋼板,測桿為鋼管,與沉降板焊接為一體,套管為塑料管,具有足夠的剛度與強度,隨著填土的增高,測桿與套管也相應(yīng)接高,每節(jié)長度不宜超過50cm,平時套管上要加封口,蓋頂高出碾壓面高度50cm,為防止施工時損壞沉降板,在測桿周圍宜用小型夯實機夯實,套管外側(cè)貼醒目的反光標識,同時在蓋頂加插一面小紅旗,以做警示。
3、觀測儀器的要求
位移觀測采用S1型水準儀器,以二級中等精度要求的幾何水準測量高程,觀測精度應(yīng)小于1毫米。
4、觀測頻率
觀測頻率視不同時期,填土高度和監(jiān)測資料分析結(jié)果而定。一般為:填土周期為每填一層觀測一次,預(yù)壓期第1~4周隔日觀測一次,預(yù)壓期第四周至三個月每周一次,預(yù)壓期之后至上路面完畢每半個月觀察一次。路基加載時,填筑速度根據(jù)以下標準控制。路基中心的表面沉降速率宜控制在5mm/d(管樁區(qū))和10mm/d(排水固結(jié)區(qū))。
5、觀測方法
1、采用水準儀測定每天沉降板的沉降量,以四等水準精度要求測量高程,為避免起算數(shù)據(jù)對成果的影響,采用閉合水準線,對滿足四等水準閉合差的結(jié)果進行平差處理,使測量精度符合要求。
2、測量中,每次觀測按照“三固定”的作業(yè)要求,即固定記錄員、觀測員、資料整理員。觀測間隙,必須在水準點上結(jié)束,必要時,應(yīng)先進行水準點加密。
3、每天觀測結(jié)束后,立即對觀測資料進行復(fù)核與整理,若發(fā)現(xiàn)有差錯與異常,則當(dāng)天重測,同時根據(jù)規(guī)定的限差與取位記錄資料。
三、觀測成果與分析
1、填筑及觀測情況
該工程軟基填土最早填筑時間是2007年1月18日,加載填筑速率按照圖紙設(shè)計要求,路表沉降速率在5mm/d以內(nèi)時,可進行下一層填筑。為了爭取預(yù)壓時間,減少工后沉降。路基填筑采用薄輪加層法,完成加載填土?xí)r間為2008年10月30日,加載預(yù)壓時間3個月,卸載時間為2009年2月15日,因中間有土源短缺停工情況,整個觀測時間間隔為27個月,觀測周期按照設(shè)計要求,分別采用填筑階段及預(yù)壓階段控制,觀測過程及時整理收集,對滿足水準閉合差的成果進行平差處理,使觀測數(shù)據(jù)精度得以反映。
2、卸載情況
根據(jù)部標《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》及廣梧高速施工圖紙設(shè)計要求,對路基推算工后沉降小于設(shè)計容許值和滿足連續(xù)3個月不超過5mm/月的沉降速率時可以考慮卸載。業(yè)主及設(shè)計院考慮本項目工期要求,并且由于軟基處理已經(jīng)采用袋裝砂井、土工格柵等有效措施,使得地基應(yīng)力減少,剛度提高,及考慮施工中間停工階段的自然沉降,因此同意預(yù)壓時間取超壓時間不低于3個月這一個標準。
3、沉降成果分析
云安互通匝道軟基共有三段,分布于A、B、C匝道,共設(shè)9個斷面,18個觀測點,經(jīng)過近27個月觀測,數(shù)據(jù)統(tǒng)計連續(xù)性、完整性較好,我部作為施工方監(jiān)測,目的是根據(jù)測量數(shù)據(jù)調(diào)整填筑速度,預(yù)測沉降趨勢,確定卸載時間。
AK1+180斷面中點沉降分析
1)地表最大沉降量
該斷面位于A匝道AK0+780~AK1+216軟基上,淤泥厚度4~10米,設(shè)計填土為5米,設(shè)左、中、右三個觀測點。為整個互通軟基中觀測最典型斷面,該段從2007年1月18日開始填土,2008年4月10日填至設(shè)計標高,2008年11月1日完成超載預(yù)壓,在超載預(yù)壓3個月后開始卸載,因出現(xiàn)土源短缺停工情況,整個測量過程歷時27個月。從圖中可看出。由填筑前3至5個月沉降非常大,達到379mm,大體呈現(xiàn)△S隨荷載加大而增大的曲線,但盆凹現(xiàn)象不明顯,填筑至07年9月份也沒有減緩勢頭。在保持預(yù)壓的情況經(jīng)一段時間自然沉降,08年6月至10月沉降數(shù)據(jù)平緩,估計在該時間段停工時重車不斷行走,形成預(yù)壓的效果。重新填土施工后沉降呈現(xiàn)平緩現(xiàn)象,沉降從08年11月完成超載后則明顯減緩并且趨于穩(wěn)定,經(jīng)過90多天的預(yù)壓,離卸載最近三個月沉降量分別為4mm、3mm、3mm,4mm、5mm、2mm,2mm、3mm、3mm,沉降穩(wěn)定。根據(jù)工期要求,可以就觀測數(shù)據(jù)進行沉降觀測分析,推算最終沉降及考慮卸載。
2)最終沉降量的推算
根據(jù)實測的沉降—時間曲線,可以推算各個觀測點的最終沉降量,一般為填至設(shè)計標高、預(yù)壓一個月、預(yù)壓三個月等時間段,最終沉降量S∞與不同時期的實測沉降量St進行比較,可以得出不同時期沉降能達到的固結(jié)度U及殘余沉降量等指數(shù)。對軟基的施工有重要的指導(dǎo)意義。一般而言,加載至設(shè)計標高后沉降固結(jié)度能到85%,超載預(yù)壓3個月后能達到93%~95%,因此,軟基施工至少要保證三個月的堆載預(yù)壓時間,方可考慮卸載要求。
3)橫向沉降分析
根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析:AK1+180斷面左、中、右三個點的地表最大沉降分別為922mm、970mm、935mm,可以看出路基橫向沉降基本均勻,這與該段全斷面采用土工格柵及袋裝砂井處理一致性有關(guān),但總體上來說,沉降量大體隨著荷載的增加而增大,停載后隨時間的增長而變小,橫向呈現(xiàn)盆狀沉降特征,這與中間承受荷載大兩側(cè)較小,因此中間沉降大,兩側(cè)沉降較小的理論基本吻合。
四、總結(jié)
在軟土路基施工時,通過測定地表沉降量可以根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整填筑速率,預(yù)測沉降趨勢,確定預(yù)壓卸載時間,提供施工期間沉降土方的計算依據(jù)等,是一個要求系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性的測設(shè)過程,因此,要十分重視項目沉降觀測方案及成果分析。
1、觀測過程要規(guī)范嚴謹,數(shù)據(jù)要及時復(fù)核和整理,發(fā)現(xiàn)異常和差錯,則當(dāng)天重測。
2、通過測量顯示,使用袋裝砂井和土工格柵處理后軟基地段,最大沉降(970mm)比設(shè)計沉降(1200mm)要小很多,這表明袋裝砂井和土工格柵提高該段地基剛度和減少了地基應(yīng)力有關(guān)。其中在使用換填處理后軟基地段,沉降數(shù)據(jù)基本監(jiān)測不出來。
3、一般超載預(yù)壓3個月后固結(jié)度才達到93%~95%,沉降基本穩(wěn)定,因此至少要保證3個月的加載預(yù)壓,方可考慮卸載要求,若工期不緊,最好預(yù)壓觀測6個月以上。
4、加載后3至6個月的觀測數(shù)據(jù)要準確整理,制成下沉回歸收斂曲線,可直觀的顯示沉降穩(wěn)定與否,作為卸載的依據(jù)。
5、整個觀測期間發(fā)現(xiàn)觀測過程中,還出現(xiàn)某個測量數(shù)據(jù)在一個值之間徘徊現(xiàn)象,估計是觀測整理過程的平差誤差,對此處理基本可認為是該時間段的觀測穩(wěn)定,沉降很微小。
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