广梧高速云安互通软基观测方案与成果分析
1 工程软基概况
本合同段经钻探揭示,软基主要分布在云安互通立交,软基厚度从1.0 ~ 14.3 m 不等,其中最深处为C 匝道,深达16.8 m, 软土一般为淤泥质亚粘土、淤泥质粘土、含腐木软土,性质较差,初始孔隙比最大达4.26,根据计算与分析结果,软件处理设计如下:
(1)软基深度超过12 m,或填土高度超过7.5 m 的软基路段采用管桩+ 高强土工格室处理;
(2)对于软基深度普遍超过3 m 且小于12 m,或者填土高度小于7.5 m 的采用袋装砂井堆载预压;
(3)对于软基深度普遍小于3 m,或者填土高度小于5m 的,采用挖砂沟堆载预压;
(4)对于软基深度普遍小于3 m,或者填土高度超过5m 的,采用换填处治。所有软基段落根据设计要求设置沉降观测点。
2 观测方案
2.1 观测点的布置根据同一路段,不同观测项目的测点宜布置在同一断面上,施工中我们根据设计图纸及现场软基的布置情况,共设置了9 个断面,其中有三个断面在路中设置沉降板,其他断面采用路肩两侧沉降板+ 路中沉降板+ 测斜管( 一侧)+ 位移边桩(两侧)的监测组合项目。本文主要针对其中沉降板的观测及成果分析做介绍。
2.2 观测点的埋设与保护埋设时,沉降板底槽应平整,其下铺设60 cm×60 cm×20 cm 的砂垫层,沉降板的垂直偏差率应不大于1.5%。
沉降板采用钢板,测杆为钢管,与沉降板焊接为一体,套管为塑料管,具有足够的刚度与强度,随着填土的增高,测杆与套管也相应接高,每节长度不宜超过50 cm,平时套管上要加封口,盖顶高出碾压面高度50 cm,为防止施工时损坏沉降板,在测杆周围宜用小型夯实机夯实,套管外侧贴醒目的反光标识,同时在盖顶加插一面小红旗,以做警示。
2.3 观测仪器的要求
位移观测采用S1 型水准仪器,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1 毫米。
2.4 观测频率
观测频率视不同时期,填土高度和监测资料分析结果而定。一般为:填土周期为每填一层观测一次,预压期第1 ~第4周隔日观测一次,预压期第4周至第3个月每周一次,预压期之后至上路面完毕每半个月观察一次。路基加载时,填筑速度根据以下标准控制。路基中心的表面沉降速率宜控制在5 mm/d( 管桩区) 和10 mm/d( 排水固结区)。
2.5 观测方法
(1)采用水准仪测定每天沉降板的沉降量,以四等水准精度要求测量高程,为避免起算数据对成果的影响,采用闭合水准线,对满足四等水准闭合差的结果进行平差处理,使测量精度符合要求。
(2)测量中,每次观测按照“三固定”的作业要求,即固定记录员、观测员、资料整理员。观测间隙,必须在水准点上结束,必要时,应先进行水准点加密。
(3)每天观测结束后,立即对观测资料进行复核与整理,若发现有差错与异常,则当天重测,同时根据规定的限差与取位记录资料。
3 观测成果与分析
3.1 填筑及观测情况
该工程软基填土最早填筑时间是2007 年1 月18日,加载填筑速率按照图纸设计要求,路表沉降速率在5mm/d 以内时,可进行下一层填筑。为了争取预压时间,减少工后沉降。路基填筑采用薄轮加层法,完成加载填土时间为2008 年10 月30 日,加载预压时间3个月,卸载时间为2009 年2 月15 日,因中间有土源短缺停工情况,整个观测时间间隔为27 个月,观测周期按照设计要求,分别采用填筑阶段及预压阶段控制,观测过程及时整理收集,对满足水准闭合差的成果进行平差处理,使观测数据精度得以反映。
3.2 卸载情况
根据部标《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》及广梧高速施工图纸设计要求,对路基推算工后沉降小于设计容许值和满足连续3 个月不超过5mm/ 月的沉降速率时可以考虑卸载。业主及设计院考虑本项目工期要求,并且由于软基处理已经采用袋装砂井、土工格栅等有效措施,使得地基应力减少,刚度提高,及考虑施工中间停工阶段的自然沉降,因此同意预压时间取超压时间不低于3 个月这一个标准。
3.3 沉降成果分析
云安互通匝道软基共有三段,分布于A、B、C 匝道,共设9 个断面,18 个观测点,经过近27 个月观测,数据统计连续性、完整性较好,我部作为施工方监测,目的是根据测量数据调整填筑速度,预测沉降趋势,确定卸载时间。AK1+180 断面中点沉降分析如下。
(1)地表最大沉降量。
该断面位于A 匝道AK0+780 ~AK1+216 软基上,淤泥厚度4 ~ 10 m,设计填土为5m,设左、中、右三个观测点。为整个互通软基中观测最典型断面,该段从2007年1 月18 日开始填土,2008 年4 月10 日填至设计标高,2008 年11 月1 日完成超载预压,在超载预压3 个月后开始卸载,因出现土源短缺停工情况,整个测量过程历时27 个月。从图中可看出。由填筑前3 ~ 5 个月沉降非常大,达到379 mm,大体呈现△ S 随荷载加大而增大的曲线,但盆凹现象不明显,填筑至2007 年9 月份也没有减缓势头。在保持预压的情况经一段时间自然沉降,2008 年6 月至10 月沉降数据平缓,估计在该时间段停工时重车不断行走,形成预压的效果。重新填土施工后沉降呈现平缓现象,沉降从2008 年11 月完成超载后则明显减缓并且趋于稳定,经过90 多天的预压,离卸载最近3 个月沉降量分别为4 mm、3 mm、3 mm,4 mm、5 mm、2 mm,2 mm、3 mm、3 mm,沉降稳定。根据工期要求,可以就观测数据进行沉降观测分析,推算最终沉降及考虑卸载。
本合同段经钻探揭示,软基主要分布在云安互通立交,软基厚度从1.0 ~ 14.3 m 不等,其中最深处为C 匝道,深达16.8 m, 软土一般为淤泥质亚粘土、淤泥质粘土、含腐木软土,性质较差,初始孔隙比最大达4.26,根据计算与分析结果,软件处理设计如下:
(1)软基深度超过12 m,或填土高度超过7.5 m 的软基路段采用管桩+ 高强土工格室处理;
(2)对于软基深度普遍超过3 m 且小于12 m,或者填土高度小于7.5 m 的采用袋装砂井堆载预压;
(3)对于软基深度普遍小于3 m,或者填土高度小于5m 的,采用挖砂沟堆载预压;
(4)对于软基深度普遍小于3 m,或者填土高度超过5m 的,采用换填处治。所有软基段落根据设计要求设置沉降观测点。
2 观测方案
2.1 观测点的布置根据同一路段,不同观测项目的测点宜布置在同一断面上,施工中我们根据设计图纸及现场软基的布置情况,共设置了9 个断面,其中有三个断面在路中设置沉降板,其他断面采用路肩两侧沉降板+ 路中沉降板+ 测斜管( 一侧)+ 位移边桩(两侧)的监测组合项目。本文主要针对其中沉降板的观测及成果分析做介绍。
2.2 观测点的埋设与保护埋设时,沉降板底槽应平整,其下铺设60 cm×60 cm×20 cm 的砂垫层,沉降板的垂直偏差率应不大于1.5%。
沉降板采用钢板,测杆为钢管,与沉降板焊接为一体,套管为塑料管,具有足够的刚度与强度,随着填土的增高,测杆与套管也相应接高,每节长度不宜超过50 cm,平时套管上要加封口,盖顶高出碾压面高度50 cm,为防止施工时损坏沉降板,在测杆周围宜用小型夯实机夯实,套管外侧贴醒目的反光标识,同时在盖顶加插一面小红旗,以做警示。
2.3 观测仪器的要求
位移观测采用S1 型水准仪器,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1 毫米。
2.4 观测频率
观测频率视不同时期,填土高度和监测资料分析结果而定。一般为:填土周期为每填一层观测一次,预压期第1 ~第4周隔日观测一次,预压期第4周至第3个月每周一次,预压期之后至上路面完毕每半个月观察一次。路基加载时,填筑速度根据以下标准控制。路基中心的表面沉降速率宜控制在5 mm/d( 管桩区) 和10 mm/d( 排水固结区)。
2.5 观测方法
(1)采用水准仪测定每天沉降板的沉降量,以四等水准精度要求测量高程,为避免起算数据对成果的影响,采用闭合水准线,对满足四等水准闭合差的结果进行平差处理,使测量精度符合要求。
(2)测量中,每次观测按照“三固定”的作业要求,即固定记录员、观测员、资料整理员。观测间隙,必须在水准点上结束,必要时,应先进行水准点加密。
(3)每天观测结束后,立即对观测资料进行复核与整理,若发现有差错与异常,则当天重测,同时根据规定的限差与取位记录资料。
3 观测成果与分析
3.1 填筑及观测情况
该工程软基填土最早填筑时间是2007 年1 月18日,加载填筑速率按照图纸设计要求,路表沉降速率在5mm/d 以内时,可进行下一层填筑。为了争取预压时间,减少工后沉降。路基填筑采用薄轮加层法,完成加载填土时间为2008 年10 月30 日,加载预压时间3个月,卸载时间为2009 年2 月15 日,因中间有土源短缺停工情况,整个观测时间间隔为27 个月,观测周期按照设计要求,分别采用填筑阶段及预压阶段控制,观测过程及时整理收集,对满足水准闭合差的成果进行平差处理,使观测数据精度得以反映。
3.2 卸载情况
根据部标《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》及广梧高速施工图纸设计要求,对路基推算工后沉降小于设计容许值和满足连续3 个月不超过5mm/ 月的沉降速率时可以考虑卸载。业主及设计院考虑本项目工期要求,并且由于软基处理已经采用袋装砂井、土工格栅等有效措施,使得地基应力减少,刚度提高,及考虑施工中间停工阶段的自然沉降,因此同意预压时间取超压时间不低于3 个月这一个标准。
3.3 沉降成果分析
云安互通匝道软基共有三段,分布于A、B、C 匝道,共设9 个断面,18 个观测点,经过近27 个月观测,数据统计连续性、完整性较好,我部作为施工方监测,目的是根据测量数据调整填筑速度,预测沉降趋势,确定卸载时间。AK1+180 断面中点沉降分析如下。
该断面位于A 匝道AK0+780 ~AK1+216 软基上,淤泥厚度4 ~ 10 m,设计填土为5m,设左、中、右三个观测点。为整个互通软基中观测最典型断面,该段从2007年1 月18 日开始填土,2008 年4 月10 日填至设计标高,2008 年11 月1 日完成超载预压,在超载预压3 个月后开始卸载,因出现土源短缺停工情况,整个测量过程历时27 个月。从图中可看出。由填筑前3 ~ 5 个月沉降非常大,达到379 mm,大体呈现△ S 随荷载加大而增大的曲线,但盆凹现象不明显,填筑至2007 年9 月份也没有减缓势头。在保持预压的情况经一段时间自然沉降,2008 年6 月至10 月沉降数据平缓,估计在该时间段停工时重车不断行走,形成预压的效果。重新填土施工后沉降呈现平缓现象,沉降从2008 年11 月完成超载后则明显减缓并且趋于稳定,经过90 多天的预压,离卸载最近3 个月沉降量分别为4 mm、3 mm、3 mm,4 mm、5 mm、2 mm,2 mm、3 mm、3 mm,沉降稳定。根据工期要求,可以就观测数据进行沉降观测分析,推算最终沉降及考虑卸载。