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摘  要：填石路基方案在軟土地基道路施工中的應(yīng)用，由于填石路基沉降量大，石料與土壤界面難以確定的因素，影響填石路基工程量計(jì)量的準(zhǔn)確性。本文采用了三種不同確定工程量的方法，驗(yàn)證能準(zhǔn)確、及時(shí)、高效地反映填石路基工程量的方案。

關(guān)健詞：填石路基  沉降值理論計(jì)算  沉降標(biāo)  探地雷達(dá)

    江蘇蘇南太湖流域湖泊、河流星羅密布，平原地帶為河湖相、海相及沼澤相等沉積而成，造就了以淤泥質(zhì)亞粘土為主的軟土地基，該土層特征反映為壓縮性大，強(qiáng)度低，透水性差，而且賦存于上部粘性土中的地下水，埋深0.5-1m,并因季節(jié)變化水位升降變幅在1.0m左右。因此，技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的塊石擠淤、填石路基的施工方案在該地區(qū)公路建設(shè)中得到了廣泛采用。

    填石路基在不同的路段、不同的土質(zhì)、不同的填筑高度、軟土層埋藏深淺不一的情況下，其固結(jié)過(guò)程的快慢不同，對(duì)地基的總沉降也不同。另路基范圍內(nèi)的塊石擠淤方案在擠淤深度和塊石與淤泥的界面很難確定，造成填石路基的工作量很難確定。經(jīng)過(guò)多年填石路基工程施工的工程量計(jì)量方案分析、總結(jié)，逐步探討出較為完善的計(jì)量方法如下：

1、沉降量預(yù)測(cè)

    根據(jù)歷年來(lái)在軟土路基道路項(xiàng)目工程施工建設(shè)中總結(jié)出符合填石路基沉降量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式：

                     Sd=Σ1.5（△σ2-△σm）△h/E

                     式中：E—土的彈性模量（KPa）

                          △σ2—各分層中心處的附加壓力（KPa）

                          △σm—荷重增加后平均應(yīng)力增量（KPa）

                          △h—軟土層的厚度

    根據(jù)上述公式計(jì)算出填石路基的工后沉降值，加上清淤后填石路基測(cè)量的工程量即為填石路基總工程量。

    由于該方案受到了地質(zhì)變化的限制，軟土層的厚度和相關(guān)參數(shù)只有從工程地質(zhì)勘探報(bào)告中查得，而道路工程占線(xiàn)長(zhǎng)，勘探報(bào)告不能反映整個(gè)沿線(xiàn)的地質(zhì)情況，大部分地段的工后沉降值依據(jù)相鄰的地質(zhì)報(bào)告中的地質(zhì)情況推算而成，有部分偏差。

2、觀(guān)測(cè)沉降標(biāo)確定填石路基沉降量

    用沉降標(biāo)的沉降觀(guān)察確定填石路基在整個(gè)工程建設(shè)中的沉降量。沉降標(biāo)由底座、管節(jié)及保護(hù)帽三部分組成。

2.1沉降板制作

    底板由20mm厚1m×1m的方形鐵板制作而成，上面安裝管節(jié)（可相互銜接的螺紋管節(jié)，每節(jié)50cm），保護(hù)帽由醒目標(biāo)記塑料套制成，用于保護(hù)管節(jié)上端螺紋，并且提醒工程施工中注意保護(hù)，避免人為或機(jī)械破壞。

2.2 沉降板的埋設(shè)

    在施工路段沿線(xiàn)按一定的間距埋設(shè)沉降標(biāo)，一般在原地面回填20cm砂墊層后，安放沉降標(biāo)，注意底板水平，并在砂墊層上適當(dāng)揉搓，使底板與砂墊層完全接觸，避免局部空虛。再回填夯實(shí)，為了使沉降板的管頂不受施工碾壓破壞和觀(guān)測(cè)方便，壓實(shí)后的管頂應(yīng)低于壓實(shí)面20cm。

2.3 沉降測(cè)量

    沉降標(biāo)埋設(shè)時(shí)，隨即用四等水準(zhǔn)測(cè)量首節(jié)管頂和底板的標(biāo)高。第二次觀(guān)測(cè)測(cè)量接管上下二個(gè)管頂?shù)臉?biāo)高，下一節(jié)管頂標(biāo)高用于計(jì)算第一次沉降量，上一節(jié)管頂標(biāo)高作為下一次計(jì)算沉降量的初值，循序逐節(jié)升高，并做好資料填寫(xiě)整理工作。

    在施工過(guò)程中，每填筑一層路基要觀(guān)測(cè)一次，若相鄰兩層填筑間隔時(shí)間超過(guò)15天，中間應(yīng)加測(cè)一次，以便觀(guān)測(cè)時(shí)間的間隔不大于10-15天，最后階段連續(xù)二個(gè)月沉降不大于0.5m，就可認(rèn)為沉降趨于穩(wěn)定，可進(jìn)行下一道結(jié)構(gòu)層施工，計(jì)算出填石路基施工時(shí)段內(nèi)的累計(jì)沉降量，并結(jié)合填石路基頂面標(biāo)高，就可以計(jì)算出填石路基的工程量。

     該方案優(yōu)點(diǎn)為操作簡(jiǎn)單，觀(guān)測(cè)部位數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀(guān)察費(fèi)用低，但由于沉降標(biāo)的個(gè)數(shù)過(guò)密，影響工程施工，而且大部分沉降標(biāo)埋設(shè)在魚(yú)塘、橋頭、溝槽及軟土地帶，這些地帶最終沉降量比其它路段的沉降值偏大，相鄰沉降標(biāo)區(qū)域路段的沉降值以相鄰沉降標(biāo)沉降量推算而成，故最終計(jì)算出的路基填石工程量偏高。[NextPage]

3、探地雷達(dá)檢測(cè)填石路基工程量

3.1 工作原理

    探地雷達(dá)檢測(cè)填石路基工程量是一種反射波檢測(cè)方法。由發(fā)送天線(xiàn)向地下不斷發(fā)送電磁脈沖，該脈沖在向地下傳播過(guò)程中若遇電性分界面即能產(chǎn)生反射脈沖返回地面，被接收天線(xiàn)接收，并由雷達(dá)主機(jī)記錄。根據(jù)地面以及目的層的層面兩次反射脈沖的時(shí)間差，結(jié)合電磁脈沖在該介質(zhì)中的傳播速度，即可求得目的層的深度。

3.2 檢測(cè)的方法

    首先，在標(biāo)準(zhǔn)路段上選點(diǎn)，用探地雷達(dá)檢測(cè)代表點(diǎn)的厚度及其它參數(shù)，并用開(kāi)挖探坑驗(yàn)證檢測(cè)的數(shù)據(jù)，確定電磁脈沖在介質(zhì)中的傳播速度。

    檢測(cè)時(shí)沿路基總寬布置五條等長(zhǎng)于路基的縱向測(cè)線(xiàn)，將安裝在拖車(chē)后面的探地雷達(dá)儀分別沿五條縱向測(cè)線(xiàn)第間隔0.5米掃描一組數(shù)據(jù)，雷達(dá)掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，測(cè)點(diǎn)位置及波形記錄等均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，最后打印出各測(cè)點(diǎn)處的填石方厚度與測(cè)線(xiàn)樁號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)圖。根據(jù)五條縱向測(cè)線(xiàn)上各點(diǎn)數(shù)厚度的數(shù)據(jù)計(jì)算出填石路基的工程量。

    探地雷達(dá)檢測(cè)方案，操作便捷，檢測(cè)速度快，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，適用于占線(xiàn)長(zhǎng)，工程量大的路段檢測(cè)，是一種高精度的檢測(cè)方法，值得廣泛推廣。

4、工程實(shí)例

4.1 工程概況

    吳江市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)江興東路，路基工程位于魚(yú)塘、小河及農(nóng)田之上，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告反映土層情況如下：

    該路段路基采用蘇州地區(qū)砂巖和花崗巖進(jìn)行填筑，魚(yú)塘及小河采用塊石擠淤的方法。該路段總長(zhǎng)3.2Km，從中選擇了220m試驗(yàn)段進(jìn)行填石路基施工，用以上三種方案驗(yàn)證哪一種方案的合理性。為了最終確定填石工程量的方案準(zhǔn)確性，業(yè)主、監(jiān)理、工程隊(duì)對(duì)石料進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格收方計(jì)量，試驗(yàn)段完工累計(jì)收方量為11957M3。

4.2 理論測(cè)算填石工程量

    根據(jù)地質(zhì)報(bào)告中反映，E=（0.7-11.1）PS  PS=0.28-0.37Mpa 魚(yú)塘回填深度3.7-0.8m，回填石料的容重按22kg/m3計(jì)取，淤泥厚度Δh按4.5-7.9m計(jì)取。各部分預(yù)測(cè)厚度見(jiàn)填石路基各計(jì)量方案曲線(xiàn)對(duì)照?qǐng)D，計(jì)算出累計(jì)填石工程量為10458 M3。

4.3 采用沉降標(biāo)觀(guān)測(cè)計(jì)算填石工程量

    根據(jù)220m的路基施工長(zhǎng)度每10m布設(shè)一處沉降標(biāo)段面，每處沉降標(biāo)段面3只沉降標(biāo)，左、中、右分別布設(shè)一個(gè)沉降標(biāo)。經(jīng)過(guò)4個(gè)半月的路基施工，共進(jìn)行了15次觀(guān)測(cè)，通過(guò)觀(guān)測(cè)結(jié)果確定各處觀(guān)察斷面的平均厚度（見(jiàn)填石路基各計(jì)量方案曲線(xiàn)對(duì)照?qǐng)D），計(jì)算出的累計(jì)填石工程量為12493 M3。

4.4 采用探地雷達(dá)檢測(cè)填石路基工程量

    測(cè)試采用SIR-10型美國(guó)生產(chǎn)的探地雷達(dá)系統(tǒng)，SIP-10型探地雷達(dá)系統(tǒng)是一種高精度全自動(dòng)雷達(dá)掃描系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集，測(cè)點(diǎn)位置掃描及波形記錄等均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，檢測(cè)時(shí)沿路寬方向布置五條東西向的縱向測(cè)線(xiàn)，每條測(cè)線(xiàn)為220m，每間距0.5m采集一組數(shù)據(jù)，累計(jì)采集2200組數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)分析各部分的厚度，計(jì)算出的累計(jì)填石工程量為11785M3 噸。基本接近完工收方計(jì)量11957M3噸，達(dá)到了預(yù)期的目的，完全信賴(lài)SIR—10型探地雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)的正確性。

5、結(jié)論

5.1 填石路基在范圍小且正常路段施工時(shí)，理論計(jì)算沉降值基本反映了填石路基完工后實(shí)際路基底面標(biāo)高，并計(jì)算出填石路基工程量。但占線(xiàn)長(zhǎng)由于地質(zhì)條件的變化影響理論計(jì)算沉降的準(zhǔn)確性，故不宜在占線(xiàn)長(zhǎng)、復(fù)雜路段工程中使用。

5.2 采用對(duì)沉降標(biāo)各階段沉降觀(guān)測(cè)，最終計(jì)算填石路基工程量?？稍诜秶?fù)雜的施工地段使用，如漁塘、溝槽，橋頭等，能準(zhǔn)確反映復(fù)雜地段各階段填石路基的沉降量及回填厚度。由于沉降標(biāo)布設(shè)的數(shù)量與位置受到限制，故不能完全反映占線(xiàn)長(zhǎng)、工程量大的填石路基工程。

5.3 采用探地雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)路基厚度，確定填石工程量是一種高精度、高效率、快捷、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，可以在短時(shí)間內(nèi)采集大量相關(guān)數(shù)據(jù)且不受地形，地質(zhì)條件變化的影響，在占線(xiàn)長(zhǎng)、工程量大、地形、地質(zhì)復(fù)雜的道路工程建設(shè)中應(yīng)廣泛使用。