【摘 要】本文介紹了客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基沉降變形觀(guān)測(cè)的內(nèi)容、觀(guān)測(cè)斷面和觀(guān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、變形觀(guān)測(cè)元件的選取及埋設(shè)、變形觀(guān)測(cè)的具體實(shí)施過(guò)程以及測(cè)量精度和測(cè)量頻率的要求，對(duì)路基沉降評(píng)估的方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
【關(guān)鍵詞】客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)；路基；沉降變形；觀(guān)測(cè)；評(píng)估
1.1 沉降觀(guān)測(cè)的必要性和目的
1.1.1 在勘察設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員根據(jù)地質(zhì)條件、土層物理力學(xué)參數(shù)、填土高度、地基加固措施、工期等計(jì)算總沉降量及工后沉降量，選擇地基加固措施。但由于黃土地基本身的復(fù)雜性、參數(shù)選取的精度、計(jì)算方法的局限性，以及施工過(guò)程的影響等因素，設(shè)計(jì)中沉降計(jì)算只能是一種估算，其精度難以滿(mǎn)足客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。因此客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)沉降控制必須根據(jù)施工期間的實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)方法對(duì)最終沉降量、沉降速率、工后沉降量進(jìn)行推算。借此確定鋪軌時(shí)機(jī)。實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)及分析還可作為預(yù)測(cè)運(yùn)營(yíng)期間可能的維修工作量和周期依據(jù)之一。
1.1.2 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基施工過(guò)程的沉降觀(guān)測(cè)以及利用觀(guān)測(cè)資料進(jìn)行沉降沉降推算，是確�？瓦\(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基，尤其是軟弱地基上的路基工后沉降得到有效控制的必須措施。此外，路基沉降觀(guān)測(cè)也是路基施工過(guò)程控制的必須手段。如：控制填土速率以確保路基的穩(wěn)定，預(yù)測(cè)還需預(yù)壓的時(shí)間以指導(dǎo)下步施工計(jì)劃的安排，以及，及時(shí)評(píng)價(jià)地基加固措施的有效性等。
1.2 沉降觀(guān)測(cè)設(shè)置原則及觀(guān)測(cè)內(nèi)容
1.2.1 路基變形觀(guān)測(cè)的范圍：
1 接近或超過(guò)臨界高度的路堤；
2 采用砂墊層、排水砂井加固的路堤；
3 必須進(jìn)行預(yù)壓的橋頭路堤及采用加固措施的較高路堤；
4 超過(guò)設(shè)計(jì)允許填土速度施工的路堤；
5 對(duì)路基工后沉降要求較高的路基；
6 對(duì)全面施工具有指導(dǎo)意義的代表性路堤。
所有土質(zhì)地基均需進(jìn)行工后沉降分析，對(duì)不滿(mǎn)足工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的地基需進(jìn)行處理，且要求路基填筑完成或施加預(yù)壓荷載后,保證6～18個(gè)月的沉降觀(guān)測(cè)和調(diào)整期，經(jīng)工后沉降評(píng)估分析滿(mǎn)足要求時(shí)方可鋪設(shè)無(wú)碴軌道。
1.2.2 軟土路基觀(guān)測(cè)樁設(shè)置原則
路基兩側(cè)設(shè)置邊樁用來(lái)觀(guān)測(cè)土的側(cè)向位移值及其發(fā)展趨勢(shì)，從而判斷地基的穩(wěn)定性。 邊樁設(shè)置原則：視加固地段的地形地貌情況，順線(xiàn)路方向在路堤兩側(cè)或一側(cè)坡腳外2m、10m布置二排，線(xiàn)路縱向樁間距以10～20m為宜。邊樁多用100mm×100mm× 1000mm的硬木制成。硬底橫坡大的軟土路堤，視加固地段的地形地貌，坡腳兩側(cè)或一側(cè)反壓護(hù)道頂及坡腳外2m、20m（根據(jù)填土高度或滑弧影響范圍確定）設(shè)永久性觀(guān)測(cè)樁。應(yīng)設(shè)置在最危險(xiǎn)斷面上，且每個(gè)工點(diǎn)應(yīng)不少于2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，路堤填筑及通車(chē)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中必須進(jìn)行觀(guān)測(cè)。
1.2.3 沉降觀(guān)測(cè)設(shè)置原則：采用地基沉降觀(guān)測(cè)與路基面沉降觀(guān)測(cè)相結(jié)合的觀(guān)測(cè)系統(tǒng)。
�、� 路堤基底沉降觀(guān)測(cè)：應(yīng)根據(jù)地基工程地質(zhì)條件并結(jié)合工程情況確定，在橋、涵路過(guò)渡段兩端、地層地質(zhì)條件變化較大處，必須在路基中心地基面設(shè)置沉降觀(guān)測(cè)板，其它地段一般按100～200m左右在路基中心地基面設(shè)置沉降觀(guān)測(cè)板。
�、� 路基填筑完成后，在路基面中心以及兩側(cè)路肩每隔20～50m左右，與路基中心地基面設(shè)置沉降觀(guān)測(cè)板對(duì)應(yīng)，設(shè)置沉降觀(guān)測(cè)樁。
�、� 選擇代表性工點(diǎn)進(jìn)行地基深層沉降觀(guān)測(cè)，以研究地基深層沉降變化。
1.2.4 地面沉降板的設(shè)置：
1 在60mm×800mm×800mm的木低板上聯(lián)40mm×40mm的方木的觀(guān)測(cè)桿。觀(guān)測(cè)桿每桿長(zhǎng)1.5m，上端包有鐵皮接頭，以便隨填土高度的增大而接長(zhǎng)。觀(guān)測(cè)桿外面套一竹保護(hù)管，管端作成楔口形以便接長(zhǎng)。安裝沉降板前需將地面整平，以便保持目紙板的水平及表?xiàng)U的垂直。在填土高達(dá)1m以后，根據(jù)填土部分的壓縮量，將竹套管上拔一定距離，以免由于填土部分的壓縮而影響地面沉降數(shù)值。
2 沉降板由一根直桿(直徑=20～30mm的鋼管或自來(lái)水管)和600×600×9mm的沉降鋼板組成。直桿用三根斜鋼筋焊接在沉降板上，沉降板埋設(shè)在路基的底面或砂墊層下。為了使沉降桿不受破壞，桿長(zhǎng)應(yīng)隨填土升高而逐段接高。每段接管的長(zhǎng)度為20～30mm，兩端有螺紋接頭與空心管緊絞連接。
1.2.5 軟土路基位移觀(guān)測(cè)：
位移運(yùn)用精度較高的經(jīng)緯儀、水平儀進(jìn)行觀(guān)測(cè)。觀(guān)測(cè)精度應(yīng)準(zhǔn)確到1mm。一般填土低于臨界高度時(shí)，每?jī)商煊^(guān)測(cè)一次即可；接近或超過(guò)臨界高度時(shí)應(yīng)每天觀(guān)測(cè)并繪制“填土高――時(shí)間――位移量”關(guān)系曲線(xiàn)圖，隨時(shí)分析填筑期間的穩(wěn)定情況，以利指導(dǎo)施工。通常每上、下班時(shí)各觀(guān)測(cè)一次，兩次觀(guān)測(cè)值之差除以觀(guān)測(cè)時(shí)間（h）在乘以24（h）即可作為日平均沉降量、位移量。一般認(rèn)為，日平均水平位移量小于10～15mm，日平均垂直位移量小于10mm是安全的。若連續(xù)數(shù)日平均位移量超過(guò)以上數(shù)值，應(yīng)停止填筑，加強(qiáng)觀(guān)測(cè)。特別要注意路堤中裂縫出現(xiàn)及發(fā)展情況，必要時(shí)應(yīng)立即采取措施。設(shè)永久性觀(guān)測(cè)樁軟土路堤工點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)后二年內(nèi)每個(gè)月監(jiān)測(cè)一次。如觀(guān)察變形出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)專(zhuān)門(mén)研究評(píng)估本段路堤的穩(wěn)定性，并迅速采取加固措施、確保行車(chē)安全。
1.2.6 路基地面沉降觀(guān)測(cè)內(nèi)容
對(duì)路基中心地基沉降和路基面沉降進(jìn)行觀(guān)測(cè)；對(duì)代表性工點(diǎn)進(jìn)行地基深層沉降觀(guān)測(cè)和地基側(cè)向（水平）位移觀(guān)測(cè)。用來(lái)掌握地層表面的總沉降量及沉降量隨填土增高和時(shí)間的變化情況，以便判斷地基在填筑中的穩(wěn)定性和推測(cè)路基的工后沉降量。
1.2.7 孔隙水壓力儀觀(guān)測(cè)
孔隙水壓力儀是測(cè)定不同時(shí)間、不同荷載作用下孔隙水的消散過(guò)程，以推算地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)情況，檢算地基的穩(wěn)定性，控制施工速度的一種主要儀器。但其構(gòu)造復(fù)雜，只有在重要工程中才使用。
1.2.8 沉降觀(guān)測(cè)方法
標(biāo)高測(cè)量：按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 邊樁位移測(cè)量：采用全站儀進(jìn)行。 其它測(cè)試元件設(shè)備－采用相應(yīng)儀器進(jìn)行人工或自動(dòng)觀(guān)測(cè)。
1.2.9 沉降觀(guān)測(cè)頻度
① 在路堤正式填筑前，必須對(duì)所有埋設(shè)元件設(shè)備進(jìn)行復(fù)測(cè)，作為初始讀數(shù)。
�、� 路堤填筑施工期間，一般情況每天測(cè)試一次。
�、� 在路堤填筑施工完成后，前15天內(nèi)每3天觀(guān)測(cè)一次，第15～30天每星期觀(guān)測(cè)一次，第30～90天每15天觀(guān)測(cè)一次，以后每個(gè)月觀(guān)測(cè)一次。
④ 測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常必須及時(shí)查明原因，近快妥善處理。
1.3．工后沉降評(píng)估方法
1.3.1 沉降量推算是指根據(jù)實(shí)測(cè)沉降觀(guān)測(cè)資料，利用數(shù)學(xué)方法對(duì)后期沉降速率、總沉降量、以及工后沉降值進(jìn)行計(jì)算分析的一種方法。借此確定鋪軌時(shí)間，并可作為預(yù)測(cè)運(yùn)營(yíng)期間可能的維修工作量和周期的依據(jù)。根據(jù)沉降觀(guān)測(cè)資料，還可來(lái)指導(dǎo)施工，控制施工填土速率。實(shí)測(cè)沉降是確�？瓦\(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基，尤其是松軟土路基沉降得到有效控制的必須環(huán)節(jié) 。
1.3.2 實(shí)測(cè)沉降推算:有雙曲線(xiàn)方程式法、指數(shù)曲線(xiàn)法、對(duì)數(shù)曲線(xiàn)法、圖解的雙曲線(xiàn)法等。目前鐵路工程中多采用雙曲線(xiàn)法推算工后沉降，該法也是公路軟土路基設(shè)計(jì)施工規(guī)范推薦采用的方法。
1.3.3 沉降的反演分析推算：利用先前實(shí)測(cè)沉降曲線(xiàn)進(jìn)行反演分析,修正地基土設(shè)計(jì)參數(shù),并重新進(jìn)行沉降計(jì)算，再由實(shí)測(cè)沉降驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)分析計(jì)算，預(yù)測(cè)工后沉降量。該法進(jìn)行計(jì)算時(shí)所用到的土層參數(shù)是利用先前實(shí)測(cè)曲線(xiàn)進(jìn)行反演推算出來(lái)的，且經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)沉降驗(yàn)證，因此也更符合實(shí)際情況。
參考文獻(xiàn)
[1] 《客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)【2006】189號(hào)）
[2] 《新建鐵路測(cè)量規(guī)范》（TB10101-9989號(hào)）
