中山綦江路软基监控及路堤加载控制

本合同段软土地质变化复杂，软土分布广泛，物理力学指标差，地基承载力低。软基处理及路基填筑速率控制不当，极易产生失稳，因此，整个施工过程中，地基处理、堆载预压、卸载、反开挖、台背回填等关键工序均应进行全程监测，并在不同时段检验地基加固效果，在完工后的一定时期内还应对路基的沉降和位移进行监测。施工监控就是为充分利用监控数据指导荷载安全快速填筑到设计高度，从而争取更多的预压时间，取得更好的预压效果，确保工程的建成后质量满足设计要求。2.1软基监控的目的软基监控是软基处理施工质量和安全的重要保障，特别是在工期紧任务重的情况下，要进行快速加载，更需要严密可靠的监控措施，才能实现信息化施工。1、控制填砂填筑速率，达到安全、快速填筑的目的；通过监控可实现信息化施工，对土的固结情况做出准确分析、预测和判定。2、通过对沉降变形的观测，检验软基处理效果。3、根据监控资料分析地基固结状况及沉降发展趋势，为卸载施工提供依据。4、运用监控资料成果，可以验证设计时采用的工程参数，检验软基处理理论计算的正确性。通过监测数据还可调整设计。2.2软基监控程序在监测仪器调试正常后，计算极限填筑高度，按“薄层轮加法”进行填筑施工。填筑后，立即进行动态跟踪观测，经监控判别，反馈地基稳定信息，若监控指标超标，则采取相应的停卸载等措施。在取得强度增长规律后及时调整填筑计划，总结本阶段监控成果，并制订下一阶段施工计划，直至填到设计要求标高。 软土路基施工监控流程2.3软基监控项目的选取 本工程软基监控项目可分为应力、应变、强度监控项目这三类，详见下表。软基监控手段分类表监控项目仪器名称监控目的应力地基孔隙水压力孔隙水压力计观测地基孔隙水压力变化，分析地基土固结情况应变沉降地表沉降双重管式表面沉降板地表以下土体沉降总量地基分层沉降深层分层沉降仪地基不同层位分层沉降量位移地面水平位移水平位移边桩测定地基侧向地面水平位移量并兼测地面沉降或隆起量，用于稳定监测地基土体水平位移侧斜仪监控地基各层位土体侧向位移量，用于稳定监测和了解土体各层侧向变位以及附加应力增加过程中的变位发展情况强度贯入阻力静力触探仪用于测试贯入阻力的大小，以了解地基强度抗剪强度十字板剪切仪用于测试地基不排水剪切强度室内实验钻探取土在室内进行物理力学指标检验，配合现场检验综合评价加固效果。承载力载荷试验仪一般用于量测地基承载力土体强度观测是评价软基处理效果成功与否的重要依据，通过每一级加载前对土体进行静力触探、十字板等原位测试，取得软土层分布情况，随时了解软土的力学指标变化，指导施工，控制填土速率。地面沉降观测用以查明荷载作用范围内外地面沉降及隆起情况，是最常用的一种施工监测手段。所得资料可以估算软土地基平均固结度，也可推算在荷载作用下地基最终沉降量，沉降土方量；计算剩余沉降量，判断预压及卸载时间。加载时常利用沉降速率的变化来控制加载的间隔时间。通过水平位移边桩的监控可限制加载速率，监视地基的稳定性，当堆载接近地基极限荷载时，坡脚及外侧监控点水平位移会迅速增大。由于其直观、简单易测，故常被采用，但结果常偏重于表面，不能全面反映土层的深度变化情况，但也可根据边桩的前后倾斜，大致判断是否发生深层位移。测斜管用于监控深层土体位移量。地基在地基荷载作用下，土体最大的水平位移常发生在地面以下3～6m范围内，地面的位移要比最大点的位移小很多。而土体的破坏是由最大位移处逐渐向上发展的，故对地基稳定性的监控应采用深层测斜管进行观测，以便更好控制加荷速率。 分层沉降仪及测斜仪地基在沿深度方向各土层压缩情况，及沉降组成，可通过分层沉降观测来实现。分层沉降管的埋设可贯穿整个软土层，达到稳定层中。分层沉降的结果可用来分析各土层的受力变形特性，使加固的措施更具针对性。孔隙水压力仪一般布置在地基中心线或边缘线附近、堆载面以下地基不同深度处。通过孔隙水压力观测土体孔隙水压力变化，可以掌握地基在不同排水条件下孔隙水压力消散程度、有效应力增长情况，以及附加应力引起地基固结度、土体强度增长幅度，用以控制加荷速率。孔隙水压力仪、频率计监控项目的选取，须在充分了解本工程建设特点、地质情况、设计意图，结合软基的处理方法及监控项目的实用性，针对填筑预压过程中地基的沉降和稳定要求，合理的选取监控项目，拟定切实可行的监测计划，制定严格的软基监测程序及监测频率，按步骤、有程序的进行，力求简单可靠，切实可行。2.4测点的布设原则监控仪器的平面布置原则，既要满足监测桥头高填土路基在加载、预压、卸载期的安全要求，又便于准确分析、验证地基加固处理效果。应注重选取沉降及沉降差异大、稳定性差的地段、边坡以及工程重点部位（如桥头、水（鱼）塘段）。根据施工要求及工程地质条件，选择有必要的监控项目进行。2.5合理的监控频率根据本工程施工建设的特点及监控的侧重点，将整个监测分成两个阶段。1、填筑期（第一阶段）主要通过断面监控，保证填筑安全，控制加荷速率。特别是接近和超过极限填土高度时，地基极易失稳，应着重控制地基的稳定。监测频率应与位移速率相适应，位移速率小时，监测频率可低些，位移速率大时，监测频率应加密，位移速率骤然变大时，应及时调整频率，跟踪观测，及时、准确测得各项控制指标的发展趋势，供施工决策使用。2、预压期（第二阶段）在预压阶段的观测，主要掌握地基的沉降变形规律，为后续卸载施工提供更为准确地时间预测，可适当延长观测间歇时间；强度检测可安排在堆载的间歇期进行。 项目监控频率加载情况孔隙水压力表面沉降边桩测斜分层沉降加载前初读初读初读初读初读加载及加载后2~3天内1次/2天1次/天1次/天1次/天1次/天加载后7天内1次/天1次/2天1次/2天1次/2天2次/4天加载15天内1次/2天1次/4天1次/4天1次/4天1次/7天仪器监控频率表只有加强现场监测，综合分析监控数据，并密切注意加载结束后数天内的发展趋势，才能掌握地基的变形动态，正确判断地基是否处于稳定状态，指导施工安全。2.6监控质量保证措施鉴于软基监控的重要性，为了实现安全、快速、有效和信息化施工，本线在实际施工过程中采用下述几种监控措施综合使用加以保证。1、软土的补勘及强度测试施工前对全线软基路基进行补充勘察，着重查明软土层分布及强度指标，指导软基施工。补勘将采用静力触探，十字板剪切等原位测试方法，既简单又快捷。为保证室内实验结果的准确性，采用薄壁式取土器取土试验。为配合软基监测，动态跟踪软土的强度变化，及时验证、调整加载、监控计划，了解地基土体的固结情况，检验软基处理效果。在施工的不同时期，应对软基进行跟踪测试，具体时间应根据不同工况及施工进度情况进行，试验主要以静力触探试验、十字板剪切试验等原位测试为主。2、施工前的计算分析根据相关信息，计算极限填土高度、土体强度增长等，制定符合总工期目标的加荷计划。确保加载、预压时间内安全稳定。3、加密监测断面在原设计监控断面的基础上，根据施工前补勘资料对重点路段进行断面加密，进行位移及沉降观测。4、施工期的沉降和稳定控制①加强施工监控，选择合理速率，控制施工进度施工常将沉降速率控制在10mm/d，最大累计侧向位移控制在200mm以内。在把握稳定控制标准的基础上，还应综合分析其他监控结果，建立适宜的施工控制标准，并注意加载结束后数天内的发展趋势，从而正确判断地基是否处于危险 状态，控制填筑速率，实现信息化施工，保证地基填筑的安全。②运用薄层轮加法进行路基填筑填筑时先依据施工前的计算结果，快速填至极限填筑高度，随后运用薄层轮加法填至标高。薄层加法是我司在“八五期间”研制的获广东省科学进步三等奖的一种快速填筑方法，它是结合分层填筑的要求，对地基进行动态跟踪监控，根据土体的应力应变情况，合理地确定填筑时间间隔，一般按3～10天安排，实际填筑时间以监控数据来控制。薄层加法实质上是按少吃多餐的原则，在理论推算的加荷计划基础上，通过软基监控来调整加载，使每层填筑厚度与地基因固结而增长的强度相匹配，充分利用软土强度增长进行加载，可不经长时间停载，而连续进行路基填筑，较大缩短加载时间，使地基提前进入预压期，延长了预压时间，减少了工后沉降。5、选排经验丰富软基监控人员为了能达到有效指导填筑，动态监控填筑速率，选派具有丰富监控经验，工作认真负责事实求实作风的专职监测人员担任。2.7监测控制指标1、路基加载时，路中心的表面沉降速率宜控制在15mm／d（填土高度在临界高度以内）和10mm／d（填土高度超过临界高度）以内，坡脚处的侧向位移宜控制在5mm／d以内；综合孔压系数小于0.4。2、路基中心的表面沉降速率在5mm／d以内时，可以进行下一层路堤的填筑。3、填土至设计高程后应保证有6个月至9个月以上的预压期，在满足连续3个月不超过5mm／月的沉降速率时方可卸载。4、在满足连续3个月不超过3cm／月的沉降速率时方可进行反开挖和桥台桩基、通道和涵洞的施工。第3