路基病害工程监测与检测

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1、精选优质文档-倾情为你奉上14 路基病害工程监测与检测14.1概述高速公路、一级公路或二级公路设计车速高，路面平整性要求高，因此，规定施工过程中必须进行沉降和稳定观测，一方面保证路堤在施工中的安全和稳定，另一方面能正确预测工后沉降，使工后沉降控制在设计的允许范围之内。高填方路堤的地基土体，由于填筑体对其施加了较大压力，会产生压缩变形，填筑体在自身重力作用下也要压密变形，这两个变形的完成都需要一定的时间才能完成，并逐步达到稳定。高填方路堤的基底承受的荷载很大，一般应迸行路堤稳定性验算和对基底土的承压强度值进行检查。如对原地基进行常规压实仍不能满足稳定验算要求，应对地基进行加固处理。因此，高路堤施

2、工除应优先安排施工外，还有必要对其稳定与沉降实施动态监测，以保证工程和确定路面施工时间。在软土地基上修筑公路路堤，最突出的问题是稳定和沉降。虽然软土地基处理方法很多并已公路工程中广泛应用，但鉴于软土地基地质条件、路堤荷载条件和施工条件的复杂性，一般还难以对每种处理方法进行严密的理论分析，还不能在设计时作精确的计算与设计。为掌握路堤在施工期间的变形动态，必须进行动态观测。动态观测项目除设计有明确要求的外，一般视工程的重要性和地基的特殊性，以及观测对施工的影响程度等来确定。一、路基病害整治施工监测的目的路基病害整治施工监测的目的主要有四个方面：即以工程监测的结果指导现场施工，确定和优化施工参数，进

3、行信息化施工。根据监测结果及时发现危险的先兆，分析原因判断工程的安全性，采取必要的工程措施，防止发生工程破坏事故和环境事故。评价路基工程的技术状况，检验设计参数和设计理论的正确性。为设计、施工、管理和科学研究提供资料。二、路基病害整治施工监测原则（1）监测点应设在观测数据容易反馈的部位。地基条件差、地形变化大和设计问题多的部位和土质调查点附近均应设置观测点，桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河、临空等特殊路段均应酌情增设观测点。（2）无论在路堤的纵向还是横向，测点越多，测得的结果越能反映路堤真实情况。但测点多，无论费用、测试工作量、测点保护工作量都会增加，而且测点会对施工造成不便。从满足监测需

4、要与施工便利性考虑，一般路段沿纵向每隔100-200m设置一个观测断面，桥头引道路段应设置2-3个观测断面。（3）沿河、临河等临空面大且稳定性差的路段，必要时应进行地基土体内部水平位移的观测。对于成层软土地基需进行土体内部竖向和水平向位移观测。（4）测点的设置不仅要根据设计要求，同时还应根据施工中掌握的地质、地形等情况增设。（5）在施工期间位移观测应每填筑一层土观测一次；如果两次填筑时间间隔较长，每3d至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次。对于孔隙水压力的观测，每填筑一层后，应每隔1h观测一次，连续观测2-3d。（6）当路堤稳定出现异常情况

5、而可能失稳时，应立即停止加载并采取果断措施，待路堤恢复稳定后，方可继续填筑。（7）沉降和稳定等观测点最好设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。（8）观测频率应与位移速率相适应，位移越小，观测频率越小；反之位移越大，观测频率越高。一般路堤在极限高度以下，位移较小，观测次数可少些。极限高度以上填筑时，路堤极易失稳，因此，要求每填一层均要观测，间歇期要增加测次；当位移曲线骤然变大时，更要跟踪观测，分析原因，并考虑是否需要采取措施。三、路基病害整治施工监测应注意的问题为了检验路基病害处理的效果，通常在同一地点分别在处理前后进行测试，以

6、进行对比，并注意下列问题：（1）前后两次测试应尽量使用同一仪器、同一标准进行。（2）由于各种测试方法都有一定的适用范围，因此必须根据测试目的和现场条件，选择最有效的方法。（3）无论何种方法都有一定的局限性，故应尽可能采用多种方法，进行综合评价。（4）测试位置应尽量选择有代表性的部位，测试数量按有关规定要求进行。四、路基病害整治施工监测的内容根据公路路基设计规范JTG D30-2004和公路路基施工技术规范JTG F10-2006的要求：路基病害整治工程监测主要包括路堑边坡或滑坡监测 、高路堤稳定和沉降观测 、预应力锚固工程原位监测等三部分，涉及路基沉降、稳定和地基承载力。故在本章中主要以软土地

7、基为例介绍路基病害整治中路基的稳定和沉降监测方法，同时对复合地基载荷试验作简要介绍。14.2路基病害整治监测技术要求路基病害整治施工监测技术要求是根据公路路基设计规范JTG D30-2004和公路路基师公技术规范JTG F10-2006中对滑坡地段路基、高填方路堤和软土地区路基等特殊路基稳定性提出的内容为依据，具体如下： 一、高填方路堤1高路堤稳定性分析的强度参数高路堤稳定性分析的强度参数应根据填料场地情况，选择有代表性的土样进行室内试验，并结合现场情况确定。 （1）路堤填土的强度参数、值，采用直剪快剪或三轴不排水剪试验获得。试样的制备要求及稳定分析各阶段采用的试验方法详见表 12-1。当路堤

8、填料为粗粒土或填石料时，应采用大型三轴试验仪进行试验。 （2）分析高路堤的稳定性时，地基的强度参数、值，宜采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪试验获得。 （3）分析路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性时，应结合场地条件，选择控制性层面的土层试验获得强度参数、值。可采用直剪快剪或三轴不固结不排水剪试验。当可能存在地下水时，应采用饱水试件进行试验。2路堤稳定性分析路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性等内容。 （1）路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性宜采用简化 Bishop 法进行分析计算。（2）路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性可采

9、用不平衡推力法进行分析计算，3路堤的稳定安全系数路堤稳定性计算分析得到的稳定安全系数不得小于表12-2 所列值路堤填土采用的强度指标 表 12-1控制稳定的时期强度计算方法土 类试验方法采用的强度指标试样起始状态备 注施工期总应力法渗透系数小于 10-7cm/s直剪快剪、填筑含水量和填筑密度。当难以获得填筑含水量和填筑密度时，或进行初步稳定分析时，密度采用要求达到的密度，含水量按击实曲线上要求密度对应的较大含水量任何渗透系数三轴不排水剪运营期总应力法渗透系数小于 10-7cm/s直剪固结快剪、同上用于新建路堤的稳定性分析任何渗透系数三轴固结不排水剪渗透系数小于 10-7cm/s直剪快剪、同上，

10、但要预先饱和用于新建路堤边坡的浅层稳定性分析任何渗透系数三轴不排水剪渗透系数小于 10-7cm/s直剪快剪、取路堤原状土用于已建路堤的稳定性分析任何渗透系数三轴不排水剪推荐的路堤稳定安全系数 表12-2分析内容计算方法地基情况计算采用的地基平均固结度及强度指标安全系数路堤的堤身稳定性简化 Bishop 法按表 12-1 确定1.35路堤和地基的整体稳定性简化 Bishop 法地基土渗透性较差、排水条件不好取 U=0，地基土采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表 12-1 确定1.20按实际固结度，采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表12-1 确定1.40地基土渗透

11、性较好、排水条件良好取 U=1，采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表12-1 确定1.45取 U=1，地基土采用快剪指标，路堤填土按表12-1 确定。1.35路堤沿斜坡地基或软弱层滑动的稳定性不平衡推力法采用直剪快剪或三轴不排水剪指标，路堤填土按表12-1 确定1.30路堤基底处理路堤基底处理应符合公路路基设计规范JTG D30-2004第 3.3.5 条有关地基表层处理的规定，当地基中分布有软弱土层时，应按软土地段路基的有关规定，做好地基加固设计。当路堤稳定安全系数小于表12-3 中相应的稳定安全系数时，应采取改善基底条件或设置支挡结构物等措施。 路堤稳定性监测 （1）路堤施

12、工监测项目路堤施工应注意观测路堤填筑过程中或以后的地基变形动态，对路堤施工实行动态监控，观测的项目参照表 12-3选定。高路堤稳定和沉降观测项目 表12-3观测项目仪具名称观测目的地表水平位移量及隆起量地表水平位移桩（边桩）用于稳定监控，确保路堤施工安全和稳定地下土体分层水平位移量地下水平位移计（测斜管）用于稳定监控与研究，掌握分层位移量，推定土体剪切破坏位置。必要时采用路堤顶沉降量地表型沉降计（沉降板或桩）用于工后沉降监控，预测工后沉降趋势，确定路面施工时间（2）设计应明确观测的路堤段落、观测项目、观测点的数量及位置等，确定稳定性观测控制标准，说明施工中应注意的事项。二、软土地区路基1 软土

13、地基上公路路基的设计包括沉降计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计；施工中的沉降与侧向位移(稳定)观测的技术要求应作为设计内容。 2软土的鉴别指标及依据见表 12-。 软土鉴别指标 表 12-土 类天然含水量（%）天然孔隙比直剪内摩擦角（）十字板剪切强度（kPa）压缩系数 a0.1-0.2（MPa）粘质土、有机质土35液限1.0宜小于 535宜大于 0.5粉质土300.90宜小于 8宜大于 0.33稳定验算 软土地基路堤的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，有条件时也可采用简化 Bishop 法、Janbu 普遍条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计算稳定安全系

14、数。施工期的荷载只考虑路堤自重，营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。 4地基稳定性与工后沉降控制标准 软土地基处治设计包括稳定处治设计和沉降处治设计，当计算的稳定安全系数小于表 12- 的规定值时，应针对稳定性进行处治设计；当路面设计使用年限（沥青路面15 年、水泥混凝土路面 30 年）内的残余沉降（简称工后沉降）不满足表 12- 的要求时，应针对沉降进行处治设计。 稳定安全系数 表 12-指标不同的试验方法对应的安全系数固结有效应力法改进总强度法简化 Bishop 法、Janbu 法不考虑固结考虑固结不考虑固结考虑固结直接快剪1.11.2静力触探、十字板剪1.21.3三轴有效剪切指标1.4注：当需要考虑地震力时，稳定安全系数减少 0.1。 容许工后沉降 表 12-6道路等级工程位置桥台与路堤相邻处涵洞、通道处一般路段高速公路、一级公路0.10m0.20m0.30m二级公路0.20m0.30m0.50m5沉降与稳定观测 （1）软土地基上的高填方路堤和桥头路堤应进行沉降与稳定观测设计，其设计内容包括：沉降观测与侧向位移(稳定) 测点位置，观测仪选型与布设，观测方法，观测频率。必要时，应进行软土地基深部位移观测。