控制沉降（共12篇）
控制沉降 篇1
自90年代以来, 公路建设横连东西, 纵贯南北, 形成统一的公路网, 公路网络成为国家经济发展的重要资源, 能够有效地分配资源, 协调地区发展, 促进社会经济发展。路基是公路的主干, 路基的沉降大小直接决定着公路的质量与使用年限, 所以要在施工前就要了解路基沉降的变化原因、变化范围, 并合理预测, 调整施工顺序或者施工的结构层, 尽量避免产生较大的沉降。
1 公路路基沉降稳定的影响因素
路基是公路的主干, 决定着公路的质量与使用年限。但路基不仅承受路面车辆的荷载还要承受地下岩土对其的压力, 在这样的双重压力下, 就要要求路基具有很好的施工质量。因此, 熟知公路建设当地的自然条件, 研究其变化规律, 才能因地制宜采用有效的技术来避免较大沉降的产生。影响路基稳定的因素主要有两方面, 即自然因素和人为因素。
1) 地质原因
地形地貌对路基规划有很大的影响, 水和温度的差异根据地势的不同, 所显现的影响也有所不同。平原地区地势平坦, 容易积水, 地下水位较高, 因此在施工时要注意最小填土高度。丘陵地区和高山地区地势险峻, 起伏较大, 合理的排水设计会对地基产生至关重要的影响, 稍有不慎, 就会造成塌方的危险。另外, 地质岩石的种类、走向、厚度也对路基稳定有一定的影响。
2) 气候温差
气候也是影响路基稳定的因素之一, 它随季节的变化而变化, 水温和雨雪也随气候的不同而变化。夏天温度高, 冬天温度低, 水温也随之变化。地域气候也有差异, 南方靠近赤道, 一年四季的温度都比北方高。另外地势高低也有差异, 在山顶气候变化无常, 温度与湿度变化较大, 山南山北也存在着气候差异。路基的温度与大气温度关系密切, 大气温度骤变, 会导致出现路基温差, 从而产生沉降差异。
3) 水文条件
水文就是地表水、河流洪水位、常水位的排泄以及河岸淤泥冲刷状况。公路施工附近的地下水位移动规律、有无泉水、缝隙水等都对地基稳定有一定的影响, 如果忽略其一, 都将可能导致地基不稳, 造成经济损失。
4) 土壤类别
公路路基主要的填筑材料就是土, 土的性质不同, 对路基的影响也不同。红砂岩具有风化特性, 在雨水较多的地区容易风化, 导致地基结构发生变化, 影响地基稳定。低液限黏土具有透水性和低黏聚力的特点, 能到使土无法高黏聚, 不能很好地压实土层。粉性土雨天容易冲刷为泥浆, 晴天则容易飞扬, 。砂土具有透水性和无塑性的特点, 强度不随水量而变化, 但表面松散, 不易成型, 无法形成坚固的土层。沙性土就是在砂土中添加粘性材料来凝结砂土, 使土具有一定的黏性, 但又不太松散, 易于压实, 沙性土的强度和黏性在所有的土壤中性价比最高, 也最合适成为路基填筑的材料。
5) 施工过程中要保证路基的施工质量满足设计要求, 质量控制主要从人、材、机、环、法这五个方面, 只有保证了新路基的施工质量才能控制好新老路搭接处产生的不均匀沉降, 同时对搭接处积极使用一些新材料、新工艺来防止不均匀沉降。
2 公路路基沉降机理分析
公路建设对路基的要求最为严格。目前的对于地基的研究都停留在软土层地基沉降研究阶段, 软土地基的沉降多是由于荷载作用引起的固结沉降。软土层的土质较差, 硬度低、水分透气性差, 在外力的作用下容易变形, 参数不稳定, 这就使软土地基在施工时面临很大的技术性难题。公路的路线长, 范围广, 施工时经过的地区地质不尽相同, 在很大的程度上增加了施工难度, 公路沉降无可避免。公路沉降一般分为三个阶段:
沉降发生阶段:在修建初期, 土体处于弹性状态, 地基土层在受到外界荷载时, 缝隙中的水将被逐步排出, 原来的地基因为失去水分发生瞬时沉降, 且在初期阶段沉降成直线上升。
沉降发转阶段:增加荷载以及长时间的荷载, 水分逐步排出后, 土层中的超静孔隙水压力消散, 土体压密产生变形, 土体进入弹塑性状态, 路基沉降速率加快。
沉降稳定阶段:不再增加外界的荷载, 水分也完全排出, 但固结过程还在进行, 路基的沉降在缓慢地进行。在这个阶段路基沉降速率在一点点的变小, 基本处于稳定阶段。
3 公路路基沉降控制方案
公路建成后主要承受的荷载有自重和车辆荷载, 路基的自重在内部产生的压力随着深度的加深而逐渐增加, 车辆荷载则相反, 随着深度的增加而逐渐的减弱。但由于现在交通量的增加以及工程量的增加, 大型车辆也逐步增加, 进而路基承受的车辆荷载不断增加, 压力越大, 路基的使用性能能就会下降。
所以在建设过程中选择合适的填筑材料, 并且选用正确的施工方法。按照从高到低进行填筑, 并且严格控制路基土壤中水分的含量, 保证路基能够达到技术要求。假如说, 施工过程中方法不合理则有可能造成路基压实力度不够, 路基不稳定的状况, 更甚者也许会出现裂缝。
为了防止公路路基的沉降, 首先要加强对施工地段的地质勘测, 要准确详细的掌握当地的各种自然条件, 尤其是在特殊的地段要多次勘测与调查。其次根据所掌握的信息, 在施工前可以利用指数曲线法、三点法、双曲线法等推算方法对路基的沉降作出科学性的估计, 研究可行性的方案, 并进行择优选取。另外, 还可以采用深层搅拌桩、强夯处理等的方法来加固地基, 避免地基的沉降。最后还可以通过高架桥来避免路基的沉降。
公路在修建完成后, 要想达到最大的使用性能, 就必须对公路进行定期的养护。在路基出现小的问题时, 能够及时发现问题、解决问题, 保证公路的畅通。
4 结论
本文从公路路基产生沉降这一现象出发, 阐述了自然因素和人为因素对公路路基产生沉降的影响, 分析了产生的原因以及过程, 通过对现有知识的总结, 提出了如何有效避免路基沉降的措施, 为以后的公路建设提供参考意见。
参考文献
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控制沉降 篇2
摘 要：论述了雍和宫站—和平里北街站区间段左线暗挖穿越环线地铁施工技术，通过暗挖施工过程中所采用的一系列技术措施，确保了环线地铁的沉降值远低于预期沉降值，为北京市类似穿越地铁隧道施工提供了成功案例。
关键词：浅埋暗挖；地铁隧道；沉降值；注浆 工程概况
雍和宫站—和平里北街站暗挖穿越环线地铁既有线是北京地铁5 号线 18 标土建施工的重要组成部分，区间北起地坛公园南门东侧盾构竖井，南至雍和宫站。左线 K12＋318.000—K12＋366.525 段下穿环线地铁，长度为 48.525 m，其中完全处于环线地铁底板下的长度为22.9 m。穿越环线地铁区间地面标高 44.0 m，新建暗挖隧道埋深22.5 m，其顶板与环线地铁底板下表面相距229～368 mm，新建暗挖隧道施工时，可见现况隧道底板下表面。暗挖隧道与环线地铁隧道的纵断关系如图1 所示。
新建暗挖隧道主要穿越粉质黏土、黏土、夹粉土层。穿越环线地铁的隧道大部分进入潜水层，未进入承压水层。左线区间穿越环线地铁的隧道断面为矩形，隧道净空尺寸为：高 4.85 m×宽 4.3 m，C20 早强湿喷混凝土初衬厚度为350 mm，C30 混凝土二衬厚度为500 mm。由于新建地铁暗挖隧道紧贴环线地铁底板，受雍和宫地铁车站的影响，左线区间隧道结构形式为平顶直墙，隧道截面尺寸祥见图 2。
隧道初期支护钢格栅由4Ф25 mm 钢筋焊接而成，钢格栅间距为500 mm，钢筋网为Ф6@150 mm×150 mm，喷射混凝土强度C20。
该工程的安全质量控制目标：施工期间保证环线地铁的运行安全，环线地铁的最终沉降量控制在 20 mm之内；保证新建隧道的施工安全，工程质量达到设计要求。施工工艺
穿越隧道采用平顶直墙暗挖法施工，主要分为土方开挖、初期支护、防水、二次衬砌等几个阶段，工艺流程见图3。
根据地质条件、隧道长度、断面大小、埋置深度及地面环境条件等因素，该段隧道设计施工方法为交叉中隔壁法（CRD法）。之所以采用交叉中隔壁法进行施工，主要是从环线地铁的安全角度考虑，该工法具有地层沉降小、隧道防水效果好等施工方面的优势[1]。环线地铁结构沉降控制技术
该工程中，暗挖法穿越环线地铁是北京地铁 5 号线施工的“5A”级危险源之一，确保环线地铁的沉降值小于预计值，保证环线地铁的运行安全是该段暗挖隧道施工的最重要目标。为保证环线地铁的沉降量小于预计值，采取了多项施工管理和技术措施。3.1 施工组织管理动态化
“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”是浅埋暗挖法施工的“十八字”方针，为保证施工目标的实现，采取一定的管理措施是十分必要的。3.1.1 人员安排
在该段隧道施工中，对管理人员、技术人员以及作业人员合理组织。将管理人员及作业人员分为 3 班，每个作业队除有带班队长外，另安排安全员、技术员、质控员以及施工员各1 名。明确每班的作业任务，由现场技术人员监督每道工序。对作业人员全面进行安全及技术交底，严格交接班制度。每班作业完成后，需由现场施工人员、安全人员签字后方可下班。3.1.2 作业循环控制 为达到理想的施工效果，将初衬施工作业作为关键工作进行控制，初衬施工 1 个作业循环（掘进 0.5 m）为：土体加固→上部土方开挖→安拱顶及侧壁钢拱架及格栅→湿喷混凝土封闭→下部土方开挖→安装侧壁及下部钢拱架及格栅（锁角锚杆施工）→湿喷混凝土封闭。4 个导洞均采用上下台阶法进行作业，每个作业班组须完成最后的作业循环后方可进行交接班。禁止在作业循环未完成时进行交接班工作。通过作业循环的限定，保证了施工的连续性，做到了不间断施工。3.1.3 施工与监测相结合
勤量测是浅埋暗挖“十八字”方针的重要内容，合理、准确、有效的监测成果，是采取各种技术措施的前提。该段隧道施工中，除监测新建隧道外，还对既有线进行了细致的监测，以确保施工质量及安全。
主要监测项目有：
1）环线地铁结构沉降监测；
2）环线地铁轨道沉降监测；
3）轨道水平变化监测；
4）轨距变化监测；
5）环线地铁结构变形缝监测。
施工中对环线地铁的监测采用实时动态监测系统，作为施工监测的重要环节。鉴于该项目的具体要求，采用了具有较高技术要求的智能化远程监测系统[2]。该监测系统全面实现自动化：自动进行数据采集、自动进行数据分析、自动进行数据报警，及时完成数据信息的反馈，为环线地铁安全运营提供及时的判定依据。
该段隧道施工，在掌子面施工至既有外环线附近时，结构沉降值一度达到 2.1 mm，最大速率达到0.6 mm/d。当信息及时反馈后，马上停止开挖，并进行背后注浆。注浆过程也是在实时动态监测下进行的，根据监测数据的变化对注浆压力、注浆位置、注浆量进行调整。通过监测数据分析和施工技术的紧密结合，既有线结构底板的沉降趋于缓和，沉降速率在0.1～0.4 mm/d 之间波动。3.2 施工过程沉降控制技术措施
浅埋暗挖法施工要达到理想的施工效果，除需严格按照技术规程进行作业外，还必须在施工过程中采取有针对性的技术措施，才能取得良好的施工效果。3.2.1 水治理
该工程对于上层滞水，尤其是既有线结构侧墙外侧的滞水，采用预留导水管及时排出洞外，防止该处滞水由初衬结构与既有线结构底板的缝隙进入掌子面。对于潜水采取水平辅射井的方法进行降水，经施工检验，达到了理想的降水效果。3.2.2 初衬施工
初衬施工是暗挖法施工过程风险最大，引起沉降量最大的阶段，必须采取多项技术措施保证初衬施工时环线地铁结构沉降量小于预计值。
1）土体加固
结合实际情况，将设计隧道的土体进行分类，采取合理的加固措施。对于既有线肥槽内的回填杂土，采用渗入注浆法加固；对地铁新建隧道西侧的原状土体，由于其以砂及黏土为主，故采用劈裂注入法加固。在开挖断面两侧进行小导管超前注浆加固，小导管采用Ф32 厚壁钢管，管长 3.5 m，环向间距为 0.3 m，纵向间距为1.0 m，外插角 7～10 °，注浆材料采用超细水泥，以起到加固隧道周围土体的作用[3]。超前小导管注浆包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。水泥浆水灰质量配合比为 1∶ 0.5，水泥中添加2 %～3 %的促凝剂。注浆时，同时控制注浆压力及注浆量，注浆压力初始值不得大于0.1 MPa，作业中分级、逐步升压至控制压力，填充注浆压力控制在0.1～0.5 MPa 之间[4]。注浆量控制综合考虑地层情况，单管浆液扩散半径以0.5～1.0 m，土体孔隙率按 2 %～3 %考虑，综合单管注浆量计算整排导管注浆量，以整排导管注浆量推算总的注浆量。
注浆过程中出现异常情况时，可采取下列措施[5]：
①降低注浆压力或采取间隙注浆； ②加强注浆效果检查，一是以进浆量来检查注浆效果，二是在开挖隧道后检查地层固结厚度，如达不到要求，要及时调整浆液配合比，改善注浆工艺；
③为防止孔口漏浆，在花管尾端用麻绳及胶泥（水泥+水玻璃）或喷射混凝土，封堵钻孔与花管间的空隙；
④注浆的次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。
通过超前小导管注浆对两侧土体进行加固，满足了施工要求。
2）土方开挖
完成土体加固后，对加固后的地层进行开挖。共设4 个导洞，各导洞均采用上下台阶开挖法，先开挖上台阶的环形拱部，留核心土，当初期支护施工完成后，再开挖核心土，上台阶长度控制在 3 m 左右。
为控制开挖因素引起的环线地铁沉降，在①号、②号导洞施工时，缩短两个导洞的开挖步距，减少纵向土体的扰动距离；及早施工②号导洞初衬，完成半侧洞体初衬结构，形成对环线地铁的支撑体系，为③号、④号导洞开挖施工创造有利条件。
土方开挖须做到：
①上、下断面台阶长度控制在 3 m 左右。
②开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响，参照以往施工经验及沉降控制标准，拟定超挖量控制在5～7 cm，施工时可根据监测结果进行调整。
③开挖前应采取超前预支护和预加固措施，做到预加固、开挖、支护三环节紧密衔接。当地层自稳能力差或开挖工作面停工时间较长时，采取增加临时仰拱、喷混凝土封闭掌子面等辅助施工措施。
④开挖过程中，上半断面采用环形开挖，尽可能多保留核心土；下半断面开挖时，边墙采用单侧或双侧交错开挖，仰拱尽快开挖，缩短全断面封闭时间。
⑤开挖掌子面需超前用砂浆锚杆进行全断面支护（不小于3 m），并及时封闭掌子面。
⑥增加过环线地铁处暗挖段隧道的净空尺寸，隧道顶板直接紧贴环线地铁底板垫层，之间不留土层。
⑦作好开挖的施工记录和地质断面描述，加强对洞内外的观察。
⑧区间隧道不得欠挖，对意外出现的超挖或塌方采用喷混凝土回填密实，并及时进行背后回填注浆。
⑨开挖过程中必须加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，要及时施工临时支撑或仰拱，以形成封闭环，控制位移和变形。
⑩在开挖前进行超前地质探测，探测范围为掌子面前方4～5 m，发现土质变化及含水量增大时及时采取措施，处理完后可继续施工。
3）锁角锚杆及钢格栅施工
该段初衬为平顶直墙结构，侧向土体压力较大，在初衬仰拱未封闭前，为控制墙体钢架底端位移，应尽早施工仰拱封闭成环，增加支护结构的稳定性。
上下台阶的拱角设置锁角锚杆。锚杆长 1.5 m，使用Ф25 螺纹钢筋制成，斜向 60 °角打入外侧地层，端部与拱架焊接，每榀向外侧打入 1 根锚杆，以防拱架在土压下收敛。
格栅安装采取如下措施：
①每步格栅落实到原状土上，并加设垫板，同时每步格栅与现有结构顶紧，并预留注浆管。当初支封闭后及时注浆回填，尤其第二步初支封闭后，在上导洞顶部回填后进行压浆处理。每步格栅在两端脚部设置锁脚锚管。格栅接头每环错开设置，脚部设为 L 型。
②在每步格栅中部设置预顶螺杆支柱，螺杆支柱上部顶在环线地铁垫层底部，下部作用在千斤顶上，支撑在中隔板上。
4）初喷混凝土强度保证措施
①严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求。
②严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。③喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能。
④喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。
⑤复喷射混凝土前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、格栅钢架的安装工作。
⑥喷射混凝土由专人喷水养护，以减少因水化热引起的开裂，发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若继续发展，找出原因并作处理。
⑦坚决实行“四不”制度：喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进，混凝土喷射后发现问题未解决不前进，监测表明结构不安全不前进。
5）初衬背后补注浆
及时补注浆是减少既有结构沉降的有效方法。补注浆是在信息化监测体系的指导下进行的，通过监测确定注浆位置及注浆量，保证注浆效果。初期支护由于喷射混凝土作业受施工及地层稳定等条件的影响，喷射混凝土支护体局部会收缩，为保证初衬的施工效果，采取初衬背后补注浆的措施，初衬背后注浆稳压 10 min，即可实现控制沉降的目的，又能达到防水的效果，以减少施工时间洞内积水为防水板无水施工创造条件。注浆管每1 m 布置 1 榀，每榀 3 根，分别布于拱顶和两侧上方。3.2.3 二衬施工
施工中，通过优化二衬结构施工次序及钢柱托换环节，有效地减少了二衬结构施工对环线地铁结构的影响，达到了理想的效果。
1）二衬结构施工顺序的优化
二衬结构竖向按底板、边墙及顶板顺序进行施工，采用钢模、碗扣式支架支撑体系。隧道二衬施工的顺序为：施工②号导洞底板及侧墙踢克→跳仓施工①号导洞侧墙及顶板→跳仓施工④号导洞底板及踢克→跳仓施工③号导洞则墙及顶板（根据二衬结构长度，二衬结构施工时共分4 仓，每仓 8 m）。
各导洞钢筋采用螺纹连接，混凝土采用高压泵送入模，进行顶板混凝土浇筑时，分段预留注浆管，注浆管外套橡胶止水环。
进行③、④号导洞二衬结构施工时，没有对①、②号导洞进行钢柱托换，而是在不拆模的情况下进行③、④号导洞二衬结构施工，这样减少了钢柱托换的中间环节，减少环线地铁结构的沉降，同时为二衬背后补注浆创造有利条件。
2）二衬背后补注浆
在二衬结构混凝土浇筑过程中，隧道顶部混凝土是靠泵压入的，顶部混凝土与防水层接触面难免出现缝隙。为防止此部位形成积水区域，施工时在顶拱埋设注浆管。注浆管的顶端管口靠近防水层表面，并将注浆管固定，以免混凝土浇筑过程中造成注浆管移位。待混凝土达到设计强度时，采取二次注浆的措施填充空隙，保证结构的防水效果。预注浆各孔段的进浆量小于50 L ／ min，注浆浆液采用水泥浆，水灰质量配合比为 1∶（0.4～0.5），水泥中添加2 %～3 %的促凝剂。当混凝土出现滴水、渗水现象时，需填充注浆堵水，浆液采用1∶1 水泥砂浆，注浆选用泥浆泵，注浆压力根据现场实际情况确定，但不小于 0.2 MPa，注浆压力达到或接近设计终压后稳压10 min。二衬补注浆在混凝土强度达到要求，不拆除支撑及模板的情况下进行。通过与监测数据结合及时进行补注浆，以增加注浆效果及新建隧道的安全。环线地铁沉降量控制效果
通过采取各项管理及技术措施，取得了良好效果。经对环线地铁进行跟踪监测，在施工完成 1 年后，环线地铁结构沉降值为4.4 mm，远小于结构沉降预计值（20 mm）。环线地铁结构实际累积沉降量与预计沉降值如表1 所示。结论
采用浅埋暗挖法下穿既有建（构）筑物，如何采取措施保证既有结构的安全，是类似穿越工程的最主要目标之一。该工程通过采取严格的施工组织管理以及各项行之有效的技术措施，将暗挖隧道施工对环线地铁结构的沉降影响控制在设计范围之内，取得了理想的施工效果。在该工程中，土体加固，初衬、二衬背后补注浆以及监测数据的及时传送是保证环线地铁沉降量远小于预计（设计）值的关键。
参考文献：
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桥梁沉降观测及其控制技术研究 篇3
关键词 桥梁施工；沉降观测；沉降控制；墩台沉降
中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0099-01
对于公路桥梁工程来说，其建设后成为车流较多的高速公路，为此工程对桥梁工程墩台的工后沉降量有严格限制，保证桥梁施工质量，控制工后沉降，是工程的难点。现针对桥梁沉降观测及其控制进行探讨
1 桥梁沉降观测技术
通过桥梁墩台沉降观测，可以监测主体结构的沉降、倾斜和变位情况，不但为桥梁结构受力状况、内力计算提供数据，提高了准确性，而且能便于及时发现异常情况，采取措施，保证工程的安全运行。沉降观测的主要内容是：通过布设控制网，按相关精度要求，根据施工受力加载实况，定期定点对墩台基础在施工过程中的沉降、变位情况以及徐变上拱度进行观测，在施工过程中控制沉降，确保工程质量和安全。
对桥梁沉降观测仪器采取高精度经纬仪、水准仪、管式测斜仪和线条式铟瓦合金水准标尺等。沉降观测的布点的设置，沉降监测使用的基准点利用线路控制测量中布设的精密控制网中的控制点，控制点间距约为200 m，控制点选择已完成桩基区域稳定的高程控制点。沉降监测点的布置根据结构受力和全线的地质情况，对全线的沉降观测点布设进行设计，根据沉降观测的要求确定相应沉降观测标志。施工时，按设计要求将观测点埋设在设计位置。
沉降观测方法选取，对于桥梁沉降观测工作采用精密几何水准测量方法进行，观测过程中，各项偏差控制及内业数据处理按照有关规范规定执行。桥梁的沉降观测周期主要是桥梁基础浇筑混凝土终凝后，即开始初始观测，因此不同桥梁沉降观测点的初始观测日期是不一样的。对于上部结构施工期间，墩台沉降、变位观测周期，结合上部结构加载或浇筑砼的施工方案，制定不同观测周期：受荷载前期每7天一次，上部结构施工期间每1天一次，上部结构施工完成墩台承受荷载期第一个月每7天一次，之后每30天一次。桥梁基础遇到特殊情况（如架桥机架梁施工、上部结构拖拉就位、钢管拱肋重荷载吊装等），即进行几小时一次的连续观测，及时提供观测数据，确保桥梁结构安全。根据实测数据，推算出各观测阶段的沉降量和最终沉降量，并得到推算的沉降变移量，将实测推算结果与原计算值进行对比。推算的沉降变移量若满足要求，则按原计划施工。推算的沉降变移量若不满足要求时，则延长沉降滞留期等处理方法以满足沉降要求。
另外，对桥梁徐变上拱度观测也是桥梁观测的重要环节。其桥梁徐变产生因素主要是与混凝土的骨料级配、水灰比、材料性能、环境湿度、养护方法、预应力大小、张拉龄期、梁体截面尺寸形式等因素有关。沉降观测的布点适宜布置在桥梁1/4、1/2、3/4跨位置。对于桥梁徐变引起的竖向变形量通过设置水准点观测，绘制变形曲线。并结合混凝土强度、弹性模量和龄期，作为综合控制混凝土徐变的参数。根据按张拉后1个月、2个月、3个月、半年、1年以及2年的时间进行观测。
通过结合工程实践，在对桥梁沉降观测中应当注意对每次观测坚持采取“四固定”原则，即：对桥梁沉降检测所采用的仪器及水准标尺固定；观测人员固定；观测位置固定；观测环境和条件基本相同。对观测所采用的水准仪应当加强检查，每次作业前，及时进行检验校正。布设观测路线时，前后视距不超过
40 ｍ，前后视距差不超过1.0 ｍ，以提高观测时的清晰度。观测时间及环境：不在日出前后１小时、中午时分进行观测，更不能在大风或有雾的情况下进行观测。
2 桥梁沉降控制技术措施
根据桥梁沉降检测结果而采取相应的控制措施，是有效保证桥梁安全运行的基础。从桥梁的沉降检测实践来看，对于有效地控制桥梁沉降的主要措施集中在以下几方面。
1）对桥梁钻孔桩孔底沉砟、泥浆比重的控制，以及混凝土灌注质量控制。对桥梁采取钻孔时，避免钻孔倾斜。在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，选择自重大、钻杆刚度大的钻机较有利，并采用低档慢速的钻进方法。
终孔时密切注意桩底持力层的地质变化，不能单纯以设计标高做为终孔的唯一原则，必须以满足设计要求的桩端地基承载力或桩侧摩擦力为依据。在桩基成孔质量与减小沉砟和泥皮厚度两者间找到最佳平衡点（不同的地质条件采用不同的泥浆比重）。对于柱桩主要是控制孔底沉砟厚度，对于摩擦桩主要控制泥浆的比重或桩侧泥皮的厚度。终孔后清孔采用换浆法，为使钻孔桩砼与孔底岩体粘接良好，在钢筋笼吊装就位后用气力提升方式排除残砟。初斗砼灌注前，下高压风管对孔底吹风或高压射水，使残余沉砟悬浮，立即灌注首斗砼。
使用先进的桩孔检测仪器，有效控制成孔质量。灌注砼前，采用JJC-1D型灌注桩孔径检测系统，对桩孔深度、孔径、垂直度和沉砟厚度进行检测，实现全自动和半自动检测，具有检测速度快、测量效率高、测量误差小精度高、使用灵活方便的特点，有效保证桩孔各项指标满足设计要求。加强水下混凝土灌注质量控制。使用耐久性混凝土，耐久性突出体现在混凝土材料低渗透、低缺陷、高密实等方面。其高密实的特性，增大了混凝土与桩孔周围土的摩擦力，减小了桩基总的沉降量。
2）对明挖扩大基础沉降控制。对桥梁基底应当严格控制超挖，松动部分予以清除。使用机械开挖时，不破坏基底土的结构，在设计高程以上保留一定厚度由人工开挖。岩石地基基坑开挖采用松动爆破开挖，控制装药量，以保证基岩的完整性不被破坏。加强地基承载力检测。基坑一般均安排在枯水或少雨季节开挖，开挖过程连续，基坑内做好排水设施并及时浇注。基底暴露时间过长时，应重新检测地基承载力。最下层基础不立模，满坑灌注混凝土。
3）对桥梁徐变上拱度控制措施可通过严格控制预应力张拉时间，预加应力时混凝土强度、弹性模量、龄期达到设计要求；施加预应力严格实行“双控”，严禁超张拉。严格控制箱梁徐变上拱期，简支箱梁不少于2个月，预应力混凝土箱梁不少于6个月，在预定徐变期间内徐变上拱未趋稳定时适当延长徐变上拱期。严格控制混凝土材料性能和配合比，以确保其弹性模量不低于设计值。
4）所有桥梁的墩台顶部，箱梁端部两侧均预埋N16钢管并套丝，顶端安设M16带帽不锈钢螺杆。测量体系的设置考虑各个施工阶段和运营期间的测试，以便获取更多的数据，校核测试结果。仪器采用精密水准仪，测量控制精度为1 mm。架梁前，每周观测一次，架梁后第一个月，每周测量一次；第二、三个月，每2周测量一次；第四、五、六个月，每月测量一次。在施工过程中，观测主要是提供架梁后墩台和基础的沉降，根据观测的数据绘制时间和沉降曲线。根据曲线和实际的测量结果，预测将来的沉降，判定预测的可靠性和沉降是否趋于稳定。如数据分析结果超出容许范围，则与有关单位分析原因、商讨对策。尽可能使沉降发生在施工期间，桥梁沉降的控制无论是总沉降还是各墩台的差异沉降量均为工后沉降，在此之前各施工阶段的沉降量均可在相应的施工时段内的结构高度进行调整。如：墩台身高度、垫石高度、垫石与支座底板间的压浆体等进行调整。施工中切实落实如上及其它控制方法和措施，实现各项预期控制指标。
3 结束语
从工程实践情况表明，通过对桥梁沉降采取观测，可有效地监测主体结构的沉降、倾斜和变位情况，不但为桥梁结构受力状况、内力计算提供数据，提高了准确性，而且能便于及时发现异常情况，采取措施，保证工程的安全运行。文章针对桥梁沉降检测及其控制技术而展开探讨，可有效地指导同类工程施工。
参考文献
[1]董学智,李胜,李爱民.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].测绘,2012,28(02):118-119.
[2]章志红,王林.浅谈沉降观测数据管理、处理和分析[J].江西测绘,2010,27(06):31-33.
复合地基沉降控制研究 篇4
在软土地区采用天然地基不能满足建筑物沉降要求时,地基处理或桩基础等常被用来控制建筑物总沉降或差异沉降。在传统设计方法中由于计算手段的限制,通常假定上部结构和基础为绝对刚性,基底反力均匀分布。然而,实际的基底反力分布是随荷载条件、筏板形状、筏—土相对刚度等不同而变化的。因此,寻求符合基础实际受力状况且经济合理的基础优化设计方案是具有实践和理论意义的课题。实际工程中,在地基强度满足要求的前提下整体沉降对建筑物并不构成威胁,问题的关键是,基础基底压力分布不均匀、地基刚度分布不均匀导致地基土体内应力分布不均匀,从而使复合地基与基础的变形不协调,导致差异沉降的增加。对传统的均匀地基处理方案,为控制差异沉降和筏板内力差所产生的弯矩,不得不加大筏板厚度,增加筏板的配筋量,从而提高了工程造价,造成了新的材料浪费。因此,根据地基受力特性充分发挥地基基础承载作用,减小差异沉降已成为基础设计的优化目标,引起了国内外许多学者的研究兴趣[1]。
1 基础—垫层—复合地基相互作用原理[2]
1)基本假定。
基础、垫层、桩土复合地基的共同作用是非常复杂的,为了便于分析应用,特做出假定:a.基础底面积足够大,基底下分布着许多等间距的桩,桩和桩间土构成复合地基;b.垫层是可压缩(或流动)的均质体;c.复合地基桩间土为均质体,各桩的几何性质及工程性能是等同的,从而构成均质复合地基;d.垫层、桩、桩间土的力学性能均可用“压力=刚度系数×变形”的公式来表示;e.复合地基为非饱和,即不考虑孔隙水压力作用。
2)基本方程。
设上部结构荷载为P,则有:
PCP=KP·SP (1)
PCS=KS·SS (2)
PCP=KCP·SCP (3)
PCS=KCS·SCS (4)
其中,PCP为垫层和桩顶间的竖向接触压力;PCS为垫层和桩间土之间的竖向接触压力;SP为在PCP作用下,桩顶的沉降量;SS为在PCS作用下,桩间土的沉降量;SCP为由PCP引起的垫层竖向变形量;SCS为由PCS引起的垫层变形量;KP为在PCP作用下,桩顶沉降为SP时桩的刚度系数;KS为在PCS作用下,桩间土沉降为SS时桩间土的刚度系数;KCP为在PCP作用下,垫层竖向变形量为SCP时垫层的刚度系数;KCS为在PCS作用下,垫层竖向变形量为SCS时垫层的刚度系数。
3)力的平衡方程及变形协调方程。
在上部荷载作用下,设基础底面平均接触压力为P,基础均匀下沉量为S,取垫层为脱离体,则根据力的平衡条件和变形协调条件有:
P·A=PCP·AP+PCS·AS或P=m·PCP+(1-m)PCS (5)
S=SS+SCS=SP+SCP (6)
其中,A为基础底面积,A=AP+AS;AP为基础底面积范围内桩顶的总面积;AS为基础底面积范围内桩间土的总面积;m为基础底面积范围内复合地基的置换率,
4)共同作用分析。
桩土应力比的表达式为:
P和S的关系为:
或
或
2 差异沉降控制的方式
控制差异沉降的途径有三种:1)加强上部结构的刚度;2)加大基础底板厚度和配筋量以增大筏板的整体强度和刚度;3)调整地基的刚度,使其刚度分布规律与基底压力分布规律相吻合。
增加上部结构的刚度可以使基础最终沉降差减小。上部结构的刚度越大,这种作用就越明显。但是由于上部结构的有限性,随着层数的增加,上部结构的刚度矩阵各分量几乎不再增加,趋于常数,因此对于基础底板不是绝对刚性的基础而言,由于群桩效应,必然使得中心桩的沉降大于边桩和角桩的沉降值,也就是说存在差异沉降。再加上受使用功能的约束,该方法是难以实现的。增加基础板厚度,其“跨越作用”加强,使荷载向筏板边缘转移,迫使基础沉降趋于均匀。但是加大筏板厚度后,虽然可以减小差异沉降和上部结构的次应力,但基础变得很敏感,微小的不均匀沉降将导致巨大的内力,而且会使基础的造价大幅度提高。因此,增加筏板的厚度并不是一种很好地减小基础差异沉降的方法。
调整复合地基刚度的方法主要是通过改变褥垫层的刚度、桩间土的模量、桩的设计参数、布桩方式等手段,使复合地基的刚度
摘要：从基础—垫层—复合地基相互作用的角度,分析了减小差异沉降的方法,给出了8种变刚度复合地基的处理方案,进一步指出变桩长、变桩距应是变刚度复合地基设计首先考虑的方法。
关键词：差异沉降,复合地基,变刚度
参考文献
[1]刘金励,迟铃泉.桩土变形计算模型和变刚度调平设计[J].岩土工程学报,2000,22(2):151-157.
[2]王长科,郭新海.基础—垫层—复合地基共同作用原理[J].土木工程学报,1996,29(5):30-35.
[3]乔京生,步启军,马卫华,等.变刚度复合地基的可行性研究[J].铁道建筑,2006(5):49-52.
[4]陈龙珠,梁发云,丁屹.变刚度复合地基处理的有限元分析[J].工业建筑,2003,33(11):18-20.
控制沉降 篇5
襄渝铁路十堰四号隧道多处为浅埋暗挖段,在地质因素、地下水和施工因素的影响下易发生过大沉降导致地面建筑物和隧道失隐.为最大限度减少对围岩的扰动,施工中采取地表水截流、沟内铺设防水板,洞内地下水引排,洞内开挖采用控制光爆、加强超前与初期支护等措施,有效地控制了地表沉降.
作 者：周文清 Zhou Wenqing 作者单位：武汉大学土建学院,湖北武汉,430072;中铁十一局集团一公司,湖北襄樊,441104 刊 名：国防交通工程与技术 英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE 年，卷(期)： 7(3) 分类号：U456.1 关键词：隧道 浅埋暗挖 沉降 支护 爆破 仰拱 二次衬砌 监测
控制沉降 篇6
摘 要：路基是高速公路的主要构建物，路基的质量直接影响高速公路的寿命，但是在高速公路的施工过程中基于人为因素和自然因素而导致高速公路的路基容易出现沉降。本文以高速公路路基沉降的产生原因为论述切入点，分析控制路基沉降施工控制技术的具体措施。
关键词：高速公路；路基沉降；控制技术
高速公路路基的質量直接关系到高速公路的使用寿命与安全，因此在高速公路施工过程中要正确认识路基沉降产生的原因，并且根据具体的施工环境采取正确的路基施工控制技术，以此提高高速公路的使用寿命，切实维护人们的出行安全。
1 高速公路路基沉降产生的原因
路基是路面结构的基础，路基的质量与稳定对路面的整体性和质量都会产生重要的影响，因此保证路基不产生沉降是高速公路施工的关键。但是结合实践，在高速公路施工建设中路基存在下沉的问题，造成路基沉降的原因主要是：
1.1 自然因素。首先是地理地貌环境影响高速公路路基。不同的地址特点对路基的影响是不同的，比如在南方红土地址环境条件下，由于红土的粘性比较大，不易于渗水，因此该区域容易发生路基下沉的现象；其次当地的水文条件也会影响路基，比如地下水丰富的区域会导致路基出现潮湿，进而引发高速公路地基出现下沉，使得路基出现断裂等病害。除此之外气候条件也会影响路基，随着温度的变化差异，使得路基内部的温度出现阶梯式变化，由于受到热胀冷缩的作用使得路基的稳定性受到影响；最后植被覆盖也会影响路基的质量。据相关数据显示：在平原地带的高速公路相比在荒漠中的使用寿命要长，分析原因，很大部分是由于平原地区的高速公路处理广阔的植被覆盖范围内，植被的根系会在土壤中形成固结作用，进而提高路基的稳定性。
1.2 人为因素。人为因素主要集中在高速公路的施工中以及在以后的应用中：首先在高速公路的施工过程中，由于施工人员没有按照正确的施工方法进行施工，结果导致路基的建设质量不高。例如在对高速公路施工时没有进行沉降速率的预测，结果导致建成的路基存在很大的问题，另外在对地基的碾压过程中也存在碾压不实的问题，结果导致路基的某些部位发生变形；其次在日常的应用中，路基要承受过大的负荷，这种负荷一部分来自于动载，比如汽车在高速行驶过程中存在超载现象，结果导致路基出现下沉。另一部分来自于路基内部的应力作用。
2 高速公路路基沉降施工控制技术分析
基于高速公路路基沉降产生的原因，为了提高高速公路的使用寿命，要加强施工过程中的控制技术。
2.1 加强施工前的准备工作。首先在进行高速公路施工前一定要做好地质勘查工作，掌握高速公路路基的基本情况，根据不同的地质条件选择不同的施工方案。其次要对路基的沉降量进行观测控制。在高速公路施工前一定要对土层进行沉降稳定性的检测，利用科学的计算方法对土层的承重量以及地表水平位移隆起量进行预测，以此制定出具体的施工方案。最后要选择合适的施工材料。选择合适的路基施工材料是路基施工的关键，土作为路基的基本材料，要控制好土的应用，结合工程实践，应该选择颗粒大于2mm的、带有粘性的土质，并且在其中要参杂大于2mm的石质土，并且要根据施工过程中的特殊地质特点对路基施工材料进行改良，以此保证高速公路路基质量。
2.2 严格控制路基沉降。在高速公路路基施工过程中一定要做好路基沉降控制技术，利用科学的观测仪器精密控制沉降量与沉降发生频率的关系：测定路基沉降发生频率的方法就是选择土层粘度较小进行分析，根据每次的实测与估测之间的差距，反映沉降频率，差值越大就说明沉降频率越大。
2.3 控制高速公路路基施工质量。首先要严格控制路基的土层回填。在土层回填时一定要使用沉降杆与新接管管钳做标尺确保对沉降值的准确确定，并且要根据具体的土质选择科学的回填材料，以某高速公路施工为例，由于该地区的土质多为粉土，因此其含水量比较高，为此在具体的施工中我们应该采取石质材料填筑，并且控制填土的速度，以此保证地面沉降的速度控制在10mm/d以下。其次控制路基填土的预压时间。要想保持高速公路的稳定性，就必须要做好路基的碾压工作，具体的预压时间主要与工程的施工周期有关，一般我国一般的高速公路路段的预压时间为6个月，预压时间的控制关系到路基的使用情况，因此必须要严格控制。最后要控制施工过程中的沉降量。为了将高速公路软土层沉降量控制在安全系数以内，必须对最终沉降量作精确核算，结合不同加载强度下的地基固结，对沉降量的数值进行合并同类项的处理，从而测算出结果仿真度。
2.4 优化路基设计方案。路基沉降的发生与高速公路所处的地域特点有很大的关系，尤其是与路基的水储量有关，因此在施工过程中要做好设计，做好高速公路的排水设计。具体而言就是高速公路排水设计主要包括：一是排水孔、渗沟以及盲沟等，这些设施能够达到降低地下水位的目的，进而保证路基处于干燥的状态；二是边坡排水系统。边坡排水能够有效阻止地下水的径流，防止地下水流向高速公路，破坏高速公路的路基。另外也要做好地基的处理技术。地基是影响高速公路修筑后稳定性的重要因素，一旦地基出现质量问题，就会直接导致路基出现断裂等病害，因此要采取科学的技术应对地基。在高速公路地基处理中比较常用的技术有土垫层法、冲击压实方、强夯法以及孔内深层强夯法。当然在处理特殊地质的时候，我们也可以采取桥梁架设的方法，比如在高速公路修筑的过程中遇到了特殊的地段，而且该区域经过系统的论证之后，不适合进行改良，因此可以采取架设高桥梁的方法避免路基沉降问题的出现。
2.5 加强路基施工现场的管理监督。一方面要严格控制路基的施工工艺，根据高速公路路基施工现场的实际情况，选择最合适的施工方法，控制好施工的工艺，保证施工的质量；另一方面，要注重路基填筑前的质量控制。在路基填筑之前，仔细检查施工现场，对软土地基的土质进行检查、对软土地基进行换填土确保公路地基的施工工艺水平。
3 结束语
总之，导致高速公路路基沉降有来自各方面的原因，因此我们要在施工前后对路基土层性质、荷载量以及施工技术做全面的了解、划分和应用，针对具体情况进行具体分析，找出路基容易沉降的因素，并进行深入探讨，加强施工技术的应用能力。目前，我国高速公路面临路基沉降的严峻形势，对交通运输、生命安全及经济的发展存在着严重的威胁和隐患，必须加大沉降段路基施工控制技术的研究，减少公路路基沉降的发生。
参考文献：
[1]丁维扬.浅谈高速公路路基沉降及施工控制技术研究[J].黑龙江交通科技，2015（03）.
沉降控制复合桩基设计的探讨 篇7
关键词：沉降控制复合桩基,剪切位移,刺入变形
0 引言
近年来，在长三角、天津等软土地区，进行建筑物的基础设计过程中，当采用天然地基的基础形式时，往往会出现地基承载力能够满足要求，而沉降却过大的情况，因此为了有效控制基础沉降，在承台下设置少量桩基，通过利用桩、土共同作用达到控制沉降量，这就是近年来被广泛采用的以沉降量为控制指标的复合桩基设计，该种设计理念是随着桩土相互作用理论研究的进一步发展而产生的，目前在软土地区被广泛应用，取得了很好的经济和社会效益。
1 沉降控制复合桩基作用机理探讨
沉降控制复合桩基是承台下地基土与桩共同分担外荷载、按沉降控制要求确定桩数量的大桩距（一般在5倍身截面边长以上）低承台摩擦桩基，是介于天然地基上浅基础与常规低台磨擦桩基之间的一种地基基础形式。由于复合桩基的桩距较大，桩群中任一根基桩的工作性状接近独立单桩受力状态，群桩效应影响对于邻桩作用往往较小，图1为根据大量学者及设计工作人员对复合桩基的研究试验结果，总结的大小桩距桩土共同作用机理示意图。
桩顶受竖向荷载而向下位移时，桩土间的摩阻力带动桩周土产生竖向剪切位移，根据Randolph， (1978）等建议的均匀土层中剪切变形传递模型来描述桩周土的竖向位移，则离桩中心任一点r处的竖向位移为：
由式（1）可看出，桩周土的位移随土的泊桑比μs、桩侧阻力qs、桩径d、土的变形范围参数n（随土的抗拉强度，荷载水平提高而增大，n=8～15）增大而增大，随土的弹性模量E0、位移点与桩中心距离r增大而减小。在群桩的作用下，桩间土的竖向位移除随上述因素而变化外，还因邻桩影响而增大，桩距愈小，相邻影响愈大，承台土反力的发生可以理解为由于桩顶平面桩间土的竖向位移小于桩顶位移产后接触压缩变形所致。因此承台土反力与桩、土变形密切相关，并随下列因素而变化：
(1）承台底土的压缩性越低、强度越高、承台土反力越大；
(2）桩距越大，承台土反力越大；
(3）承台土反力随着荷载水平提高，桩端贯入变形增大，桩、土界面出现滑移而提高；
(4）桩越短，桩长与承台宽度比越小，桩侧阻力发挥值越低，承台土体反力相应提高。
由于沉降控制复合桩基的桩间距较大，桩间土变形主要呈现“马鞍形”，桩的沉降主要以刺入变形为主，桩距越大，刺入变形在总沉降中的比例就越高。桩土共同作用过程中，由于桩的刚度远大于土体刚度，故总是桩先发挥作用，桩侧阻力由于桩土间产生较大相对位移而得以充分发挥，桩的支撑力接近极限值，桩的沉降转为全塑性变形阶段，即承载支撑能力不随桩的继续沉降而增长。此时土体的变形明显超过桩沉降而引起桩间土的变形量，土体由于被压缩而逐渐承担承台上部荷载。由于土体的本身性质，桩土交替承载是一个复杂的过程，且分担上部结构荷载的桩、土固定分担比是不固定的。
根据以往前人进行模型及现场原位试验测试结果，桩、土共同作用具有如下特征：
(1）由于相邻桩之间桩距较大，基桩受荷产生的竖向位移相互之间影响较小；
(2）桩与土的刚度在不同荷载水平下是不同的，刚度一直在变，桩土的刚度比也在变化；
(3）桩、土共同作用的极限承载力不低于所有桩的极限承载力加地基土的极限承载力；
(4）桩的沉降主要以刺入变形为主。20世纪60年代佟世祥在上海地区做的一系列试验表明，桩发生沉降时，刺入变形是构成桩的沉降的不可忽略的一部分，布桩密度越小，刺入变形在总沉降中的比例就越高；
(5）群桩侧阻的破坏模式：各桩的桩、土间产生相对位移，各桩的侧阻力剪切破坏发生于各桩与桩周土体中或桩土界面。
2 沉降控制复合桩基适用性原则
针对沉降控制复合桩基的作用机理，其在使用中一般应坚持到以下几点原则：
(1）桩基持力层的选择应控制在压缩性较低但不宜过硬的土层中（其端阻力极限值宜小于5000kPa) ;
(2）桩截面不宜过大，从而间接控制单桩刚度，保证桩的沉降主要以刺入变形为主；
(3）桩的数量不宜过多。在采用沉降控制复合桩基设计方法中，一些设计者盲目提高布桩数量，从而期望在桩土共同承担荷载的前提下来进一步加大安全可靠度，却忽视了由于布桩密度大、桩距小，使土体在沉桩过程中扰动现象严重，反而易造成桩间土与承台脱离，最终承台间土体未发挥真正的作用。
(4）承台持力层应选择强度高、压缩性低的土层。可以在保证用较少的桩数量控制沉降，考虑承台分担更大比例的上部结构荷载。
(5）承台应尽量浅埋，防止基坑开挖过程中，由于土体应力释放，桩间土隆起过大，对后期承台分担荷载不利。
3 基本理念
经过理论分析及一系列试验验证等过程，摒弃关于桩、土弹性变形协调的原有观念，将桩土共同工作的实际过程简化为桩顶荷载已达到及超过桩的极限承载力两个阶段。这样，提出一种能充分反映桩、土共同工作的客观过程，又能在工程中广泛应用的桩基础的实用设计方法-沉降控制复合桩基设计方法。
桩基础设计中强度条件与变形条件是相互独立且必须同时满足的设计条件，这是结构设计中最基本的原则，根据这两个条件，将沉降控制复合桩基设计方法的基本理念归结为以下两点：
(1）以沉降量作为控制条件，确定合理布桩数量。
研究表明，对于每一幢桩基础建筑，针对明确的桩型、桩基持力层，都可以分析出桩的数量与这幢建筑物沉降量之间的一条关系曲线s=f (n) （如图3），同时也可写成n=F (s) ，利用这条曲线，对于不同的沉降量控制值sa，可初步确定相应的用桩数量。
应该清醒的认识到，就目前岩土力学的研究水平，任何一种单纯理论方法都无法给出不同应力水平下各种土质条件都适用的沉降计算公式。因此各地区应根据该地一定数量的同类型工程在同地质条件下的桩基长期沉降观测资料，经过统计分析，对沉降计算模型中的经验系数进行强制规定。在上海地区由于经多年的研究、大量的统计对比，已经得到了前述的这种较好的沉降计算经验修正系数，同时又应用于大量工程实践，反复验证了这一方法的精度和可靠性，因此在上海地区该设计方法得到广泛的应用，取得了明显的经济效益。
虽然各地的沉降计算的经验修正系数可能不相同，所采用的计算方法也不尽相同，但这一曲线关系是客观存在的，这一设计理念也肯定是可行的。
(2）以桩土共同作用的极限状态作为强度验算条件
桩土共同作用是一个典型的非线性过程，根据前人的模型试验和现场足尺试验表明，在低承台摩擦桩基础上逐级加荷时，可以将桩土共工作的过程简化为两个阶段，第一阶段为桩承担荷载阶段，当荷载较小，平均各桩桩顶的荷载小于单桩极限承载力时，承台底面的土压力很小，而且随着时间增长还有减小的趋势。因此可以近似地认为，该阶段的荷载全部由桩承担。桩土共同作用进入第二阶段，桩顶荷载达到单桩极限承载力，承台下的土体真正投入承担上部荷载工作中，在第二阶段最终，桩土共同工作的极限承载力不小于全部桩的极限承载力加上承台下全部土的极限承载力之和。
4 沉降控制复合桩基工程案例
以下为某5层住宅桩基与沉降控制复合桩基设计经济技术比较。
4.1 工程概况
江苏省太仓市某住宅小区为农民动迁房，拟建住房均为4+1层多层住宅，为砖混结构形式。由于该工程为镇政府重点工程，在保证工程质量的前提下，要求尽量缩减工期及成本，在该小区二期开发时对二期拟建多层砖混住宅进行基础设计优化。
4.2 工程地质条件
由地基土构成可见：第 (4) 3层及其以上各土层均为软弱粘性土，强度低，压缩性高，一般均不宜作为本工程建筑物居民楼的桩基持力层。 (5) 1层粉质粘土，静探Ps值为2.50～2.98MPa，具有中等压缩性，层位稳定，层面起伏较小等特性，是桩基的良好持力层。
4.3 基础设计优化方案
由于该小区主要用来农民动迁，建筑规划重在简洁实用，故小区房型基本为一种单元类型，各建筑物为二或三单元组合形式。为体现沉降复合桩基设计特点，取一期中1#楼（未优化）与二期19#楼（优化）进行基础分析比较。
(1) 1#楼基础设计采用桩基型式，桩型为预制方桩250mm×250mm，桩长15m，总用桩数为219根；
(2) 根据场地地层特点，建筑物结构形式，对19#楼的基础优化采用沉降控制复合桩基型式，桩型为200mm×200mm断面，桩长16m，用桩数145根，桩基以 (5) 1层粉质粘土为持力层，承台持力层为 (2) 1层粉质粘土，承台埋深为0.9～1.2m，条基宽为1.2m。
在进行沉降控制复合桩基优化设计过程中，首先要得到完整的“桩数-沉降曲线”，一般先按常规桩基础设计计算法确定常规设计的用桩数量n，除了计算桩数为0和n时的沉降外，还宜在这两点之间再插入3个计算点，例如可取桩数等于n/3, n/2, 2n/3时的计算沉降时。有这五点可以连成一条光滑的曲线。
前面已经介绍，应分两种情况进行计算： (1) 当桩数较多时，平均分到各桩桩顶的荷载不大于单桩极限承载力。承台以上的荷载全部由桩承受，承台下的土体不受力。这时的沉降计算与通常用的Mindlin应力公式计算沉降方法一样。分层总和法是从桩尖开始向下算到压缩层为止。 (2) 当桩数较少时，平均分到各桩桩顶的荷载大于单桩极限承载力，桩顶压力不能大于单桩极限承载力，桩要向下刺入土中，承台下的土体托住承台不让它下沉，多余的荷载由承台下的土体承担，分层总和法必须从承台底面算起一直到桩尖以下的压缩层底。
4.4 经济技术性比较
4.4.1 沉降实测结果比较分析
根据实测结果及桩数布置，在竣工验收阶段，沉降控制复合桩基设计方案中的附加荷载均由桩承担，单桩承载力得以充分发挥，承台下土体作为安全储备尚未承担结构荷载，因此单桩上的附加荷载较大，故其沉降较大于桩基的沉降量。
4.4.2 经济性及工期的比较
根据图7、8及类似工程经验总结，对于场地地层（无明暗浜、土性满足桩端刺入变形）及建筑物性质满足沉降控制复合桩基方案，若合理地进行沉降控制复合桩基设计，其较桩基方案基础造价一般节约50%～60%，工期亦可节约20%～40%，具有较高的经济和社会效益。
5 结语
本文从沉降控制复合桩基机理、适用性原则及基本理念等方面对该种设计方法进行了探讨，并通过对已完成工程实例进行技术性及经济性对比，总结了沉降控制复合桩基在应用中的一些特点。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准编写组.建筑桩基技术规范 (JGJ2008–2008) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
拓宽公路差异沉降控制措施研究 篇8
在黄土地区进行高速公路拓宽工程, 黄土的湿陷性是必须考虑的, 因为其的产生既在时间上具有突变性和非连续性, 又在空间上具有不均匀性, 此外黄土的湿陷变形更具有不可逆转的特性, 再者高速公路拓宽工程中, 新老路基之间必然存在着差异沉降[1,2,3,4,5,6], 因此本文针对黄土地区湿陷性的特点研究差异沉降的控制措施, 目的在于减少该地区的工程事故, 降低其工程造价并缩短工期。
1 黄土的湿陷性
黄土一旦浸水后, 在竖向应力 (其自重应力或自重与上覆附加应力之和) 的作用下, 导致黄土内部结构遭到破坏, 进而产生显著的附加下沉的现象称为黄土的湿陷性。按照湿陷程度进行划分, 黄土可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两种, 其中前者在饱和自重压力作用下即可发生湿陷, 因而前者对工程的危害远比后者大。湿陷性黄土发生湿陷必须具备的两个条件:一是力和水, 二者作为外部因素缺一不可, 没有水就没有所谓的“湿”, 缺少力则不可能向下“陷”;二是黄土本身的结构和物质成分, 此为内部因素, 主要受黄土的颗粒组成、化学成分和矿物组成的影响。
2 差异沉降原理
随着我国国民经济的快速发展, 高速公路的发展远远满足不了交通量的快速增长, 一些原有的高速公路已经开始出现交通量饱和的现象。结合我国正处于社会主义发展初级阶段的国情, 为缓解交通压力大多采用对老路进行加宽的方案, 在原有公路两侧对称拼接加宽的方式最为常见。但是该种方案中, 新路基的施工时间通常与老路基相差几年至十几年, 认为老路基的沉降已基本结束, 地基趋于稳定。而对新路基还要经历瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降, 这就导致新老路基之间必然产生差异沉降。此外, 新路基作为附加荷载施加到地基土上, 必将导致新老路基下的地基中产生差异沉降, 地基土中产生不均匀附加应力, 进而导致路面结构层中产生不均匀附加应力, 当该应力超过路面材料的容许能力时, 路面结构将产生老路面被拉裂或者新老路基拼接处开裂等破坏。因此必须采取技术措施来控制黄土地区的高速公路拓宽工程中新老路基之间产生过大的差异沉降, 从而避免和减少上述危害的发生。
3 控制措施
3.1 新路基填料的选择
黄土地基上路基的沉降由黄土湿陷性和新路基压缩两个方面组成, 差异沉降的产生由两者性能上的差异所决定, 因此新路基填料应选用质轻、刚度大的材料。轻质填料主要有粉煤灰、EPS块体、轻质混合土等, 优先推荐EPS, 因为其既可以减轻路基重量进而减小路基沉降量, 又能保证路基的稳定性。
3.2 软弱地基处理
高速公路开展拓宽工程的建设时, 为了满足使用还要维持老路正常的通行, 同时要保证客流量就面临工期紧张、施工场地狭窄的难题, 其软基处理要秉着既要减小新老路基的差异沉降, 又要减少对老路基的扰动的原则, 因此选用合适的地基处理方法显得尤为重要, 常用的方法有预应力管桩复合地基、堆载预压法、塑料排水板等。
3.3 合理利用土工合成材料
近些年来, 进行公路工程建设时, 土工合成材料的应用日益广泛。目前常用的有土工布、土工格栅和土工格室等。在进行高速公路拓宽工程中新路基的填筑时, 通常分层铺设土工合成材料, 并将其向老路基内延伸一定长度, 以便新老路基能够良好地结合, 加筋材料一旦有效地工作, 路基的强度和稳定性都将会有显著的改善。
4 结语
在湿陷性黄土地区进行高速公路的拓宽建设, 采用轻质高强的新路基填料, 应用与工程实际相符的地基处理方法, 结合土工合成材料的应用, 在减少新老路基差异沉降方面有良好的处治效果。
参考文献
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铁路工程施工路基沉降控制研究 篇9
铁路工程建设对加强不同地区联系, 促进经济、社会发展具有重要作用。施工过程中, 路基沉降控制是十分关键的内容, 受到施工单位普遍关注和重视。为确保工程质量, 必须加强路基沉降控制工作, 综合采取有效的技术手段和管理策略, 保障路基的强度、刚度和稳定性。促进铁路工程质量提高, 为列车安全、顺利通行提供保障。
2. 铁路工程施工路基沉降控制的意义
2.1 提高工程质量。
衡量铁路质量好坏有多项不同指标, 沉降控制水平是其中之一。只有采取有效措施, 合理应用技术对策, 加强施工管理, 才能促进沉降控制水平提高, 实现增强铁路路基工程质量的目的。
2.2 确保行车安全。
如果沉降控制工作不到位, 势必影响铁轨铺筑, 对列车行驶安全带来不利影响。为应对这些问题, 施工中必须加强技术和质量控制, 确保沉降控制工作落实到位, 保障路基工程质量, 有效保证列车行驶安全。
2.3 增强施工效益。
沉降控制如果不到位, 往往会导致返工现象发生, 增加以后对路基维护和维修的难度, 还会带来不必要的经济损失, 增加施工成本。而加强沉降控制, 能确保施工质量, 防止出现不必要开支, 促进资金利用效率提高, 进而提高铁路工程施工建设效益。
3. 铁路工程施工路基沉降控制的对策
3.1 重视不良地质处理。
设计和施工前要做好地质勘察工作, 全面掌握路基沿线基本地形、地质情况, 根据实际需要综合采取有效处理对策, 确保路基设计满足工后沉降要求, 提高路基结构耐久性。施工过程中要加强地质情况核查工作, 尤其是对软土地基、松软土地基、水塘、洞穴等不良地基类型, 都应该全面核查, 确保与设计资料相符合。换填处理的地基要核实处理深度和范围, 确保不良地基处理、排水固结、复合地基等处理工作符合设计规范要求, 并结合实际需要综合采取有效的处理方法。对处理方法和处理结果应该全面进行记录, 发生与设计规范要求不相符合的情况时, 需要对地基条件进行重新评定。如果必要的话, 还应该重新进行勘察, 判断地基处理措施是否满足工后沉降要求。如果不符合要求, 应该对不良地基重新进行处理, 确保处理效果, 实现对路基沉降的有效控制。
3.2 进行系统变形监测。
通过建立变形监测网, 及时对路基施工进行必要的观测, 并分析现场实测数据和结果, 评价地基处理效果, 调整施工组织方法, 有效控制地基沉降, 确保路基施工质量。第一、建立变形监测网。包括垂直沉降和侧向位移观测系统, 根据要求设立基准点、变形观测点。施工中必须加强沉降观测设备保护工作, 确保观测所得数据连续、准确、真实与可靠。第二、把握沉降观测时间和频率。连续填筑的路基边桩及沉降每天观测1次, 沉降量较大区域每天观测2-3次, 并根据观测数据绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图, 分析沉降情况和发展趋势, 判断地基稳定性, 对出现的异常情况及时处理。第三、重视沉降观测资料的应用。根据观测资料, 进行动态设计、控制填筑速率、推算总沉降和剩余沉降量, 为路基填筑和沉降控制提供指导和依据。
3.3 重视施工设计和现场施工。为实现对地基沉降的有效控制, 整个路基施工阶段, 设计的时候应结合路基施工实际情况进行设计, 进行动态设计, 促进设计水平提高, 从而取得更好的地基处理效果。地质核查时发现不良地质, 或者复合地基承载力试验不能满足要求时, 要重新评定地基处理措施, 对总沉降量和工后沉降进行估算, 如果工后沉降不能满足要求时, 应该修改设计。路基填筑和预压观测时, 要进行沉降观测分析, 预测总沉降量, 计算剩余沉降, 并确定好预压高度和预压时间, 实现对路基沉降的有效控制, 达到严格控制路基沉降的目的。
3.4 合理组织路基工程施工。
路基工程与桥梁、隧道、涵洞等连接处, 往往会产生过渡段工程, 由于二者的结构性质和沉降变形不一致, 因而是沉降控制的关键部位。为此, 应该合理组织工程施工, 对过渡段进行严密的施工组织设计, 提高填料施工质量, 保证沉降观测期足够, 确保铺轨前剩余沉降满足施工规范要求。施工组织设计要在时间上做好安排, 避开雨季, 确保在旱季进行过渡段施工。优先安排软土地段的地基施工, 确保排水固结、复合地基承载力等满足要求。如果是高填方路基填筑施工, 应该全面考虑地基条件、填筑速率等内容, 做好施工方案设计工作, 促进施工效果提升。考虑过渡段实际情况, 保障路基施工尽可能连续进行, 优化施工组织设计方案。如果两过渡段之间的路基较短, 应该尽早完成过渡段两侧结构物, 让路基与过渡段同时施工, 减少接头数量, 实现对路基沉降的有效控制, 提高施工效果。排水井和其它相关工程施工时, 应结合实际需要进行统筹安排和合理规划, 同步修筑, 避免对路基工程带来不利影响, 有效保障路基工程施工质量。
3.5 加强施工过程质量控制。
要想有效控制路基沉降量, 加强施工过程的质量控制是关键与核心。施工单位应该提高对地基处理和路基填筑的思想认识, 做好工艺试验工作, 进而增强沉降控制的可靠性和实效性。进行地基处理试验时, 要合理确定材料选择、配合比设计、施工机械设备选择、试验施工工艺参数等数据和指标。并经过工艺试验后确定材料配比、施工设备要求、桩长控制方法、工艺参数指标等。路基施工和处理时严格按照要求进行, 控制好路基处理深度、桩长、桩间距、单桩、复合地基承载力。另外在施工中, 填料采用分层摊铺、填筑、压实的方式, 确保每层压实质量合格。进而达到提高整个路基填筑施工质量的目的, 实现对路基沉降的有效控制。
4. 结束语
总之, 在铁路工程施工中, 路基沉降控制是非常关键的内容, 对确保工程质量, 促进列车安全运行具有重要作用。今后在施工中, 应该结合工程实际情况, 综合采取有效对策, 确保工程质量, 提高路基沉降控制水平, 从而促进列车安全、顺利通行。
参考文献
[1]吴波.铁路路基工程建设过程中工后沉降控制措施分析[J].铁道标准设计, 2008 (6) , 27-29
[2]常文江, 乔金柱.铁路路基施工质量控制与沉降的预防[J].民营科技, 2011 (7) , 164
铁路工程施工路基沉降控制研究 篇10
1 铁路工程施工路基沉降控制的重要意义
1.1 提供工程质量。
从铁路工程的建设中, 对施工工程质量的好坏进行分析和介绍, 需要根据不同的指标来进行。其中, 控制水平是重要的构成部分。只有采用先进的技术, 提升施工管理工作的高效性, 才能够提升整个工程的质量。现如今, 我国加大了对铁路建设工程的投入力度, 工程质量得到了较大的提升。
1.2 确保行车安全。
施工人员对路基沉降的问题进行控制可以保证路基工程的稳定性和规范性, 为铁轨铺筑工作创造良好的环境。列车行驶的安全性也得到了提升, 减少安全隐患的存在。
1.3 增强施工效益。
由于铁路工程的施工周期较强, 规模较大, 如果路基的沉降工作没有得到高效的控制, 必然会对工程造成严重的影响, 导致返工问题。一旦出现这种问题, 必然需要增强施工的投入, 提升成本量。另外, 加强对路基沉降的控制还可以从某种程度上提升资金的利用率, 实现经济效益和社会效益的兼顾。
2 铁路工程施工路基沉降控制的对策
2.1 重视不良地质处理
由于铁路工程的施工条件比较恶劣, 而且都在露天的环境下进行。所遇到的地质情况比较复杂。因此, 在施工进行之前, 相关的工作人员应该采用先进的技术和设备来对地质情况进行事先勘查, 为铁路建设施工人员的施工工作提供重要的依据。另外, 路基的处理和控制工作需要满足地质条件的需求, 以提升工程质量以及结构的稳定性为主。另外, 在施工工程进行的过程中, 相关的工作人员还应该对软土地基的类型进行控制和完善, 其中包括水塘、洞穴以等等地质类型。保证设计资料以及施工资料的真实性和可靠性。在地基工程进行的过程中, 工作人员需要对地基的深度以及固结程度等因素进行控制, 如果不符合施工要求就需要重新进行勘查和判定。可见, 在实际的工程中, 对地质条件进行处理不仅可以提供工程进行的高效性和可以提升工程的整体稳定性。
2.2 进行系统变形检测
在实际的铁路地基工程施工的过程中, 建立完善的监控网是比较常见的。变形监测网可以对施工中的各种现象进行检测。利用这一检测设备, 施工人员可以各种数据信息进行掌握。技术人员要想对施工组织方式以及施工质量进行控制, 可以从以下几个方面来进行具体地分析和介绍:第一, 可以建立系统的变形监测网结构。其中包括垂直方向和侧向上的观测系统, 监测形式可以准确地反映各种施工信息。第二, 把握沉降观测时间和频率。从观测的方式上可以看出, 对于路基旁边的边桩结构来说, 观测人员每天要进行至少一次的观测。如果地质的沉降量较大, 则每天需要进行两次以上的观测。同时, 观测人员根据观测的数据, 找到沉降量、观测时间以及回填土的高度等之间的关系, 并且绘制成曲线图的方式。工作人员只有对具体的情况进行分析和研究, 才能够准确的把握地基的沉降量, 进而保证地基的整体稳定性。如果出现了异常的现象就可以对其进行及时地改进和优化。第三, 重视沉降观测资料的应用水平。理论和实际相连接是保证实践科学性和准确性的前提和基础, 因此, 在实际建筑工程中可以看出, 只有根据具体的数据资料信息, 加强动态设计工作的力度, 才能够从根本上保证路基沉降控制工作的高效性。
2.3 重视施工设计和现场施工
为实现对地沉降的有效控制, 整个路基施工阶段, 设计的时候应结合路基施工实际情况进行设计, 进行动态设计, 促进设计水平提高, 从而取得更好的地基处理效果。地质核查时发现不良地质, 或者复合地基承载力实验不能满足要求时, 要重新评定地基处理措施, 对总沉降量和工后沉降进行估算。如果工后沉降不能满足要求时, 应该修改设计。路基填筑和预压观测时, 要进沉降观测分析, 预测总沉降量, 计算沉降冗余。病确定好预压高度和预压时间, 实现对路基沉降的有效控制, 达到严格控制路基沉降的目的。
2.4 合理组织路基工程施工
路基工程与桥梁、隧道、涵洞等连接处, 往往会产生过渡段工程, 由于二者的结构性质和沉降变形不一致, 因而是沉降控制的关键部位为此, 应该合理组织工程施工, 对过渡段进行严密的施工组织设计, 提高填料施工质量, 保证沉降观测期足够确保铺轨前剩余沉降满足施工规范要求施工组织设计要在时间上做好安排, 避开雨季, 确保在旱季进行过渡段施工优先安排软土地段的地基施工, 确保排水固结、复合地基承载力等满足要求如果是高填方路基填筑施工, 应该全面考虑地基条件、填筑速率等内容, 做好施工方案设计工作, 促进施工效果提升考虑过渡段实际情况, 保障路基施工尽可能连续进行, 优化施工组织设计方案如果两过渡段之间的路基较短, 应该尽早完成过渡段两侧结构物。提高施工效果排水井和其它相关工程施工时, 应结合实际需要进行统筹安排和合理规划, 避免给路基工程带来不利影响, 有效保障路基工程施工质量。
2.5 加强施工过程质量控制
要想有效控制路基沉降量, 加强施工过程的质量控制是关键与核心。施工单位应该提高对地基处理和路基填筑的思想认识, 做好工艺试验工作, 进而增强沉降控制的可靠性和实效性。进行地基处理试验时, 要含理确定材料选择、配合比设计、施工机械设备选择、成验施工工艺参数等数据和指标, 并经过工艺试验后确定材料配比、施工设备要求、桩长控制方法、工艺参数指标等。路基施工和处理时严格按照要求进行, 控制好路基处理深度、桩长、桩间距、单桩、复合地基承载力另外在施工中, 填料采用分层摊铺、填筑、压实的方式, 确保每层压实质量合格进而达到提高整个路基填筑施工质量的目的, 实现对路基沉降的有效控制。
结束语
总之, 在铁路工程施工中, 路基沉降控制是非常关键的内容, 对确保工程质量, 促进列车安全运行具有重要作用今后在施工中, 应该结合工程实际情况, 综合采取有效对策, 确保工程质量, 提高路基沉降控制水平, 从而促进列车安全、顺利通行。
摘要：在铁路工程施工的过程中, 工程质量是整个工程的生命, 只有保证铁路工程的施工质量, 才能够保证行车的安全。在实际的工程建设中, 铁路的路基很容易出现沉降的现象。对此, 施工人员需要根据工程的需要, 将先进的控制技术应用到其中, 加强对地质状态的监控力度。尽量降低施工路基沉降的程度, 保证工程的整体质量。本文中, 笔者主要对铁路路工程施工路基沉降控制工作进行研究, 希望能够给相关的工作人员提供借鉴和参考。
关键词：铁路工程施工,路基,沉降控制,变形监测
参考文献
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控制沉降 篇11
【关键词】高填方路基；沉降控制；快速施工技术
0.前言
我国经济的突飞猛进发展和人民生活水平的日渐提高，加快了我国高速公路的发展，由此我国的高速公路建设也进入了蓬勃发展的阶段。当前我国的高速公路在建设过程中必须充分考虑地质地形和气候等多种条件，而随着高填方路基的不断出现，施工的难度也随之增加，这就使得稳定沉降成为其迫切需要解决的问题。所以，提高高填方路基的快速施工技术、加强其沉降控制已经成为当前公路工程施工中必须重视的问题。
1.公路高填方路基的快速施工技术
1.1施工技术特点
高填方路基常指填筑断面的面积、路堤的累计沉降以及填筑的高度都比较大的公路路基，它的施工工序比较复杂。由于高填方路基的填筑断面面积比较大，所以工程量就会非常大，因而工期比较长，在施工过程中会涉及到各种填筑问题，因而很难控制好它的质量。高填方路基的填筑高度也比较大，所以路基的边坡一定要具备充足的稳定性和充足的整体抗压性。路基自身累计沉降大便使得路堤施工单位必须严格控制路堤的沉降高度，不允许有丝毫的误差存在。另外高填方路基施工结束后其使用过程中常会出现各种各样的问题，以至于加大了维修整治的困难，而车辆运营阶段该路基又经常会出现各种病害，比如路基边坡出现滑动，路基整体和局部会出现沉降，还有路基出现开裂现象等。在路基填筑结束后，尽管地基能够承受的土压力可以保持稳定，但是道路通行期间不仅会受到土压力，还会受到行车和外界环境等诸多方面因素的影响，所以在高填方路堤施工完成后的一年时间里一定要加强养护工作。
1.2快速施工工序
高填方路基在快速施工时，涵盖施工前的试验、填筑以及压实等多道工序。施工之前必须开展填筑试验，一般要以填方地段为试验路段，长度控制在200米左右。试验时，所需设备的类型和参数也要反复进行试验，这样才能将工程里的各种设备及参数确定下来，以便施工阶段作业的顺利开展。施工之前一定要认真勘察填方区域，熟悉掌握地质以及图纸的情况，对于特殊地基要结合相关施工规范，采取有效措施处理好地基。一般情况下需把地面树木以及腐殖土都清除干净，并且要把降积水排除干净，进行晾晒和平整，之后还要在原来的地面开挖出宽度超过1米的台阶，并用压路机对其进行碾压，一直到确保压实度满足施工规范要求为止。
2.沉降控制技术措施分析
2.1分析沉降的方法
高填方路基发生沉降主要表现在路基的沉降，它包含两方面的内容，一种是沉降本身，另一种则是对沉降的预测。通常路基沉降技术以及预测的方法分为两种，第一种属于分层综合法，它是按照施工规范和相关的标准准确计算出路基最后的沉降量，该方法在实际施工中应用的比较广泛；第二种属于数值计算法，也就是借助成熟的理论，结合土质特点，构建出不同的模型，进而利用计算机把各限元沉降量给计算出来。还有一种方法是在实际沉降资料基础上，把路基沉降量推算出来，由于这种方法优势比较明显，所以在实际工程中经常被采用。沉降预测方法是结合施工现场的实测数据而进行的，这种方法既简单易行，又便于操作，因而结果和实际情况比较吻合.前两种方法要根据实际工程案例进行衡量，然而由于取样过程中的干扰因素比较多，所以实际结果要和理论沉降量有很大的区别。在高速公路工程中，最为重要的是对预测和对施工后的沉降进行控制。然而实际施工时，要全面预测并分析路基沉降的数据，对于施工工艺要合理进行选择，只有这样才能确保路基的沉降稳定性。
2.2采取控制沉降的技术
实际施工过程中，对沉降的控制要从施工准备阶段就开始，在工程施工的前期，一定要先设置2到3个观测基点，而且基点设置的位置一定要在沉降范围之外的地方，然后辅助以全站仪以及水准仪等各种精密仪器，对基点位置标高和相关基线的方位进行测量，一般情况下路基两边位置也就是堤坡脚处以及坡脚之外2米和4米 处，要在对称点位置设置三个观测点，每个观测点之间要保持200米的距离，所有的观测点都要采用钢筋混凝土将其浇筑为土桩，其尺寸大小一般为15×15×150cm。施工人员填筑路基前，要把全站仪测定好的基点标高以及基线方位当作初始位置的设置标准，并且要仔细做好记录；正式对路基浇筑前，至少每天要对施工现场观测一次，假如观测点位移和沉降数值变得比较小时，则可以每三天测量一次；假如没有多大变化，就可以一星期测量一次，所有的观测数据都要做好详细的记录。
为了控制好沉降，在整个施工过程中一定要先将填层的厚度以及填筑的宽度控制好。在对每一层进行初平后，还需检查一遍填层的厚度，通常填筑厚度不得低于30厘米。假如检查过程中出现大于施工规范范围内的，就要采取适当的减薄措施。在借助推土机初铺时，一定要控制好摊铺的宽度，摊铺宽度不能小于设计的宽度，一般需以超过50厘米为最佳范围，这样路基边缘压实度就可以得到保证。填筑路堤时，必须派专人监管施工现场，全程指挥施工现场的工作，以便确保填层的厚度以及平整度可以满足相关标准的要求，进而促使路基密实度也可以满足施工规范要求。另外施工人员一定要严格控制填层土质的质量，但是填筑前要经过大量试验以便确定填料质量的合格，如果填料土里面含有有害杂质坚决不能采用。假如填料土质不一样就需因地制宜，也就是对于不同的土质要填筑不一样的填料，在这个过程中填料必须连续进行填筑，其厚度不能小于50厘米。简单而言强度越小透水性越差的土就要填筑在最下层，相反的强度越大土质越好的良性土就需要填筑在上层。填土时一定要确保压实度达到施工规范要求，每一层填筑完都需要派专业人员检测试验压实度，特别是比较薄弱的路基地段，必须做完善的抽查试验，一旦密实度不能满足施工要求，就要采取强夯法等有效措施及时进行处理，以确保路基压实度达标。在对高填土路基进行施工时，事先要做好排水工作。
2.3采取快速补强的措施
整个高填方路基快速施工以后可能会出现路基下沉以及路面不均匀沉降或者侧移等各种隐患，这时便可以拟定对局部进行压密注浆的方法进行处理。所谓压密注浆法也就是在一定压力下，先填充好原地层出现的空隙和裂隙，随后伴随着压力的不断增大，顺着土体的最小主应力面劈裂，在浆液的不断扩散与延伸下，便会产生板状以及树根状的浆脉，并能和原状土结合成质量非常好的复合地基。这种施工工艺不仅可以将路基的承载力提高，还能加快施工的速度，并将工程的造价成本降低。
3.结语
总而言之，伴随着我国公路工程项目的高速发展，高填方路基施工面积也不断扩大。在整个高填方路基施工过程中最为关键的环节便是对工程施工质量的控制，特别是对沉降的控制。整个施工过程一定要严格遵守高填方路基施工的标准，熟悉掌握影响沉降形成的原因，采取科学合理的施工技术，做好施工现场人员的指挥与调度工作，只有这样才能控制好路基的沉降，将高填方路基的施工水平提高。 [科]
【参考文献】
[1]赵龙龙.高填方路基下沉的原因分析及对策[J].山西科技，2013（01）.
铁路施工中路基沉降控制策略探究 篇12
自改革开放以来, 我国的铁路建设工程不断发展, 科研人员进行了许多软土路基的研究与勘查, 获得了可观的科技成果。无论是地基沉降分析, 还是地基沉降控制策略, 都有一套系统的设计原则。有关专家建立了铁路路基沉降检测和计算的技术体系, 找到了不同地理条件下不同的路基沉降分析与控制方法, 为今后铁路施工的路基沉降控制打下了坚实的科学基础。
1 工程概况
在探究铁路路基沉降控制策略的过程中, 结合成兰铁路穿越冲积平原的施工特点, 选择了成兰铁路路基试验段作为研究对象, 并针对路基工程各个工点的工程特征、数据筛选、地质勘察、沉降计算、变形监测、沉降控制等, 实施了相对系统而完善的归纳总结。在这一铁路工程中, 有不少特殊地质与岩土, 因此, 工程在施工过程中容易遇到软土路基沉降值超出标准、过渡段不够均匀、基床冒泥翻浆等各种问题。
2 铁路施工中路基沉降控制策略
2.1 排水固结法
排水固结法又可分为塑料排水板、真空预压、砂桩联合堆载法。在路基沉降控制过程中使用塑料排水板, 首先要铺平路面, 摊铺好下面的砂垫层, 然后按照打设板位的标识, 将打设机定位好。然后安置管靴、沉设套管, 打设到预定标高位置, 把套管高度提升, 再剪断塑料排水板, 最后对打设情况加以审查, 确认无误后就可以将打设机移到下一个板位。该方式在应用过程中, 需注意清理排水板上的污泥, 同时确保排水板露出第一砂垫层15 cm。排水板打设结束后, 还需用砂料将四周的孔洞埋好填。塑料排水板的作业方式与流程如图1所示。真空预压则是先清理表土, 在软土路基表层铺上砂垫层, 再埋设好垂直型排水管道, 利用全封闭的薄膜将之和空气隔离开来, 并对密封膜的端口实施埋压处理。然后经由砂垫层中埋设的吸水管道, 采取真空泵等形式完成真空抽取, 让膜下产生负压, 从而提高路基应力, 预防路基沉降[1]。例如, 在该铁路工程中, 真空滤管采用了直径60 cm的软管, 并以长度为10 cm的胶管连接起来。铺设土工布时, 采取了先端部后中间的方法。铺膜时, 将膜的四边都埋入了压膜沟中, 深度为15 cm, 加固区覆水25 cm。当真空预压达到预定标准之后, 再实施堆载。砂桩联合堆载要先清理场地, 铺设好土工格栅, 采用绑扎锚固法提高格栅强度, 并快速进行埋填。路基两边用3m土工布包边, 分为三次实施填筑。例如该工程的首次填筑高度为7 m, 第二次填筑高度10 m, 最后一次填筑高度2.5 m。堆载预压时, 要对沉降值进行实时观测, 通常要把沉降值控制为15 mm内, 且工后沉降不得高于20 mm, 如图1所示。
2.2 搅拌桩加固法
搅拌桩加固法属于水泥土桩的一种。运用搅拌桩加固法进行路基沉降控制, 要先清理施工现场, 采取分层回填的方式把路面碾压密实。施工前, 要按照设计需求进行试桩, 桩的数目需多于两根。在该铁路工程施工中, 其水泥选用了32.5级的普通硅酸盐水泥, 且水泥加入量占加固湿土总重量的15%。在搅拌桩加固过程中, 首先将水泥搅拌机对准钻孔, 然后预拌下沉, 接着喷浆搅拌提升, 再重复搅拌下沉。在水泥搅拌桩加固时, 要确保搅拌桩底盘与导向架保持垂直状态, 且垂直偏差要控制在1%以内, 桩位偏差不能超过50 mm[2]。施工时, 桩体搅拌要确保连续、均匀, 复搅下沉时, 可以选用喷浆工艺进行施工。待水泥浆液涌至出浆口时, 再喷浆搅拌约30 s, 最后提升搅拌头。采取竖向承载搅拌桩加固时, 停浆面需超过设计标高约3~5 m。搅拌桩加固的施工工艺流程如图2所示[3]。在该铁路工程中, 运用了搅拌桩加固后, 其孔隙水压数值开始下降, 最高值仅为20~35 k Pa。当桩土处在地基中不同方位时, 其应力也会有所不同。如果负荷逐渐提高, 其桩土应力比也会随之增加。到了放置后期, 该工程部分测点的桩土应力比也开始下降, 最高为6.2~11.4。当负载稳定之后, 其应力比的平均数值为3~5。
2.3 CFG桩加固法
CFG桩加固和管桩加固同属于桩网结构法。CFG桩加固法要首先对准桩位, 根据设计需求在桩的中心位置插上标杆, 再将CFG桩机移到指定桩位上, 校对好具体方位。开钻前, 要测量好钻具长度, 确保成孔深度达标。钻进时, 平台要维持在平衡状态, 穿越软性黏土层时, 要确保钻杆垂直, 尽量避免钻杆摆动。如果电流值接近于140 A, 就要立即提高排土量。当CFG桩成孔至预定标高之后, 就可停止钻进。在压灌时, 斗内混凝土容量需高于进料口5 cm左右。成桩提升速度应控制在2~3 m/min。施工时, 桩顶需超出设计标高0.5 m以上, 当一根CFG桩施工结束后, 再重复进行下一次桩位施工。在进行CFG桩施工时, 必须严格按照图纸进行, 不可漏打或少打。CFG桩的桩位无论是纵向偏差还是横向偏差, 都要控制在5 cm内。施工过程中, 要确保CFG桩的完整性与连续性, 且要尽量避免混凝土产生超灌现象[4]。在该工程中, 其沉降值检测结果表明, 利用CFG桩进行加固, 其总沉降值明显降低, 侧面变形较小。在本工程施工时, 预应力管桩之间设置了2.8 m的间距, CFG桩之间则设置了1.8 m间距。对于CFG桩而言, 其桩顶和桩间土的应力存在较大差别, 桩顶应力大多为10~40 k Pa。当桩间距扩大后, 其土体性质也有所提高, 表现出复合地基的特征, 其桩土负载比为50%左右[3]。CFG桩复合地基的具体形态如图3所示。
3 不同控制策略对地基沉降产生的作用分析
从该工程各个试点的沉降数据检测结果看, 塑料排水板、真空预压、砂桩联合堆载能够在一定程度上满足工后沉降需求, 但需结合预压技术, 并放置较长时间。如果工程工期较紧, 则不建议选用上述方法。搅拌桩技术能够有效控制铁路路基沉降问题, 但其处理深度具有一定局限性, 如果用在无砟轨道中, 则需要尤为慎重, 且同时需结合堆载预压技术。CFG桩具有十分显著的沉降控制功能, 其沉降稳定无需耗费过多时间, 且效果最好, 能够用在无砟轨道或其他特殊软土路基的加固过程中, 其缺点是施工成本较高[4]。在不同铁路地基中, 各种控制策略对地基沉降产生的作用可见表1所示。
4 结束语
综上所述, 在铁路施工过程中, 路基的沉降控制是极为重要的因素, 能够直接决定铁路工程的建设质量, 确保列车安全、稳定行驶。铁路施工中, 路基沉降控制策略的具体应用方法较为丰富, 如排水固结法、水泥土桩法、桩网结构法等, 而不同的方法运用到不同地基的沉降控制中, 又会产生不一样的效果。因此, 专业人员要深入实地进行考察, 结合当地的实际地质特点, 选择对应的沉降控制策略, 以便提高铁路工程质量。
参考文献
[1]王美霞.高速铁路软土路基沉降预测研究[D].大连:大连交通大学, 2012.
[2]赵新益, 李时亮, 汪莹鹤.铁路软土地基路基沉降控制技术研究[J].铁道工程学报, 2015, 32 (5) :18-22.
[3]刘涛.土压平衡盾构穿越淤泥质地层铁路路基沉降控制技术[J].铁道建筑技术, 2014, 31 (S1) :138-142.