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摘要:公路建设工程项目的增加为我国公路路基施工技术积累了丰富的经验,为我国公路路基施工技术的发展奠定了基础。根据路基沉降观测数据、室内试验结果、路堤在压实实机械作用下的动应力分布规律、路基稳定可靠性分析结果进行路基填筑质量控制，进而选择不同的施工设备、施工工艺。该技术将路基沉降观测与路堤填筑同步进行，是一种控制路基施工质量的有效方法。
关键词:公路路基；施工技术；观测；
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
现代公路路基施工技术的应用中已经越来越多的采用路基施工新技术,以此提高公路路基建设施工竞技性、提高路基稳定性与使用寿命。目前，高速公路路基施工对路基沉降观测重视不够，《公路路基施工技术规范》(JTU F10-2006)仅要求对软土地区路基施工进行路基沉降观测，而对其他路基施工未做要求。并且规范中路基沉降观测仅推荐了沉降板、沉降桩两种观测方法。这种方法不精确，测量结果误差大且影响施工。本研究将路基沉降观测与路堤填筑同步进行，利用土石方填筑体沉降观测仪进行路基沉降观测。根据路基沉降观测数据、室内试验结果、路堤在压实机械作用下的动应力分布规律、路基稳定可靠性分析结果进行路基填筑质量控制，进而选择不同的施工设备、施工工艺。
1土石方填筑体沉降观测仪
土石方填筑体沉降观测仪填设方便，读数精确，测试方便，且观测时对路基、路面施工没有影响，路基、路面施工也不影响观测结果，还可以在通车后长久观测。土石方填筑体沉降观测仪测量原理是利用设置于填筑体内的测量管中水的液面始终与填筑体外观测管的液面位于同一高度而制成，如图1所示。在沉降观测仪的测量管中注入油，并在油的注入通道上设置一液体除气装置;液体除气装置由设有进液口、出液口、排气口的腔体构成;进液口、出液口设置于腔体侧壁，且进液口位置比出液口高;排气口设置于腔体顶部。土石方填筑体沉降观测仪构造如图2所示。
在测量管中注入油并在注油通道上设置液体除气装置的结构，可有效克服现有水管式沉降观测仪在使用中测量管中产生汽泡而导致测量精度低的弊端，有效地提高了沉降观测仪的测量精度及可靠性，且结构简单，加工制造容易，适用于路堤内部的沉降测量。土石方填筑体沉降观测仪主要是由沉降测头、管路、量测板(观测台)等3个部分构成。
2施工工艺流程
施工工艺流程见图3。
2.1布设现场沉降观测点
(1)选取观测基准点(水准点和位置控制点)。水准路线是沿公路路线布设，水准点宜设于公路中心线两侧50-300 m范围之内。
(2)规划整体观测网。规划整体观测网要求为:特殊路段如高填方路段、软基路段、采空区路基等，每段一个观测点;正常路段每公里布设一个观测点。
(3)布设局部观测点。局部观测点布设方式。
2. 2安装土石方填筑体沉降观测仪和土压力测试仪器
(1)埋设线路的开挖。采用挖沟槽的方法进行埋设，在路堤尚未填筑之前选定测量断面开挖约30 cm宽,30 cm-35 cm深的沟槽，以避免与路堤填筑施工互相十扰。
(2)测头和管路的埋设。将各管路沿己整平的沟槽内蛇形平行放入沟槽底部，连接测头，埋设压力盒，并将管线引至观测房的测量板上。然后采用细砂以反滤形式人工回填压实。
(3)管路连接。将各管路对号入位接到脱气等压室和量测板上，打开脱气等压室排气阀门，依次从抽送油加压桶向脱气等压室允水排气后，打开进油管、排气管、排油管阀门，进而向进油管允油排气;待排油管内有油流出后，打开量测管阀门，加压允油排气，使其油位升高一点，关进油阀，待管内液位稳定后，读出油面刻尺数值。
2. 3路基动力试验
在现场进行了路基动力试验，得到路堤在压实机械作用下的动应力分布规律，为施工设备、施工工艺的选择及评价路堤的沉降稳定性提供基础数据。
2. 3. 1沉降观测及土压力读数
(1)仪器检测。第一次计数前对油管、护管、阀门、测头和量测系统等仪器进行全面地检测。
(2)数据的读取、计算沉降数值。在量测板的刻度尺上读取水准值，在土压力测试仪器上直接读取土压力数值。
2. 3. 2数据处理
通过对国家四等水准测量手簿进行改造，设计出了能够反映工作基点点号名称、高程，水准仪的误差，水准尺的相关数据的表格。利用Excel电子表格软件能够进行基本的数据分析，编制能全面反映沉降设计与观测成果的报表。为了能够实现路堤填筑的动态检测，及时处理工程问题，要求对所观测数据现场进行处理，计算每层地基的沉降量，并绘制填土高度一沉降关系图，利用所测数据绘制路基横断面各点的高程图。
2. 3. 3计算路基在压路机循环荷载作用下的沉降
变形规律通过对沉降观测和土压力数据计算，得到路基在压路机循环荷载作用下的沉降变形规律。
2. 4室内试验
进行大量填料室内试验，得出不同的填料颗粒分布范围、最大十密度量值、在不同条件下的压实曲、各种条件下的渗透系数及沉陷特征和动静力学性。
2.5施工设备、施工工艺选择
利用自制的基于土体变异性的循环荷载下土体累积变形方法(含路基压实程序及其压实质量控制方法)，通过路堤在压路机循环荷载作用下的沉降变形规律，结合沉降观测和室内试验数据，选择不同的施工设备、施工工艺。
(1)压路机的选择。填土厚度为20 cm，使用不同吨位的单钢轮振动压路机，进行动力试验检测。当填土30 cm深处产生的土压力达到600 KPa时，为可使用的单钢轮压路机最小极限吨位，此时要选择大于该吨位的压路机。
(2)压实工艺的选择。选择不同的压实工艺，如振动压路机不同的振幅、频率组合，不同的压实遍数，不同的压实速度，进行碾压试验，24 小时后进行沉降观测。在压实度满足要求、路基稳定性分析后可靠的前提下，路基沉降量小于0. 05 mm的为合理的压实工艺，沉降量最小的为最佳压实工艺。
2.6施工设备、施工工艺优化
在路基填筑过程中根据新的沉降观测和动力试验数据，计算路基施工动态沉降变形规模，对施工设备、施工工艺进行优化。
2. 6. 1填土厚度優化
路基填土厚度一般为15 -30 cm，压路机使用尽量大的吨位，进行动力试验检测。当填土30 cm深处产生的土压力大于800 kPa时，可适当增加填土厚度。
2. 6. 2施工设备优化
当填料发生较大变化时，要对原先选择的压路机进行优化。当填土30 cm深处产生的土压力小于600 kPa时，要更换为性能更高的压路机。
3质量控制
控制点是进行各项观测的基本依据，控制点布设成控制网按统一的观测精度施测。控制网分布成平面控制和高程控制两类。网点布设均匀，至少要有3个控制点，且布置在变形区以外的稳定地区。
4结语
土石方填筑体沉降观测仪填设方便，读数精确，测试方便，且观测时对路基、路面施工没有影响，路基、路面施工也不影响观测结果，还可以在通车后长久观测。利用土石方填筑体沉降观测仪进行路基沉降观测，根据路基沉降观测数据、室内试验结果、路堤在压实机械作用下的动应力分布规律、路基稳定可靠性分析结果进行路基填筑质量控制和选择不同的施工设备、施工工艺。该技术将路基沉降观测与路堤填筑同步进行，是一种控制路基施工质量的有效方法。
参考文献:
[1]杨文礼，张红春，等.高速公路改扩建单侧加宽技术[M].北京:人民交通出版社，201 1.
[2]北京市政建设集团有限责任公司.CJJ1-2008城镇道路工程施工与质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.
[3]中国建筑科学研究院. JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2013.
[4]刘忠刚.真空联合堆载预压处理软上路基设计与施工[J].北方交通，2011 (3) :10.
关键词:公路路基；施工技术；观测；
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
现代公路路基施工技术的应用中已经越来越多的采用路基施工新技术,以此提高公路路基建设施工竞技性、提高路基稳定性与使用寿命。目前，高速公路路基施工对路基沉降观测重视不够，《公路路基施工技术规范》(JTU F10-2006)仅要求对软土地区路基施工进行路基沉降观测，而对其他路基施工未做要求。并且规范中路基沉降观测仅推荐了沉降板、沉降桩两种观测方法。这种方法不精确，测量结果误差大且影响施工。本研究将路基沉降观测与路堤填筑同步进行，利用土石方填筑体沉降观测仪进行路基沉降观测。根据路基沉降观测数据、室内试验结果、路堤在压实机械作用下的动应力分布规律、路基稳定可靠性分析结果进行路基填筑质量控制，进而选择不同的施工设备、施工工艺。
1土石方填筑体沉降观测仪
土石方填筑体沉降观测仪填设方便，读数精确，测试方便，且观测时对路基、路面施工没有影响，路基、路面施工也不影响观测结果，还可以在通车后长久观测。土石方填筑体沉降观测仪测量原理是利用设置于填筑体内的测量管中水的液面始终与填筑体外观测管的液面位于同一高度而制成，如图1所示。在沉降观测仪的测量管中注入油，并在油的注入通道上设置一液体除气装置;液体除气装置由设有进液口、出液口、排气口的腔体构成;进液口、出液口设置于腔体侧壁，且进液口位置比出液口高;排气口设置于腔体顶部。土石方填筑体沉降观测仪构造如图2所示。
在测量管中注入油并在注油通道上设置液体除气装置的结构，可有效克服现有水管式沉降观测仪在使用中测量管中产生汽泡而导致测量精度低的弊端，有效地提高了沉降观测仪的测量精度及可靠性，且结构简单，加工制造容易，适用于路堤内部的沉降测量。土石方填筑体沉降观测仪主要是由沉降测头、管路、量测板(观测台)等3个部分构成。
2施工工艺流程
施工工艺流程见图3。
2.1布设现场沉降观测点
(1)选取观测基准点(水准点和位置控制点)。水准路线是沿公路路线布设，水准点宜设于公路中心线两侧50-300 m范围之内。
(2)规划整体观测网。规划整体观测网要求为:特殊路段如高填方路段、软基路段、采空区路基等，每段一个观测点;正常路段每公里布设一个观测点。
(3)布设局部观测点。局部观测点布设方式。
2. 2安装土石方填筑体沉降观测仪和土压力测试仪器
(1)埋设线路的开挖。采用挖沟槽的方法进行埋设，在路堤尚未填筑之前选定测量断面开挖约30 cm宽,30 cm-35 cm深的沟槽，以避免与路堤填筑施工互相十扰。
(2)测头和管路的埋设。将各管路沿己整平的沟槽内蛇形平行放入沟槽底部，连接测头，埋设压力盒，并将管线引至观测房的测量板上。然后采用细砂以反滤形式人工回填压实。
(3)管路连接。将各管路对号入位接到脱气等压室和量测板上，打开脱气等压室排气阀门，依次从抽送油加压桶向脱气等压室允水排气后，打开进油管、排气管、排油管阀门，进而向进油管允油排气;待排油管内有油流出后，打开量测管阀门，加压允油排气，使其油位升高一点，关进油阀，待管内液位稳定后，读出油面刻尺数值。
2. 3路基动力试验
在现场进行了路基动力试验，得到路堤在压实机械作用下的动应力分布规律，为施工设备、施工工艺的选择及评价路堤的沉降稳定性提供基础数据。
2. 3. 1沉降观测及土压力读数
(1)仪器检测。第一次计数前对油管、护管、阀门、测头和量测系统等仪器进行全面地检测。
(2)数据的读取、计算沉降数值。在量测板的刻度尺上读取水准值，在土压力测试仪器上直接读取土压力数值。
2. 3. 2数据处理
通过对国家四等水准测量手簿进行改造，设计出了能够反映工作基点点号名称、高程，水准仪的误差，水准尺的相关数据的表格。利用Excel电子表格软件能够进行基本的数据分析，编制能全面反映沉降设计与观测成果的报表。为了能够实现路堤填筑的动态检测，及时处理工程问题，要求对所观测数据现场进行处理，计算每层地基的沉降量，并绘制填土高度一沉降关系图，利用所测数据绘制路基横断面各点的高程图。
2. 3. 3计算路基在压路机循环荷载作用下的沉降
变形规律通过对沉降观测和土压力数据计算，得到路基在压路机循环荷载作用下的沉降变形规律。
2. 4室内试验
进行大量填料室内试验，得出不同的填料颗粒分布范围、最大十密度量值、在不同条件下的压实曲、各种条件下的渗透系数及沉陷特征和动静力学性。
2.5施工设备、施工工艺选择
利用自制的基于土体变异性的循环荷载下土体累积变形方法(含路基压实程序及其压实质量控制方法)，通过路堤在压路机循环荷载作用下的沉降变形规律，结合沉降观测和室内试验数据，选择不同的施工设备、施工工艺。
(1)压路机的选择。填土厚度为20 cm，使用不同吨位的单钢轮振动压路机，进行动力试验检测。当填土30 cm深处产生的土压力达到600 KPa时，为可使用的单钢轮压路机最小极限吨位，此时要选择大于该吨位的压路机。
(2)压实工艺的选择。选择不同的压实工艺，如振动压路机不同的振幅、频率组合，不同的压实遍数，不同的压实速度，进行碾压试验，24 小时后进行沉降观测。在压实度满足要求、路基稳定性分析后可靠的前提下，路基沉降量小于0. 05 mm的为合理的压实工艺，沉降量最小的为最佳压实工艺。
2.6施工设备、施工工艺优化
在路基填筑过程中根据新的沉降观测和动力试验数据，计算路基施工动态沉降变形规模，对施工设备、施工工艺进行优化。
2. 6. 1填土厚度優化
路基填土厚度一般为15 -30 cm，压路机使用尽量大的吨位，进行动力试验检测。当填土30 cm深处产生的土压力大于800 kPa时，可适当增加填土厚度。
2. 6. 2施工设备优化
当填料发生较大变化时，要对原先选择的压路机进行优化。当填土30 cm深处产生的土压力小于600 kPa时，要更换为性能更高的压路机。
3质量控制
控制点是进行各项观测的基本依据，控制点布设成控制网按统一的观测精度施测。控制网分布成平面控制和高程控制两类。网点布设均匀，至少要有3个控制点，且布置在变形区以外的稳定地区。
4结语
土石方填筑体沉降观测仪填设方便，读数精确，测试方便，且观测时对路基、路面施工没有影响，路基、路面施工也不影响观测结果，还可以在通车后长久观测。利用土石方填筑体沉降观测仪进行路基沉降观测，根据路基沉降观测数据、室内试验结果、路堤在压实机械作用下的动应力分布规律、路基稳定可靠性分析结果进行路基填筑质量控制和选择不同的施工设备、施工工艺。该技术将路基沉降观测与路堤填筑同步进行，是一种控制路基施工质量的有效方法。
参考文献:
[1]杨文礼，张红春，等.高速公路改扩建单侧加宽技术[M].北京:人民交通出版社，201 1.
[2]北京市政建设集团有限责任公司.CJJ1-2008城镇道路工程施工与质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.
[3]中国建筑科学研究院. JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2013.
[4]刘忠刚.真空联合堆载预压处理软上路基设计与施工[J].北方交通，2011 (3) :10.