摘 要：填石路基方案在軟土地基道路施工中的應用，由于填石路基沉降量大，石料與土壤界面難以確定的因素，影響填石路基工程量計量的準確性。本文采用了三種不同確定工程量的方法，驗證能準確、及時、高效地反映填石路基工程量的方案。
關健詞：填石路基 沉降值理論計算 沉降標 探地雷達
江蘇蘇南太湖流域湖泊、河流星羅密布，平原地帶為河湖相、海相及沼澤相等沉積而成，造就了以淤泥質亞粘土為主的軟土地基，該土層特征反映為壓縮性大，強度低，透水性差，而且賦存于上部粘性土中的地下水，埋深0.5-1m,并因季節(jié)變化水位升降變幅在1.0m左右。因此，技術可靠、經濟合理、施工快捷的塊石擠淤、填石路基的施工方案在該地區(qū)公路建設中得到了廣泛采用。
填石路基在不同的路段、不同的土質、不同的填筑高度、軟土層埋藏深淺不一的情況下，其固結過程的快慢不同，對地基的總沉降也不同。另路基范圍內的塊石擠淤方案在擠淤深度和塊石與淤泥的界面很難確定，造成填石路基的工作量很難確定。經過多年填石路基工程施工的工程量計量方案分析、總結，逐步探討出較為完善的計量方法如下：
1、沉降量預測
根據歷年來在軟土路基道路項目工程施工建設中總結出符合填石路基沉降量計算的經驗公式：
Sd=Σ1.5（△σ2-△σm）△h/E
式中：E—土的彈性模量（KPa）
△σ2—各分層中心處的附加壓力（KPa）
△σm—荷重增加后平均應力增量（KPa）
△h—軟土層的厚度
根據上述公式計算出填石路基的工后沉降值，加上清淤后填石路基測量的工程量即為填石路基總工程量。
由于該方案受到了地質變化的限制&考試大&，軟土層的厚度和相關參數(shù)只有從工程地質勘探報告中查得，而道路工程占線長，勘探報告不能反映整個沿線的地質情況，大部分地段的工后沉降值依據相鄰的地質報告中的地質情況推算而成，有部分偏差。
2、觀測沉降標確定填石路基沉降量
用沉降標的沉降觀察確定填石路基在整個工程建設中的沉降量。沉降標由底座、管節(jié)及保護帽三部分組成。
2.1.沉降板制作
底板由20mm厚1m×1m的方形鐵板制作而成，上面安裝管節(jié)（可相互銜接的螺紋管節(jié)，每節(jié)50cm），保護帽由醒目標記塑料套制成，用于保護管節(jié)上端螺紋，并且提醒工程施工中注意保護，避免人為或機械破壞。
2.2.沉降板的埋設
在施工路段沿線按一定的間距埋設沉降標，一般在原地面回填20cm砂墊層后，安放沉降標，注意底板水平，并在砂墊層上適當揉搓，使底板與砂墊層完全接觸，避免局部空虛。再回填夯實，為了使沉降板的管頂不受施工碾壓破壞和觀測方便，壓實后的管頂應低于壓實面20cm。
2.3.沉降測量
沉降標埋設時，隨即用四等水準測量首節(jié)管頂和底板的標高。第二次觀測測量接管上下二個管頂?shù)臉烁?，下一?jié)管頂標高用于計算第一次沉降量，上一節(jié)管頂標高作為下一次計算沉降量的初值，循序逐節(jié)升高，并做好資料填寫整理工作。
在施工過程中，每填筑一層路基要觀測一次，若相鄰兩層填筑間隔時間超過15天，中間應加測一次，以便觀測時間的間隔不大于10-15天，最后階段連續(xù)二個月沉降不大于0.5m，就可認為沉降趨于穩(wěn)定，可進行下一道結構層施工，計算出填石路基施工時段內的累計沉降量，并結合填石路基頂面標高，就可以計算出填石路基的工程量。
該方案優(yōu)點為操作簡單，觀測部位數(shù)據準確，觀察費用低，但由于沉降標的個數(shù)過密，影響工程施工，而且大部分沉降標埋設在魚塘、橋頭、溝槽及軟土地帶，這些地帶最終沉降量比其它路段的沉降值偏大，相鄰沉降標區(qū)域路段的沉降值以相鄰沉降標沉降量推算而成，故最終計算出的路基填石工程量偏高。3、探地雷達檢測填石路基工程量
3.1.工作原理
探地雷達檢測填石路基工程量是一種反射波檢測方法。由發(fā)送天線向地下不斷發(fā)送電磁脈沖，該脈沖在向地下傳播過程中若遇電性分界面即能產生反射脈沖返回地面，被接收天線接收，并由雷達主機記錄。根據地面以及目的層的層面兩次反射脈沖的時間差，結合電磁脈沖在該介質中的傳播速度，即可求得目的層的深度。
3.2 檢測的方法
首先，在標準路段上選點，用探地雷達檢測代表點的厚度及其它參數(shù)，并用開挖探坑驗證檢測的數(shù)據，確定電磁脈沖在介質中的傳播速度。
檢測時沿路基總寬布置五條等長于路基的縱向測線，將安裝在拖車后面的探地雷達儀分別沿五條縱向測線第間隔0.5米掃描一組數(shù)據，雷達掃描系統(tǒng)的數(shù)據采集，測點位置及波形記錄等均由系統(tǒng)自動完成，最后打印出各測點處的填石方厚度與測線樁號的對應關系曲線圖。根據五條縱向測線上各點數(shù)厚度的數(shù)據計算出填石路基的工程量。
探地雷達檢測方案，操作便捷，檢測速度快，檢測數(shù)據準確，適用于占線長，工程量大的路段檢測，是一種高精度的檢測方法，值得廣泛推廣。
4、工程實例
4.1.工程概況
吳江市經濟開發(fā)區(qū)江興東路，路基工程位于魚塘、小河及農田之上，根據地質報告反映土層情況如下：
序號 土 層 名 稱 特 征 層厚（m） PS（MPa） [σ0] （KPa） [P0]（g/cm3）
1 素填土（粘性土） 松軟 1.0-1.2 0.37 55 1.70
2 淤泥質亞粘土 流塑 3.5-6.7 0.28 30 1.65
3 亞粘土 軟塑 3.0-4.1 1.1 130 1.90
4 亞粘土 硬塑 2.7-3.4 2.61 200 1.98
5 亞粘土 中密 未揭穿 4.89 140 1.95
該路段路基采用蘇州地區(qū)砂巖和花崗巖進行填筑，魚塘及小河采用塊石擠淤的方法。該路段總長3.2Km，從中選擇了220m試驗段進行填石路基施工，用以上三種方案驗證哪一種方案的合理性。為了最終確定填石工程量的方案準確性，業(yè)主、監(jiān)理、工程隊對石料進場進行嚴格收方計量，試驗段完工累計收方量為11957M3。
4.2.理論測算填石工程量
根據地質報告中反映，E=（0.7-11.1）PS PS=0.28-0.37Mpa 魚塘回填深度3.7-0.8m，回填石料的容重按22kg/m3計取，淤泥厚度Δh按4.5-7.9m計取。各部分預測厚度見填石路基各計量方案曲線對照圖，計算出累計填石工程量為10458 M3。
4.3.采用沉降標觀測計算填石工程量
根據220m的路基施工長度每10m布設一處沉降標段面，每處沉降標段面3只沉降標，左、中、右分別布設一個沉降標。經過4個半月的路基施工，共進行了15次觀測，通過觀測結果確定各處觀察斷面的平均厚度（見填石路基各計量方案曲線對照圖），計算出的累計填石工程量為12493 M3。
4.4.采用探地雷達檢測填石路基工程量
測試采用SIR-10型美國生產的探地雷達系統(tǒng)，SIP-10型探地雷達系統(tǒng)是一種高精度全自動雷達掃描系統(tǒng)，包括數(shù)據采集，測點位置掃描及波形記錄等均由系統(tǒng)自動完成，檢測時沿路寬方向布置五條東西向的縱向測線，每條測線為220m，每間距0.5m采集一組數(shù)據，累計采集2200組數(shù)據。根據數(shù)據分析各部分的厚度，計算出的累計填石工程量為11785M3 噸?；窘咏旯な辗接嬃?1957M3噸，達到了預期的目的，完全信賴SIR—10型探地雷達檢測數(shù)據的正確性。
5、結論
5.1.填石路基在范圍小且正常路段施工時，理論計算沉降值基本反映了填石路基完工后實際路基底面標高，并計算出填石路基工程量。但占線長由于地質條件的變化影響理論計算沉降的準確性，故不宜在占線長、復雜路段工程中使用。
5.2.采用對沉降標各階段沉降觀測，最終計算填石路基工程量?？稍诜秶碗s的施工地段使用，如漁塘、溝槽，橋頭等，能準確反映復雜地段各階段填石路基的沉降量及回填厚度。由于沉降標布設的數(shù)量與位置受到限制，故不能完全反映占線長、工程量大的填石路基工程。
5.3.采用探地雷達系統(tǒng)檢測路基厚度，確定填石工程量是一種高精度、高效率、快捷、準確的檢測方法，可以在短時間內采集大量相關數(shù)據且不受地形，地質條件變化的影響，在占線長、工程量大、地形、地質復雜的道路工程建設中應廣泛使用。
關健詞：填石路基 沉降值理論計算 沉降標 探地雷達
江蘇蘇南太湖流域湖泊、河流星羅密布，平原地帶為河湖相、海相及沼澤相等沉積而成，造就了以淤泥質亞粘土為主的軟土地基，該土層特征反映為壓縮性大，強度低，透水性差，而且賦存于上部粘性土中的地下水，埋深0.5-1m,并因季節(jié)變化水位升降變幅在1.0m左右。因此，技術可靠、經濟合理、施工快捷的塊石擠淤、填石路基的施工方案在該地區(qū)公路建設中得到了廣泛采用。
填石路基在不同的路段、不同的土質、不同的填筑高度、軟土層埋藏深淺不一的情況下，其固結過程的快慢不同，對地基的總沉降也不同。另路基范圍內的塊石擠淤方案在擠淤深度和塊石與淤泥的界面很難確定，造成填石路基的工作量很難確定。經過多年填石路基工程施工的工程量計量方案分析、總結，逐步探討出較為完善的計量方法如下：
1、沉降量預測
根據歷年來在軟土路基道路項目工程施工建設中總結出符合填石路基沉降量計算的經驗公式：
Sd=Σ1.5（△σ2-△σm）△h/E
式中：E—土的彈性模量（KPa）
△σ2—各分層中心處的附加壓力（KPa）
△σm—荷重增加后平均應力增量（KPa）
△h—軟土層的厚度
根據上述公式計算出填石路基的工后沉降值，加上清淤后填石路基測量的工程量即為填石路基總工程量。
由于該方案受到了地質變化的限制&考試大&，軟土層的厚度和相關參數(shù)只有從工程地質勘探報告中查得，而道路工程占線長，勘探報告不能反映整個沿線的地質情況，大部分地段的工后沉降值依據相鄰的地質報告中的地質情況推算而成，有部分偏差。
2、觀測沉降標確定填石路基沉降量
用沉降標的沉降觀察確定填石路基在整個工程建設中的沉降量。沉降標由底座、管節(jié)及保護帽三部分組成。
2.1.沉降板制作
底板由20mm厚1m×1m的方形鐵板制作而成，上面安裝管節(jié)（可相互銜接的螺紋管節(jié)，每節(jié)50cm），保護帽由醒目標記塑料套制成，用于保護管節(jié)上端螺紋，并且提醒工程施工中注意保護，避免人為或機械破壞。
2.2.沉降板的埋設
在施工路段沿線按一定的間距埋設沉降標，一般在原地面回填20cm砂墊層后，安放沉降標，注意底板水平，并在砂墊層上適當揉搓，使底板與砂墊層完全接觸，避免局部空虛。再回填夯實，為了使沉降板的管頂不受施工碾壓破壞和觀測方便，壓實后的管頂應低于壓實面20cm。
2.3.沉降測量
沉降標埋設時，隨即用四等水準測量首節(jié)管頂和底板的標高。第二次觀測測量接管上下二個管頂?shù)臉烁?，下一?jié)管頂標高用于計算第一次沉降量，上一節(jié)管頂標高作為下一次計算沉降量的初值，循序逐節(jié)升高，并做好資料填寫整理工作。
在施工過程中，每填筑一層路基要觀測一次，若相鄰兩層填筑間隔時間超過15天，中間應加測一次，以便觀測時間的間隔不大于10-15天，最后階段連續(xù)二個月沉降不大于0.5m，就可認為沉降趨于穩(wěn)定，可進行下一道結構層施工，計算出填石路基施工時段內的累計沉降量，并結合填石路基頂面標高，就可以計算出填石路基的工程量。
該方案優(yōu)點為操作簡單，觀測部位數(shù)據準確，觀察費用低，但由于沉降標的個數(shù)過密，影響工程施工，而且大部分沉降標埋設在魚塘、橋頭、溝槽及軟土地帶，這些地帶最終沉降量比其它路段的沉降值偏大，相鄰沉降標區(qū)域路段的沉降值以相鄰沉降標沉降量推算而成，故最終計算出的路基填石工程量偏高。3、探地雷達檢測填石路基工程量
3.1.工作原理
探地雷達檢測填石路基工程量是一種反射波檢測方法。由發(fā)送天線向地下不斷發(fā)送電磁脈沖，該脈沖在向地下傳播過程中若遇電性分界面即能產生反射脈沖返回地面，被接收天線接收，并由雷達主機記錄。根據地面以及目的層的層面兩次反射脈沖的時間差，結合電磁脈沖在該介質中的傳播速度，即可求得目的層的深度。
3.2 檢測的方法
首先，在標準路段上選點，用探地雷達檢測代表點的厚度及其它參數(shù)，并用開挖探坑驗證檢測的數(shù)據，確定電磁脈沖在介質中的傳播速度。
檢測時沿路基總寬布置五條等長于路基的縱向測線，將安裝在拖車后面的探地雷達儀分別沿五條縱向測線第間隔0.5米掃描一組數(shù)據，雷達掃描系統(tǒng)的數(shù)據采集，測點位置及波形記錄等均由系統(tǒng)自動完成，最后打印出各測點處的填石方厚度與測線樁號的對應關系曲線圖。根據五條縱向測線上各點數(shù)厚度的數(shù)據計算出填石路基的工程量。
探地雷達檢測方案，操作便捷，檢測速度快，檢測數(shù)據準確，適用于占線長，工程量大的路段檢測，是一種高精度的檢測方法，值得廣泛推廣。
4、工程實例
4.1.工程概況
吳江市經濟開發(fā)區(qū)江興東路，路基工程位于魚塘、小河及農田之上，根據地質報告反映土層情況如下：
序號 土 層 名 稱 特 征 層厚（m） PS（MPa） [σ0] （KPa） [P0]（g/cm3）
1 素填土（粘性土） 松軟 1.0-1.2 0.37 55 1.70
2 淤泥質亞粘土 流塑 3.5-6.7 0.28 30 1.65
3 亞粘土 軟塑 3.0-4.1 1.1 130 1.90
4 亞粘土 硬塑 2.7-3.4 2.61 200 1.98
5 亞粘土 中密 未揭穿 4.89 140 1.95
該路段路基采用蘇州地區(qū)砂巖和花崗巖進行填筑，魚塘及小河采用塊石擠淤的方法。該路段總長3.2Km，從中選擇了220m試驗段進行填石路基施工，用以上三種方案驗證哪一種方案的合理性。為了最終確定填石工程量的方案準確性，業(yè)主、監(jiān)理、工程隊對石料進場進行嚴格收方計量，試驗段完工累計收方量為11957M3。
4.2.理論測算填石工程量
根據地質報告中反映，E=（0.7-11.1）PS PS=0.28-0.37Mpa 魚塘回填深度3.7-0.8m，回填石料的容重按22kg/m3計取，淤泥厚度Δh按4.5-7.9m計取。各部分預測厚度見填石路基各計量方案曲線對照圖，計算出累計填石工程量為10458 M3。
4.3.采用沉降標觀測計算填石工程量
根據220m的路基施工長度每10m布設一處沉降標段面，每處沉降標段面3只沉降標，左、中、右分別布設一個沉降標。經過4個半月的路基施工，共進行了15次觀測，通過觀測結果確定各處觀察斷面的平均厚度（見填石路基各計量方案曲線對照圖），計算出的累計填石工程量為12493 M3。
4.4.采用探地雷達檢測填石路基工程量
測試采用SIR-10型美國生產的探地雷達系統(tǒng)，SIP-10型探地雷達系統(tǒng)是一種高精度全自動雷達掃描系統(tǒng)，包括數(shù)據采集，測點位置掃描及波形記錄等均由系統(tǒng)自動完成，檢測時沿路寬方向布置五條東西向的縱向測線，每條測線為220m，每間距0.5m采集一組數(shù)據，累計采集2200組數(shù)據。根據數(shù)據分析各部分的厚度，計算出的累計填石工程量為11785M3 噸?；窘咏旯な辗接嬃?1957M3噸，達到了預期的目的，完全信賴SIR—10型探地雷達檢測數(shù)據的正確性。
5、結論
5.1.填石路基在范圍小且正常路段施工時，理論計算沉降值基本反映了填石路基完工后實際路基底面標高，并計算出填石路基工程量。但占線長由于地質條件的變化影響理論計算沉降的準確性，故不宜在占線長、復雜路段工程中使用。
5.2.采用對沉降標各階段沉降觀測，最終計算填石路基工程量?？稍诜秶碗s的施工地段使用，如漁塘、溝槽，橋頭等，能準確反映復雜地段各階段填石路基的沉降量及回填厚度。由于沉降標布設的數(shù)量與位置受到限制，故不能完全反映占線長、工程量大的填石路基工程。
5.3.采用探地雷達系統(tǒng)檢測路基厚度，確定填石工程量是一種高精度、高效率、快捷、準確的檢測方法，可以在短時間內采集大量相關數(shù)據且不受地形，地質條件變化的影響，在占線長、工程量大、地形、地質復雜的道路工程建設中應廣泛使用。