用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法及沉降板与流程

本发明涉及公路工程技术领域，具体而言，涉及一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法及沉降板。

背景技术：

目前，在公路施工过程中，当工程施工区域穿过平原区和低丘区时，存在着大部分公路路段为沼泽地的情况，或者为其他的软基路段。

而在现有的软基地区的公路施工方法中，存在着软基地区沉降观测未考虑路基填土的竖向变形的情况，而软基地区高填方填土层的竖向变形极大地影响了路基的稳定性。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法及沉降板，旨在解决如何进行软基地区填土层竖向变形观测的问题。

一个方面，本发明提出了一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法，包括：

步骤一：制作沉降板；

步骤二：在砂垫层或碎石垫层施工完成后，进行填土层施工，并在所述填土层的下侧设置所述沉降板；

步骤三：所述填土层填筑到超载预压路基顶后，停止填筑所述填土层，并对所述填土层进行沉降观测；

步骤四：获取所述填土层的竖向变形量。

进一步地，在所述步骤二中，所述填土层设置若干层，并在每一层所述填土层的下侧设置若干所述沉降板，若干所述沉降板沿路基中心线方向均匀的排列。

进一步地，在制作所述沉降板时，设置一平板，所述平板沿水平向设置，在所述平板的中心位置沿竖直方向设置一立杆，所述立杆上套设有一套筒，所述套筒沿竖直方向插设在所述填土层内，所述平板设置在所述填土层的下侧与所述填土层同步移动，所述平板带动所述立杆在所述套筒内滑动，通过观测所述立杆的移动距离，以获取所述填土层的竖向变形量。

进一步地，在安装所述沉降板时将所述沉降板找平，且所述立杆的倾斜度小于等于0.3％。

进一步地，所述立杆的上端露出最上层所述填土层的上侧面，且所述套管的长度小于所述立杆的长度。

进一步地，所述套筒内设置有砂子。

进一步地，在安装所述沉降板时，对所述沉降板2m-4m的范围进行夯实。

进一步地，每一层所述填土层下侧相邻的两所述沉降板间隔15m-25m。

进一步地，相邻两层所述填土层之间的所述沉降板的间距为1.5m-2.5m。

另一方面，本发明还提出了一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的沉降板，所述沉降板用于所述的用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法，所述沉降板包括：平板、立杆、套筒，所述平板沿竖直方向设置，所述立杆的下端与所述平板上侧面的中心位置连接，所述立杆沿竖直方向设置，所述套筒套设在所述立杆上，其中，所述立杆包括若干连接杆和连接件，若干所述连接杆沿竖直方向依次连接，所述连接件设置在相邻的两所述连接杆之间，以使得相邻的两所述连接杆可拆卸的连接在一起。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本方法通过在填土层下侧设置沉降板进行填土层的竖向变形观测，可以精确的观测出填土层的竖向变形值，本发方法简单，效率高，为路基沉降监测稳定性分析提供了准确的参数。

进一步地，通过对填土层进行分层设置，并在每一层填土层下侧设置若干沉降板，以进行每一填土层的沉降观测，通过观测沉降板的竖直移动量，进而能够准确的获取每一填土层的竖向变形量，不仅提高了填土层竖向变形观测结果的准确性，还极大地提高了填土层竖向变形观测的效率，提高了施工速度及效率。

进一步地，上述沉降板通过设置水平方向的平板与填土层的下侧接触，立板与填土层同步移动，同时在立板的中心位置沿竖直方向设置一立杆与平板连接，立杆与平板同步移动，当平板移动时，立杆沿竖直方向移动，从而通过观测露出填土层的立杆上端的竖直移动量，能够准确的获知填土层的竖向变形量。

进一步地，通过在立杆上套设一套筒，以使得立杆在套筒内滑动，套筒与填土层接触，避免了立杆与填土层的直接接触，防止立杆与填土层之间的摩擦力过大而导致立杆无法有效地竖直移动，从而影响填土层的竖向变形量的观测结果，通过设置套筒有效地提高了填土层的竖向变形量数据的准确性。

进一步地，通过在套筒内设置砂子，防止立杆倾斜而导致的观测结果的准确性，即通过在套筒内设置砂子，使得立杆保持竖直状态，进而提高了填土层的竖向变形量结果的准确性。

进一步地，上述沉降板结构，便于制造，使用方便，在节省制造成本的同时，通过上述使用沉降板进行填土层的沉降观测，不仅有效地解决了软基地区填土层竖向变形观测的问题，还极大地提高了施工效率。

本领域技术人员可以理解的是，上述用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法及沉降板具有的有益效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法地流程图；

图2为本发明实施例提供的沉降板结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1所示，本实施例提供了一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法，包括以下步骤：

步骤一s101：制作沉降板；

步骤二s102：在砂垫层或碎石垫层施工完成后，进行填土层施工，并在填土层的下侧设置沉降板；

步骤三s103：填土层填筑到超载预压路基顶后，停止填筑填土层，并对填土层进行沉降观测；

步骤四s104：获取填土层的竖向变形量。

可以看出，上述方法通过在填土层下侧设置沉降板进行填土层的竖向变形观测，可以精确的观测出填土层的竖向变形值，本发方法简单，效率高，为路基沉降监测稳定性分析提供了准确的参数。

具体而言，在制作所述沉降板时，设置一平板，所述平板沿水平向设置，在所述平板的中心位置沿竖直方向设置一立杆，所述立杆上套设有一套筒，所述套筒沿竖直方向插设在所述填土层内，所述平板设置在所述填土层的下侧与所述填土层同步移动，所述平板带动所述立杆在所述套筒内滑动，通过观测所述立杆的移动距离，以获取所述填土层的竖向变形量。

可以看出，上述沉降板通过设置水平方向的平板与填土层的下侧接触，立板与填土层同步移动，同时在立板的中心位置沿竖直方向设置一立杆与平板连接，立杆与平板同步移动，当平板移动时，立杆沿竖直方向移动，从而通过观测露出填土层的立杆上端的竖直移动量，能够准确的获知填土层的竖向变形量。

具体而言，在步骤二s102中，填土层设置若干层，并在每一层填土层的下侧设置若干沉降板，若干沉降板沿路基中心线方向均匀的排列。

可以看出，对填土层进行分层设置，并在每一层填土层下侧设置若干沉降板，以进行每一填土层的沉降观测，通过观测沉降板的竖直移动量，进而能够准确的获取每一填土层的竖向变形量，不仅提高了填土层竖向变形观测结果的准确性，还极大地提高了填土层竖向变形观测的效率，提高了施工速度及效率。

具体而言，每一层所述填土层下侧相邻的两所述沉降板间隔，即，在砂垫层或者碎石垫层完成后，进行填土层施工，并在填土层下侧设置沉降板，且沿路基中心线每间隔15m-25m进行沉降板的设置，优选为沿路基中心线每间隔20m安装一沉降板。

具体而言，相邻两层所述填土层之间的所述沉降板的间距为1.5m-2.5m，优选为2m。

具体而言，在安装所述沉降板时将所述沉降板找平，且所述立杆的倾斜度小于等于0.3％。具体的，安放沉降板前，应当用细砂找平，且应保证沉降板的立杆的倾斜度小于等于0.3％。同时，在安装所述沉降板时，对所述沉降板2m-4m的范围进行夯实，优选的，沉降板周围3m范围用人工或小型机械夯实。

具体而言，所述立杆的上端露出最上层所述填土层的上侧面，且所述套管的长度小于所述立杆的长度。具体的，立杆在套筒内滑动，优选套筒的上端与最上层的填土层的上侧面齐平或略高于最上层的填土层的上侧面，立杆的上端高于套筒的上端，从而在平板在填土层的沉降作用下带动立杆竖直移动，通过测量立杆上端的竖向移动量，即可获取填土层的竖向移动量。

可以看出，通过在立杆上套设一套筒，以使得立杆在套筒内滑动，套筒与填土层接触，避免了立杆与填土层的直接接触，防止立杆与填土层之间的摩擦力过大而导致立杆无法有效地竖直移动，从而影响填土层的竖向变形量的观测结果，通过设置套筒有效地提高了填土层的竖向变形量数据的准确性。

具体而言，所述套筒内设置有砂子。套筒的直降大于立杆的直径，通过在套筒与立杆之间的缝隙内填筑砂子，使得增强立杆的稳定性，防止其晃动影响测量结果的准确性。同时，通过填筑砂子还能调整立杆竖直状态，即通过砂子调整立杆的倾斜度。

可以看出，通过在套筒内设置砂子，防止立杆倾斜而导致的观测结果的准确性，即通过在套筒内设置砂子，使得立杆保持竖直状态，进而提高了填土层的竖向变形量结果的准确性。

上述方法中，在进行填土层分层施工的过程中，分别对各个填土层进行编号，填土层的编号顺序按照各个填土层的施工顺序依次进行编号，编号方式根据实际情况进行设置，同时，在各个填土层进行编号后，并对每一填土层所对应的沉降板依次进行编号，再将填土层和沉降板进行编号后，以便于进行后续的填土层沉降观测。

具体而言，可以理解的是，每一层填土层所对应的沉降板的立杆分别露出最上层的填土层的上侧面，以便于进行没一层填土层的沉降观测。

具体而言，上述若干填土层分层填筑的方法在具体实施时，可以以下步骤进行实施：

步骤1：在砂垫层或者碎石垫层完成后，进行填土层a的施工，首先在路基中心线每间隔20m安装沉降板，将沉降板编号为a1、a2、a3…an,沉降板结构为：平板采用500mm*500mm*10mm的钢板，立杆采用32mm的钢筋以钢板进行焊接，钢筋可通过钢套筒进行接长，钢套筒外侧用套筒套住，套筒直径为110mm的pvc管套住，往pvc管里填砂，安放沉降板前，应当用细砂找平，且应保证沉降板接管的倾斜度不大于0.3％，沉降板周围3m范围用人工或小型机械夯实，沉降板a1、a2、a3…an安装完成后，填筑填土层a，分层填筑填土层a时，可根据需要接长沉降板a1、a2、a3…an的平板、立杆和套筒；

步骤2：以同样的方法进行填土层b的施工，待填筑到填土层a顶部时，在路基中心线每20m间隔安装沉降板，沉降板周围3m范围用人工或小型机械夯实，填土层b所对应的沉降板编号为b1、b2、b3…bn，相应的沉降板b1与沉降板a1平面间隔2m，沉降板b2与沉降板a2平面位置间隔2m，依次类推；分层填筑填土层b时，根据需要接长沉降板b1、b2、b3…bn的平板、立杆和套筒；

步骤3：以同样的方法进行填土层c的施工，待填筑到填土层b顶时，在路基中心线每20m间隔安装沉降板，沉降板周围3m范围用人工或小型机械夯实，填土层c所对应的沉降板编号为c1、c2、c3…cn，沉降板c1与沉降板b1平面间隔2m，沉降板c2与沉降板b2平面位置间隔2m，依次类推；分层填筑填土层c时，根据需要接长沉降板c1、c2、c3…cn的平板、立杆和套筒；

步骤3：分层填筑填土层n，填土层n为第n层填土层，在填筑填土层n时，重复以上方法，一直填筑到超载预压路基顶；

步骤4：填筑到预压路基顶后，开始进行沉降观测，记录初始沉降板an、沉降板bn、沉降板cn…沉降板nn的标高为han、hbn、hcn…hnn，在t时刻时，填土层a的沉降板an的观测值为an、填土层b的沉降板bn的观测值为bn、填土层c的沉降板cn的观测值为cn…填土层n的沉降板nn的观测值为nn；

步骤5：计算每一层填土层的沉降板所在横断面的竖向变形量，即为每一层填土层的竖向变形量。

具体而言，步骤5在具体实施时，按以下方式进行：

第a层填土层t时刻时沉降板n所在横断面的竖向变形量da按下式计算：da＝(han-an)-(hbn-bn)，其中，han为填土层a的沉降板an的标高，an为沉降板an的观测值，hbn为填土层b的沉降板bn的标高，bn为沉降板bn的观测值；

第b层填土层t时刻时沉降板n所在横断面的竖向变形量db按下式计算：db＝(hbn-bn)-(hcn-cn)，其中，hbn为填土层b的沉降板bn的标高，bn为沉降板bn的观测值，hcn为填土层c的沉降板cn的标高，cn为沉降板cn的观测值；

第c层填土层t时刻时沉降板n所在横断面的竖向变形量dc按下式计算：dc＝(hcn-cn)-(hdn-dn)，其中，hcn为填土层c的沉降板cn的标高，cn为沉降板cn的观测值，hdn为填土层d的沉降板dn的标高，dn为沉降板dn的观测值；

按照上述计算方法，依次类推，直至计算至第n层填土层n的竖向变形量nc；

由于第n层填土层n位于若干填土层的最上层，则计算第n层填土层n的竖向变形量nc时，与第n层填土层n下侧的填土层的计算方法略有不同，第n层填土层n的竖向变形量nc按下式计算：nc＝hnn-nn,其中，hnn为填土层n的沉降板nn的标高，nn为沉降板nn的观测值。

可以看出，上述方法通过对填土层进行分层设置，并在每一层填土层下侧设置若干沉降板，以进行每一填土层的沉降观测，通过观测沉降板的竖直移动量，进而能够准确的获取每一填土层的竖向变形量，不仅提高了填土层竖向变形观测结果的准确性，还极大地提高了填土层竖向变形观测的效率，提高了施工速度及效率。

进一步地，上述方法通过在填土层下侧设置沉降板进行填土层的竖向变形观测，可以精确的观测出填土层的竖向变形值，本发方法简单，效率高，为路基沉降监测稳定性分析提供了准确的参数。

基于上述实施例的另一种优选的实施方式中，本实施方式提供了一种用于软基地区路基填土竖向变形观测的沉降板，所述沉降板用于上述实施例所述的用于软基地区路基填土竖向变形观测的方法。

参阅图2所示，所述沉降板包括：平板1、立杆2、套筒3，所述平板1沿竖直方向设置，所述立杆2的下端与所述平板1上侧面的中心位置连接，所述立杆2沿竖直方向设置，所述套筒3套设在所述立杆2上。

所述立杆2包括若干连接杆21和连接件22，若干所述连接杆21沿竖直方向依次连接，所述连接件22设置在相邻的两所述连接杆21之间，以使得相邻的两所述连接杆21可拆卸的连接在一起。

可以看出，上述沉降板结构，便于制造，使用方便，在节省制造成本的同时，通过上述使用沉降板进行填土层的沉降观测，不仅有效地解决了软基地区填土层竖向变形观测的问题，还极大地提高了施工效率。

优选的，平板1采用500mm*500mm*10mm的钢板制成，立杆2采用32mm的钢筋制成，平板1与立杆2焊接在一起，立杆2与平板1相互垂直设置。连接杆21为钢筋段，连接杆21的两端开设螺纹，连接件22为一两端开设螺纹的螺母，通过连接件22将相邻的两连接杆21可拆卸的连接在一起，通过设置若干连接杆21和连接件22以使得多个连接杆连接在一起，以使得连接杆21根据实际情况进行设置，以调整连接杆21的长度，连接杆21和连接件22外侧套设有套筒3，套筒3内设置有砂子4，套筒3优选为直径110mm的pvc管套住，往pvc管里填砂子4，以调整连接杆21的倾斜度。

可以理解的是，通过设置上述沉降板进行软基地区路基填土竖向变形观测，不仅提高了软基地区路基填土竖向变形观测结果的准确性，还极大地提高了软基地区路基的施工效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。