高速公路不均匀沉降浅层处治与自动化监测技术

吴志康 2019-10-15

展开全文

1、技术背景

我国疆域辽阔，地质条件复杂多样，大量高速公路修筑在软土地基路段。虽然在高速公路建设期，软土地基路段经过特殊处理，但后续持续不均匀沉降依然较严重，对修筑高速公路使用寿命以及行车的安全性、舒适性的影响日趋严重。目前面向现役高速公路不均匀沉降处治的路基侧向注浆处治、深层旋喷处治、路面铣刨重铺等技术存在交通影响大，不能兼顾处治效果及成本等问题，同时对处治后的效果也缺乏有效的跟踪观测。因此针对不均匀沉降问题，研究工程效果好、交通影响低、养护成本少的处治技术与自动化监测技术，具有重要的社会价值和意义。

2、浅层注浆处治技术

我国一家科研机构基于形成路基“板筏”结构的思路，通过专门设计的注浆导管在路基浅层进行注浆处治，使导管与路基形成整体并在路基与软土地基交界处形成“板筏”结构增强体，“板筏”结构的存在将起到应力分散的作用，减轻了软土地基的不均匀固结、流变等特性对路基的影响，提高了路基的稳定性。相对于以往软基深层处治技术，本技术施工成本明显下降，效率大幅提升，交通与环境影响小，可实现单车道施工。

3、自动化监测技术

为对处治后的效果进行观测，科研人员进行了自动化监测技术的应用。基于液体高差压强思路，选用以静力水准仪为基础的自动化监测系统，该系统含有多个监测点，监测点的压强腔体通过通液管串联，由高精度硅晶芯体传感器测量，通过压力监测过程的信号变化传输至信号采集系统。通过分析计算得到地表的相对沉降高度，最后采用模块化自动测量单元采集数据，通过无线通讯与计算机连接，从而实现远程自动化监测。相对于动态GPS等监测技术，本检测技术具有成本低、精度高的优势，观测精度可达0.01mm。

4、工程应用

项目组分别选取了江苏省沿海高速和通启高速公路沉降较严重的路段进行了两种技术的工程应用，经过注浆处治后，沉降路段的年沉降速率由处治前的平均2.0mm/月降低到0.4~0.6mm/月，有效控制了不均匀沉降对路面的潜在危害，原路面经过线型调整后的行车安全性、舒适性有了显著改善，取得了良好的工程效果，该技术为沿海、沿江地区的运营期沉降路面提供了一种快速、标本兼治的解决方案。