1 概述
1.1 路基沉降与稳定观测的目的和意义
1.1.1路基沉降与稳定观测观测的目的
为掌握路基在施工期中的变形动态, 施工期间必须进行稳定和沉降的动态观测。其主要目的有:①为了验证设计的假定及检查是否按预测实施的目的而进行稳定和沉降观测。设计院可以根据该项目的前期观测数据进行后期设计的调整。另外，通过观测数据来控制施工的进展程度，在不让发生任何事故的前提下工程师可以适当加快施工进度。②在软土体中的一定深度进行孔隙水压力观测：确定地基土体中的水压力动态，了解路堤受压力的范围内的不同土层的固结度。通过沉降观测仪器（沉降、水平位移的观测）研究路基下卧层的不同位置的孔隙水压力，评估边坡的稳定性。通过观测数据可以预测将后可能发生的事故，从此提出施工过程中所需要的调整方式。③表面沉降观测确定在软地基上土方回填在加载施工过程中及施工结束时的表面实际沉降量。另外，还预测在加载过程中容易发生的事故（由于沉降速度突出变化超过允许界限）并确定现场加载所用的材料数量。④地下水位观测以确定加载地区砂垫层周围的地下水位的天然标高， 从此了解加载地区外围的地基的天然状态孔隙水压力。结合孔隙水压力观测结果以确认地下水位的变化及地基固结程度。⑤水平位移观测边桩确定地表的水平位移过程，在加载的情况下，位于不同深度可以确定地基水平位移的稳定性，并提出在施工过程中水平位移超速的控制办法。
1.1.2路基沉降与稳定观测观测的意义
随着我国交通事业的发展和公路技术等级的提高，公路建设已进人以提高为主的新阶段，人们对公路运输的服务水平提出了更高的要求。为了使公路满足使用要求，公路建设者必须在精心设计的基础上，严格按照设计文件和现行施工技术规范的要求认真组织施工，抓好原材料质量控制、施工控制参数确定、现场施工过程质量控制和分项分部工程交竣工验收四个关键环节，确保公路工程质量。路基沉降与稳定的好坏直接影响到公路的使用性能，路基沉降与稳定检测工作是公路工程质量管理的主要内容之一，是工程质量科学管理的重要手段。建立完善的工作制度和试验检测工作细则以及合理配置试验检测人员，是公路工程试验检测的重要保障。因此，在现场施工的质量控制中，配备与质量控制和管理相匹配的常规标准试验仪器以及采用适宜的检测方法，进行必要的基沉降与稳定检测工作，是对工程质量检查、监督和控制的根本手段。公路基沉降与稳定检测工作是道路和桥梁施工技术管理中的一个重要组成部分，也是施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个主要环节。通过路基沉降与稳定检测工作能用定量的方法科学地评定各种材料和构件的质量，能合理地控制并科学地评定工程质量。因此，路基沉降与稳定检测工作在提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价、推动道路与桥梁施工技术进步，将起到极为重要的作用。随着公路技术等级的提高，各级公路管理部门和施工单位已对加强质量检测与施下质量控制和验收工作予以了高度重视，有效地推动了公路工程检测技术的发展。一方面，新的检测仪器和方法的研究开发不断深入，并得到了广泛的应用；另一方面，试验检测技术人员培养和培训工作不断加强，一个素质较高的专业化的试验检测队伍正在形成，路基沉降与稳定检测工作体系不断得到完善。
1.2 路基沉降与稳定观测技术的发展状况
公路交通领域内的技术进步在近几十年呈飞跃式发展，尤其是尖端技术对公路行业的不断渗透，改变了人们多年的传统观念，有力地推动了路基沉降与稳定观测技术的发展。
目前，在公路较发达的国家和地区，如美国、欧洲和日本，公路工程检测技术发展很快，达到了较高的水平。在路基路面压实度、承载力、平整度、路基沉降与稳定观测以及路面病害综合检测等方面均研制了相应的自动化检测设备，有的检测设备还具有较为完善的数据自动处理功能。相比之下，我国路基沉降与稳定观测技术起步较晚，虽然近年来发展较快，但总体水平还比较落后。我国从“七五”计划开始，已陆续开展了一些路基沉降检测技术的研究和产品的研发，基本已覆盖了各种主要的检测技术，形成了一定的基础研究力量；特别是20世纪80年代中后期从国外引进的各种工程检测仪器的应用，对先进技术已有了一定的了解，为公路工程检测新技术的研究开发与推广应用奠定了基础。有关研究部门经过十多年对进口设备技术的消化吸收，为交通部在颁布施行的测试规程和检验评定标准中编制相关设备和参数的规定起到了极大的促进作用。一些有能力的科研开发机构借鉴国外先进的制造技术和使用经验，已生产出相同类型的国产设备，自动弯沉仪、各类平整度测试仪、道路雷达探测仪、摩擦系数测试等都有国产化产品，其性能和价格成本针对昂贵的进口仪器具有一定的优势。我国现行规范中已经引入了一些较为先进且成熟的检测技术，但在工程实际中，由于受各种条件限制，这些新技术的推广和应用并未普及。我国公路工程检测体系已经建立起来，试验检测人员的队伍在不断扩大，但相对高速发展的公路建设而言，还远远不能适应形势的需要，特别是检测人员仍然比较缺乏。一些新上岗的试验检测人员虽然经过了系统的培训，但缺乏实际工作经验，技术素质有待进一步提高。总体上看，我国在路基沉降与稳定观测技术方面相对落后。深入系统地开展路基沉降检测技术研究，发展我国自主知识产权的路基沉降检测技术，提升我国路基检测技术的规范和行业标准，促进我国路基沉降检测技术的发展、应用及实施，对于全面提高我国公路的施工管理和养护水平，具有重要意义。
1.3公路路基沉降与稳定观测的内容
路基施工与使用过程中应注意观测路基的固结、强度和位移的变化，这不仅是发展理论和评价处理效果的依据，同时也可以及时防止因设计和施工不完善而引起的意外工程事故。公路路基沉降与稳定观测一般采用位移观测边桩、沉降板、测斜管、观察井、电子水压力计来监测路堤施工的稳定性和沉降趋势。监测的一般原则如下。①监测点应设在观测数据容易反馈的部位。地基条件差、地形变化大和设计问题多的部位和土质调查点附加均应设置观测点，桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河等特殊路段均应酌情增设观测点。②无论在路堤的纵向还是横向，测点越多，测得的结果越能反映路堤真实情况，但测点多，费用、测试工作量、测点保护工作量都会增加，而且测点会对施工造成不便。从满足监测需要与施工便利性考虑，一般路段沿纵向每隔100～200m设置一个观测断面，桥头路段应设计2～3个观测断面。③沿河、临河等填方量大且稳定性差的路段，必要时应进行地基土体内部水平位移的观测。对于成层软土地基需进行土体内部竖向和水平向位移观测。④测点的设置不仅要根据设计的要求，同时还应针对施工中掌握的地质、地形等情况增设。⑤在施工期间位移观测应每填筑一层土观测一次；如果两次填筑时间间隔较长，每3天至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次。对于孔隙水压力的观测，每填筑一层后，应每隔1h观测一次，连续观测2～3天。⑥当路堤稳定出现异常情况而可能失稳时，应立即停止加载并采取果断措施，待路堤恢复稳定后，方可继续填筑。路基监测工作主要包括：变形监测、应力监测、强度监测和其他监测，如表1所示。
表1 监测项目表
观测项目 仪具名称 使用仪器 观测目的
地表水平位移量及隆起量 地表水平位移桩(边桩) 全站仪、水准仪 用于稳定管理；监测地表水平位移及隆起情况，以确保路堤施工的安全与稳定
地表沉降量 沉降板 全站仪、水准仪 用于沉降管理；根据测定数据调整填土速率；预制沉降趋势；提供施工期间沉降土方量的计算依据
地下土体分层水平位移量 地下水平位移计(测斜管) 测斜仪 用于稳定性的管理与研究；用作掌握分层位移量，推定土体剪切破坏的位置
砂垫层及其周围地下水位 观察井 水位探测器 用于观测砂垫层及其周围地下水位的变化，判断排水固结的趋势，掌握土体的稳定性沉降
孔隙水压力 电子水压力计 电子水压力计 用于稳定性的管理与研究；反映路堤在土体固结、基础变形和水流渗透等因素作用下孔隙水压力的大小和变化
