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1、岩土工程界第12卷第11期地基基础工程某高速公路软土地基沉降观测数据分析崔爱明,刘建生,纪若野(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,廊坊065000)摘要唐津高速(二期)软土地基,采用了塑料排水板和深搅桩等处理方法,加速了软土的固结、提高路基的承载力,大大的缩短施工工期。依据软土地基预压阶段、运营阶段的沉降观测数据,利用双曲线法、指数曲线配合法两次推算软土地基最终沉降量,对预压阶段实测数据推算结果进行修正,预测路基工后残余沉降量,计算路基沉降系数。关键词软土地基沉降观测双曲线法指数曲线配合
2、法固结沉降沉降系数中图分类号:TU433文献标识码:A文章编号:1009-5098(2009)11-0019-05某些局限性。1工程概况竣工通车后,路基上的荷载处于相对稳定状态,唐津高速(二期)均在塘沽境内,北起永定新河路基沉降的变形是随时间增长而发生的。由3个年南至津塘公路,全长约16km。该路段土质为素填度的观测数据及沉降)时间(S)t)变化曲线看,路土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土,软土多呈流基的变形处在明显的收敛阶段,此时依据营运3个塑)软塑状态,且连续分布厚度不一,其工程地质特年度的
3、观测数据进行路基最终沉降量推算,其结果征为含水量较大,孔隙比大,压缩性高,承载力、抗剪将最直接地反映出路基的最终沉降量,藉此对预压能力低,固结慢等特征,为不良地质地段。为此该工阶段推算的最终沉降量加以修正,得出唐津二期软程根据软土分布特征、结合工程结构和工后沉降要土地基沉降系数。求采取了不同的软土地基处理方式:→排水板处理2地基沉降计算方法路段,软土层较厚,路堤填筑高度相对较大;←深搅桩处理地段(桥头地段),软土层较厚,多为不稳定按地基在荷载作用下发生变形的过程,通常认路段,路堤填筑高度较大;↑
4、砾石垫层处理路段,软土层较薄的一般路段,路堤填筑高度较小。该工程于1998年底开工,在工程指挥部和总监办的统一指挥调度下,各施工单位经过两年的精心施工,于2000年12月竣工通车。该工程路基观测项目,全路段布置了地表沉降观测74组、分层沉降11组、地基土体位移(测斜)66组。在两年工程施工及营运3个年度中,取得了一些软土地基观测资料。工程施工中统计分析了软图1地基沉降的3个组成部分土地基在加荷情况下的沉降变形状况,指导路堤填筑的顺利进行,同时依据预压阶段观测资料用双曲为地基的最终沉降量由3个部分
5、组成(图1)线法对路基的固结度、最终沉降量进行了推算,指导S=S+S+S(1)dcs路基的卸载、结构施工时间,对各路段路基变形进行Sd)瞬时沉降;了预测分析。Sc)固结沉降(主固结沉降);纵观结构施工及营运3个年度的路基沉降观测Ss)次固结沉降。数据,某些路段的沉降量已超过预压阶段推算的最瞬时沉降是紧随着加荷之后即时发生的沉降,终沉降量,显然显示出预压阶段推算最终沉降量的此时地基在荷载作用下其体积还未发生变化,是由1收稿日期22009-05-0419地基基础工程GEOTECHNICALENGIN
6、EERINGWORLDVo.l12No.11侧向剪切变形引起的沉降。对于粘性土地基,瞬时t-t0St=S0+(7)沉降常用弹性力学公式计算;固结沉降是由于荷载A+B(t-t0)作用下随着土体孔隙中的水分的逐渐挤出,孔隙体式中:S0)拟合起始点t0时刻的沉降量;积相应减小而发生的。在主固结过程中沉降速率是St)拟合曲线上t时刻对应的沉降量;由孔隙水排出的速率控制的;次固结沉降则是土骨t)拟合曲线上任意时间;架上有效应力(荷载)基本上保持不变的条件下,地A、B)从实测值求得的系数。基随时间的增长而发
7、生蠕动变形引起的沉降。次固结沉降大小与土体的性质有关,一般发生在主固结沉降之后,与主固结沉降相比比例很小,因此国内外常用的最终沉降量的计算公式为S]=Sd+Sc(2)在用公式计算(2)式中的瞬时沉降Sd时,由于其中土层的弹性模量和泊松比不易准确地测定,因此影响其计算结果的精度。根据国内外工程实测沉降资料的分析结果,通常将(2)改写为图2双曲线法推测地基下沉模式图S]=m*Sc(3)式中m为考虑地基剪切变形及其他影响因素的综变换(7)式得:合性沉降系数,它与地基土的变形特征、荷载条件、t-t0加荷
8、速率等因素有关。沉降系数可以由两个方法得=A+B(t-t0)(8)St-S0到:依据路基进入预压期的实际观测数据,得到→Sc按理论公式计算,而S]根据实际观测值(t-t0)/(St-S0)与(t-t0)的直线型关系图(图推算;3),将该直线进行Y=B*X+A线性拟合,选择合适←利用沉降-时间(S-t)关系曲线资料推算的t0点使拟合相关系数越接近1越好,A为拟合直出最终沉降S]和瞬时沉降Sd,再按(4)、(5)式分别线在纵轴上的截距,B为拟合直线的斜率,将A、B与计算出Sc和m值:t0、S0代入(
