軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)研究

摘 要：現(xiàn)有軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法主要以大面積加固預(yù)防的方式防止地基不均勻沉降的發(fā)生，無法做到針對地基不同土質(zhì)作出有針對性的不均勻沉降預(yù)防，整體路基仍存在較大缺陷，因此提出軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)研究。通過計算軟土地基不均勻沉降變形系數(shù)，從而得到軟土地基沉降情況差異，做到有針對性處理。設(shè)計實驗，對比施工方法改進(jìn)前后路基不均勻沉降情況，證明研究的有效性。

關(guān)鍵詞：軟土地基;道路橋梁;不均勻沉降;改進(jìn)

文章編號：2095-4085（2020）05-0104-02

軟土地基具有排水結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、沉降量大、壓縮性較高等特點，在這類地基上修建道路橋梁需要經(jīng)過特殊處理，如果存在處理不當(dāng)將會引發(fā)路基不均勻沉降等道路質(zhì)量問題?，F(xiàn)有軟土地基不均勻沉降施工方法主要采用大范圍預(yù)防措施，無法做到針對性的不均勻沉降解決措施，因此提出軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)研究。

1 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)研究

1.1 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降變形系數(shù)

軟土地基上道路橋梁不均勻沉降變形應(yīng)首先對其沉降變形作出預(yù)估，其不規(guī)則變形主要受到填土高度及靜載預(yù)壓影響，分為次固結(jié)沉降、主固結(jié)沉降以及施工荷載力以及填土荷載力瞬間作用導(dǎo)致的瞬時沉降[1]。軟土地基上道路橋梁不均勻變形總量為

F=Fr+Fc+Fs

。

（1）

其中，F(xiàn)r為瞬時沉降;Fc為主固結(jié)沉降;Fs為次固結(jié)沉降。

道路橋梁軟土地基沉降量采用應(yīng)力修正法求解，得到加固區(qū)沉降量為

F1=ζs∑ΔPiEiHi

。

（2）

其中，ΔPFi為地基層土樁間附加應(yīng)力;ΔPi為天然地基附加應(yīng)力;ζs為分擔(dān)應(yīng)力比修正系數(shù)。

當(dāng)下層沉降量達(dá)到軟土層地基較深層，超過地基加固層高度較大時，地基沉降量主要以下層沉降為主導(dǎo)。按照分層綜合法將其描述為

F2=∑n1e1i-e2i1+e1i ，

HI=∑n1ΔPiEsiHi

，

（3）

其中，e1i為第i層地基自重應(yīng)力平均值;e2i為第i層地基自重應(yīng)力與負(fù)應(yīng)力之和;Hi為地基分層的每層厚度;Esi為地基某層土體壓縮模量;ai為地基某層土體壓縮系數(shù)。

在基礎(chǔ)認(rèn)知上，認(rèn)為施工后原有路基在經(jīng)過第一次已經(jīng)結(jié)束沉降，因此U1t=100%，從而得到工后沉降量為：

F工后=F拓總×（1-Uf）

。

（4）

其中，F(xiàn)拓總為路基施工后最終沉降與施工前第二次沉降之和。通過計算，得到具體不均勻沉降變形系數(shù)。1.2 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降處理

經(jīng)計算得到地基具體不均勻沉降變形系數(shù)時，需要根據(jù)地基具體情況對軟土地基作出判斷，根據(jù)地基類型不同作出具體改進(jìn)方法。根據(jù)地基彈性階段總體應(yīng)力，其應(yīng)變關(guān)系剛度為

[D]=1-∑ki=1Vps+∑ki=1Vps[Dc]i

。

（5）

其中，Vps為地基加強(qiáng)材料體積率，Dc為混凝土剛度矩陣。

根據(jù)其計算結(jié)果，按照道路橋梁地基不同壓實標(biāo)準(zhǔn)，路堤上路床，路床頂面以下深度為0m～0.30m，高速公路與一級公路壓實度≥96%、二級公路壓實度≥95%、三級與四級公路壓實度≥94%;路堤下路床，路床頂面以下深度為0.30m～0.80m，高速公路與一級公路壓實度≥96%、二級公路壓實度≥95%、三級與四級公路壓實度≥94%;路堤上路堤，路床頂面以下深度為0.80m～1.50m，高速公路與一級公路壓實度≥94%、二級公路壓實度≥94%、三級與四級公路壓實度≥93%;路堤下路堤，路床頂面以下深度為>1.50m，高速公路與一級公路壓實度≥93%、二級公路壓實度≥92%、三級與四級公路壓實度≥90%。根據(jù)地基各區(qū)域土質(zhì)不同，做到有針對性地加固，防止不均勻沉降出現(xiàn)。

2 實驗

2.1 實驗準(zhǔn)備

為驗證軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工改進(jìn)方法的有效性，設(shè)計實驗。通過在統(tǒng)一實驗條件下，對比軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)前后地基沉降情況，判斷改進(jìn)的優(yōu)缺點。實驗設(shè)計選取某一軟土區(qū)道路橋梁建設(shè)工程，其地基施工條件為軟土地基層。其地基中層物理性能中間數(shù)據(jù)，如表1所示。

實驗路基堤高為5.0～5.9m，路基寬度13.0m，邊坡度為1 ∶ 1.25，護(hù)道寬1.5m、高0.9m，其斷面形狀為坡腳護(hù)道式梯形結(jié)構(gòu)。使用改進(jìn)前后工藝分別對同一地基進(jìn)行處理后，記錄20個月后正常使用情況下的道路橋梁地基沉降情況。

2.2 實驗結(jié)果對比

在同一實驗條件下，改進(jìn)前后道路橋梁軟土地基沉降情況對比，如圖1所示。

通過下圖可以看出，改進(jìn)前后地基均會隨著堆載預(yù)壓時間的增加出現(xiàn)不同程度的地基沉降。而在改進(jìn)前測得路堤高度為5.01m，20個月后發(fā)生沉降329/m，沉降/上升率為65.7mm·m-1;而改進(jìn)后測得路堤高度為5.81m，20個月后發(fā)生沉降279/m，沉降/上升率為48.0mm·m-1。觀察數(shù)據(jù)變化顯示，改進(jìn)后方法可有效降低地基沉降量。

3 結(jié) 語

軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進(jìn)對軟土路基正常使用及日后加寬改建等有著重要影響。通過分析軟土路基實際情況，計算軟土路基具體沉降情況后，對其做到具有針對性處理，為今后類型路基危害機(jī)理防治提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]范永根，曹銘輝，朱春東，等.軟土地基不均勻沉降對路面結(jié)構(gòu)影響分析[J].建材世界，2019，40（6）：42-46.

作者簡介：施建輝（1977—），男，漢族，浙江慈溪人，本科。研究方向：建筑工程。