浅谈软土路基工后沉降分析方法
软土地区公路沉降段路基路面施工技术
软土地区公路沉降段路基路面施工技术摘要:现如今,我国的交通行业有了很大进展,公路工程建设越来越多。
在市政公路建设中,沉降段的路基铺筑是工程建设中的重点和难点。
沉降段的路基施工与整个公路公路的施工质量息息相关,因此要全面实施路基铺筑技术,改善结构的整体平顺度,营造良好的行车环境,从而推动整个城市的发展。
本文就公路沉降段路基路面施工技术进行研究,以供参考。
关键词:公路沉降段;路基路面;施工控制技术引言随着社会经济的发展,公路的建设领域也在逐步扩展。
为保证项目的安全,必须加强公路工程中沉降段的路面与路基的施工处理技术,提高施工水平,延长项目的寿命,保证项目的正常运行,提高项目的经济和社会效益。
1公路路基路面沉降带来的危害在我国,公路交通是一种非常重要的交通出行工具,能够为交通运输、劳动力流动、经济发展带来非常多的便利。
不过,在我国一些公路工程中依然存在较多的问题,例如,在公路沉降段路基路面中常常会出现不均匀沉降问题、搭板断裂问题等,进而行驶车辆在公路沉降段中极易出现跳车现象,不但会对行驶车辆的舒适性、速度与安全造成严重影响,而且还会缩短行驶车辆的使用寿命,严重时还极易引发交通事故。
另外,公路结构在桥头跳车影响作用下极易受到损害。
综上所述,一定要做好公路段路基路面的施工质量。
2公路沉降段路基路面出现不均匀沉降问题的主要原因2.1变形问题的发生在公路建设中,往往会碰到各种各样的变形问题。
因为公路工程施工中,受到的影响因素较多,像环境问题,就会导致公路的变形。
在公路的建设中,如果周围的环境比较恶劣,就必须对其进行稳定性评价。
如果这个地区的含水量比较大,那么很容易造成公路建筑材料以及土地的潮湿,从而导致公路的沉降。
这种地质条件下,地基的强度很可能会被泥土的含水量所影响,从而影响到地基的强度。
在以后的浇筑中,地基的承载力就会出现问题,很可能会导致公路塌陷,从而导致车辆的翻车。
其次,在发生沉降问题时,最主要的原因也在于工程的设计,如果不按规范和要求进行相应的钻孔,也会造成地基的深度处理问题和施工难点。
软土地基旧路拓宽工程路基沉降变形规律分析
软 土 地 基 旧路 拓 宽 工 程 路 基 沉 降 变 形 规 律 分 析
邱 勇 杨 立 新
摘 要: 针对 旧路拓宽 工程 中最 常遇到 的问题 , 利用土 力 学知 识对 新老 路基 中的地 基附加应 力分布特征进 行 了研究 , 对 旧路拓宽 中地基 附加 应力分 布特点 , 附加 应力计算进行 了分 析, 以期能更好地解决 旧路拓宽 中的差异沉 降问题 。
图 3 加 宽 荷 载 下 地 基 附加 应 力 的确 定 方 法
如图 3所示 , 根据 布辛奈 斯克 公式 , 矩形分 布条 形荷 载作 则
用下土 中任意点 的竖 向应力 为 :
=
2 旧路拓 宽地 基 附加应 力分布 特点
新 老路 基下地基 固结程 度 的不 同带 来 的新 老地基 工程 特性 是引起 新老路基差异沉降 的内因 , 而新路 基荷 载作用下新 老地 基
附加应力作 用点相对 应 , 位于 拓宽 荷载 形心位 置 的水平 对应 点 ,
老路基 加 宽路基 a 路基 横断面示 意图 )
新 老地 基表面沿路基横断面 的沉 降变形示 意图如 图 1 所示 。
关于路基沉降量计算方法的讨论
关于路基沉降量计算方法的讨论问:现在软土路基很多,但进行计算沉降土方量遇到难题了,现在有没有规范的方法计算沉降土方量?观点一:这个问题问我就对了!我现在所在地广东省佛山市到处都有这种地基问题。
关于土方沉降工程量的计算:1、当填完路基到设计图纸上路基顶层标高时,为了使路基保持稳定,不出现下沉等现象而造成路面结构层的破坏,通常设计单位采用造价较低的超载预压、欠载预压等方法使路基趋于稳定。
2、土方沉降工程量指的就是已经填好的路基顶标高(超载预压土、欠载预压土顶标高)与现状路基(已沉降的路基)之间的高差数值×道路宽度×道路长度=土方沉降工程量。
3、建议各位不熟悉计量的朋友们使用计算工程量计算类软件时先弄清楚工程量计算的原理再使用这些软件!以免出现不必要的损失!本人认为手工计算比较好一点!免得无法在监理、业主们面前无法解释清楚工程量是如何计算出来的!观点二:你这个算法不被承认,当初我们也是这样计算的,但业主们死活不承认,让我们找出依据来!而他们的算法也没什么依据,不过比这样算要少三分之一的工程量!求权威的算法!观点三:靠,这种算法都不承认?是不是你没有测量原始数据?还是其它原因?我所在的佛山一环工程这里85多公里路这么多标段全是这样计算的!!!详细计算方法:1、测量得出预压之前路基的高程,联系地质院(或其它单位)联测,每15天观测一次设置好的观测点,纪录高差数据并要求现场监理、业主、联测单位签字。
2、路基趋于稳定时再联测,利用测量得出预压之前路基的高程与稳定后的高差数据计算工程量。
3、计算方法:(路基顶宽度×2+沉降高差×路基边坡×2)/2×沉降道路长度。
观点四:你说业主、监理方不承认,肯定是因为你们没有联系联测或计算错误,还有可能你们关系不好所致,以上的方法是计算工程量标准计算方法!实际上计算土方沉降量与计算填挖方土方量是一样的.计算公式:路基设计宽度×2+沉降高差×路基边坡×2)/2×沉降道路长度=沉降段工程量其实就是把沉降段做为一个立体梯形计算出梯形的体积。
软土地基上路基加宽工程沉降变形的数值分析
中图分类号 :U 1.2 4 86
0 前 言
文献标志码 :A
文章 编号 :10 82 (0 1 0 0 6 0 0 3— 85 2 1 )6— 12— 4 路缘带 0 5 2 ,土路肩宽 07 2 . 0m× ) .5m× 。
路 基 工 程
・ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 62 ・
S g d Eg ei u re n n rg b a i en
2 1 年第 6 ( 01 期 总第 19 ) 5期
软土地基上路基加宽工程沉 降变形 的数值分析
钟 勇强 ,李
( _ 阴工学院交通学 院 ,江苏淮安 1淮
浩 ,徐
伟。
40 1 ; 1 14 2 30 ) 2 0 1
生 ,主要 从 事路 基 路 面病 害 防 治研 究 。E m i z j -a :y l l qu
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钟勇强 ,等 :软土地基上路基加宽工程沉 降变形 的数值 分析
・6 1 3・
瓣
注:节点 1 为新 路基左路 肩节点,节 点 5为老路基 左路肩,节点 1 为路基 中心节点 ,节点 l 为老路基 右路肩节点 ,节点 2 1 8 2为新路基右路肩节点 ;区域
点 ,1 4 3个单 元。从 计 算结果 中提 取数 据 ( 2 , 2 图 ) 进行 附加应力分析 。从双侧加宽新路堤引起 附加应 力 云图看 出 ,随着深度 的增加 ,区域①至 区域④应力 数 值逐渐减小 ,加宽路堤 自重在地基一定深度 和范 围 内 引起附加应力 。
地基 表面一年后沉 降如 图 3 ( 横坐标为新节点编
图 2 双 侧加 宽新 路堤 引起 附加应 力 云图 ( 单位 :P ) a
探析公路工程软土路基沉降处理方法
探析公路工程软土路基沉降处理方法摘要:软土路基沉降的计算对道路设计、施工非常重要。
本文具体分析研究了公路工程软土路基沉降处理方法。
关键词:公路工程;软土路基;沉降处理中图分类号: p642.26 文献标识码: a 文章编号:一、公路工程软土路基沉降的基本特征一般地,软土具有如下变形特征:1、沉降量大。
因软土主要组成为粘粒及粉粒,且粘粒含量高,天然含水量大,一般孔隙比e> 1. 0,故受荷后压缩量大,其沉降量远超过一般路堤的沉降量。
2、侧向变形大。
饱和软土受荷初期,土中水来不及排出,土体易被于侧向挤出,并随着水的逐步排出,土体收缩,竖向沉降进一步发展。
3、渗透性低,压缩稳定所需时间长。
因颗粒组成以粘粒为主,尽管孔隙比大,但单个孔隙却很小,水在空隙中流动困难,因此受荷后水难以很快排出,沉降发展缓慢。
在路堤荷载作用下,地基土中的应力状态发生变化,从而引起地基变形,出现路基沉降。
大量现场沉降观测资料表明,软土路基沉降变化基本经历了发生-发展-稳定-极限的过程。
1、发生阶段。
刚加载时,测点土体处于弹性状态,土中孔隙水来不及排除,由于土体的侧向变形使土体发生瞬时剪切变形,在荷载增加的最初阶段,沉降呈线性增加。
2、发展阶段。
随着荷载的不断加大和时间的延长,地基土中孔隙水被逐渐排出,超静孔隙水压力逐步减小,土体逐渐压密产生体积压缩变形,进入弹塑性状态。
随着塑性区的不断开展,测点的沉降速率快速增大。
3、稳定阶段。
当加载不再增加,孔隙压力接近完全消散时,固结过程尚未完全完成,且土骨架粘滞蠕变开始出现,测点的沉降量将随着时间的推移而继续增加,但沉降速率逐渐变小。
4、极限状态。
当沉降时间足够长时,沉降量达到极限状态,沉降速率降为零,此时的沉降量为地基的最终沉降量。
二、软土沉降机理的概述与分析软土地基总沉降量包括瞬时沉降量、固结沉降量及次固结沉降量三部分:s(t)=sd+ss+scsd———地基的瞬时沉降量。
瞬时沉降是由于剪切变形引起的土的侧向挤出而产生的附加沉降。
浅析软土路基的处理方法
在分析软土路基基本特点的基础上 , 对基 本 的 处理 方 法进 行 了较 为详 细 的 阐述 和 对 比。
荷 填 土 的 增加 率 . 进 而 确 保 建 设 高路 堤 有很 好 的稳 定性 。
2 . 3 含 水量较 多
由 于软 土路 基 是 在 第 四 季 的 后 期 阶 段 ,其 地 表 水 构成 的
其 主 要 分 布 于常 年 积 水或 潮 湿 的 地 区 以 及 水 域 附近 。 流动 , 进 而 使 得 表 面 变 形 。 因此 软 土 路 基 包括 了这 些 特 点 : ① 沉 积 物 , 因为 有 充足 的 水 分 . 软 土 地 表 会 有 很 多 的喜 水植 物 , 而 且 这 些 具有高的含水量及 高的孔 隙性 ; ② 具有较弱的渗透性 ; ③有大
【 关键词 】 软土路基 ; 沉降 ; 处理方法 【 中图分类号 】 U 4 1 6 . 1 【 文献标识码 】 B 【 文章编号 】 2 0 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 2 7 4 — 0 2
1 引 言
伴 随 着 国 内经 济 的 改革 开放 以 及 快 速 发 展 ,为 了适 应 经 济 的 发展 , 3今 - 已修 建 了很 多的 高速 公 路 . ' 而且还有很 多处于
测跨 中最 大 弹性 压 应 变值 为一 9 8 p  ̄ e , 理论 计 算 值 为一 1 7 3  ̄ e , 则:
S e拉 / S s t a t 拉= 2 0 8 . 5 / 2 9 8 = 0 . 7 0
软土地基高填方路基沉降分析
软土地基高填方路基沉降分析发布时间:2021-12-21T04:01:58.545Z 来源:《防护工程》2021年26期作者:赵轩[导读] 高填方路基始终是道路工程中重点关注的问题,我国幅员辽阔,道路工程建设中不可避免遇到高填方软土地基问题,而其承载能力和稳定性经常出现问题,导致不均匀沉降、沉降过大和道路结构整体破坏等质量问题,严重影响道路质量安全。
本文结合具体的工程,重点对软土地基高填方路基沉降处理方法进行分析,对比不同地基处理方法下的路基沉降监测数据,从而总结软土地基高填方路基沉降的规律。
赵轩陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西西安 710075摘要:高填方路基始终是道路工程中重点关注的问题,我国幅员辽阔,道路工程建设中不可避免遇到高填方软土地基问题,而其承载能力和稳定性经常出现问题,导致不均匀沉降、沉降过大和道路结构整体破坏等质量问题,严重影响道路质量安全。
本文结合具体的工程,重点对软土地基高填方路基沉降处理方法进行分析,对比不同地基处理方法下的路基沉降监测数据,从而总结软土地基高填方路基沉降的规律。
关键词:道路工程;软土地基;高填方路基;沉降监测软土地基是指含水率高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒土。
我国地广辽阔,在工程建设过程中不可避免会遇到各种类型的软土地基问题,使得工程建设难度增大、工程施工质量问题频发,尤其是软土地基引起不均匀沉降、路基开裂、塌陷等工程地质灾害发生,进而对工程的安全性及使用寿命产生不利影响。
所以,在工程建设过程中,必须重视软土地基问题的处理。
目前,较为常见的软土地基类型有淤泥质土基、黄土路基、透水性低软土地基等,不同的软土地基性质,其在处理方法上也有所差异。
其中,在道路工程中,针对软土地基处理的方法主要有垫层和浅层处理技术、真空堆载预压法、真空预压、加固桩法、强夯置换等,不同的处理方法,其特点不同,在实际施工中,应结合具体的情况合理选用。
1、工程概况某高速公路为当地旅游发展的重要通道,全线长度大约114.29km,主线长度约81.52km。
浅谈软土地基下沉的原因与防治措施
浅谈软土地基下沉的原因与防治措施摘要:随着我国公路事业的蓬勃发展,尤其是高等级公路的普遍应用,对公路软土地基提出了较高的要求。
而公路工程不可避免的要经过大量的软土地区,所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环。
笔者对软土地基的成因与防治措施作一简要探讨。
关键词:软土地基;下沉;防治措施软土地基是指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土软弱地基。
软土地基极易变形,造成路基整体下沉或局部沉陷,导致路面破坏。
公路构造物也会由于软土地基失稳,造成结构物破坏、桥头错台等一系列的公路病害。
1 原因分析1.1 地质原因在工程地质不良、泥沼软基丰富的地段填筑路堤,当路堤填料不断增加时,路基产生压缩沉降或挤压位移,致使路堤随之沉降。
1.2 路基填料在《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)中,对路基填料有以下规定:(1)含草皮、生活垃圾、树根,腐殖质的土严禁作为路基填料。
(2)泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土,不得直接用于填筑路基。
(3)液限大于50%,塑性指数大于26,含水量不适宜直接压实的细粒土,不得直接作为路基填料。
(4)粉质土不宜直接填筑于路床,不得直接填筑于浸水部分的路堤及冰冻地区的路床。
1.3 地下水和地表水水是公路的天敌,对路基更是危害无穷,当水进入路基后导致路基填料含水量增大,强度稳定性降低,造成路基沉陷等一系列公路病害。
1.4 设计方面由于工程前期地质勘测资料不全、不细,未能真实反映出软土地基,或者由于设计部门设计不完善甚至未做任何地基处理措施导致填筑起的路基在施工过程中或者工程完工后出现不同程度的沉陷。
1.5 施工方面首先进行软地基处理时,由于加载过快,未能及时进行沉降位移速率观测,当接近或超过临界填土高度时,仍快速填筑,当荷载超过地基承载能力,导致路堤失稳。
其次,软土地区路堤施工计划中未考虑地基固结工期以及在施工过程中,对质量把关不严。
浅析路基软土地基处理方法与沉降观测
铺设垫层, 以构成完整的地基排水系统 。砂井适用于软土层厚度大干 5m
时。最大有效处理深度 1 。 8m ( 袋装砂井: 3 ) 井径对固结时间的影响没有井距 那样敏感 。但一般砂
井如果井径太小, 既无法施工. 也无法防止 因地基变形而断开失效。因此,
现在广泛采用网状织物袋装砂井, 其直 径仅 8 c 左右, 一 般砂井要 省 m 比 料得多, 造价 比一般砂井低廉, 且不会因施工操作上 的误差或地基发生水 平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度 1 。 m 8
质、 特征有所不 同。 结合软土地基处理的工作经验. 并提 出路基沉降观测及技术作 出
探讨。
关■调 : 工程施工 : 特征分 类; 处理方法: 沉降观测
软土从广义上讲, 就是强度低、 压缩性 高的软弱土层。在软土地 基上 修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉 陷, 导致公路破坏 或不能正常使用。习惯上常把淤泥、 淤泥质土、 软粘性土总称为软土。
地基上填筑路堤.因路堤底部填土必须与地基接触,一定要选择渗透性 较好的砂土 ( 如砂砾或矿渣)切不可采用水稳性差 的粉土填底部。 , 如必须采用渗透性较弱的±类. 应填筑在路基的上部。不同的土类都 应以水平面成层的相互重叠, 切不可混填。 切建于软土地基上 的建筑物,都要注意减少建 筑物自重 。路堤宜
窄、 立交 少、 纵坡要求不严 , 多低路堤, 且 故对路 基大部分地段处 理工程 少, 仅对桥头高路堤部位重视些。但从高速公路出现后, 因要求全立交、 桥 涵通道多, 路堤高度 多超过软土填土极限高度。加之软土中含有大量亲水 胶体微粒, 土体多呈海棉状结构, 因其孔隙 比大 、 含水量多 、 透水性小 、 抗 剪强度低 、 压缩性强, 在路堤 高填土 的自重作用下 , 要经过较长 时间才能 趋于压密稳定, 因此其沉降稳定要花费很长时间。此外软土结构在大交通
软土路基沉降数值分析方法
软土路基沉降的数值分析方法探讨中图分类号:u213.1v 文献标识码:a文章编号:1概述随着科学技术水平的不断提高和工程建设规模的不断扩大,在土木建筑、水利工程和路桥工程中桩基承载力、沉降量大小和堤坝稳定性等力学问题变得十分复杂。
而事实上,软土路基呈现出空间非线性沉降变形规律,土体的变形协调条件和应力平衡条件也十分复杂。
这些问题已经很少能用数学方法求得精确解或通过模拟试验得到定量解,大多数课题必须借助于计算机和计算数学用数值分析的方法求出近似解。
目前用于地基沉降量分析的数值方法主要是差分法、有限元法和边界元法,其发展趋势是有限元法与差分法或与边界元法相结合解决课题,以发挥各种方法的优越性。
2分析方法解析2.1差分法差分法的基本精神就是将研究区域用差分网格离散,对每一个节点通过差商代替导数把固结微分方程化成差分方程,然后结合初始条件和边界条件,求解线性方程组得到数值解。
以平面问题为例,差分法可得到所研究平面内在各个时间的孔隙压力的分布,因此可以导出初始沉降si与任何时间t的总沉降s 或固结沉降量sc。
由于土的竖向应变为(2.1)地基中沿着某一铅垂线的沉降为:(2.2)h为有效压缩层厚度。
由于上式中采用不排水指标,,,所以孔隙压力,应用总应力来计算。
总沉降为:(2.3)式中,e和随有效应力而变化,因此上式可算得任意时间的总沉降。
任何时间的固结沉降为。
当计算最终总沉降时,式中的孔隙压力。
2.1有限元法有限元是地基和结构作为一个整体来分析,将其划分网格,形成离散体结构,形成有限数目的区域单元,这些单元体只在结点处有力的联系。
材料的应力-应变关系可表示为(2.4)由虚位移原理可建立单元体的结点力与结点位移之间的关系,进而写出总体平衡方程:(2.5)式中,分别为劲度矩阵,结点位移列阵和结点荷载列阵。
然后结合初始和边界条件求解线性方程组,在荷载作用下算得任一时刻地基和结构各点的位移和应力,得到问题的数值解。
有限元法可以将地基作为二维甚至三维问题来考虑,反映了侧向变形的影响[1]。
浅谈公路软土地基处理
前言 足地基处理设计的控制指标。软士路基处理应遵 该桩体的粗骨料。 石屑是填充具有足够的 循这样—个原则 : 不处理或少处理, 然后考虑浅层 级配的次骨架材料。粉煤灰具有细骨料和低橱 得 最后选 择深 层处理 。 水泥的作用。C G桩和畦问+-t 过由 F - ̄ 碎石或 强度 定 诸多 和稳 性。 实践毒 在公 修筑 过程 处 理 , 明, 路 的 中。 软土地基的处理是—个 务必得到重视的问题。 4软 土地 基处理方 法 石屑组成的褥垫层形成 C G复合地基。 F 该方法弥 由于公路对地基沉降的要求很高 ( 高速公路路段 软土地基处理技术由来以久 , 随着现代工程 补了碎石桩和桩基础的缺点, 具有对地基的挤密 容许工后沉降小于 3e , 0m 桥台与路堤相临处容许 技术的进步和不断发展已趋于完善。新的加固技 加固和置换作用。从根本 匕 解决 了 桩土相对变形 工后沉降小于 le , Om 过渡段沉降坡差小于 2 , 术和新型材料的不断发展 , ‰) 软土地基处理的方法 的问题。 耳 而 该方法的 强度;摸量比毁 F . 对上 均匀。 而沉降是软土地基的主要问题 , 所以在软土地基 多种多样。但是各种地基处理方法有各 自的机理 部结构 、 受力结构抗震等极为有利。 增大了桩问土 匕 修筑公路, 特别是修筑高路堤时, 若对软基不加 和适用范围, 在选择处理方法时.须根据地质条 的有效接触应力 。 提高了 桩周土的 抗剪强度 。 使得 以处治或处理不当, 往往会导致路基失稳或过量 件 、 对周围环境的影响、 材料供应情况、 施工条件 桩体承载力 得到提高。同时对于地基的不均匀沉 沉降 , 直接影响到公路的质量和整个工程的进度。 以及技术经济指标等因素作综合考虑,做到技术 降也起一定的补偿作用。 1 软土的概念及鉴别 先进 、 经济合理、 安全适用、 确保质量。 下面简单介 5设计计算实例 软土是指在滨海、 湖泊、 谷地、 河滩上沉积的 绍几种常用的处理方法加以比较: 诸如 E 述所介绍 天然含水量高、 孔隙比大 、 压缩性强 、 抗剪强度和 1 抛石挤淤法。 g  ̄ 通-j 于淤泥 度小于 3 , 种, - m 就不— — 列举。现就“ 长兴岛 路遭路士程” 的细粒土,如淤泥和 呈流动状态、 排水困难 、 料源充足的情况。抛石顺 中所遇到的有关软基问题及其处理 方式 简述如 淤泥质土,以及其他高压缩性饱和粘性土、 粉土 序宜沿道路中心线向前抛填 , 然后逐渐向两侧扩 下 : 等。 我国沿 谪弛 区、 内陆平原以 及山区沟谷等广泛 展,以便将淤泥向 两边挤出。当 抛石抛出软土面 长兴岛 3 路道路工程位于长兴岛临港工业 # 分布有各科 援 因的软土, , 因此 工程设计中按地域 后 , 应用较小的块( 石垫平 , 碎) 并用碾压设备反复 区内, 工程西起 l 3号路, 东至产业区 l 号路。 路 地质特点将软土分为五个类型 , 分别为滨海沉积 、 碾压至设计压实度 , 然后在其上铺设反滤层 , 再填 全长 4 5 6 0 , 9 Z 7 m 设计标准为城市主干路。道路红 1 其 6。 . 5 湖泊沉积、河滩沉积、谷地沉积和沼泽沉积五大 土至设计高程。 2 4 铺没 p 垫层。主要原鹎 利用 线宽为 3m。 中车行遭 1 m 两侧各有 3 m人 睫 类。软土分布广、 种类多, 正确认识软士的性质 , 并 砂垫层良好 的透水性耗 ,在软土地基顶面铺设 行道, 道路南侧有 8 m的绿化带。 根据沿线地质, 在 对其进行科学的鉴别 , 对工程建设有着重要的意 排水砂层 , 以增加排水面, 使软土地基在填土荷载 罅 路布设 1 个钻孔。 4 根据《 工程地质勘察报芒 分 义。目前国内外镕毫 没有统・的标准,I t吐 B使国内 的作用下 , l 加速排水固结 , 从而提高地基强度 , 满 析 , 钻探揭露深度内, 地层主要为素填土 、 、 砾砂 淤 铁道部都有各 自 足稳定的要求。虽然排水砂层对于基底直力的分 泥、 角砾、 卵石、 碎石等。 其中淤泥以灰色租 E 黑色 的相关规范 , 标准也不尽相同。 在总结大量经验的 布和沉降量的大小无显著影响,但可加速沉降的 为主, ~ 湿 饱和 , 局部为粘土 、 粉质粘土 , 一流 软 基础上 , 交通部 19 年颁布《 96 公路软土地基路堤 发展, 缩短固结过程。 砂垫层主要使用于路堤高度 塑, 含草根、 树皮等腐殖质 , 含贝壳碎屑 , 局部混少 设计与施工技术规范> 一 规定: 用天然含水 小于极限高度的2 倍以内 , . 0 软土层不厚或虽厚但 量 石英岩 卵砾 石 。该 层分布 较普遍 。层厚 为 量) % 3 或液限、 5 天然孔隙 比>.十字板剪切强度 有 良 1、 0 好的排水条件, 且砂源丰富, 工期不紧的情 l0 6 0 o淤泥的含水量为 5 3 天然孔隙比 _—. m 1 4 2 %, 砂垫层厚度—般为 0 ~ . , . 1 m 宽度直超出 6 O 其上 为 12 ,大于 l,饱 和度为 9%,承载力为 .0 4 D 7 ( Ka 3 p 三项指标来判定细匣土是否为软土。 5 其具 况。 体技术指标有 : 填土 0 一 . 。 _ 1 m 具体视路堤高度和软土层厚度及 6k a该淤泥层为软土地基。 5 O 5p , l 外观以灰色为主的细粒土;2 - l 1 天然含水 压缩性而定。4 . 3塑料排水板法。塑料排水板法是 3 路道路沿线分布若干个海参池 , # 海参池下 量 大于或等 于液 限;3天然孔隙比大于或等于 种利用塑料排水板作为竖向排水材料,随着塑 主要为淤泥层。 1 . 由于淤泥层深度不同, 针对该工程 l n 料工业的发展和科技的进步。 使其成为逐渐代替 特点 , 部分的 . 基参照《 别该 j 电 交通 士建软土地 2软土地基的特性 袋装砂井和砂装的处理方法趋势。其作用与原理 基工程手册》采用浅层处理和深层处理相结合的 软土作为地基, 其变形稳定 的时间更 长。在 和袋装砂井相同,通过排水预压达到提高地基承 处理方法: 自 然界可保持潜液态, 一经扰动很容易破坏其结 载力的一种先进加固软土地基的方法。由于塑料 5 3号 路 在 K + 2 - 2 60  ̄ 6 2 0 . 1 2 0 0- + 8, K + 6 K K6 构而流动 , 在干燥时体积收缩很大, 有时可达 5 o 排水板法具有插板机械轻、 0o / 效率高、 对土扰动小 、 范围内, 其地下淤泥层深度为 2 3 , — m 路堤填土高 9 o。 0/ o 造价低等优点。 因此该方法迅速在国内得到推广。 度为 6 , m 因此该段采用浅层处理方法。由于3 # 因 该段 当道路工程不可避免的修建在软土上时 , 软 4 . 4土工织物法。 在软土、 沼泽地区、 地基湿软、 地下 路施工期比较紧张, 此排水板法不太适合 , 士 路基 E 路堤, 的 要考虑稳定和沉降。 软基的沉降 水位较高情况下可采用垫隔、覆盖土工布法加固 采用抛石挤淤法处理比较合适。采用这种方法施 不用抽水。 不用挖淤, 施工简单迅速, 现场乐于 部分由 地基固结所产生, 另—部分因地基侧向 地 基, 能将荷载分布均匀 , 提高路基刚度 、 有利于 工 ,
关于公路软土路基沉降问题的分析
对 于软土厚度 大、 堤稳 定 、 土 高的软土路基 , 用 袋装砂井 , 路 填 采 可 增 加 软 土 竖 直 方 向 的排 水 能 力 , 短 水 平 方 向 的 排 水 距 离 , 速 软 土 的 缩 加
固结沉 降, 高软土 的强度 。其 施工工艺复杂 、 提 费用相对 较高 , 所用 时间
较长 。
333 塑料 排 水板 ..
2 可 能 出现 的 问题
() 度 和 稳 定性 问 题 。 当 路 基 的抗 剪 强 度 不 足 以支 承 上 部 结 构 的 1强 自重 及 外 荷 载 时 , 基 就 会 产 生 局 部 或 整 体 剪 切 破 坏 。 地 () 缩 及 不 均匀 沉 降 问题 。 当路 基 在 上 部 结 构 的 自重及 外 荷 载 作 2压 用 F, 生 过 大 的沉 降 和 不 均 匀 沉 降变 形 时 , 影 响 结 构 物 的 正 常 使 用 , 产 会 特别是超过结构物所 能容许 的不均匀沉 降时, 结构可 能开裂 破坏 。
334 真 空 预 压 法 .. 在 粘 土 层 上 铺 设 砂 垫 层 , 后 用 薄 膜 密 封 砂 垫 层 , 真 空 泵 对 砂 垫 然 用
() 3 路基的渗漏量超过容许值时 , 会发生水量损失导致事故 发生。
3 处理措 施 及适 用地 方
要做好 软土路基的处理 , 先要搞好 前期勘察设计工 作。根据软土 首
层及砂 井抽气, 地下水位降低, 时在大气压力作用下加速路基固结。 使 同
34 置 换 法 .
其 原 理 是 以砂 、 石 等 材 料 置 换 软 土 , 碎 与未 加 固 部 分 形 成 复 合 路 基 , 岩性 特 征 和 物 理 力 学 指 标 , 过 比较 分 析 , 取 合 适 的 软 土 路 基 处 理 方 通 选 达 到提 高 地 基 强 度 和 减 少 沉 降 变 形 的 目的 。 法 。 当软 土 路 基 不 能 满 足 承 载 力 或 稳 定 要 求 时 , 路 基 加 固 是 有 效 的措 对 34 1 碎石 桩 法 . . 施 。加 固 的 方 法 很 多 , 体 上 可 分 为 2类 。第 一 类 方 法 原 理 : 少 土 体 中 大 减 此 法 是 利 用 一 种 单 向 或 双 向振 动 的 冲 头 , 边 喷 高 压 水 流 边 下 沉 成 的孔 隙 , 土 颗 粒 尽 量 靠 拢 , 而 减 少 压 缩 性 , 高 强 度 。 第 二 类 方 法 原 使 从 提 孔 , 后 边 填 入 碎 石 边 振 实 , 成 碎 石 桩 。桩 体 和 原来 的软 弱 粘 性 土 构成 然 形 理 : 各 种 胶 结 剂 把 土 颗 粒 胶 结起 来 。 用 复 合路 基 , 提 高 路 基 承 载 力 和 减 小 沉 降 。 以 常 用 的 软 土 路 基 处 理 措 施 有 以下 几 种 : 342 石 灰 桩 法 ..
软土地基经冲击压实后的沉降分析
l 3 2. 1 6 4. 1 6 6.
1 . 82 2 . 12 2 . 44 2 . 64 2 . 75 2 4 7. 3 . 07 3 . 26
78 . l , 25 1 . 5 1
1 . 78 2 . 03 2 . 27 2 . 45 2 . 86 3 . 0 1 3 . 19 3 . 27
桩号
K1 3+4 O 1 l K l 3+4 0 】 3 K l 1 3+4 5 4 K1 3 + 6 1 40
K11 I 5 3- 47 -
表 1 冲击压 实后 换填 砂砾层 的压实度
第一层压实度
9 . 73 9 . 5O 9 . 77 9 . 82
9 9 5.
第3 8卷 第 9期
・
7 ・ O
20 l 年 3月 2
山 西 建 筑
S HAN AR XI CHI E TU T C RE
V0 . . 1 38 No 9 Ma . 2 2 r O1
文 章 编 号 :0 9 6 2 (0 2 0 —0 0 0 10 — 8 5 2 1 )9 0 7 — 2
中 图 分 类 号 :U 4 T 47 文献标识码 : A
冲击压实技术是 将当前振动压 路机 的高频率 、 低振 幅改为 高 明地基压实 的整体均匀性较高 , 有助于减小路基差异沉降 。
振幅 、 频率 , 压实 作用 中增加 了对 土石 方 的冲 击 、 动 功 能 ; 低 在 振 影响深度深 、 压实厚度大是 冲击压实技 术 的重 要特 点之一 。冲击
. 公路地 基的工期沉降进行 观测 , 通过分 析其 总沉 降和工后 沉降来 2 1 实测 沉 降 表征 冲击压实技术的处治效果 , 以指导公路地基处治设 计和施工 。 为了观察冲击压实后地基 的变形情况 , 经 冲击 压 实的砂 砾 在
高速公路软土路基施工沉降及稳定性监测
高速公路软土路基施工沉降及稳定性监测软土路基施工的沉降问题直接影响了工程的质量和进度,因此在施工前一定要确定好设计方案,提早发现软土路基的沉降,及时进行监测,从而做到早知道早预防,以减少路基沉降现象的发生,为高速公路的安全稳定提供有力保障,本文就是根据软土路基施工沉降及稳定性监控的重要性,分别从不同的角度阐述了软土路基沉降的观测方法,具体步骤,观测精度确定,监测设备,监测频率及控制标准。
1软土路基施工沉降及稳定性监测的重要性在软土路基施工中存在着一些问题,例如填土施工完成后,怎样使软土路基不产生沉降或沉降较小,怎样使其产生的沉降达到所设计的标准,怎样使路基的预留高度达到设计标准,怎样控制沉降问题,以保证不同位置的接头处保持平整稳固,使其减少跳车现象。
同时由于软土硬度低,稳固性差,固结慢,所以在施工中容易造成地基不稳,引起路基滑坡,因此在施工中要控制好填土的速度,来确保路基的稳固,从而保证工程的质量和进度。
在此过程中,就体现了路基施工沉降的观测目的,其中包括根据实测数据来观测填土的速率以保证施工中的安全稳固,根据实测曲线预测施工后的沉降以确保施工后的沉降在设计允许的范围内,同时实测路基沉降为路基计算提供了依据。
2软土路基的观测方法及其步骤在施工过程中,首先开始的是工作基点桩的制作和埋设,在此过程中要根据观测对象的分布情况来确定利用施工控制点作为监测控制点,监测控制点的设立在本工程中起到了很关键的作用,所以应定期的进行观测,在这个过程中地表沉降观测仪器的设置和埋设方法是很关键的,而各种路基设备的埋设方法也是多种多样的,其中包括地表水位移量及隆起量观测仪器的埋设方法,地下土体水平位移观测仪器的埋设方法,地基内部土体观测仪器的埋设方法,孔隙水压力计埋设方法等,施工路段的地表沉降观测是在原来的地面上埋设沉降板来进行高程观测,沉降板由沉降地板,沉降杆,管箍,保护套管和套管冒组成的,观测人员要按照设计的桩号断面将沉降板埋在土层中,在施工路段的地表水平位移是通过埋设边桩进行测量的边桩,埋设在路堤的两侧以及外沟的边缘,同时结合稳定性分析在预测可能发生滑坡的地方进行设置,地下土体水平位移观测器具的埋设和观测方法是将先将有四个相互垂直导槽的测斜管埋到土中,测量时,把活动式测头放入测斜管,让侧头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的槽中,顺着槽活动,这种形式的侧头可以连续的测定沿测斜管整个深度的水平位移变化。
软土路基填筑沉降观测方法
软土路基填筑沉降观测方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1软土路基填筑沉降观测方法软土路基上填筑路堤时,在边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测,在路堤中心线地面上设置地基沉降观测设备进行沉降观测。
在路堤填筑过程中严格控制填土速率,控制沉降速率小于10mm/d,水平位移速率小于5mm/d。
并根据观测数据推算地基的最终沉降量。
必要时,调整设计使地基处理达到预定的工后沉降控制目标值。
边桩位移观测:边桩设置:在路堤坡脚外侧2~10m范围内,按顺线路方向布置1~2排,桩与桩之间间距以10~20m为宜;每排位移边桩两端在不受荷载影响范围以外设置固定桩,用混凝土浇灌固定。
边桩用100×100×1000mm的硬木制成,按设计要求打入土中,桩顶露出地面2~3cm,并在桩顶钉一小钉,以备观测之用。
位移观测:用精度较高的经纬仪、水平仪进行观测。
测量精度准确到±1mm。
一般填土低于临界高度时,每两天观测一次即可;接近或超过临界高度时,每天观测并绘制“填土高—时间—位移量”关系曲线图。
每日上、下班时各观测一次,两次观测值之差除以观测时间(h)再乘以24(h)即可作为日平均沉降量、位移量。
日平均水平位移量小于5mm,日平均垂直位移量小于10mm则是安全的。
若平均位移量超过以上数值,必须停止填筑,必要时立即采取措施。
地面沉降观测:地面沉降板的设置:在60mm×800mm×800mm的木底板上联40mm×40mm的方木观测杆,如下图所示,观测杆每杆长,上端包铁皮接头,以便随填土的增大而接长。
观测杆外面套一竹保护管,管端做成楔口形以便接长。
安装沉降板前先将地面整平,以保持木底板的水平和标杆的垂直。
在填土高度达到1m以后,根据填土部分的压缩量将竹套管上拨一定距离,以免由于填土部分的压缩而影响地面沉降数值。
地面沉降观测板沉降观测:用水平仪观测,路基填土低于临界高度时,每两天观测一次即可;接近或超过临界高度时,每天观测一次,在沉降量急剧加大的情况下,每天观测次数不小于2~3次;精度准确到±1mm;同时整理绘制“填土高—时间—沉降量”关系曲线图,日平均沉降量在10mm以内是安全的。
浅谈公路软土地基处理的方法
整熊嫠凰浅谈公路软土地基处理的方法李贺西(福建岩土工程勘察研究院厦门分院,福建厦门361022)我国沿海等处广泛分布着软土,而这些地区一般又是经济发达地区,对公路交通需要迫切,尤其要发展高速公路。
因而地基处理方案选择的是否合理亦即处理是否恰当,不仅影响工程的安全和使用,而且对建设速度、工程造价等都有很大影响,在有些时候甚至成为工程建设的关键。
因此,地基处理的重要性已越来越多地被^们所认识和重视。
软土指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等待点。
地基处理是指天然地基的工程力学性能不能满足地基承载力和变形的设计要求而需经过^工处理后再建造基础者。
1填筑及压实法软基在开挖时要注意解决渗水或雨水两个问题,可采用边开挖边填,沿地基范围外侧挖掘深沟,以利于软土中所含水分较快渗出,如果工期允许,最好经过夏秋烈日暴晒,使土中含水量更多地被蒸发。
也可全部或局部清除后进行全部或局部回填,尽可能换填渗水性材料,并注意及时抽水。
如果路基与两侧沼泽完全隔离,就可按照一般路堤填筑方式进行填筑,分层碾压时控制好含水、碾压遍数、碾压方式及路堤边坡、护坡道的密实程度,要做好泥沼与路堤之间的边沟排水,保证路堤不受水毁,不受冻害。
砂砾或矿渣等工业废渣常作为换填材料,一定要选用渗透性好的砂土作为材料,切不可选用水稳定性差的粉土填底部。
如必须采用渗透性较弱的土类,应填筑在路基的上部。
不同的土类都应以7Y.'-T,-面成层的相互重叠,切不可混填,压实时,为达到较好的压实效果,常采用振动压路机和重型静力压路机(三轮压路机12—15t)。
2换填碎石法对于深度不太大的软基工程,在路堤范围内,将需要处理的软土挖除,动力触探合格后,用碎片石换填,可采用分段挖除,分段分层回填的方法。
软土地基工后沉降特点与处治
12 路基 工后 不 均 匀沉 降 的原 因 .
现有的各种计算模式都是针 对饱 和扰动土 或重塑 土而发展
起 来 的 , 立 在 一 定 的 假 设 基 础 上 , 能 真 正 考 虑 其 原 状 土 的 结 建 未
构性 , 因而实际 的工程预测计算结果 难 以模 拟土体 的实 际状态。 此外 , 作为 高速 公 路基 础 的土 体 经历 了复 杂 ( 载一超 载一预 加 压一 卸载~路 面铺装加载~交通荷 载) 的受荷过 程 , 加载 的无规
中 图分 类号 : TU4 3 文献标 识码 : 3 B
软 土 地 基 工 后 沉 降 特 点 与 处 治
沈 毓 晖
( 头 市 公 路 工 程 监理 有 限公 司 , 东 汕 头 55 0 ) 汕 广 1 0 0
摘
要 : 述高速公路软基路段工后不均 匀沉 降产生的原 因, 论 并提 出控制 工后 不均 匀沉 降的 处治措施 。
1 路堤 工后 不 均 匀沉 降产 生 的 原 因
说钻孔点再密也不 可能 每米一 个钻孔 , 邻近 地基 不均 匀是 不 而 争的事实 。地基处理在某一条路段却 采用同一处理 方法 , 这样必
然会产生路堤 的不均匀沉降 , 即使地质 和土质情 况一样 , 由于作
用 在 地 基 上 的填 土 荷 载 和 车 辆 荷 载 不 同 , 决 定 了 地 基 的 工 后 也
关 键 词 : 速公 路 ; 土地 基 ; 后 沉 降 ; 治 高 软 工 处
广东省东南沿 海地 区软 基分 布广 , 为海 河或 三角洲 沉积 多 形成的有机质和矿 物质的综合物软土 , 有松散、 具 天然含水量高 、 孑 隙 比大 、 L 压缩性高 、 抗剪强 度低 和承载能 力差 的特 点 。为 防止 和解决软土地基工后 不均匀 沉降 , 软土地 基 工后 不均匀 沉降 从 产生的原因对其进 行探 索, 并在工程施工 处治上提出相应措施 。
软土地区顶管施工引起的路面沉降分析霍靖
软土地区顶管施工引起的路面沉降分析霍靖发布时间:2023-06-19T09:12:46.357Z 来源:《中国建设信息化》2023年7期作者:霍靖[导读] 结合某原油管道工程的地质情况以及顶管的施工工艺,通过采用现场雷达探测、理论计算、有限元数值分析,综合分析了引起路面沉降的主要原因。国家管网集团工程技术创新有限公司华东设计院 221008摘要:结合某原油管道工程的地质情况以及顶管的施工工艺,通过采用现场雷达探测、理论计算、有限元数值分析,综合分析了引起路面沉降的主要原因。关键词:顶管施工;软土地区;路面沉降;地质雷达;有限元分析1顶管施工特点顶管施工也叫做非开挖管道敷设技术,这一技术最明显的特点是不需要挖开地面,就可以穿越建筑物和地下管线。相较于深度较大的开挖来讲,这一技术的投资与施工时间,都有比较大的优势,而且顶管施工技术在石油天然气管道工程穿越施工中,能够减少噪音影响,不会对环境产生严重的污染,具有非常多的优点。顶管施工技术在油气输送管道穿越工程获得了广泛的利用,其主要特点包括以下几个方面。第一点是施工面从线变成了点,能够有效降低对于地面的损害,避免占地面积的增加。第二点是地面活动不会受到施工的影响,也不会导致交通无法正常进行。第三点是顶管设计可以安装在比较深的地下,敷设管道之中,其能够跨越铁路和公路与河流等设施,使管道敷设施工的造价明显降低。2工程概况某原油管道工程沿城市快速路敷设,顶管上部距离路面6m,顶管中线距离右幅车道边为2m。本场地主要地层为承载力较低的软弱土层、孔隙率大、含水率高的高压缩性土,受扰动后土体强度降低。勘察报告中指出,顶管埋深位置主要是粉质粘土、淤泥质细砂、淤泥质中砂、残积土层、全风化岩和强风化岩等,顶管主要穿越地层为淤泥质粉细砂、中粗砂层。该地层受顶管施工过程顶推力及管壁摩擦力影响会引起砂土层软化,导致土层沉降及强度下降,对控制地表沉降极为不利。该路段在管道顶管施工过程及管道竣工后路面普遍发生了接近10cm的沉降,局部位置达20cm以上,个别严重的区域还存在路面坍塌现象。3道路病害调查针对道路病害的现状,采用地质雷达对顶管上方车道右幅第车道3(探测长度为1930m)以及对远离管道的左幅车道3(探测长度为460m),对比分析管道施工的直接影响状况及影响范围。探测结果表明:右幅第车道3路面以下2m范围内的路基存在不密实、积水、脱空及空洞情况为536m,占总检测长度的27.8%;结合管道施工过程开展的地质勘察资料分析,本次雷达探测发现的路基缺陷主要集中在土层存在较厚砂层的区域,其中当存在检查井的区域更为严重。在远离管道施工影响的左幅车道3路面以下2m范围内的路基存在不密实、积水、脱空及空洞情况共16m,占总检测长度的3.5%。4顶管施工引起的路面沉降原因分析4.1顶管施工过程引起的沉降在顶管施工过程中,开挖面支护压力过小引起的地基过大沉降,以及开挖面支护压力过大引起的地表隆起都将对周边地层带来不良的影响。近些年,在土质条件复杂的上海、广州、深圳等地区,顶管施工中因为正前方开挖面支护压力控制不好引起的顶管施工事故时有发生。在本项目中,管道所在位置穿越的地层复杂且变化大,对顶管开挖面的支护力控制要求较高。如果在施工过程中支护力控制不当,将使土体产生较大的破坏,而这种破坏不仅在表现在施工过程中,对施工后也将有影响,将引起路面沉陷。4.2管道周边扰动土体软化引起的沉降顶管法施工引起周围砂土地层变形的内在原因是土体处于天然静止平衡状态受到破坏,从而导致其应力状态发生了变化,使得土体经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径。由于顶管机与衬砌的前进靠千斤项的推力,因此只有千斤顶有足够的力量克服前进过程所遇到的各种阻力,才能不断往前顶进,同时该阻力又反作用土体,对土体产生附加应力,在扰动过程中土体的强度、承载力、变形模量与密实度都将发生变化,产生地层损失,引起地层软化,从而发生地面沉降。4.3管道运营阶段外界作用的地面沉降分析虽然在其发展初期因为路面具有刚性和一定的承载力,不会在车辆荷载的作用下直接发生坍塌破坏。但是,该空腔区域在后期运营阶段受路面上方行车形成的动荷载及管道周边地下水排泄引起土体流失影响,空腔区域将进一步扩大,产生应力集中使一定范围内的土体在动载的作用下产生屈服破坏,这将影响“空腔”的体积。而“空腔”的这种循环发展将加剧应力集中和“空腔”周围土体破坏,造成土层沉降和路面坍塌。5顶管施工引起地面沉降的计算分析5.1顶管施工过程地面沉降的解析计算通过对大量浅层隧道开挖引起地表沉陷数据及工程资料分析后,认为在不考虑土体排水固结与土体蠕变的情况下,土体的移动过程可看成是一个随机过程。这一随机移动过程可用柯莫哥洛夫方程表示,由此推出在地下挖去一块微小介质,会引起地面下沉,其沉降为正态分布曲线,具体的计算情况如下。沉降曲线:横向分布地面沉降估算公式为:横向土层损失的范围为:L=z/tan(45°+φ/2)本工程的原油管道套管管径D=0.8m,顶管顶部距路面(即覆土层厚度)z为6.0m,顶管轴线距路h为6.5m,内摩擦角按照砂土层淤泥质粉细砂〈3〉(φ=20°~22°),选取φ=20°。最大沉降量Smax的计算如下:i=0.28z-0.1=0.28×6-0.1=1.58mV1=6%V=0.0302m3Smax=0.0302/(1.58×2π)=7.7mm根据顶管施工在砂土层中引起土层损失的规律,可得到横向土层损失的范围为:L=z/tan(45°+φ/2)=6.0/tan(45°+20°/2)=4.2m顶管施工对土层的最大沉降值为7.7mm,对地面的影响范围管道中心两侧各4.2m。沉降值在管道正上方为最大值,随着与中心线距离的增大,沉降值将逐渐减少。该沉降值在管道施工阶段不足以引起路面的沉陷,但会在路面形成不均匀沉降及空腔等病害。5.2顶管周围砂土扰动软化沉降的数值计算对于砂质土层,在扰动过程中土体的强度、承载力、变形模量与密实度都将发生变化,特别是砂性土的扰动软化。在本计算中,为了简化计算,把顶管施工后砂土的液化简化为不同程度软化。利用有限元软件,模型计算主要分析顶管施工后对地面道路的影响,主要包括顶管施工后土体软化20%、40%和60%的情况下地面车辆荷载作用下路面的变形。通过数值分析发现,土体强度发生软化后导致路面的沉降量随软化程度的增大而增大。但是由于施工顶管尺寸仅有800mm,扰动的土体范围较少,其对路面变形最大为5mm的影响,不至于引起路面的大面积沉降,但会引起路面的形成空腔、不均匀沉降等病害状况。5.3管道运营阶段外界作用下的沉降分析本项目管道修建在承载力低、孔隙率大的软弱土层中,当管道运营过程水管道内水体自重及上部土体自重等及土层不均一作用下,土体将发生不均匀沉降,当土体不均匀沉降达到一定程度后,会引起管道接口的张开,从而形成排水通道,进一步加剧了管道周边土体的流失,形成空腔。在车辆经过沉陷路段时形成的冲击荷载,将导致土体空腔内水压力反复增加,不断侵蚀周边土体,空腔面积不断增大,当空腔面积增大到一定程度上,路基可能发生明显沉陷。6结论⑴在某城市快速路,通过采用地质雷达探明了在顶管正上方的路面中存在27.8%的长度范围存在不同程度的不密实、积水、脱空及空洞情况,其中检查井位置病害情况更为严重;在远离管道的车道存在病害的区域范围仅有3.5%的长度。其存在病害的程度与影响范围与顶管施工引起地面沉降的PECK理论基本相符,沉降槽中心位置影响大,远离中心位置影响逐渐减少。⑵结合项目的地质及施工资料,采用理论分析计算与有限元分析,分析了各种因素引起路面沉降的影响范围及沉降量。受顶管施工影响引起路面的沉降一般为10~20mm范围。当施工过程形成的病害没有得到及时处理时,经过多次的行车动荷载作用,进一步加剧了空腔处的水土流失,当空腔增大到一定程度,路基可能发生明显沉陷,尤其是在检查井周边位置,由于管道沉降与检查井的沉降差异较大,更容易形成接口破裂、透水,引起的路面沉陷更为严重。参考文献:[1]邓长茂,彭基敏,沈国红.软土地区矩形顶管施工地表变形控制措施探讨[J].地下空间与工程学报,2016,12(4):1002-1007.[2]许有俊,王雅建,冯超,等.矩形顶管施工引起的地面沉降变形研究[J].地下空间与工程学报,2018,14(1):192-199.[3]吴波,彭逸勇,蒙国往,等. 软土地层大断面矩形顶管施工引起切口前方地表隆起分析[J].现代隧道技术,2021,58(2):86-92,110.。
深厚软土固结滞后性与工后沉降关系浅析
深厚软土固结滞后性与工后沉降关系浅析摘要:软土的工后沉降是软基处理的关键技术问题之一。
传统理论认为,软土工后沉降主要由次固结沉降组成。
本文在前人研究的基础上,通过对广东沿海某高速公路软土路基施工及运营期10年的沉降监测数据进行分析,发现深部软土的固结具有明显的滞后性;通过反分析计算,认为深厚软土地基过大的工后沉降往往由软土滞后的主固结引起。
关键词:深厚软土,工后沉降,次固结,固结滞后性,主固结一.前言工后沉降是指工程施工结束后发生的沉降,或道路设计年限与预压期的沉降差。
工后沉降是软土地区工程建设的关键技术问题之一。
传统理论认为,软土地基的工后沉降主要由次固结沉降组成。
目前,对于软土次固结对总沉降量计算的影响,在认识上还存在较多的争议。
倪一鸿[4]分析了京津塘高速公路次固结变形,认为次固结占总沉降的9%~13%;杭甬高速公路软基试验段[1]得出的结论是次固结与瞬时沉降占总沉降的10%~40%;广东航盛岩土公司[2]总结珠三角多条高速公路的建设软基处理经验,认为次固结沉降占总沉降的20%~40%。
而根据室内试验的结果,次固结沉降占总沉降的比例一般不超过5%。
由此可见,不同专家对不同工程的次固结分析计算有较大的差别,而实际工程中的工后沉降占总沉降的比例又比室内试验观察到次固结沉降占总沉降的比例普遍大很多。
造成这种差异的原因,有学者认为主要在于土体本身的差异,如有机质含量的大小等;有学者认为与土体应力大小有关,包括先期固结压力与加荷比等;还有认为主要是尺寸效应的影响,实际工程中土层的厚度与试验室的模型差异很大,排水途径也是数量级的差别。
二.软土固结滞后性的相关研究为验证这一问题,本文选取了广东沿海某高速公路软土路基施工及运营期10年的沉降监测数据进行研究。
研究的断面均位于深厚软土地基上,软土平均厚度大于10m,最大工后沉降达583.51mm。
图1为该工程典型断面的孔压时间曲线,数据标明,在预压2年后,深层超静孔隙水仍处于较高的水平,浅层孔压消散状况较好。
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为了更好的观测这几种方法拟合的最终沉降值是
否与真实徨卜群,现将这五个断面的实测数据绘制成荷
载一沉降一时间关|系图如图2~图6所示.
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言
种方法. 1.1浅冈(Asaoka)法 浅冈法是建立在一维垂直固结方程基础上,根 据实测数据预测未来沉降的一种方法.固结基础方 程采用太沙基提出的公式[1]:
软土具有孔隙率大、含水量大等特点,软土路基 在外荷载作用下,其沉降大,持续时间也长.软土地 基上的高速公路或城市道路,潜在的工后沉降会对 交通运输造成相当大的危害,因此在进行地基处理 前就要对路基的沉降进行较为准确的计算和预测. 由于影响软土路基沉降的因素很多,且各因素随时 间都在不断变化,而且软土的性质极为复杂,土性参 数的确定比较困难,准确计算和预测工后沉降是近 年来路基工程研究的一个热点和难点.因此,研究和 建立软土路基沉降计算及预测方法对我国快速发展 的公路交通建设事业具有重要的理论和现实意
[1]龚晓南.高等土力学[M].浙江大学出版社,1996. [2]交通部.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[s].
(JTJ017—96).
三点选取的间隔出、施工干扰、加载方式及加载速
率等的影响.星野法的计算结果与所取的参照点的 联系密切,不同点所得出的结果偏差较大,同时,星 野法计算出的最终沉降量偏小,该法只能用于沉降 实测曲线基本处于收敛阶段时. (3)从荷载一沉降一时间曲线上看,填土加载初 期由于机械经过、插板局部卸土堆积过高等因素,有 沉降过大现象,曲线起伏变化较大;填第二层土后沉 降曲线与施工加载情况相符,加载期沉降大,间歇期 缓和下来,呈明显的规律性;在填筑预压土期间,沉 降曲线出现转折、明显下沉,主要由于预压土填筑速 率过快,没有严格分层施工;满载后,曲线渐趋平缓. 由于这些原因,可能影响了双曲线、指数曲线和星野 法所推算的最终沉降值,使结最终沉降量与实际沉 降量有所偏差,影响了沉降预测的准确性.
451
647
825
2
不同拟合方法预测最终沉降量和工后沉
法、星野法和Asaoka法五种方法由实测沉降资料推
殴
一
算最终沉降量,计算出剩余沉降量,现将各曲线拟合
本次同时采用双曲线法、沉降速率法、指数曲线
表3各种方法推算的最终沉降量及固结度
桩号
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K0+428荷载一沉降一时间关系图
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图3
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K0+178荷载一沉降一时间关系图
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A..I—j—J一一
3预测结果分析
(1)从表3中可以看出,用Asaoka法和沉降速 率法预测得出的最终沉降量与实测沉降量相比结果 最为接近,因此可以作为这次软土最终沉降量的最 佳预测结果.但是,Asaoka法只对短期的观测资料 能作出较为可靠的推算,而且所作出的最终沉降推 测值一定程度上依赖于时间间隔△£,由于它是建立 在垂直单向固结理论的基础上的,因而仅仅考虑了 土体在垂直方向上的固结变形,所以,本次软土最终
收稿日期:2009--03--09 作者简介:陆文林(1981一),男,工程师,研究方向z地基工程处理与分析.
万方数据
湖南工程学院学报
……(S1,S31),(S31,S61),……(s2,S32),(S3z,
2009年
S。。),……等沉降数据组. 计算按以下步骤进行: (1)确定计算时间间隔At,求得离散化的沉降 量S“.对于砂井‘71,压缩层薄时,At可取5~10天, 压缩层厚、沉降时间需要长时,At可取1~3个月. (2)一般实测沉降数据离散性比较大,缺测的 数据也比较多,因此第口步求得的S,:用下式作平滑 化处理 Ep(t)+羽2=at2+良4-C
2009矩
(2)通过对大量观测资料的分析表明,工后沉降 速率与工后沉降间具有线性关系.只是不同沉降速 率区间存在不同的收敛规律,建议按工后沉降速率 实测区间选择不同的拟合方程. (3)在类似的工程实践中,也应该采用多种常用 的方法对工程的最终沉降量进行推算,并对推算所 得的结果加以比较,从而找到最适合的推算方法,以 利于工程质量的提高. 参考文献
在恒载条件下,可导得沉降速率[9]为:
S—AS。e—p‘ B
/L/L/L/k
式中:H——最大排水距离;
G、C^——分别为竖向、水平固结系数. 下表为沉降速率法预测分析的推算结果与过 程:
A一嘉妻1吼(eP'.--挑・)
式中:吼——第咒级的加荷速率; “、“一。——第咒级加荷的终点和始点时间.
M 、,、,、,、,
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S,j=(届)’S。十向一向‘届)’
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表1
(8) (9)
图1
S~S一1关系图
表1为浅冈法预测分析的推算结果与过程:
Asaoka法推算各断面中心点最终沉降量表
1.2沉降速率法‘1][2][3][s] 设S。。号mSc,则有:
将实测沉降速率S,和时间t绘制InS,一£关系 曲线,其截面距为ASf,斜率为卢,这样A可算出,然
法预测的最终沉降量进行汇总见表3・
实测 沉降
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堑墼塑垡鲨 &
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149
星墅鎏
。
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(mm)
第19卷第3期
2009年9月
湖南工程学院学报 Journal of Hunan Institute of Engineering
V01.19.No.3
Sept.2009
浅谈软4-路基-r"后沉降分析方法
陆文林,袁建伟
(长沙理工大学土木建筑学院,长沙410076)
摘要:在软土地基上修建公路、城市道路,如何控制路基的沉降、沉降速率和工后沉降量是影响路面 质量、行车安全、使用寿命等的关键性问题;而如何通过现有的实测沉降资料来准确计算和预测工后沉 降是我们现在亟待解决的问题.结合东莞西部干道软土路基沉降实测资料采用不同分析方法运用沉降 曲线拟合进行工后沉降量推算,从而得到适用软土路基工后沉降的实用分析方法. 关键词:软土路基;工后沉降;浅冈法;沉降速率法 中图分类号:TU471.8文献标识码:A文章编号:1671—119X(2009)03--0083--04 三模式法与神经网络法等‘1][2].本文主要介绍前两
1工后沉降预测分析方法
本文计算路基最终沉降量是采用根据现场实测 资料来推算沉降量,其基本思想是用一定形式的曲 线来拟合实测曲线,求出必要的拟合参数,再来反算 沉降.软土沉降分析方法有很多,包括浅冈法、沉降 速率法、指数曲线法、双曲线法、星野法,还有一些比 较常用的方法如泊松法、抛物线法、GM(1,1)灰色 模型、Verhulst灰色模型、Gompertz成长模型、 Pearl成长模型、Weibull成长模型、s—lgt曲线法、
[3]潘林有,等.软土地基实测沉降的拟合和预测[J].哈尔 滨工业大学学报,2004,(11). [4]张丽丽.软土路基沉降计算及预测方法研究[D].西安 建筑科技大学,硕士学位论文,2006--06. [5]刘涌江,等.高速公路路堤稳定性与沉降变形规律研 究[J].公路交通技术,2005,(5). [6]宰金珉,等.成长曲线在地基沉降预测中的应用[J].南 京建筑工程学院学报,2000. [7]殷宗泽,等.沪宁高速公路地基沉降有限元计算分析 [J].水利水电科技进展,1998,(2). [83赵明华,等.软土路基沉降发展规律及其预测[J].中南
n 磁
Sf=[(仇一1)芋+U]s
U一1一粥~加
后,即可求得S及m值和最终沉降&、G及C。.
根据不同的地基条件,由下式计算固结系数C口、