高速公路填方路基的地基承载力解释
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经常有人问到:高速公路填方路基的地基承载力够不够?
谁能告诉我高路堤需要多大的承载力?地基承载力究竟指什么?这里我用殷宗泽教授的一个ppt做个解释,以后再问我类似的问题,请先看完我这个日志!
上个星期借用殷教授的ppt写的《解释关于填方路堤地基承载力的疑问》,有朋友就此文进行了讨论,难道以后的设计不用提对承载力的要求了?软弱地基上也可以直接填筑路堤?
我个人的理解是:以后确实不需要对承载力提要求;另外,软弱地基上是不是可以直接填筑路堤,不是根据承载力来的,应该是根据沉降计算来的,再说,对软弱地基的划分,也不是根据承载力来区别的,没有哪本书、哪本规范上要求了达到多大的承载力才不算软弱地基的。
拿一个简单的计算来看看40m高的填方路堤,路堤底部的自重应力是多大:
如图,高40m,边坡坡率1:2,土体容重γ=19KN/m3,地基土c=10kpa,φ=20度。
只取填方高度最大的路面范围内作为研究对象,路堤底部的自重应力:
σ=γ*H=19*40=760kpa,
把填方体作为宽度24.5m(路面宽度)的长条刚性基础,作用在地基上的均布荷载760kpa,
根据太沙基公式Pu=γ*B*Nr/2+rD Nq+cNc=19*24.5*4.5/2+10*18=1227.375 kpa,
(基础埋深D=0,假设地基土的容重也等于19KN/m3),
可见,根据太沙基计算的容许承载力仍然大于路堤的自重应力。
根据标贯与c、φ的对应关系,一般8击左右的土,c、φ值就达到例子中的值,但是现在的地勘单位对10击以下的土给出的承载力标准值是很低的,一般都在200kpa以内。可见,即使地基承载力低,也可以直接填筑路堤(单就地基承载力来说,至于松散的土质被压密而引起的沉降问题,是另外一回事,跟地基承载力没有关系)。
这里有朋友问到:承载力标准值200kpa,但是路堤的自重应力达到760kpa了,不就是说地基承载力不满足了吗?
这里就有地基承载力标准值与承载力设计值的概念了,地勘单位提供的或一些规范、手册上能查到的,都是承载力标准值,经过宽度与埋深修正之后的才是承载力设计值或容许承载力,例子中基础宽度达到24.5m,虽然标准值只有200kpa,但是修正后的容许承载力可达1425.5kpa(清华版土力学教材公式8-63,基础宽度按实际宽度,公式上说的大于6m按6m计算,是出于对大面积荷载沉降控制方面的考虑,这里只考虑地基承载力,取实际宽度)。理正软件中需要的参数也是修正后的地基土容许承载力,应该是根据《路基手册》第594页的公式(3-3-10)计算来的,平时我们都直接输入地勘单位提供的标准值,设计偏保守,从这里我觉得理正在有意的保护自己,因为程序完全可以根据墙身尺寸计算出基础宽度进
行自动修正,但是就是让你自己修正,你偏保守它高兴,你修正有偏差责任就不在它了。
再谈谈对于以前文件中出现对地基承载力要求的看法,我觉得这是一种无奈,因为如果涉及到沉降的话,需要的参数太多,但是做了这么多项目,有几个地勘单位能提供沉降计算所需要的全部参数呢?对地基承载力的要求可以看做是对地基土密实度的要求,是一种无奈的错用。