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1、呈Q!魚生簋!塑【墨篁!!!期】——————壅重堡墮L——————：—：：———：：：—：：———』墜墅建筑軟土地基沉降計算及防控技術(shù)●陸楊一中南建筑設(shè)計院股份有限公司。湖北武漢4300711沉降防控技術(shù)目前，工程中解決軟土路基變形與穩(wěn)定的主要措施有如下幾個方面：一、增大施工預(yù)壓期，軟土地基的強(qiáng)度隨著施工加載有所提高，使地基的沉降盡可能地在施工期間完成，二、增大地基排水速率，即采用在地基中打設(shè)砂井、塑料排水板等措施，使軟土地基在給定的施工期內(nèi)產(chǎn)生排水固結(jié)，加快土體的強(qiáng)度增長；三、減小地基總沉降，即采用樁體復(fù)合地基等措施使地基在給定的外荷載下所產(chǎn)生的總沉降
2、量減小，并提高地基的承載力，減小工后沉降；四、采用臨時過渡路面，待路基變形穩(wěn)定后，再修筑正式路面；五、采用提高路基設(shè)計標(biāo)高的方法預(yù)留沉降量。2常規(guī)沉降計算方法2．1固結(jié)沉降在實際工程中，固結(jié)沉降計算一般采用單向分層總和法。單向分層總和法是把地基分成若干層，求出每一層的壓縮量，然后將各分層的壓縮量疊加起來。分層總和法基本假定：(1)地基土的壓縮變形發(fā)生在有限的深度范圍內(nèi)；(2)在自重應(yīng)力下地基土的固結(jié)己經(jīng)完成，地基土的變形是由附加應(yīng)力引起的；(3)基底附加壓力是作用于地表的局部柔性荷載；(4)地基任意深度處的附加應(yīng)力相等，且等于基礎(chǔ)中心點下該深度處的附加應(yīng)
3、力值。2．2瞬時沉降附加沉降一般隨路堤填筑高度的增加而增加，基礎(chǔ)明顯的擾動，這種附加沉降更大。通常根據(jù)固結(jié)沉降計算結(jié)果進(jìn)行修正，以反映附加沉降的最終沉降量。日本和中國都提出經(jīng)驗計算公式，但影響因素是不全面的，計算的瞬時沉降公式是：si=F等式中：P一路堤底面中點的最大豎向荷載；E一由無側(cè)限抗壓試驗得到的彈性模量的平均值；F一中線沉降系數(shù)；B一荷載面積的直徑或?qū)挾取?變形防控及其影響因素3．1曲線擬合法曲線擬合分為指數(shù)曲線擬合方法和對數(shù)曲線擬合、雙曲線擬合等方法，雙曲線擬合方法更為常用。曲線擬合方法是假設(shè)實際曲線的不符合所選類型的曲線，選擇點的T曲線生成的
4、曲線方程，確定曲線的形狀，然后曲線外推法是沉降控制的結(jié)果。曲線擬合，因為該方法容易掌握，已被廣泛應(yīng)用在實踐中，使用短期沉降控制方法往往能得到滿意的結(jié)果，其缺陷源的隨意性較大，s—T曲線試驗不同點選擇，最后選定的控制是有一些實驗結(jié)果。3．2數(shù)值計算方法數(shù)值計算方法主要是指基于土體的有限元模型，主要應(yīng)用鄧肯模型、劍橋模型等模型。在有限元法的基礎(chǔ)上，近年來還開發(fā)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和灰色系統(tǒng)方法，以及在軟土地基中的非正規(guī)變形計算方法。由于數(shù)值計算方法比較難掌握，適用范圍。在理論上，數(shù)值計算方法可以達(dá)到很高的精度，但由于其建立的概念模型和實際往往有較大的差別
5、，實際控制的精度相比，曲線擬合沒有非常明顯的改善。3．3變形防控的精度及其影響因素到目前為止，軟土變形防控的精度離實際的需要還有很大的差距。對于軟土較薄、固結(jié)度較高、變形速率較小的情況，防控結(jié)果一般較好；對于軟土較厚、變形速率較大的情況，防控結(jié)果往往與實際情況偏離，而后者一般情況下是變形防控的重點。筆者認(rèn)為影響防控精度的主要因素有3個方面?！?0·(1)忽視了觀測期與防控期內(nèi)沉降組成部分的差異。軟土沉降由主固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降及瞬時沉降3部分組成，在軟基處理的各個階段，各個部分在總沉降中所占比例不斷發(fā)生變化。次固結(jié)變形速率比較穩(wěn)定，而主固結(jié)及瞬時沉降隨不
6、同情況發(fā)生較大的變化。主固結(jié)變形速率隨固結(jié)度的增長逐漸減小，在軟土較薄的情況下，軟土的主固結(jié)完成較快，主固結(jié)速率迅速減小，工后沉降較小，易于防控。在軟土較厚的情況下，軟土下部的主固結(jié)速率明顯滯后于上部，主固結(jié)速率的衰減較為緩慢，甚至成為工后沉降的主要組成部分，工后沉降較大。不考慮深厚軟土主固結(jié)的這個特點，容易在防控時出現(xiàn)較大的誤差。瞬時沉降包含軟土因側(cè)脹性引起的沉降，可以占總沉降的15％以上，某些情況下可以占發(fā)生沉降的50％以上。瞬時沉降一般在加載結(jié)束后變形速率迅速衰減，基本不參與工后沉降。但在軟土較厚、強(qiáng)度較低、附加應(yīng)力較大的情況下，其衰減速率較低，可
7、以在工后10年以上繼續(xù)產(chǎn)生變形，成為工后沉降的組成部分之一，目前的有限元法防控模型僅在加載時考慮瞬時沉降，在建立概念模型時已出現(xiàn)偏差。由于沉降組成的比例隨階段不同發(fā)生變化，致使每個階段沉降的特征是不相同的，曲線擬合法及數(shù)值計算法均是用前期的沉降特征對后期進(jìn)行預(yù)測，產(chǎn)生誤差是不可避免的，在軟土較厚、強(qiáng)度較低、附加應(yīng)力較大的情況下，軟土沉降的特征變化更為復(fù)雜，防控的誤差就更大。(2)沉降觀測序列的長度。在條件不變的情況下，沉降防控的精度與觀測的時間長度成正比。設(shè)k為路堤填筑完成后觀測時間長度與需防控時問長度的比值，則k值越大，防控的精度越高。如k值大于2，則
8、防控值精度較高，如l
