樁底壓縮層厚度計算在樁基沉降中的應用

摘要：從高速鐵路軌道基礎沉降和差異沉降重要性出發(fā)，提出了研究壓縮層厚度計算方法的必要性，以京滬高速鐵路徐州至上海段為工程案例，通過應力控制法、應變控制法以及寬度確定法對壓縮層厚度進行了計算，并與實測值進行了比較及分析。

關鍵詞：壓縮層厚度，計算方法，高速鐵路軌道

一、引言

高速鐵路軌道一般具有高平順性和高穩(wěn)定性，對橋梁基礎沉降和差異沉降的要求較高。《高速鐵路設計規(guī)范》要求橋梁墩臺基礎的工后沉降不應該超過表1中的容許值。故有效控制基礎沉降和差異沉降就越來越必要。

壓縮層厚度的確定不僅為樁基的沉降計算提供依據(jù)，也對前期勘察工作有著十分重要的意義。

二、壓縮層厚度計算方法

目前，壓縮層厚度計算方法一般分為應力控制法、應變控制法以及寬度確定法等。

3.1 應力控制法

應力控制法是指自基礎底面算起，當?shù)鼗疃饶成疃鹊母郊討屯翆幼灾貞Φ谋戎敌〉揭欢ǔ潭葧r，將該深度作為壓縮層厚度。對于一般土，地基壓縮層厚度自基礎底面算起，到附加應力與土層自重應力比值為0.2處；對于軟土，到附加應力與土層自重應力比值為0.1處。該方法僅適用于自重較輕或體積較小的建筑物。

3.2 應變控制法

應變控制法是指自基礎底面算起，當某一厚度土層的壓縮量滿足某條件時時，將該厚度作為壓縮層厚度。不同規(guī)范規(guī)定的條件不盡相同。該方法考慮了基礎尺寸對地基壓縮層厚度的影響，但卻忽略了地基土的類別對地基壓縮層厚度計算的影響。

3.3 寬度確定法

《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2002)中給出當無相鄰荷載的影響，基礎寬度B∈(1m，30m)時，壓縮層厚度由下式計算：

（1）

該方法計算簡單，但只強調(diào)了基礎寬度的影響，忽略了荷載的作用以及地基土的物理力學性質(zhì)的影響。

三、工程概況

京滬高速鐵路徐州至上海段蘊藻洪特大橋位于上海市嘉定區(qū)境內(nèi)，線路起迄里程為DK1277+315.00一DK1300+530.00段，總長23215.00米。試驗工點位于濱海平原地區(qū)，地勢低平，湖沼洼塘密布，多為農(nóng)田、村莊，河流、道路眾多，地表水系發(fā)育。經(jīng)過勘察資料和室內(nèi)試驗，區(qū)內(nèi)地層都是第四系松散堆積層，總厚度大于100m，且以第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)沖海積、海積粉性土、勃性土及砂類土為主，各土層設計參數(shù)見表2。

四、計算結(jié)果及分析

本文將實測結(jié)果和各規(guī)范理論計算結(jié)果進行對比。詳見表3：

顯然，采用應力控制法的計算結(jié)果和實測值相差較大，主要是因為其考慮的是荷載的影響，當改變了基礎沉降的計算模式，就改變了附加應力的分布和自重應力的大小。應變控制法計算的結(jié)果與實測值相近，說明應變控制法有較好的適應性。寬度確定法對計算的壓縮層厚度值與實測值相差較小。

五、結(jié)束語

壓縮層厚度的確定不僅為樁基的沉降計算提供依據(jù)，也對前期勘察工作有著十分重要的意義。

現(xiàn)行的幾種壓縮層厚度計算方法，包括應力控制法、應變控制法以及寬度確定法等各有優(yōu)缺點，但對于深厚軟土地基，基于分層總和法的“應力控制法”和“應變控制法”都已經(jīng)不能完全適用。到目前為止，無論從理論上還是實踐上都未能得到可靠的解決。因此研究長樁基礎基底壓縮層厚度對工程設計和了解其變化規(guī)律有重要的意義。

參考文獻

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