軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進研究

摘 要：現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防的方式防止地基不均勻沉降的發生，無法做到針對地基不同土質作出有針對性的不均勻沉降預防，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研究。通過計算軟土地基不均勻沉降變形系數，從而得到軟土地基沉降情況差異，做到有針對性處理。設計實驗，對比施工方法改進前后路基不均勻沉降情況，證明研究的有效性。

關鍵詞：軟土地基;道路橋梁;不均勻沉降;改進

文章編號：2095-4085（2020）05-0104-02

軟土地基具有排水結構穩定性差、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過特殊處理，如果存在處理不當將會引發路基不均勻沉降等道路質量問題。現有軟土地基不均勻沉降施工方法主要采用大范圍預防措施，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研究。

1 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進研究

1.1 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降變形系數

軟土地基上道路橋梁不均勻沉降變形應首先對其沉降變形作出預估，其不規則變形主要受到填土高度及靜載預壓影響，分為次固結沉降、主固結沉降以及施工荷載力以及填土荷載力瞬間作用導致的瞬時沉降[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，Fr為瞬時沉降;Fc為主固結沉降;Fs為次固結沉降。

道路橋梁軟土地基沉降量采用應力修正法求解，得到加固區沉降量為

F1=ζs∑ΔPiEiHi

。

（2）

其中，ΔPFi為地基層土樁間附加應力;ΔPi為天然地基附加應力;ζs為分擔應力比修正系數。

當下層沉降量達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。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層地基自重應力平均值;e2i為第i層地基自重應力與負應力之和;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。

在基礎認知上，認為施工后原有路基在經過第一次已經結束沉降，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。1.2 軟土地基上道路橋梁不均勻沉降處理

經計算得到地基具體不均勻沉降變形系數時，需要根據地基具體情況對軟土地基作出判斷，根據地基類型不同作出具體改進方法。根據地基彈性階段總體應力，其應變關系剛度為

[D]=1-∑ki=1Vps+∑ki=1Vps[Dc]i

。

（5）

其中，Vps為地基加強材料體積率，Dc為混凝土剛度矩陣。

根據其計算結果，按照道路橋梁地基不同壓實標準，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%。根據地基各區域土質不同，做到有針對性地加固，防止不均勻沉降出現。

2 實驗

2.1 實驗準備

為驗證軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工改進方法的有效性，設計實驗。通過在統一實驗條件下，對比軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進前后地基沉降情況，判斷改進的優缺點。實驗設計選取某一軟土區道路橋梁建設工程，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據，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，護道寬1.5m、高0.9m，其斷面形狀為坡腳護道式梯形結構。使用改進前后工藝分別對同一地基進行處理后，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 實驗結果對比

在同一實驗條件下，改進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，改進前后地基均會隨著堆載預壓時間的增加出現不同程度的地基沉降。而在改進前測得路堤高度為5.01m，20個月后發生沉降329/m，沉降/上升率為65.7mm·m-1;而改進后測得路堤高度為5.81m，20個月后發生沉降279/m，沉降/上升率為48.0mm·m-1。觀察數據變化顯示，改進后方法可有效降低地基沉降量。

3 結 語

軟土地基上道路橋梁不均勻沉降施工方法改進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理防治提供依據。

參考文獻：

[1]范永根，曹銘輝，朱春東，等.軟土地基不均勻沉降對路面結構影響分析[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。