基于路堤设计荷载的软基固结度分析及应用.pdf

·21·全国中文核心期刊路基工程2006年第2期(总第125期)

基于路堤设计荷载的软基固结度分析及应用3
曾庆军1,2李茂英2
(1,华南理工大学广东广州510641;2,广东交通职业技术学院)

摘要在已有软土地基固结度计算理论的基础上,对某高速公路软土地基试验段监测资料
进行分析,提出了基于路堤设计荷载下的软土地基固结度计算方法,工程实例表明理论计算与实
测结果符合程度较好,为路堤超载设计、卸载时机的计算确定提供了依据。
关键词公路软基固结度超载卸载时机

层沉降孔孔深均为15m。
1前言
公路,尤其高速公路软土路基有两大技术问3路基固结度分析
题:一是施工期稳定控制,二是工后沉降控制。工311固结度计算公式
后沉降问题是影响建成后路面质量、行车速度、使31111理论计算公式
用寿命的关键性问题。路堤施工期和预压期内尽可不同固结条件下瞬时加荷时任意时刻固结度普
能地完成土体固结沉降是解决这一问题的关键。工遍表达式为(1)
-βt
后沉降量取决于目前土体的固结度和土体的最终沉Ut=1-α·e(1)
降量。目前土体的固结度已知时,很容易根据实测逐级加荷条件下地基平均固结度的计算公式为
沉降求出土体的最终沉降量因此固结度的计算就n
,ΔPi
U=Uti+t′i·(2)
at-2n
变得至关重要。但是,实际土的应力应变关系非常6i=1
ΔPi
复杂,很多工程技术人员对此进行了大量研究,提6i=1
～
出了不同情况下的固结度计算理论[1][6],但很难将式(1)代入式(2)得
nn
ti+t′i
完全符合实际情况。因此,必须根据实际条件,通ββ()
-t2
ΔPi-αe·[ΔPi·e]
过实测资料分析、总结固结度计算规律。6i=16i=1
Ua=n(3)
Δ
6Pi
2路基试验段条件i=1
Δ
211工程地质条件式中:Ua为逐级加荷条件下地基平均固结度;Pi

某高速公路软基试验段全长199m。地势平为第i级等速加荷的荷载增量;t为计算时刻;t′i、

坦,沟渠交错,横跨四个多年大渔塘,渔塘面积占ti、分别为第i级荷载增量加载开始时刻和终点时刻,

全段路基面积的80%,塘底浮泥厚2m,无硬壳当t在某一级荷载增量加荷过程中时,ti=t。
层;淤泥平均厚达1315m,填土最高712m,最低根据式(3)可计算任意时刻不同固结条件逐
610m;软土具有含水量高、孔隙比大、塑性高、级加荷条件下的固结度,但它不能反映至任意一级
强度低、压缩性大、灵敏度高等特点。共布设8个荷载时对设计荷载下的固结度(即每级荷载对设
监控断面。计荷载下的固结贡献)。为此,本文引进一个假
212试验方案及仪器埋设情况定:任意一级荷载所产生的固结是独立的。根据式
试验方案实际施工情况见表1,监测仪器在相(3),则可得出计算至任意一级荷载时对设计荷载

关断面共布置有测斜孔13个、孔隙水压力计5孔下的固结度(简称总固结度,用UT表示)计算公
共25只、分层沉降孔2个、土压力盒6只、深层式(4)
nn
沉降标只、表面沉降板块。其中测斜孔、分tit′i
321ββ()
Δα-t·Δ·2+2
表试验方案实际施工情况表Pi-e[Pie]
16i=16i=1
U=()
袋装砂井T4
桩号土工织物备注Pd
间距/m长度/m
式中:Pd为设计荷载;UT为总固结度,即基于设
K11+021～+070二层土工布11213超载115m至K11+081
计荷载下的路基固结度。
K11+070～+166一层土工布11212等载110m
K11+166～+196无11212等载110m31112实测计算公式
根据实测资料进行固结度计算有两种方法。

3广东省交通厅资助科技项目(2002-05)。3111211根据沉降计算固结度
曾庆军,男,博士,副教授。本文采用港口工程地基基础规范计算公式即不

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曾庆军,等:基于路堤设计荷载的软基固结度分析及应用·31·

考虑瞬时沉降对固结度的影响,根据文献[5]和根据式(6)只能计算至计算时刻对累计荷载
工程实际情况,如式(5),这种考虑是可行的。下的平均固结度,不能计算至计算时刻对设计荷载

St下的平均固结度,为此参照式(4)引进一个可计
U′T=(5)
S∞算至计算时刻对设计荷载下的固结度公式(7)
n
式中:U′T为根据沉降计算的实测固结度;St为计
ΔPi-ut
算时刻实测累计沉降;S∞为最终沉降,可利用实6i=1
U′T=(7)
测沉降监测资料,采用双曲线法、三点法等推算,Pd

建议采用双曲线法,但参数求得宜选用荷载预压阶式中:U′a、U′T分别为至计