摘要：從高速鐵路軌道基礎(chǔ)沉降和差異沉降重要性出發(fā)，提出了研究壓縮層厚度計(jì)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(yīng)力控制法、應(yīng)變控制法以及寬度確定法對壓縮層厚度進(jìn)行了計(jì)算，并與實(shí)測值進(jìn)行了比較及分析。

關(guān)鍵詞：壓縮層厚度，計(jì)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(chǔ)沉降和差異沉降的要求較高。《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》要求橋梁墩臺基礎(chǔ)的工后沉降不應(yīng)該超過表1中的容許值。故有效控制基礎(chǔ)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(jì)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(jì)算方法

目前，壓縮層厚度計(jì)算方法一般分為應(yīng)力控制法、應(yīng)變控制法以及寬度確定法等。

3.1 應(yīng)力控制法

應(yīng)力控制法是指自基礎(chǔ)底面算起，當(dāng)?shù)鼗疃饶成疃鹊母郊討?yīng)力和土層自重應(yīng)力的比值小到一定程度時(shí)，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(chǔ)底面算起，到附加應(yīng)力與土層自重應(yīng)力比值為0.2處；對于軟土，到附加應(yīng)力與土層自重應(yīng)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(yīng)變控制法

應(yīng)變控制法是指自基礎(chǔ)底面算起，當(dāng)某一厚度土層的壓縮量滿足某條件時(shí)時(shí)，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(chǔ)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(jì)算的影響。

3.3 寬度確定法

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)中給出當(dāng)無相鄰荷載的影響，基礎(chǔ)寬度B∈(1m，30m)時(shí)，壓縮層厚度由下式計(jì)算：

（1）

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

三、工程概況

京滬高速鐵路徐州至上海段蘊(yùn)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(yàn)工點(diǎn)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(yàn)，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(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

四、計(jì)算結(jié)果及分析

本文將實(shí)測結(jié)果和各規(guī)范理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。詳見表3：

顯然，采用應(yīng)力控制法的計(jì)算結(jié)果和實(shí)測值相差較大，主要是因?yàn)槠淇紤]的是荷載的影響，當(dāng)改變了基礎(chǔ)沉降的計(jì)算模式，就改變了附加應(yīng)力的分布和自重應(yīng)力的大小。應(yīng)變控制法計(jì)算的結(jié)果與實(shí)測值相近，說明應(yīng)變控制法有較好的適應(yīng)性。寬度確定法對計(jì)算的壓縮層厚度值與實(shí)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(jì)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(jì)算方法，包括應(yīng)力控制法、應(yīng)變控制法以及寬度確定法等各有優(yōu)缺點(diǎn)，但對于深厚軟土地基，基于分層總和法的“應(yīng)力控制法”和“應(yīng)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(shí)踐上都未能得到可靠的解決。因此研究長樁基礎(chǔ)基底壓縮層厚度對工程設(shè)計(jì)和了解其變化規(guī)律有重要的意義。

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