尚仕彬

(貴州科達公路工程咨詢監(jiān)理有限公司)

1 軟土地基的固結(jié)計算

(1)沉降問題

使地基的沉降在加載預(yù)壓期大部分完成或基本完成，減少路堤的工后沉降。

(2)穩(wěn)定問題

加速地基土的抗剪強度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。

路堤經(jīng)常利用排水固結(jié)法來加速地基土的抗剪強度增長，縮短工程的工期?？衫寐返瘫旧碇亓糠旨壷饾u加載，使地基土強度的提高適應(yīng)上部茍載的增加，最后達到設(shè)計荷載。

排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成。設(shè)置排水系統(tǒng)在于改變地基的排水條件，縮短排水距離。排水系統(tǒng)由豎向排水體與水平排水墊層組成。加壓系統(tǒng)指起固結(jié)作用的荷載。

砂井是軟土地基加固措施中常用的有效措施之一。軟土地基設(shè)置砂井、塑料排水板等豎向排水體后改善了排水條件，縮短了排水距離，大大加速了地基的固結(jié)速率，使地基土強度得以迅速提高，從而保證了路堤的穩(wěn)定。

砂井設(shè)計包括砂井直徑、間距、深度、布置形式、砂墊層材料和厚度的合理選擇以及砂井地基的固結(jié)度計算。

2 地基沉降計算

2.1 地基沉降量計算

軟土地基采用砂井加固，不僅地基固結(jié)產(chǎn)生固結(jié)沉降，同時地基承受荷載之后，發(fā)生側(cè)向變形，產(chǎn)生形變沉降。

地基的沉降是在旌工期間及竣工以后逐漸完成的，所以需要分別計算施工期間的沉降以及竣工后的沉降，用來估算施工期間因沉降需增加的土石方數(shù)量和確定路堤的加寬值。

軟土地基的沉降量為固結(jié)沉降Sc與形變沉降Sd兩部分之和。

固結(jié)沉降Sc可根據(jù)單向壓縮的分層總和法計算。

根據(jù)國內(nèi)外一些實測沉降資料，在不考慮次固結(jié)沉降的條件下，最終沉降量可按式(3)計算

式中:m 為修正系數(shù)，與地基土的變形特性、荷載條件、加荷速率等因素有關(guān);對于飽和黏性土，采用堆載預(yù)壓排水固結(jié)法處理時，m=1.2 ～1.4;采用真空預(yù)壓排水固結(jié)法或復(fù)合地基處理時，m=1.0 ～1.2。

梯形條狀荷載在彈性變形階段因側(cè)向變形而產(chǎn)生的沉降量常用下式計算

式中:F 為沉降系數(shù);B 為換算荷載寬度;Q 為地基頂面中心線處的垂直應(yīng)力;E 為地基土的彈性模量。

2.2 路基面加寬及土方量增加計算

軟土路堤建成后，在運營期間基底會產(chǎn)生下沉。沉降形狀近似為一拋物線，因此在施工路基廈支擋結(jié)構(gòu)期間由于基底沉降而增加的土方數(shù)量為

為了保持路基沉降后的路基寬度，設(shè)計軟土路堤的路基面寬度時每側(cè)必須留加寬量。軟土路基面每側(cè)加寬值△b，根據(jù)路基工后沉降量與道床邊坡坡率由式(6)計算確定

式中:△S 為地基在施工期間的沉降量，m;m 為道床邊坡坡率，m=1.75:K 為折減系數(shù)，一般取0.5 ～0.6。

3 軟土路堤的施工觀測與控制

在軟土地基上填筑路堤，由于路堤荷載是逐漸增加的.因此孔隙水壓力也就是逐漸消散的。為了掌握路堤在施工期間的變形動卷，必須對軟土地基上的施工進行觀測。這樣既可以保證路堤在施工中的安全和穩(wěn)定，也可以正確預(yù)測工后沉降，便于工后沉降控制在設(shè)計允許的變形范圍內(nèi)。

軟土地基上填筑路堤時，應(yīng)在邊坡坡腳外設(shè)置邊樁，在路堤中心線地面上設(shè)置沉降觀測設(shè)備，進行水平位移和沉降觀測。利用邊樁和路堤地基面沉降觀測設(shè)備量測的數(shù)據(jù)，控制填土速率，保證路堤在填筑過程中的穩(wěn)定。根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)進行最終沉降量推算，使路基的工后沉降量在設(shè)計范圍之內(nèi)。當(dāng)?shù)鼗两蹬c設(shè)計有出入時，可以根據(jù)實測數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的措施完善設(shè)計，使地基處理達到預(yù)定的目標(biāo)。

路堤填土速率應(yīng)滿足下列要求:

(1)天然地基及采用排水固結(jié)法處理的地基，填筑時間不應(yīng)小于地基抗剪強度增長需要的固結(jié)時間:

(2)路堤中心沉降每晝夜不得大于10 mm，邊樁水平位移每晝夜不得大于5 mm。

采用排水固結(jié)法加固地基的地段，應(yīng)提前安排施工。施工完畢后應(yīng)放置一段時間，必要時可增大荷載進行預(yù)壓。