張李平

（福建林業(yè)職業(yè)技術學院 工程系，福建 南平 353000）

通常需要根據(jù)工程的具體情況以及經(jīng)濟性和合理性決定采用適當?shù)能浕O計與施工方案。顯然，無論采取哪一種軟基處理措施，都需要事先預估地基的沉降量及其隨時間的變化。

在預估軟土地區(qū)公路路基的沉降時，一般應注意如下4點：

（1）擬計算的路基斷面地質(zhì)土質(zhì)資料應完整并與工程實際情況相符合，一般不宜采用變形參數(shù)ES1-2或a1-2估算路基沉降。

（2）擬計算的路基斷面施工加載歷程線應與施工期間實際產(chǎn)生的情況相符合。若施工期間的施工加載歷程線與原設計不符合，則需根據(jù)實際情況重新教育處地基沉降。

（3）對于地基作排水處理的情況，應根據(jù)施工處理質(zhì)量以及施工期間及后期地基的排通道是否暢通等因素，決定是否需要在路面鋪筑之前重新估算地基沉降。

（4）路基沿線的地質(zhì)土質(zhì)情況以及加載歷程線等變化較大，因此，在路基施工加載過程中特定斷面的沉降實測結(jié)果不能簡單地用于評價沿線其它斷面的路基沉降情況。一般應將該斷面的沉降實測曲線與理論計算曲線進行比較分析，以確定理論計算選用的計算參數(shù)是否合適。經(jīng)對計算參數(shù)進行適當修正后，仍用理論方法預估其它路段的地基沉降。

實測沉降過程曲線推算沉降量法是根據(jù)實測的沉降值與時間的關系繪出曲線，然后選擇適當?shù)那€進行擬合。主要有雙曲線法、指數(shù)曲線法、對數(shù)曲線法、星野法、沉降和時間倒數(shù)法、最小二乘法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法以及日本的Asaoka法等。實測沉降過程曲線推算沉降量法是基于實測數(shù)據(jù)通過數(shù)值模擬來預測地基沉降的，具有較強的實用性。

以上預測方法各有利弊。它們的共同特點是要求觀測時間較長，通常在實測沉降趨勢趨于收斂時推算的結(jié)果比較理想。這里筆者主要介紹雙曲線法、指數(shù)曲線法。

1 修正雙曲線法

對于高壓縮性軟土來說，其應力應變關系明顯呈非線性。因此軟土的實際壓縮過程不一定符合指數(shù)曲線關系。魏汝龍根據(jù)一個工程實測的比較分析，認為軟粘土壓縮曲線整個形狀更符合雙曲線型。

如圖1所示，實測沉降曲線(S~t曲線)自拐點B開始采用雙曲線配合。雙曲線方程為：

式中，K為系數(shù)；

圖1 雙曲線配合法

式中，tc為B點開始計算的時間；

Sc為B點開始計算地基產(chǎn)生的最終沉降量，即B點y坐標；

a為B點x坐標；

St為B點開始計算t時刻沉降。

將B點和C點兩點坐標代入式(2)中，可得：

將實測曲線S～t曲線上二點(S1，t1)和(S2，t2)代入上式可得Sc和a值：

總沉降為

式中，S0為沉降曲線S~T曲線上拐點B對應的沉降量。

經(jīng)簡化，雙曲線擬合的方程式為

解上述方程：①計算比值η

②求參數(shù)a

③求最終沉降量S

2 修正的指數(shù)曲線配合法

假設沉降曲線滿足指數(shù)方程：

在實測曲線上取三點(t1，S1)，(t2，S2)，(t3，S3)，并使，經(jīng)簡化，指數(shù)擬合的方程式為

解上述方程：①計算比值η

②求參數(shù)γ

③求最終沉降量S

3 工后沉降預測

工后沉降是衡量高等級公路質(zhì)量優(yōu)劣的關鍵。但一般而言，高等級公路的投資額大、施工工期長、不確定性因素多、信息化施工程度高，為及時根據(jù)現(xiàn)場的實際條件，準確預測其工后沉降，及時進行現(xiàn)場施工指導，確保公路的質(zhì)量要求。

本文采用數(shù)值計算方法，選取雙曲線、指數(shù)曲線模型對第七合同段K83+800，第八合同段K93+000兩個斷面進行工后沉降預測，對實測沉降曲線擬和情況如下：

K83+800斷面

選取表6中的實測沉降數(shù)據(jù)：

t1=0.36s1=75.81；t2=0.37s2=79.88；t3=0.38s3=82.99

△t=t2-t1=t3-t2=0.01

代入公式（14）、（15）、（16）；得

得到雙曲線擬合的方程式為：St=87.81+31.85×（t-0.3）/（t+0.36）。從而求出雙曲線預測沉降，并作出實測曲線與雙曲線預測曲線。同理求出指數(shù)方程曲線，并作出實測曲線與指數(shù)曲線預測曲線。指數(shù)曲線預測曲線：St=-97.42-6.2exp[3.308*（t-0.89）]t1=1.17s1=107.10；t2=1.23s2=109.22；t3=1.29s3=111.02

△t=t2-t1=t3-t2=0.06

代入公式（14）、（15）、（16）；得

從而求出雙曲線預測沉降，并作出實測曲線與雙曲線預測曲線。

同理求出指數(shù)方程曲線，并作出實測曲線與指數(shù)曲線預測曲線。

指數(shù)曲線St=-87.42-6.2exp[2.215*（t-0.75）]

4 結(jié)語

通過對現(xiàn)場原位觀測數(shù)據(jù)的處理分析，可得出如下結(jié)論：

（1）高速公路工后沉降的預測方法繁多，根據(jù)軟土地基固結(jié)的定義可知，雙曲線方程與指數(shù)方程與土體固結(jié)的計算公式類同，本文通過現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的對比分析，證實了修正的指數(shù)模型在預測大廣高速公路麻城至浠水段工后沉降的適用性。

（2）軟土地基的沉降受諸多因素的影響，其中影響因素最大了是填土的高度及壓縮層的厚度，經(jīng)本文分析，認為地基的沉降與填土的高度及壓縮層的厚度呈現(xiàn)明顯的線性關系。

[1]唐嫻.路基沉降機理與超限沉降標準的研究[D]. 西安: 長安大學,2003.

[2]馮瑞玲.柔性基礎下復合地基受力與變形性狀分析[D].西安：西安公路交通大學,2000.

[3]張俊.高填方黃土路堤沉降規(guī)律研究[D].西安: 長安大學,2004.