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        基于DGR 技術(shù)處治橋頭跳車沉降預測研究

        2023-11-17 07:35:28董,谷
        城市道橋與防洪 2023年10期
        關(guān)鍵詞:模型

        孫 董,谷 健

        (中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司,四川 成都 610081)

        0 引言

        運營期國省道往往交通量較大,由于橋臺路基處剛性與柔性沉降不均,易產(chǎn)生沉降差導致橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生,因此現(xiàn)通過寧波地區(qū)的一座橋頭過渡段處采用DGR 技術(shù)(深層注漿加固抬升技術(shù)(Deep Grouting Reinforcement,以下簡稱DGR)[1],

        DGR 技術(shù)對于處治運營期公路的橋頭跳車效果非常好,吳承霞[2]通過運用DGR 技術(shù)治理軟基研究表明,治理后的軟基承載力得到了一定的提升及沉降量得到相應控制。深層注漿技術(shù)后的土層形成一層帷幕,阻止水的侵蝕,同時漿液與土體形成整體地基,承載力得到大幅提升,具有較高的穩(wěn)定性[3-5]。

        現(xiàn)通過寧波鎮(zhèn)海區(qū)K178+928 處洪家橋采用DGR 技術(shù)來進行橋頭跳車處治后的沉降預測研究。

        1 DGR 技術(shù)理論與應用

        寧波市鎮(zhèn)海區(qū)的G329 國道上K178+928 洪家橋,其橋頭過渡段現(xiàn)場運用DGR 技術(shù),如圖1 所示。

        圖1 DGR 工藝現(xiàn)場注漿之實景

        通過漿液的滲透、壓密、填充,與土體緩和后,漿液凝固后,與土體一起成為有效的整體組合,土體的整體性與承載力得到提高,且密實性較高,有效地防止地下水的侵蝕,經(jīng)過固結(jié)后,最終形成強度高、穩(wěn)定性好、剛度大的復合地基,能夠有效地減少路基沉降[6-9]。

        DGR 技術(shù)可以在公路運營期間,避免公路大幅開挖,周期短、見效快、實用性較高。

        2 DGR 技術(shù)曲線擬合法模型分析

        路基沉降預測有各種各樣的方法,現(xiàn)采用常用的雙曲線模型和指數(shù)曲線模型[10],通過相應的模型公式,結(jié)合現(xiàn)場沉降數(shù)據(jù)代入后獲得相應參數(shù)經(jīng)過公式進行沉降預測(見表1)。

        表1 曲線模型表

        對于檢測曲線模型預測沉降的正確性,可引用相關(guān)系數(shù)來驗證:

        式中:yi為實測沉降值;y0為實測沉降平均值;y'i為計算沉降值。R2稱為標準差,用來衡量所配的曲線與沉降觀測值擬合的好壞,它的平方根R 稱為相關(guān)系數(shù)。R2和R 愈大(愈接近1),則表明曲線回歸效果愈好[11]。

        3 DGR 技術(shù)沉降曲線模型預測

        位于鎮(zhèn)海區(qū)國道G329K178+928 處洪家橋現(xiàn)狀為四幅路,斷面如圖2 所示。

        圖2 洪家橋各斷面位置圖

        在進行DGR 技術(shù)處治后,通過對現(xiàn)狀后續(xù)的沉降數(shù)據(jù)實測得到實測沉降曲線,同時對道路中心沉降數(shù)據(jù)通過指數(shù)曲線模型和雙曲線模型擬合斷面a、b、c、d 的沉降曲線,如圖3 所示。

        圖3 洪家橋斷面沉降預測曲線圖

        經(jīng)雙曲線模型、指數(shù)曲線模型計算,通過擬合方程計算,同時算出相關(guān)系數(shù),具體計算結(jié)果如表2、表3 所列。

        表2 洪家橋各斷面雙曲線模型相關(guān)參數(shù)及方程一覽表

        表3 洪家橋各斷面指數(shù)曲線模型相關(guān)參數(shù)及方程一覽表

        通過計算結(jié)果可知,指數(shù)曲線模型或者雙曲線模型擬合方程相關(guān)系數(shù)均大于0.9,計算結(jié)果表明這兩種曲線模型均適合擬合洪家橋路橋過渡段沉降預測。

        4 橋頭斷面沉降發(fā)展規(guī)律分析

        洪家橋在經(jīng)過DGR 技術(shù)處治路橋過渡段后,經(jīng)過后續(xù)時間的沉降數(shù)據(jù)實測,得出所經(jīng)時間與沉降關(guān)系實測關(guān)系,如圖4 所示。

        圖4 橋頭斷面時間沉降關(guān)系圖

        通過以上各橋頭斷面時間沉降關(guān)系圖可知,各斷面沉降曲線大致相同有些許差異,總趨勢大概一致,在90-120 d 時間段里沉降速度較快,后續(xù)沉降逐漸穩(wěn)定,在450 d 處最大累計沉降各斷面為18~24 mm 之間,總體來說沉降較小,處治效果較好。

        5 DGR 方法預測沉降分析

        通過前述計算參數(shù)代入雙曲線模型及指數(shù)曲線模型,可得洪家橋在DGR 技術(shù)處治下的最終沉降量值,洪家橋橋頭預測的最終沉降量如表4 所列。

        表4 洪家橋橋頭預測最終沉降量一覽表

        從表4 可知,雙曲線模型及指數(shù)曲線模型預測沉降結(jié)果差異較大,a 和b 斷面的指數(shù)曲線模型預測結(jié)果明顯不符合實際情況,相對來說運用雙曲線模型預測沉降更為合適,經(jīng)雙曲線模型預測最終沉降為50~100 mm。

        指數(shù)曲線模型預測最終沉降不合適可能由于在DGR 技術(shù)處治后投入運營期時,剛開始的沉降還未穩(wěn)定,以及監(jiān)測點較少導致。

        6 結(jié)論

        通過對洪家橋路橋過渡段采用DGR 技術(shù)處治后,對后續(xù)沉降采用雙曲線模型及指數(shù)曲線模型進行沉降預測研究,得出以下結(jié)論:

        (1)DGR 技術(shù)處治橋頭跳車病害,從實測沉降數(shù)據(jù)來看治理效果較好。

        (2)洪家橋橋頭的實測曲線擬合與雙曲線模型、指數(shù)曲線模型擬合相關(guān)系數(shù)較高。

        (3)對于路橋過渡段的后續(xù)沉降預測,雙曲線模型相比指數(shù)曲線模型更適合。

        (4)根據(jù)沉降預測,洪家橋橋頭的最終沉降量為50~100 mm。

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