软土路基路床预抛高计算方法探析.doc

软土路基路床预抛高计算方法探析摘要：在分析预抛高作用的基础上，对现有预抛高计算方法进行了研究，并对每种预抛高计算方法的缺陷进行了阐述。本文分析总结各预抛高计算方法，以期为不同地区准确计算预抛高量提供理论上的参考。关键词：预抛高；沉降预测；计算方法Abstract:Onthebasisofanalyzesthepre-castrole,discussedtheexistingpre-casthighcalculationmethods,anddescribedeachpre-castdefectsofthehighcomputationalmethod・Thispaperanalyzesasummaryofthepre-casthighcalculationmethodsfordifferentregionsinordertoaccuratelycalculatethepre-casthigh-volumetoprovideatheoreticalreference.Keywords:pre-casthigh;settlementprediction;calculationmethod中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：1引言近年来我国修建了很多的高速公路，其中有些高速公路部分或者全部通过软土地区。软土具有天然含水量高、孔隙比大、高缩性等特点。目前，我国高速公路软基处理主要采 用排水固结方法，对于此种地基处理方法，工后沉降成为施工单位和业主单位关心的一个重要问题。高速公路软基的工后沉降主要由路面施工后的瞬时沉降、未完成的主固结沉降和次固结沉降组成。减少工后沉降主要通过超载、延长预压时间和路基预抛高等。从经济的角度上看,路基预抛高相对来说较为理想。但是在具体实施中,如何准确的确定路基的预抛高量是关键。虽然有一些学者对路基预抛高量的计算进行过研究，但目前为止还没有一种通用的能精确计算路基预抛高的方法。因此，对路基预抛高的计算方法进行探讨，研究出一种能够准确计算路基预抛高的方法很有必要。2现有预抛高计算方法分析目前，国内有一些学者对路基预抛高进行了研究，虽然计算公式各有不同，但有一点是共同的，那就是计算预抛高的公式都是建立在对工后沉降进行预测的基础上的。杭甬高速公路路堤预抛高的经验设计公式如下:式中：■抛高值；■修正后控制时刻总沉降量；■抛高填筑前实测累计沉降量；-路堤填筑期实测沉降量；-路基施工期设计沉降量；路面施工开始至控制时间沉降量修正系数；■•预测路堤预压期沉降量；■•修正后路面施工开始至控制时刻沉降量；-设计路面施工开始至沉平控制时刻沉降量:AS-增量荷载系数，当+>0.3时取1.0;当+<0.3认为沉降不够稳定取1.1-预压期第一个月实测沉降量；■预压期最后一个月的预测沉降量公2■修正系数，当yv8时取1，当y>8时取0.5;y•预压期（单位：月）。该经验公式不考虑不同沉降过程土层性状的差异，假定预压8个月时正好达到月沉降量0.01 米/月，而8个月后月沉降量假定为0.005米/月。运用了经验系数作为修正值，不够严谨且明显具有地区经验。李国维等通过对广东省汕汾、揭普、金风等公路填土厚度、实测沉降与时间序列的统计分析，认为沉降发展过程可用式下式来表示从而得出路基预抛高计算公式：式中：■路堤抛高量；■沉平控制时间的预测沉降（以通车后1年作为沉平控制时间）;-路面结构层施工完成后预测沉降；•自路堤第一级加载至通车后1年经历的总时间；-自路堤第一级加载至路面结构层施工完成的总时间；■•路面结构层厚度；、-路面结构层密度、路堤填土密度。而当软土深度超过15米，而且是砂井或塑料排水板没有完全打穿软土层，下卧层的主固结是工后沉降中一个非常重要组成部分，而且下卧层的孔隙水压力消散是非常缓慢的，因此在这种情况下以通车后1年作为沉平控制时刻不甚合理，路堤预抛高量应按下式计算：式中k-修正系数，一般可取0.3-0.6;当路堤高度大于5米，尤其是高填方路堤，必须考虑路堤本身在通车运营期的压密下沉，路基本身的压密下沉根据德国和日本提出的一种经验公式取，而且软土深度小于15米，以通车后1年作为沉平控制时间。需按下式计算预抛高：当路堤高度大于5米，且软土深度大于15米，按下式计 算预拋高：罗丹根据固结理论计算了施工期某个时刻的路基沉降，并以计算沉降与实测沉降的均方差为目标函数，反演相关参数，估算后期沉降，建立预抛高计算公式。认为路面施工完成后任意时刻地基的沉降量可表示为：又，代入上式可得根据上式，并对实测数据进行分析，认为路基预抛高计算可用下式进行：式中，为路面预抛高量；为修正系数；在超载预压情况下按超载预压的程度来取修正系数。有效应力面积比R>I.O时，卸载前沉降速率Hn3m取0.7,H<3m取1.0(3)第三阶段自路面加载影响期结束至通车这一阶段路基沉降符合双曲函数关系，和时点沉降量应是在原双曲函数计算值上加上第二阶段沉降值，即…路基预抛高值。由此式可知，预抛高值计算仍可用原双曲线函数推算，不受路面加载沉降量影响。(4)第四阶段自通车至缺陷责任期结束，这一阶段同第三阶段，预抛高值从原双曲线函数中求得,o3、存在的问题(1)预抛高值的计算都是建立在对工后沉降进行预测的基础上的，因此，工后沉降预测的准确与否直接影响预抛高 值的计算。(2)不同的研究者在不同的地区得出的沉降预测公式往往不同，从而得出的预抛高计算公式也存在很大差异(比如杭甬高速所得到的预抛高计算公式就明显具有地区经验)，所以到目前为止还没有一套完整的计算预抛高值的方法。(3)潘剑波利用施工期实测沉降进行双曲线拟合，预测不同工后时刻的沉降，来计算路堤预抛高。实际上，假设沉降呈双曲线分布是不准确的，因为双曲线方法只能使用恒载预压期的实测沉降数据进行拟合。(4)罗丹等根据固结理论来计算施工期某个时刻的路基沉降，并以计算沉降与实测沉降的均方差为目标函数，反演相关参数，估算后期沉降，从而建立预抛高计算公式。但理论计算的固结度与软土地基实际固结度有一定误差。(5)李国维等通过对广东省汕汾、揭普、金风等公路填土厚度、实测沉降与时间序列的统计分析，得出任一时刻的沉降计算公式，再用沉平控制时间的预测沉降(，以通车后1年作为沉平控制时间)减去路面结构层施工完成后预测沉降()就得到预抛高值。存在下卧层的深厚软基则用计算。这里面存在的问题是：首先应该是预抛高实施前的沉降值而不是路面结构层施工完成后预测沉降；其次，当存在下卧层时，预拋高的计算问题以及沉平的控制问题还没有得到很好的解决。 4、参考文献[1]盛维高•高速公路软基路堤预抛高对工后沉降的影响研究[D].南京：河海大学硕士论文,2007.[2]李国维，盛维高等.软土地基路堤预抛高确定方法[J].河海大学学报,2008,36(1)[3]罗丹，程欣，洪宝宁•高速公路软基段路床预抛高问题研究[J].南京建筑工程学院学报，2002(4).[4]潘剑波•软士地区高速公路路基预抛高实用计算方法[J].广东建材，2002(9).张爱明:1982年08月20日出生，籍贯，甘肃省天水市，2005年毕业于长沙理工大学水利水电工程专业