沉降法的基本原理十篇

沉降法的基本原理篇1

【关键词】软土地基；优化设计；差异沉降

在具体的公路桥梁软土地基处理设计中，沉降控制的设计的主要原则之一是保持地基实际工后的沉降量在允许沉降量范围内，具体需要参照《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》的相关标准。然而规范中规定的允许工后沉降表提供的是最大容许沉降量，目的是通过最大容许工后沉降量来制定地基加固标准以及评价加固质量，会导致桥台和路堤相邻处以及不同路段的连接处出现错台，引发严重跳车，给公路桥梁运行的舒适性和行车安全造成隐患。

1. 公路桥梁软土地基处理设计概况

目前路面开裂以及跳车很多由路基的差异工后不均匀沉降导致，若路基总体有较大变形，工后沉降比较均匀才不会给行车产生不良影响，沉降不均匀即使控制工后沉降在一定范围内，存在差异工后沉降也会造成路面的开裂或引起跳车现象。需要在满足规范规定的允许工后沉降基础上控制工后差异沉降非常重要，是公路桥梁路堤设计中的关键控制因素之一。目前很多软基处理方式，例如柔性桩复合地基、刚性桩复合地基以及设置垂直排水通道的预压法等在公路桥梁软土地基中应用比较广泛。目前这三种方式在软土地基处理中控制工后沉降效果较好。目前大量的相关公路桥梁软土地基工后沉降的设计计算方法和设计方法正在不断完善，能够促进软土地基上公路桥梁建设发展。

2. 设计基本原则以及思路

在沉降控制设计思路中，设计所遵循的基本原则是在满足地基稳定的基础上，满足规范规定的公路桥梁容许工后沉降。在实际的公路桥梁运行状况中，在满足规范规定的允许工后沉降范围内，控制工后差异沉降在公路桥梁路堤设计中非常重要。工后差异沉降的评定标准以公路桥梁纵坡要求和差异沉降引起的路面开裂为准，根据《公路桥梁工程技术标准》规定，确定汽车爬坡能力和发动机工作特性最大纵坡的规范取值。在公路桥梁软土地基处理中首先需要满足《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中相关的公路桥梁容许工后沉降以及公路桥梁安全舒适运行和防止路面开裂的要求，此外还要综合考虑软土地基中公路桥梁建设以及运行中软土地基的承载力和稳定性的要求。

若公路桥梁软土深度较厚、路堤较高、工期要求较紧迫，定义为高等级公路桥梁，在工后沉降和工后差异沉降方面，桥头路段的处理主要采取刚性桩复合地基法，一般路段上主要采取排水预压法进行软土地基进行处理，一般路段和桥头路段的连接部分则采用变桩距或者变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。根据相关研究结果，桩长变桩距的设计方案较桩距变桩长更加合理，在路堤荷载作用下复合地基的最大沉降和平均沉降以及减小横向差异沉降和纵向差异沉降方面都具有明显的优势。因此一般在桥头过渡路段的处理中刚性桩复合地基法采用桩长变桩距的设计方案。

若公路桥梁桥头路段的深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松，一般采用柔性桩复合地基法以及预压法进行加固处理，一般路段的公路桥梁软基处理采取排水预压法，在桥头路段以及其他结构物路段与一般路段的连接部分采用变桩距的方式对两者之间的差异沉降进行平稳过渡。软土地基的公路桥梁衔接部分需要在采取地基处理方法之后用路堤预抛高方式提高过渡的平稳性以达到控制差异工后沉降的目标，正常预抛高连接路段纵坡坡度取在3到6‰以内。

3. 工后沉降计算方法

3.1 预压法计算

在采用预压法进行加固的公路桥梁软土地基中，地基的沉降分为瞬时沉降、固结沉降以及次固结沉降（ ）。目前预压法中在瞬时沉降的计算上没有推荐的具体方法，通常将其涵盖在修正系数 当中。而固结沉降采用单向压缩分层总和法进行计算，用e-p曲线法或考虑土体应力历史的e-logp’曲线法来计算分层沉降。次固结沉降的发生原因为土骨架在持续的荷载下发生蠕变，往往公路桥梁软土地基处理预压法加固过程时间不长，不需要考虑其中次固结沉降的影响。

3.2柔性桩复合地基法计算

柔性桩复合地基法中，计算路堤荷载作用下的变形量需要将复合地基加固区域增强体以及土体整合起来，采用分层综合的方法配合复合模量进行压缩变形的计算，下卧层采用地基土层原模量，具体计算公式为：

注：沉降计算修正系数 ；对应荷载效应准永久组合时基础地面的附加应力 ；加固区第i层桩土复合模量 ；地基第i层土的压缩模量 ；基础地面第i层土底面的距离 ；基础地面计算点到第i层土底面范围内平均附加应力系数 ；加固区范围土的分层数 ；沉降变形计算深度范围内涂层总的分层数 ；竖向排水时的土体固结度计算参数α、β。

结语

在软土地基处理设计中需要注意其与施工规范规定的容许工后沉降未规定差异工后沉降控制标准，是否会出现桥头跳车的情况。此外，软土地基设计不仅要满足规范设定的容许工后沉降，也要满足工后差异沉降，其基本原则包括《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中关于满足公路桥梁安全舒适运行和避免路面开裂的相关要求，并且要综合考虑满足软土地基上公路桥梁建设与运行中软土地基的承载能力和稳定性。根据实际情况采用合理的公路桥梁软土地基处理设计方案进行公路桥梁软土地基处理设计可以更加有效地过渡公路桥梁差异工后沉降，满足公路桥梁车辆运行的舒适性。针对公路桥梁软土地基在处理闺房中的容许工后沉降所遇到一些不完善情况，并参照相关公路桥梁工程技术标准，根据公路桥梁运行的实际状况提出针对性的公路桥梁软土地基处理设计遵循基本原则以及设计思路，分析探讨软土地基处理技术的沉降计算方法，提出公路桥梁软土地基处理的设计方法，分析在公路桥梁桥头软土地基处理设计的应用情况。

参考文献

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沉降法的基本原理篇2

论文摘要:简要介绍了秦沈客运专线软土和松软地基处理方案和路基工后沉降量控制标准，通过秦沈客运专线动态设计实践，强调在高速铁路建设过程中开展动态设计的意义，并从沉降断面布置、设备选择、观测频度、数据处理方法、数据分析的基本原理和应用等方面，系统介绍动态设计的方法和步骤。

秦沈客运专线西起秦皇岛，东至沈阳，是我国铁路第一条时速160 km/h以上的新建客运专线，是铁路建设史上的标志性工程。工程项目在建设过程中引人了动态设计理念，该理念很好地指导了工程的建设，从而使地基工后沉降量的控制达到了预期目的。本文就该项目的动态设计做一介绍。

1路基工后沉降量控制标准

鉴于路基标准及施工状况对列车高速、平稳、舒适和安全的重要意义，秦沈客运专线对路基工后沉降量提出了严格的要求，一般地段要求不得大于15 cm(年沉降量不得大于4 cm )，路桥过渡段要求不得大于8 cm(年沉降量不得大于3 cm )。

2软土松软地基处理方案设计

秦沈客运专线东段，属辽河西部凌河冲积平原和辽河下游冲积平原，分布着总长度近120 km的软土和松软地基，这些软土和松软地基具有强度低、压缩性大、渗透系数小的特点，在路基本体达到一定密实度标准后，地基的沉降变形控制成为保证秦沈客运专线路基高标准的关键和重点。针对松软、软土地基的不同物理力学指标情况，设计分别采用排水固结法和复合地基法进行地基加固处理，部分地段还结合采用土工格栅(室)加筋垫层。当采取这些措施后，路基工后沉降量仍不能满足要求时，再结合采用堆载预压进行处理。

3开展动态设计的必要性

秦沈客运专线建设成败的主要标志是铁路运营后能否实现既定的速度目标值，能否实现速度目标值的关键在于路基的工后沉降量能否满足要求。作为我国铁路第一条时速160 km/h以上的新建客运专线，如何控制大范围软土和松软地基地段路基的沉降量，此前没有成功的经验可供借鉴，因此引人动态设计理念很有必要。引人动态设计可以达到2个目的:一是检校设计理论，由于自然条件的千差万别，计算理论的假定边界条件与实际情况往往存在差异，这将导致理想与现实的差异;二是指导施工，根据施工组织变化的需求，通过沉降分析调整预压土高度和预压期，调整设计路基抬高值。不论是哪个目的，其最终目的都是为了保证工程的高质量。

4开展动态设计的方法

4.1数据的采集

4.1.1观降断面的布设

在软土及松软地基地段设置观测沉降设备，设置的原则是每隔100-200 m设置一个观测断面，每个路基桥涵过渡段设置2个观测断面。

4. 1. 2观降设备的选择

可以选择的观降设备有沉降板、沉降水杯和沉降管等。采用沉降板观测沉降，操作简单，水准测量线路短，但容易受到施工车辆的干扰，尤其是在施工繁忙阶段，沉降板容易遭到破坏。如果将沉降水杯的进水、溢水和排气等三管置于路基非施工便道的一侧，进行水准测量时可不必上下路基，水准测量比较容易，但灌水和找稳定水面的时间较长，且在寒冷的冬季进行观测时三管容易上冻。采用沉降管观测的数据比较准确，还可以得到整个断面上各点的变形值，但仍需要配合进行水准测量，且水准路径长，管的造价很高。在工程实践中，应根据现场的实际情况和不同的施工组织要求，进行不同的选择。

4. 1. 3测量仪器及精度的选择

由于最终的数据处理结果要控制在毫米级，所以现场观测水准应精确到0. 1 mm。根据不同等级水准测量精度及相应闭合差大小的对比，水准测量采用二等为宜。

4.1.4观测周期

施工期间一般每填筑一层，进行一次观测，如果2次填筑间隔时间较长，每3d至少观测一次。路堤经分层填筑达到预压高程后，在预压期前2一3个月-内，每Sd观测一次，3个月后7一15d观测一次，半年后一个月观测一次，一直观测到预压期末。

4. 2数据的处理

采用Excel软件，可以很方便地对现场采集的数据进行处理。根据时间，填土高度和沉降量，以时间为横坐标，纵轴上正方向以填土高度为坐标，负方向以沉降量为坐标，可以很方便地绘制实测“填土一时间一沉降量”关系曲线。在这个过程中，要注意将一些明显异常点剔除。

4. 3数据的分析

根据实测“填土一时间一沉降量”关系曲线，将其拟合成某个函数曲线，进而预测未来的发展趋势和最终沉降量。常用的拟合曲线有双曲线和指数曲线。

4. 3. 1双曲线法基本原理

如图1所示，将实测沉降曲线上拐点B以后的部分按照双曲线拟合延伸。

由公式(3)可见t’和t’ /s’关于和a线性变化，这样，如果有一组足够多的数据，就可以通过线性回归的方法得到和a的值。

各时刻的拟合沉降值:;=so +s’

最终沉降量:一so+

4.3.2指数法基本原理

如图2所示，将实测沉降曲线上拐点B以后的部分按照指数曲线拟合延伸。

公式(6)中In ( ds/dt)和t是变量，如果有一组足够多的数据，就可以通过线性回归的方法得到、二值，即为最终沉降量。各时刻的拟合沉降值由公式(5)给出。

4.3.3分析

前面介绍的是数据分析的基本原理，所考虑的上部荷载假定为一次加载。但高速铁路对路基本体的密实度要求很高，在填筑过程中严格限制了每层的层厚，所以地基的上部荷载是分级加载的。基于地基的沉降是各级荷载共同作用的结果，可以通过编制程序，将复杂的逐级加载问题交由计算机完成，进而拟合出较为理想的沉降曲线。

利用沉降曲线可以得到推算的总沉降量和工后沉降量，将其与计算结果进行对比，可以对未来沉降的发展趋势进行预测，进而达到指导施工的目的。

5工程示例

5.1工程概况

该段地基采用袋装砂井处理，袋装沙井深8m，间距1.2 m，直径7 cm，地表设砂垫层，厚0. 5 m，中间铺设一层土工隔栅。地基各层各项指标见表1。

5.2沉降估算

按照0. 2标准确定压缩层，即压缩层计算到附加应力与自重应力比不超过0. 2，由此确定压缩区为表1中前4层，按照分层总和法计算地基的总沉降量为53. 8 cm，工后沉降量为2. 5 cm .

5. 3动态设计

2001年下半年，部分单位对施工组织计划进行了调整，有个别地段将提前铺轨，根据这一变化，应有关方面的需求，设计对未来沉降的发展趋势进行了预测。当前实测沉降量为27. 9 mm，根据现场资料，采用修正指数法和修正双曲线法对观测数据进行拟合，推算出未来沉降值和工后沉降量。根据这一推算结果，工后沉降量可以满足提前铺轨的要求。

沉降法的基本原理篇3

【关键词】公路桥梁；沉降；路基路面；施工技术

随着国内公路工程的迅速发展，人们对高等级公路的安全性和舒适性的要求越来越高。对公路工程的调查分析表明，由于桥台与路基的刚度差异性，以及路基沉降等原因，极易在桥梁引道处等软土地基路段产生沉降差，导致路面不平顺，从而容易引起桥头跳车现象的发生，致使车辆行驶的舒适性与安全性没有保障。因此，本文的主要研究目的是：怎样在路桥之间设置适当长度的沉降段，减少路桥间不均匀沉降，避免桥头跳车现象的发生，保证汽车行驶的安全性与舒适性。

1 路桥沉降段软基路基产生不均匀沉降的原因

1.1 桥头引道地基处治达不到要求

通过对公路产生桥头跳车现象产生的原因分析表明，在软基路段一般产生桥头跳车发生的原因是地基沉降。而产生地基沉降的主要原因是在设计施工图时，布置的地质钻孔过少，钻探深度达不到要求，从而未能发现软土地基，或者未能勘探明确软基存在的范围和深度，以及其物理力学性质等，从而导致在处理桥头路堤软土地基时，没有采用合适的措施或者方法。另一方面，当采用的软基处治理论或者计算方法和选用的计算参数与软基实际情况不符合时，致使软基处治设计满足不了实际的需求，也能致使桥头软土路基产生不均匀沉降。再者，经过长期雨水的侵蚀，会造成路堤填土流失，以及其强度的降低，这也是一个产生不均匀沉降的原因。

1.2 桥台台背压实度不满足要求

按照标准要求，在公路建设中，几乎所有桥梁、通道和明涵等都需要对其进行台背填土处治。由于台背填土压实度受诸多工程管理因素的影响，比如施工的用料、顺序、机械、经验和施工作业面等，在工程实践中普遍存在台背填土压实度达不到设计要求的现象，这也是造成路桥沉降段产生不均匀沉降的一个主要原因。此外，还有一个原因是路基路面在长期的公里荷载，以及自然原因的作用下，形成土基的塑性变形，致使路桥之间出现差异沉降，影响路面的平整性。

1.3 桥头引道沉降段结构设计不合理

在常见的桥头引道路基工程中，常用的处理路基的方法一般是粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板（即搭板）和加筋土法等。用这些方法处理的目的是降低路桥间的刚度变化，以及沉降差异，提高路基的整体强度，从而保证路面的平整性，避免桥头跳车现象的产生。从实际的公路工程建设中常用的处理路桥沉降段路基的方法分析表明，搭板结构是桥头引道沉降段最常采用的方法。然而，采用搭板结构时，搭板经常断裂，依然会出现桥头跳车现象。

2 路桥沉降段的结构设计

2.1 设计合理的路桥沉降段结构型式

在路桥沉降段的搭板长度和强度设计方面应合理。截止到目前，国际国内仍没有一个统一的路桥沉降段搭板设计标准。对此，只能根据桥头路堤和桥台的相对沉降量，以及人们对车辆行驶的舒适程度等实际情况来设计搭板的长度。

在路桥沉降段路基施工设计中，必须采用土工格栅技术。土工格栅技术有以下好处：土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载，能充分发挥土体的抗剪强度，减小土体的侧向变形，控制路基填土的侧向位移，从而增强路基的整体稳定性；土工格栅与路基填土的摩擦作用促使荷载可以在路基中重新分配，降低了桥台台背局部范围的受力，提高路基土体的整体承载力，从而减少沉降；水平摊铺的土工格栅具有弹性，在车辆荷载的经常作用下，会大大减少变形的累积。

2.2 严格控制路桥沉降段路面的变形

对路桥沉降段的路基路面工程实践研究分析表明，要控制路桥沉降段的变形，必须解决两个问题：一是严格控制沉降段内路基的工后沉降量和变路桥交界处的错落式沉降为连续的斜坡式沉降。二是在设计时，可根据沉降曲线换算计算出工后沉降量，换算后的工后沉降量应小于10cm，且要在观察二到三个月中，每个月沉降量不超过6mm时才可进行路面施工。

2.3 路桥沉降段的地基条件与路基条件

在填筑桥头引道路堤过程中，常用的采用土工合成材料加筋路堤方法既不能提高地基承载力，也不能有效防止地基沉降。土工合成材料的加筋只有在地基具有足够的承载力，路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下而不会产生较大的沉降时才会产生良好的效果。因此，高等级公路路桥沉降段的地基条件应是：保证路基的工后沉降小于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差小于0.4%，路基条件应达到《公路路基设计规范》（JTJ013-95）要求。

2.4 合理设置缓和沉降段

由于结构型式的不同，桥台刚度大的混凝土结构与柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构强度不一致。因此，在进行软土地基和地面上的路堤处治时，需要设置强度不同的沉降段。世界银行贷款项目为确保路堤强度过渡，要求使用不同的级配填料，在刚性桥台和柔性路堤之间设置长度不小于50m的强度渐变段。如果无能力设置50m渐变段，则建议设置渐变段的长度不要小于30m。若桥头引道无软土地基，路桥沉降段的差异沉降控制标准为5cm以内，沉降坡差控制在0.4%，则设置的强度渐变段长度最短应为13m。

3 路桥沉降段软基路基路面的施工

3.1 桥台软基的施工

桥台软基的施工技术主要有水泥粉喷桩复合地基法，超载预压法，塑料排水板法，强夯法和爆破法等。水泥粉喷桩复合地基加固软土效果好，施工工期短，但工程造价高；超载预压施工方便，但施工工期长，路桥过度段沉降量大。以上各种方法都有各自的特点，选择施工方法时应根据当地工程实际情况。为了尽可能消除软基路堤不均匀沉降的发生，应尽可能地对软土地基路段进行处治，特别是桥台地段应尽可能地进行长时间的预压，提高工程质量，减少工后沉降。

3.2 路桥沉降段的施工组织

完成桥台结构后，应尽快地对沉降段路堤与一般填土路堤进行施工。在对沉降段路堤与一般路堤的碾压时，应使用具有同等压实度能量的压实机械，填筑碾压到大致相同的高度。应同步填筑与碾压在路堤与桥台连接部位的路堤与锥坡。使用大型机械预压填土困难时，应改用小型振动压实机械。此外，对特殊的施工点，如深层软土地基和桥头高路堤，必须优先安排施工，进行静置预压直至符合规范为止。

3.3 路堤填料的选择

在填筑路桥沉降段路堤之前，要合理地选择填料。可以先选取不同的土壤做实验，进行比较分析，从实验结果中，选择出效果最好的土壤作为沉降段路基的填料。选择填料时应注意，宜选用干容重较大的砂类土壤或渗水性能好的土壤，严禁选择沼泽土、淤泥、含杂物及含水量大的土壤作为填料。

3.4 填筑台后

桥梁引道发生的路堤沉降主要有两种形式：地基沉降，以及路面与路基本体发生的压缩变形。一般情况下，路面上的压缩变形对路堤沉降的影响不大，一般不予考虑。从时间上划分，路堤沉降有三种：瞬时沉降、固结沉降和次同结沉降。其中固结沉降和次固结沉降是引起桥头跳车现象产生的重要原因。填筑材料的质量与填充材料本身对路堤沉降产生较大影响。研究表明，轻型材料可有效地减轻地基沉降，减小压缩变形。一旦材料被压实后，压缩模量得到提高，可以在一定程度上减少由反复荷载产生的累积变形。因此，在选取台背材料时，应严格仔细，选择满足要求的高质量的材料。填筑的范围一般是桥台后5～10m。选取材料时应按照以下原则：首先，由于路桥沉降段属于刚柔沉降段，因此填料的刚度应介于路基材料与桥台材料的刚度之间。其次，应选择易压实的填筑材料，因为台后对压实度有很高的要求，但是由于客观条件的限制，台后不易被压实。最后，填料还要求有良好的透水性。

3.5 做好排水施工

在气候湿热多雨，年降雨量大的地区，排水工程做不好，在地表水和地下水的长期侵蚀下，容易导致路基坍塌和翻浆，沥青路面松散，剥落和龟裂，水泥混凝土路面断裂等公路病害。因此，在这些地区进行台背路堤的施工时，应严格按进行照《公路排水设计规范》（JTJ018-970）的技术标准施工，应重视填土的排水，避免水对填土的浸泡和冲刷。其具体的方法是：设置充足的横向排水管和盲沟。若施工点的水位较高，不便直接填筑台背路堤时，可采用碎石设计成盲沟。这样可使施工填土不至于浸泡，而且满足填筑压实度的要求，能取得良好的施工效果。

3.6 严格进行软基路堤沉降监测

通过沉降监测，能及时发现软基路堤的沉降率，提高软基路堤的强度和稳定性。软基路堤施工时，必须严格按照路堤中心沉降速率和侧向位移速率小于设计要求的原则，选择合适的填土速度，进行分级填筑路堤，避免填土前慢后快的现象发生。通过沉降监测，准确确定路面的施工时间。在软基路堤填筑高度达到设计标高的前提下，在路面重量预压过程中，必须加强软基路堤沉降监测，并且采用双标准，确定路面施工时间。在连续二到三个月观测的沉降量每月不超过6mm。保证根据沉降曲线换算的工后沉降量小于设计容许值。只有满足上述两个条件，才能保证公路路面的性能，避免桥头跳车现象，有利于车辆行驶。

沉降法的基本原理篇4

关键词：公路路基；沉降预测；灰色系统

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：

1.引言

公路，尤其是高速公路,对路面平整性要求很高,在技术规范中有规定：在施工过程中必须进行沉降和稳定性预测。在研究中发现，国内外公路系统中很多专家都用统计回归模型等方法来对公路的沉降进行预测研究。这些数学模型都含有统计特性，它们都建立在若干数学经济假设之上，或者建立在对公路物理力学性质的假设基础上，或者需要庞大的数据来增加模型的精确程度。故其模型精度在较大程度上取决于建模因子的选择和数据规模，故而用上述模型进行数据的拟合时一般精度不高。因此灰色理论因为其模糊性且不需要庞大的数据等优势逐渐被人们重视，在与曲线拟合、人工神经网络、遗传算法等方法相比的情况下,灰色理论依然占据了很大的优势，所以在公路路基的沉降监测、预测中灰色理论的应用越来越多，但由于传统的灰色模型仅适用于等间隔且累加生成具有明显指数规律的原始动态序列。在现实中，因为各种复杂因素的影响，对公路路基沉降的观测很难做到等间隔时序观测，所以本文提出的非等时序灰色模型改进传统灰色模型等间隔时序系统的限制，拓宽了灰色预测的应用范围。

2. 公路路基沉降规律

公路路基沉降根据过程划分,可分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三种。

瞬时沉降：在荷载施加后,沉降全过程在短时间内立即发生的,与时间无关。

固结沉降和次固结沉降：随着荷载和时间变化而变化。

故从路基沉降的规律来看,我们在套用灰色模型进行公路路基沉降预测时，切不可带有简单性、盲目性，且其预测的精度与所选择的函数类型有重要的关系。在具体工程实践中,要根据工程的实际情况,合理地选择和应用模型,寻找最佳函数形式来拟合,以求最精确解。

3.公路路基沉降灰色系统理论

定义：灰色系统是指信息不完全与不确知的系统，它是一种综合运用数学方法对信息不完全的系统进行预测、预报的理论和方法。

基本思想:将与时间有关的已知数据按某种规则加以组合，构成白色模块，然后按某种规则提高灰色模块的白化度。

优点：在没有庞大的数据的情况下就能建模。

3.1等间隔的GM(1,1)模型

3.1.1建立模型

公路路基的沉降量观测及预测是以时间为变量，而对时间序列进行数量大小的预测称为数列预测。数列预测是以单一变量的GM(1,1)模型为基础的，该模型要求时序数据是平稳变化的。GM(1,1)中前一个“1”表示阶数，后一个“1”表示因素，在公路路基沉降预测中为时间。

设{x(0)}={ x(0) (1), x(0)(2)),… x(0) (N))为原始数据列，所对应的时间序列为t={t1,t2,t3,…tN}，该数列的一次累加数列为：{x(1)}={ x(1) (1), x(1)(2)),… x(1) (N))，且满足：

x(1) (k)=x(1) (m)

对 建立白化形式的微分方程： ……（1）

方程的解为：

然后确定k=1,2,3,…N-1时的值： , , …… 进而得还原数据：

，k=1,2,3,……N

3.1.2 参数估计

（1）式中的参数列为[a,u]T,，由最小二乘法得[a,u]T,=（B T B）-1 B T YN

其中，B=

YN= T

3.2 非等时序改进灰色模型

公路路基的沉降观测及预测是以时间为变量， 因此设随时间变化而形成的序列数据为

y(ti)={y(t1)，y(t2)，……Y(tN)}，i=1，2，3，……N

此序列的GM白化形式的微分方程为：……（2）

其数学解析式为： ，其中a,b为为待辨识灰参数；m,n为待辨识灰系数；y(ti)为因变量值；ti为自变量值。

对于灰参数a，b可采用一元线性回归辨识方法进行确定：令 ， 代入（2）式整理得：Y = ax + b, 而对于灰系数可由最小二乘法求得(m,n)=(A T A) -1A T Z。

其中：A= ，Z=

3.3建立模型需注意的事项.

本文提出的非等时序改进灰色模型是以随时间变化而形成的序列数据累加作为样本值，样本值对预测结果影响较大，所以进行样本选择时应该剔除变异性大的样本；另外，在公路路基沉降观测时也应该注意变异性大的观测值，控制观测质量；提高观测精度。

4预测模型的精度检验

4.1残差检验

预测的绝对误差为: ，k=1,2.3……N。

预测的相对误差为：

4.2后验差检验

设 为原始数列， 为模型模拟预测数列， 为残差数列，则

，解得：

，解得：

（1） 为均方差比值，给定 >0，当c< 时，则模型为均方比合格模型。

（2） 为小误差概率，对给定的 >0，当P> 时，则模型为小误差概率合格模型。

(3) 外推性好的预测，c必须小，小误差概率P大，按c和P将精度分为“好”、“合格”、“基本合格”、“不合格”四个等级。列表如下：

预测精度检验表

当P、c都在允许的范围之内，则可以应用模型预测，所建立的灰色模型精度满足要求。

5. 对公路路基沉降灰度检验的意义

(1)利用非等时序改进灰色模型预测公路路基沉降，所需的实测数据少，建模简单，可节省大量的人力、物力和财力，具有显著的经济和社会效益。

(2)传统的GM(1,1)模型对时序数据应有比较平稳的变化规律，但非等时序改进灰色模型突破了传统GM(1,1)模型等间隔时序系统的限制，预测精度更高。

(3)利用非等时序改进灰色模型预测公路路基沉降，将对公路路基的施工进度控制以及高速公路的监测维护起到积极作用。

5.结束语

灰色模型具有所需数据量少、计算简单、预测可靠性高等优点,非常值得在公路路基沉降预测中广泛推广,但在应用灰色模型时，有以下两点需要注意:

（1）鉴于公路路基沉降规律的复杂性,建议绘制原始数据沉降累计值曲线图,并对原始数据列进行分析,判断数据所处的沉降阶段,并根据不同的沉降阶段，对GM(1,1)模型进行不同程度的修正。在预测模型中还可以采用不同维数、等维新陈代谢等方法进行计算,并通过残差法和后验法进行精度对比,根据预测效果,以求最精确解。

（2)公路路基沉降观测数据往往提供的是沉降累积值,其已经进行了一次AGO累加生成,故在建立原始数列时,要通过累减的方法,得到时间段的沉降量,再进行计算。另外,灰色模型是正的数据列,故原始数列第一个数据不宜为零。这两点往往容易忽视。

参考文献：

[1]李亮，潘伯林．高层建筑基础设计方案的技术经济比较[J]．长沙铁道学院学报，1999，17(4)：41—45．

沉降法的基本原理篇5

关键词:饱和软土；堆载；沉降变形

中图分类号：P642.13+3文献标识码： A

1 引言

对于深厚饱和软土地基的处理，堆载预压被认为是最为有效的方法之一，其工艺简单，效果可靠，当工期充裕、堆载土方充足时，通常将其作为首选。虽然堆载预压法已经广泛应用在软基处理方面，但其理论基础仍未完善，在沉降计算理论、地基土层的沉降变形规律研究等方面仍有不足，仍需要进一步研究[1]。

本文以上海浦东国际机场四跑道工程为背景，首先分析了工程的特点及场区土层的物理力学特性，对大面积堆载作用下地基土的沉降变形规律进行了研究，在此基础上提出了经济有效的治理对策。

2 工程概况

工程场地原地面标高在2.5~4m之间，平均标高约为3m，工程的荷载分填土荷载和道面荷载两部分，主要工程荷载参数见表2-1。

表2-1 主要工程荷载

场地地基土层按其宏观特性可分成4个层组。地表层组(深度为0～5 m)：吹填形成，主要为吹填的粉细砂及淤泥质粉质粘土夹粘质粉土；浅部层组(深度为2～10 m)：以粉性土为主，夹层厚不均的饱和软粘土；该层组土层结构松散，土质不均匀，有较高的水平向和垂直向的渗透系数，但由于层状粘性土的隔水作用，因而不利于土体竖向排水固结。中部层组(深度为10～65 m)：以粘性土为主，具有高含水量、大孔隙比、低强度、高等压缩性以及低渗透系数等特点，不利于土体排水固结；该层组在附加应力作用下是产生主、次固结沉降的主要层组。深部层组(深度为65m以下)：以砂性土为主，中密～密实，具有中～低等压缩性。各土层的主要物理力学特性见表2-2[2]。

表2.2 物理力学特性

3 沉降分析

3.1 计算原理

地基沉降按种类可以分为瞬时沉降、固结沉降及次固结沉降[3]。其表达关系为：

（2-1）

---总沉降；

---由剪切变形引起的瞬时沉降；

---固结沉降；

---次固结沉降。

其中，天然地基的固结度按照太沙基一维固结理论计算，微分方程为：

（2-3）

式中：Cv—竖向固结系数。

竖向固结度按照式（2-3）计算，并简化得到：

（2-4）

式中：，

H---竖向排水距离（cm）。

--- 固结时间(s)；

---正奇整数(1,3,5,… …)。

3.2 沉降变形分析

选取场内具有代表性的土层剖面，进行工程荷载作用下的沉降变形分析，地基土层沉降随时间的变化情况见图3-1。

图3-1 工程荷载作用下地基土层的沉降变形曲线

从图中可以看出，在工程荷载的作用下，未经处理的天然地基总沉降量为91.1cm，工后沉降的50%会在3~5年内完成，沉降历时较长，20年后沉降趋缓，40年后沉降才能收敛。

4 堆载预压

针对在工程荷载作用下地基沉降量较大的实际情况，为满足工程的质量要求、减小工后沉降，采用堆载预压的方法进行地基处理，为加快沉降速率，采用超载60%的方式。堆施工从2012年1月17日开始，2012年3月4日完成堆载施工，堆载时间至2012年9月4日。堆载高度-时间模型见图4-1。

图4-1 堆载高度-时间示意图

在堆载的过程中，在堆载体内部设置了监测点，堆载至2012年9月4日时，根据监测结果，沉降已经趋于稳定，沉降速率小于0.3mm/d，对各监测点的原地面沉降量进行统计，统计结果见表4-1。

表4-1 地表沉降量

从中可以看出，在堆载预压的情况下，原地面沉降小于50cm的点为5个，占总点数的17%，沉降在50~80cm的点为21个，占总数的70%，沉降量大于80cm的占13%。

5 结论

⑴在工程荷载的作用下，工后沉降的历时较长，大部分沉降会在3~5年内发生，天然地基未经处理易产生不均匀沉降。

⑵本工程采用荷载超载60%、堆载时间18个月的地基处理方式是适宜的，能够满足机场场道对地基沉降控制的要求。

参考文献

[1]金宗川,顾国荣等，大面积堆载作用下软土地基变形特性[J], 岩石力学与工程学报,2005,24（6）：1056~1060。

沉降法的基本原理篇6

【关键词】地面沉降；危害；防治措施

引言

不均匀地面沉降是沿海大型在的油库普遍存问题。近年来发生的越来越频繁。地面沉降可导致地下管道扭曲折断、道路起伏不平、码头被淹没、建筑物产生裂缝甚至倒塌等，给生产、建设、生活带来极大危害。

一、工程概况

中油大榭燃料油库位于浙江省宁波市大榭岛北端东侧大田湾区域的西南部，建设场地属山前冲积小平原，西南、东南及西向三面环山，东北侧临海，库区陆域与码头岸线相距约150m。该油库储存油品为燃料油和重质原油，库容设计总规模为130×104m3，在库区东侧设6座10×104m3储罐，库区西侧从靠海边处向南依次布置6座5×104m3及4座10×104m3外浮顶油罐。该油库于2009年上半年建成投产。

库区总平面布置见图

二、场地条件

库区的自然地貌和地层分布复杂，环山部分岩石突露，高低错落，南侧岩体高达43.2m，部分岩体需开山挖除；腹地鱼虾池塘、沟渠遍布并且存在地表坡度，高差0～3m；地下土层分为13个地质层，分布薄厚不均并有局部缺失，基岩层起伏变化大，最大坡度达1：1.5；场内地势较低（标高-1.00～1.80m），地下水位偏高，与海水贯通，地表水域面积占总场地面积的1/2；库区设计地面标高为5.0m～5.5m，需要回填大量的土石方进行场地平整。（见表1）

三、沉降原因分析

根据工程地质条件，地基浅层范围内的淤泥质土层及场地平整的回填碎石土层由山脚向海堤逐渐加厚，厚度变化较大，本工程座落于深厚的淤泥质软土地基及场地平整的回填碎石土3m～7m之上，靠近海堤处的软土层厚度达到38m。

1、淤泥质土层

本工程对于深厚淤泥质软土地基进行了塑料排水板堆载预压处理，其水平侧向变形在较短时间内基本得到控制，竖向沉降还在继续缓慢增长，竖向沉降不均匀性的因素是多方面的，首先淤泥质软土本身具有不均匀性，其透水性差异较大，使得塑料排水板的工作性状和排水结果存在较大的不同；建筑材料的选择对处理的结果也会有很大影响，本工程因材料供给不足，将中粗砂滤水层改为密度较大的瓜子石，降低了透水性，给地下水的渗出排放带来一定影响。此外，施工顺序的合理安排、堆载回填的速度控制以及动态监测的信息配合等均是导致地基处理不均匀性现象的诱因，但所有这些现象经过相对时间沉积均已趋于平稳，地基得到快速固结。

2、回填碎石土层

由于库区自然地面较低（标高-1.00～1.80m），设计地面标高为5.0m～5.5m，需要回填大量的土石方进行场地平整。回填材料均为开山碎石土，回填厚度大约3m～7m，其最大厚度达10m左右。回填料碎石粒经大小不匀，一般为50mm～500mm，大者达1.0m～2.0m。在回填过程中由于没有进行分层振动碾压、夯实，虽经过运料车来回压，但根本达不到密实度要求的质量，形成欠固结土层。

（回填后场地现状照片）

根据现场实地考察及沉降原因进行分析，造成目前地面不均匀沉降的主要原因为：

1、水的影响，水滲入回填土中，破坏地基土的原状结构，直接导致欠固结回填土产生沉降，回填土土质疏松地带和回填土层较厚的区域沉降尤为明显。

2、回填土的厚度及填料碎石粒经大小不均匀，造成沉降不均。且回填土回填不密实，结构松散，土层性质差，离散性大，在施工期间一般只能完成最终沉降量的5%～50%以及当时还没有进行振动碾压，致使回填土层不密实，导致后来库区地面不均匀沉降。

3、库区场地回填土厚度较大，老海堤以外回填厚度达到10m以上，该区域由于其它原因没有对深厚淤泥质软土地基进行塑料排水板堆载预压处理，回填土作为外部荷载已超过200KPa，对原有土层产生附加压力，该附加压力超过原土层的承载力，导致原土层沉降，沉降传到地面，造成地面沉降。

四、沉降处理

沉降处理措施 由于库区正在生产使用无法采用强夯处理方案，对于振动较大的地基处理均不适合。

目前针对回填土沉降情况采用可行性方案，分别如下：

第一种方案：单管台升注浆施工工艺，采用钻孔灌浆法进行沉降回填土区域施工。对沉降量大的及回填土与混凝土地面有空鼓的位置，首先采用钻孔机械机械钻孔，钻孔直径现场确定，用钢管插入底部的回填土层中，插入深度应大于1.5m以上；采用灌浆机将特制的填筑浆液打入回填土中，直至浆液溢出钻孔处为止。此方案是将浆液与碎石土加固形成一整体，在地面一定厚度范围内形成一壳体。方案优缺点：施工工期短，操作简便，但费用较高。

第二种方案：分区域返工施工法，对沉降较为严重的区域或区块，对回填土层重新挖出在进行分层回填压实。方案优缺点：施工工序繁琐，工期长，但费用较低，后期反复情况少，沉降治理彻底。

第三种方案：桩基方案：对库区内没打桩的管线支墩、支架采用桩基加固处理。此方案实施较为困难，需要有一定的场地空间，费用较高，但彻底排除沉降危害。

五、建议

当库区场地建、构筑物的沉降不能满足设计要求或影响使用时，其处理步骤和主要处理考虑因素如下；

（1）分析造成场地产生沉降的原因，一般可从勘察资料的准确性、土质情况、地基承载力、上部结构荷载、外界环境变化、施工工艺影响等分析原因。

（2）对于人工填土较厚的场地，设计计算时一定要考虑填土为外部荷载是否超过原地基的承载力。

（3）当回填土层较厚时，要确保填土的压实质量以及岩土后期的欠固结沉降量；如果该地区岩土具有湿陷性和自重湿陷性，设计计算时需考虑岩土湿陷和后期自重固结沉降对桩侧产生的负摩阻力。

（4）根据分析的原因和可能造成的危害以及考虑场地施工条件，工期和经济效益综合考虑确定适合本工程的加固方案。

六、结束语

不均匀地面沉降一旦形成便难以恢复，其发展过程基本上是不可逆的，影响也是长远的。以往对地面沉降研究的重点及监控措施的投入一般只重视大型重要的建、构筑物的地基上处理，从而对一些小型的建、构筑物及地面的地基处理不十分重视。特别对于建设在沿海地区的油库由，于存在土地回填、海浪冲刷等种种复杂的地质情况，若地基土处理不好就会出现地面不均匀沉降的问题。以后在此类地区建设油库，应当引起我们对地面沉降问题高度重视，开始对设计方案的选择，以及在施工过程中的严格监测，尽量消除地面不均匀沉降的影响。

参考文献：

[1]《建筑地基基础设计规范》.GB 5007-2002 北京 中国建筑工业出版社 2002.

[2]《建筑地基处理技术规范》.JGJ 79-2002 北京 中国建筑工业出版社 2002.

[3]《地基处理工程实例应用手册》.叶书麟 北京 中国建筑工业出版社 1998.

作者简介：

李洪伟， 男， 1981年毕业于上海化工专科学校工民建专业，毕业后在中国石油华东设计院从事炼油结构。

沉降法的基本原理篇7

关键词：软土地基公路路堤设计软基计算

东莞镇区联网公路总长207.7km，公路等级一级，设计车速60km/h，双向四车道或双向六车道。包含老路改造加铺沥青路面、老路拓宽、新建道路三部分。按区域划分为5个标段。本文就一标段软土地基路堤设计进行重点论述。

一、水文地质概况

东莞地处珠三角平原区，地势低平，降雨充沛，河网纵横，地下水位受河水及潮水水位的影响。一标段内主要地表水系为东江及其支流水网，纵横交错。地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，局部具微承压性。地下水位8月期间稳定水位标高介于0.33～2.43m，随潮汐波动，但年变化幅度不超过2m。

原始地貌单元为海陆混合沉积地貌。建设范围内普遍分布有软土，主要特征是：天然含水量高，孔隙比大，压缩性高，强度低，渗透系数小。软土工程性质差。

二、特殊路基处理方法

本项目主要采用了以下几种特殊路基处理方法：

1．垫层法（清淤换填）

本方法用于浅层较软弱地基，即软土深度不超过3米。其基本原理是挖除浅层软土或不良土，换填砂砾，并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力，减少沉降量。但是如果换填厚度超过3m，从经济上来说不可取。

2．塑料排水板

本方法用于深厚软弱地基，且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在软基表面施加大于或等于设计使用荷载，经施工期预压后，使被加固土体中的孔隙水排出，软基完成大部分或绝大部分的沉降，预压完成后卸去预压荷载，地基有些回弹，交付使用后地基承受使用荷载再次沉降，但沉降量很小（仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量）。达到减少路基工后沉降、孔隙水排出同时，有效应力增加，土中孔隙体积减小，密实度加大，土体强度提高，地基承载力也得到提高。

本项目中采用等载预压。堆载分级施加，荷载施加按设计加载曲线进行。每200～300m设置一个检测断面，每个检测断面设置沉降板三组及边桩二组。当每天地基沉降量小于0.02mm时，可停止预压。

3．粉喷桩

本方法用于深厚软弱地基，且填土高度大于2m的路段以及桥头、涵洞等承载力要求较高的路段。其基本原理是通过施工设备将水泥与原状土的地基土充分搅拌而形成水泥土，通过水泥的水化反应及土颗粒与水泥水化物的凝硬作用、离子交换作用改变软土的性质，与桩间土形成复合地基，可以大大提高承载力，减少沉降。

三、设计计算

1．塑料排水板

本项目各层土的物理力学指标见表3-1：

各层土的物理力学指标表3-1

注：该路段地下水埋深0.79m，填土高度2m。

（1）设计

井径及间距经多次固结试算确定为：等效井径5cm，井距1m，三角形排列。本段软土层较厚，底层没有透水层，排水板的长度为穿透持力层0.5m。平均长度为13.0m。路基底部设置50cm砂垫层。并设置3%～4%的预拱度，保证砂垫层的使用质量。

（2）计算

①沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分。瞬时沉降是在加荷初始，地基土的孔隙水压力来不及消散，土的孔隙来不及调整，由地基侧向引起的。这种沉降一般不大，不宜精确计算。固结沉降是在上覆土压力作用下，地基中的孔隙水逐渐排出，体积发生变化引起的，是地基的主要沉降。次固结沉降是指孔隙水压力消散后，在一定有效应力的作用下，土骨架由于蠕动变形引起的，这种沉降很小，持续时间很长。

本工程采用压缩模量（Es）计算主固结沉降Sc：

式中：—压缩模量；

—地基中各分层中点的附加应力增量；

—分层厚度；

由上式计算得本段软土地基的主固结沉降为Sc=0.311m，总沉降S=mSc=0.421m。

再根据，

分别计算出竣工时及基准期结束时固结度Ut1、Ut2，则基准期（15年）内残余沉降St=（Ut2-Ut1）S=0.163m<容许工后沉降0.30m.

②稳定计算

采用有效固结应力法对打排水板前后的路基滑动面进行稳定验算，比较其安全系数。

路基滑动安全系数采用下式计算：

式中：—地基土内抗剪力，，；

—路堤内抗剪力；

—当第j图条的滑裂面在路基填料内时，若该土条滑裂面与设置的屠工织物相交，则P为该层土工织物每延米宽（顺路线方向）的设计拉力；

—各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和，；

经过计算，打排水板前后该段路基的滑动破坏最危险滑裂面安全系数分别为1.071，1.278，说明打排水板后路基才稳定。

2．粉喷桩

本项目各层土的物理力学指标见表3-2：

各层土的物理力学指标表3-2

注：该段地下水埋深1.05m，填土高度6m，为桥头路段。

（1）设计

桩径500mm；多次试算确定桩距1.2m，正方形排列；桩长须穿透持力层0.5m。桩喷粉量50kg/m（32.5R普通硅酸盐水泥），掺入比约15%。90d龄期无侧限极限抗压强度为1200Kpa。单桩容许承载力为110KN，复合地基承载力为150Kpa。

（2）计算

①单桩承载力及复合地基承载力计算

单桩承载力计算公式：；

式中：—强度折减系数，可取0.35~0.50；

—桩的截面积；

复合地基承载力计算公式：；

式中：—面积置换率；

—桩间土天然承载力标准值；

—桩间土承载力折减系数，当桩端为软土时，可取0.5~1.0；当桩端为硬土时，可取0.1~0.4；当不考虑桩间软土作用时，可取0。

根据地质资料，计算得单桩承载力，复合地基承载力。

②沉降计算

桩土复合层压缩变形按下式进行计算：

式中：—桩土复合层顶面的平均压力

—桩土复合层地面的附加应力，其值为，其中为桩土复合体的平均容重。

—桩长；

—桩土复合体的变形模量，其值为，分别为桩身灰土和桩间土的变形模量。可取（100～200）。

复合体底面以下未加固土体的压缩变形，采用分层综合法进行。

总沉降。

四、结语

软土地基在选择处理措施时，应考虑地基条件、公路条件及施工条件，尤其要考虑处理措施的特点、对地基的适用性和效果，以确定符合处理目的的处理措施。

参考文献

[1]JTJ017-96．公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S]．

沉降法的基本原理篇8

【关键词】软土地基 施工 路桥 工程

一、路桥软土地基沉降的原因

1、施工图设计不标准

软基路段由于地基沉降常常会引起桥头跳车现象。其原因主要是施工图设计不标准，采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距，导致地质钻探布孔过少，对应该做软基处理的地段未作处理设计。另外，雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低，而软土地基的钻探深度不够，未能准确探明软基范围和深度以及软土的物理力学性质，造成路桥过渡段路堤沉降。

2、软土地基处理不合理，路堤失稳

路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下，会形成土基塑料变形的积累，但是对软土基地的处理未够充分，常常伴随安全隐患，甚至导致路堤失稳。

3、软土地基路段结构设计不周密

由于台背填土使地基对结构物产生摩擦阻力和纵向推挤作用，引起桥台发生变位以至损坏。对于一些软土地基路段的过渡段工程处治措施有：粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板和加筋土法等。这些处理措施的主要目的是通过提高路基的整体强度，从而降低路桥间的刚度变化以及沉降差异，以减少路桥间的不平顺，从而防治或避免桥头跳车现象。

二、软土地基可能会对路桥工程的路面造成的影响

对于路桥工程来讲，地基是承担地基以上的所有荷载的重要基础，地基情况的好坏能够直接影响到公路的稳定性。当前由于施工条件的限制加之软土地基本身所特有的一些特点，致使很多施工单位都不能够有效地解决关于软土地基的问题，最终导致了公路或桥梁的面层遭到破坏、桥梁下部结构沉陷等情况。通过对软土地基所出现的问题进行分析我们发现，它所造成的破坏主要体现在以下几个方面：

1、沉降现象

对于公路和桥梁来说，其具有很大的车流量，这样的情况再加上软土地基的不稳定性，就会导致公路或桥梁的下部结构出现不均匀的沉降现象，致使公路或桥梁不能够正常运行。

2、侵蚀现象

路桥工程中，路面上所铺设的石、砂以及水泥等路面结构在使用的过程中会受到风雨的冲刷，继而在风力或雨水的浸泡、冲刷作用下出现侵蚀现象。这样的情况会严重的破坏路面的结构以及材料的紧密性。

3、硬化现象

在路桥工程施工的过程中，如果软土地基处理材料的混合比例不能够符合软土地基的标准，就会导致软土地基出现硬化的情况。造成这样情况的主要原因就是因为混合使用的软土地基的处理材料，能够影响软土地基的内部结构的稳定性。

三、路桥施工中软土地基的施工方法

1、加载预压法

从路桥过渡段的路基路面工程实践分析可知，路桥过渡段的变形控制必须严格控制过渡段内路基的工后沉降量；因此，其变形控制主要是控制路基工后沉降和路桥间差异沉降。该法是在工程施工之前用大于或等于设计荷载的填土荷载加载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降。经过加载预压处理后，地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土加载，成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载，以控制加荷速率，避免地基发生剪切破坏，使地基强度慢慢提高。该法原理较成熟，施工简单，不需要特殊的施工机械和材料。如软土固结系数小，软土的排水固结时间较长，会影响施工工期。如施工时间允许，可单独使用；如工期紧，可结合其它方法一起使用。

2、真空预压法

由于软土地基路段含有较多的松散有机物质。因此较多的粉尘、微粒都需要用到真空预压法来进行路桥软土地基的加固，然后再铺设砂砾垫层。不同的结构形式，采用不同的施工方法。桥台混凝土刚性结构，其逐步过渡到柔性的填土路基和沥青混凝土路面结构时，其强度不一致。因此，软土地基处治时，各段不同强度之间需设置强度过渡段。其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过用真空装置进行抽气，运用物理学中的大气压强差的原理，把密封不透气的密封膜里头的所有空气排出，从而作用于软土地基，这个方法并不会对软土地基产生剪切的破坏，反而有利于软土地基的加固。使地基具有足够的承载力，在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降。该法，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。

3、台背路堤加铺法

在路桥过渡段路基施工设计中，可采用土工格栅技术，目前采用的土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力，也不能有效阻止地基沉降。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果，因此在路桥过渡段高填方路堤或桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式。当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时，土工格栅能使土体的抗剪强度得到充分发挥，约束土体的侧向变形，地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降破差≤0.4%的控制标准。通过控制路基填土的侧向位移，增前路基的整体稳定性，从而增大了路基的变形模量。土工格栅与路基填土的摩擦作用，使路基土体荷载力得到提高，从而减少沉降；由于水平摊铺的土工格栅具有弹性，在车辆荷载的反复作用下，会减少或不会产生变形的累积。土工格栅的设置间距和长度应满足规范要求，需通过计算确定。

4、换填垫层法

由于一些路桥的软土地基层的厚度并不是十分厚，在施工处理的过程中，可将路基面层需要处理的范围以下的部分软弱、松散土层部分或全部挖除。如果桥头引道不存在软土地基，路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm，沉降坡差按≤0.4%控制，则强度渐变段长度应大于13m。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料换填称为换填垫层法。又或者可以将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。此法处理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。

结束语：

综上，可以看出路桥工程中的软土路基施工是一个非常复杂的问题，选取合理的方式处理来提高软土地基承载力以及稳定性，就要求施工单位采取最优化最有效的方案来进行处理，同时还需要做好完工之后的沉降控制工作。在目前的技术背景之下，切实提高填筑材料质量并且严格控制填筑速度，可以有效解决此问题。

参考文献：

[1]闫 青 路桥软土地基施工的技术探讨[J] 科技资讯 2012（15）

沉降法的基本原理篇9

关键词：观测点 沉降观测 注意事项

中图分类号：TU196 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-01

随着国家经济的发展，大型的工程建筑物日益增多，为保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，勘察、设计、施工资料的准确、完整，相应的沉降观测参数，数据，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。

1 沉降观测的基本要求

本次观测选择SOKKAI_SDL30 m及配套的铟合金水准尺为观测仪器，采用二等水准测量的观测方法来满足沉降观测的要求；从事观测工作的人员经过专业培训并能熟练掌握设备仪器，对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

2 具体施测程序及步骤

2.1 建立水准控制网

（1）首先选择测区周围一、二等水准点作为基准点，接着在测区周围布设工作基点，其布设方法为用钻机钻至新鲜基岩面（中风化或微风化），孔径为110 mm，把25 mm的钢筋插入孔底，清孔、锤实，用导管浇灌1∶1水泥砂浆。钢筋头露出所浇注水泥面2～3cm，顶部焊接钢制标芯并涂防锈油漆作为观测立尺点，然后设置保护箱盖。观测点的埋设一种是在建筑未施工前先设计好要预埋的位置，然后在建筑的过程中完成埋设；另一种是在已建成墙体上进行钻孔埋设，沉降观测点应布设在能全面反映建筑物地基变形特征的点位，本次布点采用第一种方法布设在建筑物的四角，分别命名为D1-1、D1-2、D1-3、D1-4。

（2）观测点体系：江南1号地位于我市华山路及滨江路交汇处，离松花江边大约100 m，选择二等水准点江永02作为起始高程点建立闭合水准网。

沉降监测网的主要技术要求 （n为测段的测站数）（见表1）。

2.2 观测时间、周期

（1）建筑物施工阶段的观测：在建筑物一层浇注完后，埋设好沉降观测标，并进行初次观测。之后每2层荷载观测一次直至主体封顶，填充墙完成后观测一次。

（2）建筑物使用阶段的观测：建筑物竣工后半年内，每3个月观测一次，以后每半年观测一次，直至建筑物上所测各观测点的沉降速率均小于0.01 mm/天，说明基础沉降已趋于稳定，即可停止观测。

2.3 沉降观测

沉降观测实质是根据已知水准点用精密水准仪对观测点定期进行水准测量，测出建筑物上观测点的高程，从而计算其下沉量。水准点（基准点、工作基点）是测量观测点沉降量的高程控制点，每次观测前要先检测水准点高程有无变动。测完观测点后，必须再次后视水准尺，先后两次后视读数之差不应超过±1 mm。连续使用6个月后应重新对所用仪器、设备进行检校。

沉降观测自始至终要遵循“五定”原则：即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

2.4 观测数据的处理

将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。

（1）沉降观测的记录应采用统一表格。观测的数据必须经过严格核对无误，方可记录，不得任意更改。

（2）绘制各观测点的下沉曲线

（3）绘制沉降观测示意图。

3 沉降观测成果的提交

（1）沉降观测成果表；

（2）沉降观测点位分布图及各周期沉降展开图；

（3）v-t-s（沉降速度、时间、沉降量）曲线图；

（4）沉降观测分析报告。

4 结语

对于人口密集的城市，因为土地有限而又昂贵，所以人们只能向空中谋求更多的空间，而高层建筑物具有节省用地、美化城市建筑景观等显著优点，于是高层建筑物迅速崛起。

但由于高层建筑往往采用桩基基础，且荷载较大，对高层建筑本身即内部基础和设备的相对位置有很高的精度要求，其施工将给高层建筑本身及周边建筑群体带来复杂的形变

影响。

所以，为了保障施工和运营的安全必须对高层建筑物进行沉降观测。

参考文献

[1] 黄国柱.建筑物沉降观测方法探讨[J].西部探矿工程，2006（12）.

[2] 陈坚荣.建筑物沉降观测的基本要求与监理要点[J].中国勘察设计，2009（3）.

沉降法的基本原理篇10

关键词：建筑施工 沉降观测 施测程序

随着社会的不断进步,物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善,同时,也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾,高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。

一、沉降观测的基本要求

1.仪器设备、人员素质的要求

人员素质的要求,必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算,做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

2.观测时间的要求

建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件,其他各阶段的复测,根据工程进展情况必须定时进行,不得漏测或补测。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期,一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期或按建筑物的加荷情况每升高一层为一观测周期,无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

3.观测点的要求

为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况,沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。通常情况下,建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。

4.沉降观测自始至终要遵循“五定”原则

所谓“五定”,即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。

5.施测要求

仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在观测过程中,操作人员要相互配合,工作协调一致,认真仔细,做到步步有校核。

6.沉降观测精度的要求

根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特除要求情况下,一般性的高层建构筑物施工过程中,采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

7.沉降观测成果整理及计算要求

原始数据要真实可靠,记录计算要符合施工测量规范的要求,依据正确,严谨有序,步步校核,结果有效的原则进行成果整理及计算。

二、具体施测程序及步骤

1.建立水准控制网

根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案,由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。

2.建立固定的观测路线

由场区水准控制网,依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图,确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿统一路线。

3.沉降观测

根据编制的工程施测方案及确定的观测周期,首次观测应在观测点稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构,首次观测应自基础开始,在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的),等临时观测点稳固好,进行首次观测。

4.将各次观测记录整理检查无误后,进行平差计算,求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。