1、基于双曲线法的公路地基工后沉降预测摘要：通过对双曲线法原理的全面分析，结合浙江某高速公路地基沉降实测数据，对公路路基的工后沉降进行了预测并进行了分析，结果表明：通过对 K18+850 断面的现场的 475 天的观测，总的沉降量为233.6mm，预测沉降量为 289mm；根据双曲线理论对实测数据拟合效果较好，相关系数都在 90%以上，工程计算精度高；本路段为涵洞段容许工后沉降为 20cm，而本路段的工后沉降为 16.4cm20cm 满足规范要求。 中图分类号：TU47 文献标识码： A 0 引言 路基沉降监测与预测是软土地区高速公路建设中的一个主要问题。太沙基等人创立的经典土力学基础之上，其中引
2、入了许多简化假定，并按分层总和法分别计算。 目前，路基工后沉降预测的方法主要有三种：以经典土力学为基础的传统预测方法、本构理论为基础的数值计算法和根据实测沉降资料预测法。 由于理论计算方法本身的局限性，以及工程地质条件的复杂性，地基沉降完全依靠理论计算是不可能或不精确的，加上数值计算法还不成熟，因此，实际工程中经常采用根据沉降监测结果预测工后沉降的方法。其中双曲线法是浙江省内工程常用的推算方法，本文结合浙江某高速公路软基沉降实测数据，介绍双曲线法在沉降预测中的应用。 1 双曲线法原理 双曲线法近似认为地基的沉降变形量与时间成双曲线函数的关系，是假定沉降平均速度以双曲线形式递减的经验推导法。这是
3、一种纯经验的曲线配合方法，利用实测沉降量时间曲线，确定某拐点 t0(起点，通常取恒载下的某个时刻)，将实测 Stt 曲线的起点放在 t0 处，则沉降曲线将接近于双曲线，可近似地用双曲线方程表示，则： 从填土结束沉降趋向于缓和开始到任意时间的沉降量，可用下式求得 （1） 式中：初始沉降量； 时间 t 时的实测沉降量； a,b系数。 图 1 双曲线 St 关系示意图 则由上式可得， （2） 当时，最终沉降量可用下式求得， （3） 荷载经过时间 t 后的残留沉降量用下式求得 如果沉降过程的观测历时更长些，而且在求算时着重于后一阶段的沉降曲线，就可以得到较好的结果。故用此方案推测 t 时沉降，要求实测
4、沉降时间至少在半年以上。 2 工程实例 2.1 工程概况 本路段位于河低平地，地层主要为粉土和粉质黏土层，粉土为稍密中密；粉质黏土可塑硬塑；工程性质一般，软弱土主要为褐黄色粉质黏土，土质不均匀，软塑，韧性好，干强度高，软土层底部距离地表35m。软弱土有 3 层，厚度较大，连续分布，锥头阻力 0.60.9MPa，压缩模量较低，容许承载力在为 7084MPa 之间，总体性质较差。该段为路堤段，为减少软土地基沉降对路基造成的不利影响，特用水泥搅拌桩加固，桩间距为 1.5m，设计桩长确定为 9m，桩端位于软土层底部以下1.2m。 为确定该地基处治后沉降是否满足规范的要求，本研究采用实地观测与理论预测相
5、结合的方法预测工后沉降。 2.1 基于双曲线法的沉降预测分析 表 1K18+850 断面的路基竣工后实测沉降及计算 图 2K18+850 断面 t(t/St-So) 线性拟合关系 根据图 2 的拟合结果得 b=0.0061 则 表 2 沉降预估结果 从图 2 的拟合效果看较好，相关系数都在 90%以上，本路段为涵洞段容许工后沉降为 20cm，而本路段的工后沉降为 16.4cm20cm 满足规范要求。 3 结论 （1）本研究采用实地观测与理论预测相结合的方法预测路基工后沉降，通过对 K18+850 断面的现场的 475 天的观测，总的沉降量为233.6mm，预测沉降量为 289mm。 （2）根据双曲线理论对实测数据拟合效果较好，相关系数都在 90%以上，工程计算精度高。 （3）本路段为涵洞段容许工后沉降为 20cm，而本路段的预测工后沉降为 16.4cm20cm 满足规范要求。 总之，双曲线法能根据观测样本确定待定参数，从而更准确地预测和反映公路软土地基的沉降规律，对实测数据没有过多的要求，参数计算过程简便，双曲线法可较为方便地根据己有现场实测数据预测得到任意时刻工后沉降，从而判断路基变形是否达到稳定，为运营期路面的维修与养护提供决策依据。 作者简介：姓名:陶明军，男，出生于 1973 年 3 月，浙江桐庐人，浙江省桐庐县公路管理段从事路桥管理养护工作。
