橋梁工程地基的穩定性思考論文

論文范文 時間:2019-11-09 我要投稿
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  地基土孔隙水

  江陰長江大橋沉井基底持力層的水文地質條件相對較為封閉,而以勘探資料數據顯示,長江河床中存在出露的基底持力層,該出露點距北錨碇為1080m,而長江水與孔隙水存在著一定程度上的聯系。長江江陰段為感潮河段,對于沉井基礎與北錨碇的穩定性及沉降來說,江水位的波動都會對其造成直接影響,而影響的程度則由地基土層滲透[2]性決定。另外,地基土固結效應也會受到地基土滲透性的影響。因此研究江水水力與孔隙水的聯系以及地基土滲透性的研究具有非常重要的現實意義。該工程對地基土體監測工作是,先在沉井封底之前,埋設9個振弦式滲壓計算觀測點于基底土層中,隨后實施對長江水位與孔隙水的聯動監測,以深入研究兩者之間的水力關系。其中4個點的監測結果如圖1所示。從圖中可以看出,兩者之間的水力關系非常密切,但是具體參考還需要考慮監測的時間滯后與水力損失問題。

  地基土滲透參數反演計算

  在獲取了監測資料參數以后,便開始對該工程地基土滲透參數[3]進行反演計算,其基本思路為:將監測結果資料輸入后,利用土工有限元正程序對沉井與錨體及地基土各點孔壓、位移在各個時間段和各種工程情況下的響應量進行計算,把相對應的觀測時間、觀測點數據代入公式。得到目標函數值后,將其代入收斂判別式中,如果能夠使判別公式的條件得到滿足,則計算所使用的參數能夠視為與實際孔壓滲透參數相符;如果不能得到滿足,則應對參數進行合理調整,然后重復計算步驟,直到最終得到與實際孔壓滲透參數相符的計算結果,即相應的實測孔壓滲透參數。北錨碇沉井地基土的初始計算參數見表1和表2。其中第四土層,即含礫中粗砂層對沉井基礎與北錨碇的穩定性與沉降的影響最大,而本工程所埋設的觀測點同樣位于第四層,因此本工程反演計算針對的對象就是第四層土體,其初始值的確定依據為室內試驗與抽水試驗,值為180m/d。最終得到的反演計算結果為,第四土層在北錨碇施工技術應用后,其滲透參數能夠合理下降23%,即41m/d。

  反合理性檢驗

  對反結果產生影響的主要問題就是結果的合理性與唯一性。本工程對反演所得的第四土層滲透參數的合理性與正確性進行驗證時,所采用的依據是完成錨碇澆筑后所得到的沉降監測值。向正算程序中將反結果得到的參數代入,便能夠得到相應的位移結果;再比較監測結果與實際監測值,即可得出合理性比較值(見表3)。通過表中數據可以看出,實際沉井基礎的監測值較為接近計算值,其相差值只有8%且不大于35%;而實測結果表明,計算值與實測值差異最大的部位是沉井南部,而差異最小的則是沉井北部。造成這種情況的主因是分區封底技術的實施,即沉降多的區域先封底,而沉降少的區域則是后封底的,從而造成沉井南北向的不均勻沉降產生。而本工程計算所采用的參數則是整體完成沉井封底時的參數。除此之外,第一土層至第三土層未進行實測與計算也是出現數據差異的原因之一。計算結果與反檢驗結果表明,該工程計算所得到的土體滲透參數是唯一且合理的。

  結語

  綜上所述,當橋梁工程所處區域下伏土層中有強滲透性、飽和的砂土層存在時,會因上部靜荷載所導致土體應力變化后的應力與位移變化而減小地基土體的滲透性,其減小的幅度取決于砂土層滲透性與應力狀態等因素。換言之,調整土體應力狀態會改變滲透參數,地基土體的排水條件越好,則滲透參數越小,其基礎穩定性就越佳。對于我國橋梁工程來說,地基的穩定性與安全性是決定橋梁使用壽命的關鍵因素。而我國地質條件復雜,加之橋梁工程所在的地質條件多為大厚度軟土,因此研究橋梁地基土體滲透特性是保證橋梁安全的前提與基礎。隨著科學技術的快速發展,各類新材料、新技術在橋梁工程中的應用,也會使橋梁地基處理更為科學、合理。

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