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斜坡软弱地基路堤设计与工程策略研究

【摘要】:前文所构建的兼顾“变形”与“稳定”的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系,可依下列步骤在实际工程中予以实现。如分落于Ⅱ区,则一般问题不大;如分落于Ⅰ区,应设法在不降低稳定安全系数的前提下,提高地基侧向抗变形能力,以使得散点可转移过渡至Ⅱ区。该法显然需要熟练掌握数值计算技能,对现场技术人员要求偏高。

前文所构建的兼顾“变形”与“稳定”的斜坡软弱地基路堤双指标设计体系,可依下列步骤在实际工程中予以实现。

方法一:结合水文工程地质条件,依据断面几何参数、材料参数、填筑施工参数等,直接采用塑性有限元法(或有限差分法),开展多组数值仿真计算,获得地基变形系数与稳定安全系数(可通过软件内嵌的剪切强度折减法获得)的分布关系,观察欲讨论的实际工点sF-K散点分落于哪个区域。如分落于Ⅱ区,则一般问题不大;如分落于Ⅰ区,应设法在不降低稳定安全系数的前提下,提高地基侧向抗变形能力,以使得散点可转移过渡至Ⅱ区。该法显然需要熟练掌握数值计算技能,对现场技术人员要求偏高。

方法二:设计时,按照现行规范要求,采用简化Bishop法等刚体极限平衡法获得不同填筑高度时路堤稳定安全系数;然后结合现场施工,在下坡脚处、路堤中心线处等埋设测斜管、沉降板等传感器,测试地基最大侧向变形、地基最大竖向沉降,根据计算所获地基变形系数K的动态走势,对路堤的稳定性进行预测,当地基变形系数出现单调快速增长时,需采取相应的措施进行加固处理,以避免发生滑塌失稳。

需要特别说明的是,尽管因地层倾斜,路堤中心线处地基沉降并非地基最大沉降,但从工程施工监测方便、设计趋于保守的角度出发,实际工程可直接采用下坡脚处地基表面的侧向变形(使用位移边桩或测斜管监测)与路堤中心线处地基顶面的竖向沉降(使用沉降板等监测)之比值,作为斜坡软弱地基的地基变形系数,观察其随路堤分层分步填筑而动态变化的趋势,从而较好地实现动态反馈信息化施工,以确保工程安全实施。