沉降法的基本原理范例(3篇)
沉降法的基本原理范文篇1
论文摘要：本文结合京承高速公路某段高填土路基沉降工程治理，说明灌浆法的施工程序和方法，并介绍了本工程采用的一种新型的高水速凝材料，在压浆后1h内固结硬化的技术，通过对采用和未采用压浆技术的路段沉降观测对比研究，总结了该项技术的优点和取得的施工经验。
1．前言
高填方路堤由于施工和工程完成后在自然环境影响和汽车反复荷载的作用下，容易出现一些路基病害，引起路基的整体下沉和局部沉陷，边坡坍塌，影响公路的正常使用，降低了公路的评定等级。因此，为了正常发挥公路的使用功能，对于路基出现的沉降问题必须采取行之有效的措施，使路基处于良好的技术状态，工程中常采用的处置措施有：换土复填法、固化剂法、粉喷桩法和灌浆法。本文结合京承高速公路工程实践着重介绍灌浆法的加固方法和技术要点。
2．灌浆法的原理
灌浆法是利用液压、气压或电化学法原理，对下沉部分钻孔，孔深应穿透薄弱层，然后通过注浆管将浆液均匀的注入地层中，浆液以充填、渗透和挤等方式灌入填料的空隙，经人工控制一定时间后，浆液均匀地注入地层中，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结为一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定的“结石体”，防止或减弱路基的再下沉。
3．工程实践运用
京承高速公路为新建公路，线路全长47.3m。K54+730~K55+050处为高填方路堤，深度超过20m，本标段全长1700m，主路路基以填方为主，公路建成使用后，在K54+730处和K55+050处均发现路基明显沉降，为保证良好的通行必须采取措施进行治理，由于路基填方较高，填料为填石和土石混填，受压实条件的限制，后期沉降是不可避免的，针对工程实际情况、可操作性、经济性和处理效果分析，指挥部决定采用灌浆法进行路基加固。
3．1压浆材料介绍
一般工程中采用的水泥浆加添加剂，在实践中普遍存在凝固时间不宜控制、和易性差和体积干缩等弊病。本工程采用河北省交通科研所研制的高水速凝材料，该材料由A/B两种固体粉末材料组成，使用时与粉煤灰混合均匀加水搅拌，配合比为：高水材料：粉煤灰：水=1：3.5：3.5，A、B两种浆液单独放置24h以上不凝固，可以长距离、长时间输送、存放，易于施工；材料的凝结时间也可以调控，两种材料混合后，凝结时间可以控制在10~60min，早期强度高，2h后可达1.5Mpa以上；混合料凝固过程及凝固以后不收缩。这些优点非常适合压浆技术的实现，有效地保证了公路养护的效果。
3．2灌浆技术要点
（1）布孔
布孔原则：由于路基强度的要求，布孔要结合灌浆的特点、路基形态来考虑。既要充分发挥灌浆孔的效率，又能保证浆液灌充的路基加固范围，防止留下空白区和跑浆，布孔应视路基实际情况而定。布孔方法：依据原路基施工时的原始记录，估算路基孔隙率，通过试验测定灌浆量，然后确定钻孔数量。本工程采用梅花形布置压浆孔，孔间距3.0m。
（2）钻孔
钻孔时，为确保原路基不受破坏，成孔的孔径应尽量小，且必须采用干钻法，严禁加水，否则路堤受水浸泡，路基原结构受到破坏，造成不必要的经济损失，还会给注浆带来不必要的麻烦，钻孔深度视路基的高度和填料情况而定。
（3）灌浆
灌浆的主要技术要点是确定灌浆压力、浆液浓度和操作规程。灌浆时，灌浆压力是保证灌浆质量的重要因素。如果压力过小，浆液流不到预计范围内，扩散范围小易形成空白区；如果压力过大，则会损坏原路基结构，顶破路面或冲垮边坡，致使浆流沿路基薄弱部位冲出路基，达不到灌浆的目的，因此注浆压力应通过现场试验而定。表1为路基实施灌浆的数据表。
表1路基浆液数据表
3．3灌浆效果
对沉降段实施灌浆加固技术后，该路段K54+730和K55+050处的沉降情况大为改善，沉降已不再发展，跳车现象也基本消除，为了反映灌浆的效果，特在灌浆处和附近未灌浆处设立沉降观测点，对路基的沉降进行观测，数据见表2、3。
表2压浆路面标高统计表
3未压浆路面标高统计表
通车初期路面标高
近期观测标高
2005.7
-0.06792
-0.0831
表2、3的观测数据表明，注浆后路面的沉降得到了很好的控制，一年后的累计沉降量不到2mm，而未实施注浆的路面沉降继续发展，累计沉降量已达83mm，对比结果说明灌浆法的加固效果明显。
4．结束语
采用高水速凝材料的压浆技术在京承高速公路工程中的运用取得了明显的效果，并取得了许多的施工经验。混合料需要一定的和易性，以方便施工，严格控制配比，以保证灌浆的混合料结硬后不能有多余水分，保证有一定的膨胀性。
参考文献
[1]交通部第二公路勘察设计院。公路设计手册。路基[S].北京：人民交通出版社，1997
[2]郭贵平等级公路养护技术与养护机械。[M]北京：人民交通出版社，2001
沉降法的基本原理范文
关键词：高填方路基；沉降监测；措施
中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：
我国道路建设正面临高速发展时期，随着经济建设速度的加快，汽车行驶速度不断提高.对道路的行驶舒适性和安全性要求也越来越高。高标准的道路路线形是汽车快速、安全、舒适运行的基础，由于各种因素，为了达到一定的水平和目的，不可避免地要出现大量高填深挖路段。
目前，由于技术和施工带来的高填方路基处理不当或不彻底所造成的路面损坏已成为我国运营中各级道路所存在的普遍问题，其后续处理需耗费大量的人力物力，并对运行中的道路交通带来严重影响，同时破坏环境景观和生态平衡，给国家和人民经济造成巨大损失。
1高填方路基的特点
（1）填筑高度大，要求路基本身具有足够的整体强度和边坡稳定性;
（2）填筑断面面积大，填筑工程量巨大，路基的填筑缺陷相对较多，填筑质量保证较为困难;
（3）路基本身累积沉降大，对路基单位填筑高度的工后沉降要求更为严格;
（4）高路基稳定性需进行专门分析和验证。
2高填方路段沉陷后的危害
（1）高填方路段经常紧接大型结构物，以桥梁为例，桥梁大多为刚性结构物,由于台背回填土与路基填筑土各自的弹性模量差别极大,出现的沉降也存在较大差别,极易出现桥头跳车,影响道路的正常运营;
（2）高填方路段出现较大沉降后,致使路面开裂、基层断裂,加速路面的破损,严重危路面的正常使用;
（3）高填方路段的沉降进一步发展,可致使路基整体沉陷,横向挤压,出现路基失稳、崩塌,造成道路的损毁。
3监测路基沉降方法
（1）检测桩
用木桩和钢钎钉人土中，用水准仪超平，即可测量土体表面的沉降量。此方法比较简单，只能测定建筑物表面的沉降量，无法测试土体内的某一位置的沉降，对填土施工还有十扰因素。
（2）地基系数的检测(K30法)
路基在外力作用下会产生变形，变形量直接影响到路面的使用寿命。而路基表层变形量很难用物理指标(如压实度)来衡量。因此有必要建立一个力学指标(地基系数)来对工程质量进行控制。K30平板载荷试验作为一种抗力指标，能够直观地表征路基刚度及承载能力，物理意义明确，针对性强，与传统物理量纲相比具有明显的优越性，公路路基检测应该有针对的引入这一检测方式。
（3）沉降杯
将盛水密闭容器置于土中，容器上接出进水管、排水管和排气管至填土以外。进水管外部与测量杯相连。容器灌水后，容器内部的水位与外部观测水位一致，则可以通过观测量杯中的水位得到容器的沉降。其优点是构造简单，建造低廉，缺点是3根管的埋填要求比较高，如果埋设不平，容易形成气饱阻塞水管，使测试无法进行，此方法比较少用。
（4）磁环沉降仪
磁环沉降仪由分层沉降管、磁环、波纹管和分层沉降仪组成。在路基中间用钻机打孔至持力层，根据地质情况在相应深度处安装磁环，下好沉降管后，用膨胀土封孔，以便磁环和地层同步沉降，用分层沉降仪测量各磁环的位置，分别计算各地层的沉降量。其优点是操作简便，易于测试。其弱点同沉降板相似，主要是影响填土压实施工，机械容易撞坏沉降管，且形成压实死角，降低压实质量。
（5）水平测斜仪
与水压式剖面沉降仪相似，水平测斜仪也由沉降管和二次测试仪器组成。不同的是水平测斜仪无需注水系统，其沉降管是特制的PVC管。
探头内的主要元件是伺服加速度传感器。由于地基沉降，探头处于倾斜方向，通过重力加速度在敏感水平轴上的投影，可精确测量探头的倾角，再根据探头长度得到探头两端的高程差，从而得到沉降值。
4沉降处理措施
高填方路段防治的措施一般有:换填土法、固化剂法、粉喷桩法、灌浆法和铺设玻纤土工格栅法。下面结合以往治理高填方路基下沉、路面开裂等病害的情况，介绍经常采用的治理措施。
4.1换填土法
路基整体较好，局部路基下沉，经常采用换填土法。基本步骤:将原路基出现病害部分的填料挖除，把扰动的浮土清理干净，整平碾压达到压实度要求后，用符合规范要求的填料回填。换填时注意:挖补面积要扩大，且每层挖成台阶状，由下往上，逐层整平碾压，压实度要求高出原路基压实度1%～2%。
4.2布设土工格栅法
高填方路段路基下沉不明显，只是在路面上出现了纵向的开裂，经过一段时间的观测，发现沉降趋于稳定，可采用这种方法。步骤:将裂缝两侧的沥青路面用切割机对称切除(宽度以1.0m～2.0m为宜)，铺设上工格栅，用钢钉固定，重新铺筑沥青路面。
4.3灌装法
路基下沉的面积大、情况较严重，宜采用灌浆法。灌浆法是利用液压、气压或电化学原理，对路基下沉部分钻孔，孔深应穿透薄弱层。然后通过注浆管将浆液均匀地注人地层中，浆液以充填、渗透和挤压等方式灌人填料的空隙，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，使路基整体成为一个稳定的固结体。
由于浆液的扩散能力和灌浆压力的大小密切相关，所以不同填料及形态的路基，采用的灌浆压力主要取决于路基的密实度、强度、初始压力、钻孔深度、灌浆位置及操作规程等因素。一般对碎石土、砂砾土填料的路基，压力控制在0.5MPa～1.5MPa之间;对于勃性土填筑的路基，由于其渗透性很小，需加大压力，注浆压力为1.5MPa～4.0Mpa。
5总结
近年国内公路建设的规模和水平有了很大的提高，尤其是高速公路以其车速快、行车安全、通行能力大、运输成本和货物耗损低而成为我国公路发展的首要目标。填切交界高差6～10m以上者常见，高填方路堤大量出现，最大填方高度20余米甚至达30余米，所以高填方路基迅速发展。本文针对高填方路基沉降的问题展开分析，阐述了监测路基沉降的方法以及产生沉降后可以采取的措施，为以后的施工提供了相应的依据。
参考文献：
[1]董海等.高等级公路容许工后不均匀沉降指标的研究[J].森林工程，2002.3
[2]叶见曙。桥头引道工后沉降控制标准的研究[J].东南大学学报，1997.5
[3]马传明.珠江三角洲地区高速公路工后不均匀沉降问题初步分析[J].公路，2003.12
沉降法的基本原理范文
【摘要】不均匀沉降是建筑工程项目在建设过程中常出现的现象，很多时候不可避免，然而不均匀沉降问题危害着建筑结构的安全性，为了避免不均匀沉降吗，必须提高对不均匀沉降危害的认识，明确不均匀沉降的主要因素，以及对建筑结构中的不均匀沉降问题提出解决措施。本文通过对建筑结构基础不均匀沉降的原因进行分析，探讨控制建筑结构基础不均匀沉降的防治措施。
【关键词】建筑结构基础；不均匀沉降；危害；控制
前言：
建筑不均匀沉降的主要原因就是建筑物上部荷载分布不均匀，造成的持力层地基土的附加应力不均匀，从而造成不同部位土体不均匀压缩变形，将会引起建筑物的倾斜与下沉，甚至导致墙体开裂或者建筑的基础断裂，以下对建筑结构基础不均匀沉降的原因进行分析，并探讨控制不均匀沉降的措施。
一、建筑结构基础不均匀沉降的原因分析
导致建筑结构地基基础不均匀沉降的因素很多，但主要可分为地基方面的原因和上部房屋结构的原因这两部分。
1.来自地基方面的原因
建筑地基土体中孔隙的存在使其具有可压缩性，并且土体孔隙比随外荷载的增加而减小，这是导致建筑物沉降的主要内在因素。通常地基土是由多种不同特性的土类组成，并以局部的不规则地层出现，导致土存在不均匀性，此时浅基础下地基的不均匀沉降很大此外，地基不均匀沉降受本地土的成型历史的影响也较大，如当相邻建筑打过桩，由于振动，会破坏土的絮状结构，降低其强度，则建房后，沉降则明显大于同类土，并且房屋越靠近桩基部分，其基础沉降可能越大，并且沉降量随桩的长短、打桩的时间早晚变化显著。
加载速率对地基上浅基础不均匀沉降的影响也较大在静力加载的作用下，饱和粘性土有条件排水固结，抗剪强度随时间增长，并且土中的剪应力产生剪切变形，降低其强度，加载速率越大，后一方面越会起主导作用地基通常会由于抗剪强度的降低而产生局部剪切破坏，甚至整体剪切破坏，引起建筑物发生倾斜荷载增加的速率对软土地基的不均匀沉降有调整作用，当上部结构荷载有明显差异时，在早期对承受荷载大的基础适当增大其加荷速率，对不均匀沉降有调整作用。
2.来自房屋结构方面的原因
当建筑物的上部结构体型变化复杂或是平面不规则时，可能在地基中引起很大的不均匀沉降建筑物体型复杂，高低变化较大，各部分地基所受的荷载质量存在差异，必须会出现不同程度的不均匀沉降；平面形状复杂的建筑物，纵、横单元交叉处，会使地基中单元荷载产生的附加应力相互重叠，也加大了该处的沉降，再加上建筑各部分的刚度不对称，建筑整体性差，因而很容易遭受地基不均匀沉降的损坏。
在偏心荷载的作用下，建筑物基底会产生不均匀的附加应力，从而导致建筑发生倾斜，并且倾斜程度与偏心距e有关，通常认为：当eR/4时，转动中心靠近基础轴线，使得基础在受荷载较小的一边抬起。
由于地基中附加应力的向外扩散，使建筑物受到相邻建筑物的影响而产生沉降，如同一栋房子的基础彼此靠得很近，基础上及其附近有大面积堆载，相邻建筑物的距离近、埋深差异大，相邻建筑物打桩等因素，都可能导致建筑产生不均匀沉降。
二、控制建筑结构基础不均匀沉降的防治措施
1.做好建筑的地基处理
可采用振动、挤压等手段来减小地基土体孔隙比，依靠外力来提高地基土的强度并降低其压缩性，这类方法适合处理浅层疏松枯性土、松散砂性土、粘性土、湿陷性黄土等地基；对于含水率较高的软弱粘性土地基，可采用排水固结法来降低地基的含水率，以加速孔隙水的排出，使沉降提前完成或提高沉降速率，提高地基土的固结程度，地基抗剪强度也得到加强；对于浅层软弱粘性土地基，可通过置换法来以强度更高的砂、石灰、粉煤灰、碎石等材料置换软土，如通过强夯置换法、石灰桩法、振冲置换法、水泥粉煤灰碎石桩法等来使置换材料与周围土体共同形成复合地基，从而提高地基整体强度，承载力也大大得到提高，有效减少地基沉降；还可通过灌浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法等胶结法，来向软土地基土中掺入石灰、水泥、水泥砂浆等化学材料，与土体共同形成强度较高的复合地基，也会使地基承载力得到较大的提高。
2.合理做好建筑的形体和结构设计
（1）建筑物的体型应力求简单，尽量避免平面形状复杂和立面高差悬殊，制建好筑物的长高比，应尽量采用长高比较小的“一”字形建筑，若将建筑物的长高比控制在2.5左右，并适当对基础和上部结构采取一些加强刚度的措施，就可避免建筑的不均匀沉降；设计中要合理布置纵横墙，应使纵墙尽可能与横墙联结，以增加房屋整体刚度，并避免纵墙开洞、转折、中断而削弱纵墙刚度，这样可有效保证建筑物抵御不均匀沉降的能力。
（2）对于长度较大的建筑物，可合理设置沉降缝，以便将其分割成若干体型简单、长高比小、整体刚度大的独立的沉降单元，它们自成沉降体系，并且荷载变化小、地基相对均匀，可有效地避免不均匀沉降带来的危害。通常可将沉降缝设在以下位置：建筑物高度或荷载差异处，建筑平面转折处，建筑结构或基础类型不同处，过长的钢筋混凝土框架结构的适当部位，分期建造房屋交界处，地基土的压缩性有显著差异等地方。
3.做好建筑的施工措施
（1）加强原材料的进场检验，杜绝建筑工程中采用不合格材料的现象，对各种计量器具进行检测和校核，确保计量的准确性，使砂浆的品种、强度等级符合设计要求砖的品种、强度必须符合设计要求。
（2）采用逆作法施工，逆作法施工的基本原理是沿建筑物的外墙进行地下连续墙的施工，在建筑物内部的适当位置，打下中间支撑桩，使建筑的外墙既作为地下室外墙，又作为挡土围护结构这样可减少排土量，并与主体结构重量进行平衡，有效降低了建筑基础的沉降量。
（3）砖墙砌筑前，为防比拿错钢筋，应事先按标准加工好拉结筋，并做好使用前的技术交底，一般拉结筋按三个0.5m，即出墙外0.5m，埋入墙内0.5m，上下间距0.5m（抗震构造拄埋入长lm）；由于一般水平灰缝为8-12mm，为确保其饱满度，拉结筋选用Φ6.5mm。
（4）采用后浇带法施工，即在高层主楼和低层裙房相连处留施工后浇带，以消除它们的基础差异沉降导致的结构内力后浇带的位置应选在结构内力较小的部位。
总结：
综上所述，对建筑结构基础不均匀沉降的控制对建筑的安全具有极其重要的作用，是值得深入探究的话题，在科学技术发达的现今社会，建筑施工的安全需要可靠保障，必须切合发展需要，提高自身质量的同时提升竞争力，仔细分析建筑结构基础不均匀沉降的原因及危害，加深对不均匀沉降的认识，并采取有效措施来控制建筑结构基础不均匀沉降，从而确保建筑施工质量以及相对安全。
参考文献
[1]时向东，王伯霖.软土地区某办公楼地基不均匀沉降原因分析[J].建筑技术，2006，4（37）.
[2]史佩栋，高大钊，高层建筑基础工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.