沉降法的基本原理(6篇)
沉降法的基本原理篇1
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_SDL30m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110mm，把25mm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100m，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0.01mm/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±1mm。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2
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,=（BTB）-1BTYN
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)=(ATA)-1ATZ。
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3
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4
[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。
5.统计表汇总。(1)根据各观测周期平差计算的沉降量,列统计表,进行汇总。(2)绘制各观测点的下沉曲线。(3)根据沉降量统计表和沉降曲线图,我们可以预测建筑物的沉降趋势,将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门,正确地指导施工。
6.观测中的注意事项:(1)严格按测量规范的要求施测。(2)前后视观测最好用同一水平尺。(3)各次观测必须按照固定的观测路线进行。(4)观测时要避免阳光直射,且各观测环境基本一致。(5)成像清晰、稳定时再读数。(6)随时观测,随时检核计算。(7)在雨季前后要联测,检查水准点的标高是否有变动。(8)将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门,当建筑物每天(24h)连续沉降量超过1mm时应停止施工,会同有关部门采取应急措施。
三、探讨的两个问题
沉降法的基本原理篇5
【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》.GB5007-2002北京中国建筑工业出版社2002.
[2]《建筑地基处理技术规范》.JGJ79-2002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6
【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。