道路沉降如何计算?

在工程设计中有时会出现在软基或吹填区域进行道路设计、施工,此时往往会用到道路的沉降计算,而目前就现有规范而言,不论是插板后的沉降计算还是复合地基的沉降计算,都是以建筑基础为例,道路沉降计算时,基础大小怎么选取呢?计算过程是不是与建筑地基沉降计算一样呢?

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刘裕华 - 电力岩土工程高工

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《公路路基设计规范》里提到了地基沉降计算,其中主固结沉降Sc就是采用分层总和法,建筑地基基础设计规范里所采用的分层总和法是最常用的,其他的地方性规范与此大同小异,具体在沉降计算经验系数的不同方面,上海市地基基础设计规范是软土地区常用的。路基的基础宽度通常按条形基础来考虑,也就是在矩形截面均布荷载作用下角点平均附加应力系数的查询时,按照l/b=10来考虑,z/b按照实际的深度与道路宽度考虑。

库仑吴汶垣 - 库仑工程师

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其实无论是道路的沉降还是建筑基础的沉降,其本质都是一样的,规范中的方法在沉降计算时实际上采用的就是使用压缩模量的分层总和法,而固结计算通常都是采用太沙基的一维固结理论。对于有排水板的情况,则是基于Biot理论的二维固结。

建筑基础沉降计算中有两个修正参数,分别和基础的宽度以及埋深有关,而道路的沉降则不考虑埋深。如果是填方路基,要计算填方下部地基的沉降,则按照填方的宽度取即可。如果是计算填方路基和地基共同的沉降,那么规范的方法可能就不适用了,因为填方路基本身在自重作用下也是会沉降的。

如果是考虑车辆荷载作用下的路基沉降,车辆荷载本身是一个动荷载问题,这里我们需要简化成静荷载去考虑。至于怎么简化,公路规范里面有相关的荷载标准,参照选取即可。

关于路基沉降的计算,为了更广泛的通用性,建议可以使用数值方法基于Biot理论计算,推荐两个案例供参考:

GEO5案例:固结沉降有限元分析

OptumG2案例:软土路基填方工程

GEO5上手相对容易,OptumG2可以解决更复杂的问题,例如不同固结度下的地基承载力计算。

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