对桥梁承载力与沉降的探讨__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论(2)

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载能力和抗沉降特性。
　　2公路桥梁地基的加固机理分析
　　传统的桥梁桩基理论是由桩全部承担上部荷载，不考虑桩间土直接承担荷载的作用。对于本文中提出的新的水泥粉煤灰碎石桩复合地基，作为一种刚性桩地基，与天然地基组成刚性桩复合地基，共同承担上部荷载。它是一种低强度混凝土桩，一般情况下，不仅可全长发挥桩的侧阻力，当桩端落到较硬土层时，也可以很好地发挥端阻作用，较大幅度地提高地基承载力。与钢筋混凝上灌注桩相比，该类地基桩的刚度和强度要小得多，这样有利于充分发挥材料的潜力，降低地基处理费用。
　　水泥粉煤灰碎石桩对松散砂土、粉土的加固机理：①挤密效应；②排水效应；③预震效应。复合地基成桩过程中，振冲器以一定的振动频率或冲击水平加速激振土体，使填料和地基土在提高相对密实度的同时获得强烈的预震。这种预震对砂土增强抗液化能力极为有利，对公路桥梁的运行安全性来说，这点是极为重要的。
　　水泥粉煤灰碎石桩对黏性土的加固机理：①桩体的置换作用。在荷载作用下桩体压缩性明显小于桩周土，因此基础传至复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中在桩体上，出现应力集中现象。②挤密作用。由于振动或冲击的挤压作用使桩问土得到一定程度的挤密。③时间效应。利用振动或冲击成桩法工艺施工将对桩间土产生扰动，特别是对高灵敏度的土体，其结构强度将有一定程度的丧失，土体的强度降低。但在施工结束后，随着恢复期的增长，结构强度也会逐渐恢复。
　　3公路桥梁的复合地基承载力计算
　　通过以上对组合型复合地基的定性分析可知，一般来说，强桩都能充分发挥作用，而弱桩承载力的发挥则需从两方面考虑：
　　(1)由桩身强度决定，如刚度较小的柔性桩。
　　(2)当桩身强度足够时，则由土对桩的承载力决定，而这又包含两方面的内容：一是土的强度决定对桩的最大支承力；二是土的变形性质决定的保证桩不发生过大沉降的最大支承力。对于第一种情况，公路桥梁的复合地基承载力公式为：
　　(1)
　　由于弱桩的强度较低，弱桩桩周上没能充分发挥作用。
　　(2)
　　对于这种情况，能够使强桩充分发挥作用，理论上讲，也能使弱桩充分发挥作用。
　　上两式中：：组合型复合地基承载力标准值，kPa；
　　：强桩、弱桩置换率；
　　：强桩、弱桩自由单桩承载力标准值，kPa；
　　：强桩、弱桩自由单桩横截面积，m2；
　　：弱桩、桩间土强度发挥系数(一般小于1.0)，
　　一般取0.9—0.95，重要工程或对变形有要求时，取0.75-0.90；
　　：桩间强度提高系数(一般大于1.0)，可根据经验预估，没有经验且无实测资料时，一般黏性土可取1.0。
　　公式中采用的是自由单桩的承载力标准值，而实际复合地基中单桩的承载力要比自由单桩的承载力高，这样就提高了组合型复合地基的安全储备。如何能充分发挥强桩、弱桩和土的作用，而又不因某局部首先破坏而导致整体丧失使用价值，是设计优劣的关键，设计时应注意不仅要保证整体上满足地基的承载力，还要保证每根单桩都能正常工作，并且要满足沉降量要求，而后一方面往往是至关重要的。
　　4公路桥梁组合地基沉降计算
　　一般情况下，公路桥梁组合型复合地基沉降由3部分组成：加固土层变形量S。，褥垫层变形S：，下卧层变形S，。由于褥垫层较薄，且变形模量相对较大，变形量S很小，通常可以忽略不计，则总沉降量S：S。+S。假定加固区复合地基为与天然地基分层相同的若干层均质地基，每一层的压缩模量都相应扩大几倍，然后按分层综合法计算加固区和下卧层变形，其公式如下：
　　(3)
　　式中：k：加固区分层数；
　　n：总分层数；
　　P0：对应荷载标准值的基础底面处附加压力，kPa；
　　Esi：基础底面下第i层土的压缩模量，MPa，它指i层土体在完全侧限的

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