软土地基沉降计算

稳定性检算与沉降检算软土地基上路堤的滑动稳定性，可采用圆弧法分析检算，其稳定安全系数F 应根据软土地基的特征和加固措施类型按下列不同情况计算：软土层较厚，其抗剪强度随深度变化有很明显规律时：0()i iiS h l F T λ+=∑∑ 式中 S 0—————地基抗剪强度增长线在地面上的截距（kPa ）;λ———抗剪强度随深度的递增率（kPa/m ）;i h ———地基分条深度（m ）；i l ———分条的弧度（m ）； i T ———荷载与地基分条重力在圆弧上的切向分力（KN/m ）。

当软土层次较多，其抗剪强度随深度变化无明显规律时，安全系数根据分层抗剪强度平均值计算：ui i iS l F T =∑∑ 式中 ui S ———第i 层的平均抗剪强度（kPa ）。

当其中有较厚层，其抗剪强度随深度变化又有明显规律时，可按式（）和式（）综合计算。

当考虑地基固结时：0()tan i i i cuii S h l UN F Tλφ++=∑∑∑Ⅱ 或 ui tan i i cui i S l UN F T φ+=∑∑∑Ⅱ式中 U ———地基平均固结度；i N Ⅱ———填土重力和上部荷载在圆弧上的法向分力（KN/m ）； cui φ———第i 层地基土固结不排水剪切的内摩擦角（。

）。

地基表层铺设土工合成材料加筋时，其承受的拉力应纳入抗滑力部分。

复合地基稳定性应根据滑弧切割地层及范围分别采用加固土（复合）或天然地基土抗剪强度指标进行检算。

软土层较薄或软土底部存在斜坡时，应检算路堤沿软土底部滑动的稳定性。

软土天然抗剪强度宜采用三轴不排水剪切实验、无侧限抗压强度、直剪快剪实验或十字板剪切实验确定。

路堤填筑临界高度宜根据稳定检算确定，也可用经验公式计算确定。

软土地基沉降量计算时，其压缩层厚度应按附加应力等于0.1倍自重应力确定。

软土地基的总沉降量（S ）可按瞬时沉降（Sd ）与主固结沉降（Sc ）之和计算。

对泥炭土、富含有机质黏土或高塑性粘土地层，可根据情况考虑次固结沉降（Ss ）。

堤身沉降计算及预留超高值软土地基在荷载作用下，总沉降包括：瞬时沉降Sd、主固结沉降Sc和次固结沉降Ss，总沉降S∞可按下式计算：
S∞=Sd+Sc+Ss；
瞬时沉降和次固结沉降较难通过理论计算，瞬时沉降一般为主固结沉降的20%~40%。

次固结沉降一般为主固结沉降的5%~10%。

主固结沉降是由于施工加荷后，土体排水固结而产生的沉降。

这部分沉降采用分层总和法。

∑=+ -
=
n
i
i
i
i
i
c
h
e
e
e
S
112
1
1
由于在计算过程中较难将瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三者区分开，所以在计算中，通过计算主固结沉降，再用沉降计算经验系数修正，即按下式计算总沉降S∞：S∞=Ms×Sc
根据浙东沿海软土地基上筑堤的经验，一般沉降计算经验系数Ms取1.4~1.6，本次取1.5。

本次计算了东堤、南堤、西堤典型断面各点的沉降量，堤顶最大计算沉降量见下表。

计算代表断面堤顶最大沉降量成果表
施工图中各标高均为设计标高，堤身各级层面需按理论沉降值与实际观测的差值预留超高值。

目前根据经验分析暂定各部分顶面超高值为别为：挡浪墙60cm，堤顶路面内外侧分别为50m和60cm，外海侧4.5或5.5平台内外侧分别为60cm 和40cm，砼灌砌块石和理砌块石平台内外侧分别为40cm和30cm，后破土方5.1m和3.5m及3.0等平台分别为50cm和40cm。

该值仅供施工中参考，今后需根据施工期原型观测资料分析，由设计单位、建设单监理单位和施工单位等相关部门商量确定预留工后沉降量。

如何准确测算软基沉降在高速公路的修建过程中，不可避免地要通过软土地基。

由于软土地基的压缩性大、承载力低、在外荷作用下会产生较大的变形，而过大的沉降或沉降差会影响路面的平整度及路面结构的稳定性，继而影响行车速度和安全。

因此，软土地基沉降计算方法的可靠程度对软土地区高速公路的建设具有十分重要的意义。

1 软土地基沉降的计算方法《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中计算软土地基的总沉降量有两种方法：一种是按瞬时沉降（Sd）、主固结沉降（ Sc）、次固结沉降（Ss）之和计算，即 S=Sd+Sc+Ss。

一种是采用经验系数校正法即 S=m·Sc ，m为沉降系数，它是考虑了地基的初始沉降、塑性变形及其它影响因素的综合修正系数，其大小与地基条件，荷载强度，加载速率等因素有关，取值范围为1. 1～1.7。

瞬时沉降是指在荷载作用下，因地基侧向剪切变形而产生的沉降，一般认为是当路堤填土荷载施加后立即发生并很快完成的，目前一般按弹性理论计算。

主固结沉降是由于地基排水固结而产生的沉降，一般采用一维压缩的分层总和法。

根据计算中所用试验参数的差异，分层总和法包括e-p 曲线法、压缩系数av法和压缩指数Cc 法等。

次固结沉降是指作用在土骨架上的有效应力基本保持不变的条件下，地基随时间的增长而发生的沉降,一般可利用土样的室内试验结果进行估计，其计算可按从主固结沉降完成后开始，由e-lgP曲线的斜率采用次固结系数法近似求得。

2 计算的误差分析2.1荷载强度计算路堤荷载作用下地基中不同深度处的附加应力是计算地基主固结沉降的重要内容，路堤荷载计算是把路堤看成一个梯形断面的无限长垂直条形均布荷载来考虑的，这与现场实际情况会存在一定差距。

地基沉降计算时，路堤荷载一般取为梯形断面范围内的填土荷重，但由于软土地基的沉降量较大，在施工期间的地基沉降是由后继填土补填起来的，从而会使实际填土荷载大于原设计荷载。

另外，当地下水位很高时，沉降至地下水位以下的填土会受到水的浮力作用，导致基底附加应力减少，从而影响了地基土附加应力的计算精度。

软土路基常见问题•路面竣工时地基沉降–施工结束时(最后一级加载结束时)的沉降，–按照任意时刻沉降计算公式；•基准期内的残余沉降–残余沉降=基准期结束时沉降—路面竣工时沉降；•基准期结束时地基沉降(可算任意时刻的沉降)–基准期结束时的沉降，按照任意时刻沉降计算公式；•最终地基总沉降–总沉降=沉降系数*主固结沉降（经验法），与时间无关。

1.沉降计算结果第二级加载结束最终软件认为最后一级加载为路面的施工，工后基准期起算时间选择“最后一级加载开始”，基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)开始时刻基准期结束基准期内残余沉降施工期开始第一级加载结束基准期路面开始施工时沉降基准期结束时沉降最终沉降2.工后基准期起算时间的选择第二级加载结束最终选择“最后一级加载结束”，基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻基准期结束基准期内残余沉降施工期开始第一级加载结束基准期路面竣工时沉降基准期结束沉降最终沉降竣工上车最终铁路：通车与最终沉降之差开始3.铁路与公路控制沉降的差别把上车时刻定义为工后基准期结束时间，看工后基准期沉降值与最终沉降值之差。

铁路：关心通车后的沉降量。

竣工基准期结束最终公路：基准期，即使用年限开始看工后基准期沉降值与竣工时刻的沉降值之差。

公路：竣工后与通车过程的沉降差。

4.老路拓宽沉降计算结果(一) 各级加荷的沉降计算1) 原路堤施工过程沉降计算计算位置为原路堤顶中心X = 21.000(m)(1) 第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，原路基计算高度= 0.000(m)，沉降= 0.000(m)加载结束时，原路基计算高度= 10.000(m)，沉降= 0.268(m)(2) 第2级加荷，从10.0~14.0月加载开始时，原路基计算高度= 10.000(m)，沉降= 0.269(m)加载结束时，原路基计算高度= 10.000(m)，沉降= 0.270(m)2) 新路堤施工过程沉降计算计算位置为路堤X = 44.500(m)第1级加荷，从74.0~80.0月加载开始时，拓宽路基计算高度= 0.000(m)，沉降= 0.000(m)加载结束时，拓宽路基计算高度= 15.000(m)，沉降= 0.439(m)第2级加荷，从90.0~94.0月加载开始时，拓宽路基计算高度= 15.000(m)，沉降= 0.607(m)加载结束时，拓宽路基计算高度= 15.000(m)，沉降= 0.665(m)（二) 新路堤路面竣工时及以后的沉降计算计算位置为新路堤拓宽部分X = 44.500(m)基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻不考虑沉降影响，新路堤的实际计算高度为= 15.000(m)路面竣工时,地基沉降= 0.665(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降= 0.950(m)基准期结束时,地基沉降= 1.615(m)最终地基总沉降= 1.200*3.345 = 4.014(m)5.计算时是否考虑地基沉降引起的增高“参数二”中“计算时考虑地基沉降引起的增高”的影响引起。

软土地基沉降计算
软土地基沉降计算是指根据软土地基的特性和荷载条件，通过计算来预测地基在荷载作用下的垂直位移量。

软土地基的沉降主要包括立即沉降和长期沉降两个方面。

立即沉降是指荷载施加后地基的初始沉降，一般由地基的重压引起，可以通过地基沉降试验或者经验公式进行预测。

而长期沉降则是指在荷载作用下，地基逐渐继续沉降的过程。

长期沉降一般由以下几个因素决定：土壤的压缩特性、剪切刚度、孔隙水压力变化等。

软土地基沉降计算的一般步骤如下：
1. 通过现场勘察和土质分析，确定软土地基的性质和特征参数；
2. 根据地基受到的荷载情况，计算出单位面积的荷载大小；
3. 根据软土地基的压缩特性和剪切刚度参数，利用合适的沉降计算方法，计算出荷载引起的立即沉降；
4. 根据土壤的压缩特性曲线和剪切变形参数，计算出荷载引起的长期沉降；
5. 对立即沉降和长期沉降进行合并计算，得到总体的地基沉降；
6. 利用计算结果进行地基设计和建设的评估。

需要注意的是，软土地基的沉降计算比较复杂且存在较大的不确定性，因此在实际工程中还需要考虑一定的安全系数，并进行实测验证和监测。

同时，不同的软土地基可能需要采用不同的计算方法和模型，具体计算时需要结合实际情况和相关规范进行综合分析。

海堤施工中软土地基沉降计算分析随着城市化进程的加快，海岸线的建设也越来越受到重视。

海堤是一种重要的海岸防护措施，可以保护海岸线不受侵蚀，同时也可以为人们提供旅游、观光和娱乐场所。

然而，海堤的建设不仅需要考虑到防波堤的抵御力，还需要特别关注软土地基的沉降问题。

本文将从海堤施工中软土地基沉降计算与分析角度出发，探究海堤施工中的沉降问题。

一、软土地基的特点软土地基是指由于含水量高、结构疏松、抗剪强度低等原因，导致地质力学性能异常差，易于引发地基沉降、沉降加速、渗流和液化等问题的一类土壤。

软土地基的特点是地基沉降大、时间长、非均匀性强、沉降面广、不稳定性高。

海岸作为一个相对易受侵蚀的区域，其土地多为海洋沉积物，软土地基比例较高，势必对海堤施工带来一定的难度。

二、影响因素软土地基的沉降与许多因素有关，如区域地质条件、地面附加荷载、水文条件、地表下渗流动、施工作业等因素。

在海堤施工中，由于挖掘土方的过程中会扰动地下水位，影响土壤物理力学性质，因此地下水变化也是一个需要考虑的因素。

此外，海堤施工所使用的填筑土、石子、水泥等材料也会对软土地基的沉降产生影响。

三、计算方法针对软土地基的沉降问题，其计算方法大致分为经验公式法、数值模拟法和国外试验法。

其中，经验公式法以其速度快、精度高等特点，是目前广泛使用的一种方法。

经验公式法的优点在于快速计算，容易理解。

但是经验公式法在应用时需要依赖于大量的实测数据，同时其适用范围有限。

相对于经验公式法，数值模拟法则更为精确。

数值模拟法可以通过有限元分析（FEM）、有限差分法（FDM）和超元法（FEM）等方法进行计算，可更好地反映软土地基沉降问题的实际情况。

数值模拟法需要建立地基-结构-土层耦合模型，模拟实际施工情况下的地基沉降规律，并可以考虑多种相互影响的因素。

但是，数值模拟法的计算复杂度较大，需要建立精细的模型，同时计算时间较长。

国外试验法是一种新的方法，是目前较为热门的一种沉降计算方法。