[发明专利]一种高速铁路软基沉降计算深度确定方法

说明书

本发明涉及一种高速铁路软基沉降计算深度确定方法，属于交通工程技术领域，本发明针对目前高速铁路遇到软基埋深非常大或钻孔未揭穿的情况，沉降计算深度目前规范未明确的情况下，提出的一套全新软基沉降深度确定方法，利用桩网结构、L/3法、分层总和法和变形比法等已有理论和方法，进行分步计算，最后以最下1m计算层的沉降量与整个软基下卧压缩层总沉降量的比小于等0.025来确定沉降计算深度，本发明的确定方法，精确度能达到毫米级，为高速铁路软基沉降控制提供依据，保证软基施工的安全性。

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体的说，涉及一种高速铁路软基沉降计算深度确定方法。

背景技术

目前执行的铁路规范，沉降计算深度采用应力比法，铁路地基压缩层的计算深度按沉降计算深度Z处的地基垂直附加应力满足等于0.1倍计算深度Z处的自重应力控制。当按此方法确定的计算深度之下仍有软土层时，规范规定应增加计算深度或至软土层底。但当工程中对软基埋深非常大或钻孔未揭穿的情况，沉降计算深度如何确定才能准确控制软基沉降，目前，并没有合理的方法指导，如果计算误差过大，必然不能保证软基的安全施工。特别是对于对沉降按毫米级控制的高速铁路深厚软基路基沉降计算层深度确定，更是缺乏确定方法。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种高速铁路软基沉降计算深度确定方法，可提高软基沉降深度的准确性，且计算精度能达到毫米级。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

高速铁路软基沉降计算深度确定方法，包括以下步骤：

(1)根据铁路路基填筑高度及宽度、轨道荷载和列车荷载计算出作用于桩网结构项路的均布荷；

(2)采用桩网结构将铁路路基荷载传至下卧压缩层沉降计算起始面；

(3)用L/3法确定下卧压缩层沉降计算起始面，该起始面处附加应力值与桩网结构顶面均布荷载相同；计算下卧压缩层沉降计算起始面以下应力；

(4)求出下卧压缩层每层土的沉降量和下卧压缩层总沉降量；

(5)采用变形比法确定下卧压缩层计算深度，使得最下1m厚土的沉降量与下卧压缩层总沉降的比小于等于0.025。

进一步的，如不满足最下1m厚土的沉降量与下卧压缩层总沉降的比小于等于0.025的要求，则加深桩网结构，重复(2)～(5)步，直至满足要求，从而达到控制高速铁路深厚软基沉降的目的。

进一步的，桩网结构需满足桩端全断面进入持力层的深度不宜小于2倍桩径，桩端以下该层厚度不小于4倍桩径；桩桩间距不大于6倍桩径。

进一步的，步骤(3)中，下卧压缩层沉降计算起始面以下应力以30°角向下扩散，下卧压缩层沉降计算起始面以下应力随深度分布为：

式中，P_i：第i层处附加应力；

b_i：第i层附加应力分布宽度；

P₁：第1层处附加应力，其值与桩网结构顶面均布荷载相同；

b₁：第1层附加应力分布宽度，即桩网结构宽度；

i：下卧压缩层土层分层序号，i＝1、2……n；

n：下卧压缩层土层分层总层数。

进一步的，下卧压缩层每层土的沉降量和下卧压缩层总沉降量计算方法为：

式中，S：下卧压缩层总沉降量；

i：下卧压缩层土层分层序号，i＝1、2……n；